موتورها که عموماً به آنها موتورهای الکتریکی نیز گفته می شود، در صنعت و زندگی مدرن بسیار رایج هستند و همچنین مهمترین تجهیزات برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی هستند. موتورها در اتومبیلها، قطارهای پرسرعت، هواپیماها، توربینهای بادی، روباتها، دربهای اتوماتیک، پمپهای آب، هارد دیسکها و حتی رایجترین تلفنهای همراه ما نصب میشوند.
بسیاری از افرادی که تازه وارد موتور می شوند و یا دانش موتور را به تازگی آموخته اند ممکن است احساس کنند که درک دانش موتور دشوار است و حتی دوره های مربوطه را مشاهده می کنند و به آنها «قاتل اعتبار» می گویند. اشتراکگذاری پراکنده زیر میتواند به تازهکاران اجازه دهد به سرعت اصل موتور ناهمزمان AC را درک کنند.
★اصل موتور: اصل موتور بسیار ساده است. به عبارت ساده، دستگاهی است که از انرژی الکتریکی برای ایجاد میدان مغناطیسی دوار روی سیم پیچ استفاده می کند و روتور را برای چرخش هل می دهد. هر کسی که قانون القای الکترومغناطیسی را مطالعه کرده باشد می داند که یک سیم پیچ پرانرژی مجبور به چرخش در یک میدان مغناطیسی می شود. این اصل اساسی یک موتور است. این دانش فیزیک دوره اول متوسطه است.
★ساختار موتور: هرکسی که موتور را جدا کرده باشد می داند که موتور عمدتاً از دو قسمت تشکیل شده است، قسمت ثابت استاتور و قسمت روتور دوار به شرح زیر:
1. استاتور (قسمت استاتیک)
هسته استاتور: بخش مهمی از مدار مغناطیسی موتور است و سیم پیچ استاتور روی آن قرار می گیرد. سیم پیچ استاتور: سیم پیچ، بخش مدار موتور است که به منبع تغذیه متصل است و برای تولید میدان مغناطیسی دوار استفاده می شود. پایه: هسته استاتور و پوشش انتهایی موتور ثابت هستند و حفاظت، اتلاف گرما و غیره.
2. روتور (قطع چرخان)
هسته روتور: بخش مهمی از مدار مغناطیسی موتور، سیم پیچ روتور در شکاف هسته قرار می گیرد. سیم پیچی روتور: برش میدان مغناطیسی دوار استاتور برای تولید نیروی الکتروموتور القایی و جریان و تشکیل گشتاور الکترومغناطیسی برای چرخش موتور.
★چند فرمول محاسبه موتور:
1. مرتبط با الکترومغناطیسی
1) فرمول نیروی حرکتی القایی موتور: E{1}}.44*f*N*Φ، E نیروی الکتروموتور سیم پیچ، f فرکانس، S سطح مقطع محیط اطراف است. هادی (مانند هسته آهنی)، N تعداد دورها و Φ پاس مغناطیسی است.
چگونه فرمول مشتق شده است ، ما به این چیزها نمی پردازیم ، عمدتاً نحوه استفاده از آن را خواهیم دید. نیروی الکتروموتور القایی جوهره القای الکترومغناطیسی است. پس از بسته شدن هادی با نیروی الکتروموتور القایی، جریان القایی ایجاد می شود. جریان القایی تحت یک نیروی آمپر در میدان مغناطیسی قرار می گیرد و یک گشتاور مغناطیسی ایجاد می کند که سیم پیچ را به چرخش سوق می دهد.
از فرمول فوق مشخص است که مقدار نیروی الکتروموتور متناسب با فرکانس منبع تغذیه، تعداد دور سیم پیچ و شار مغناطیسی است.
فرمول محاسبه شار مغناطیسی Φ{{0}}B*S*COSθ، هنگامی که صفحه با مساحت S عمود بر جهت میدان مغناطیسی باشد، زاویه θ 0، COSθ برابر با 1 است، و فرمول تبدیل به Φ{3}}B*S می شود.
با ترکیب دو فرمول بالا، می توانید فرمول محاسبه شدت شار مغناطیسی موتور را بدست آورید: B=E/(4.44*f*N*S).
2) دیگری فرمول نیروی آمپر است. برای اینکه بدانیم سیم پیچ چقدر نیرو دریافت می کند، به این فرمول نیاز داریم F=I*L*B*sin، که در آن I قدرت جریان است، L طول هادی، B قدرت میدان مغناطیسی است، زاویه بین جهت جریان و جهت میدان مغناطیسی. وقتی سیم بر میدان مغناطیسی عمود باشد، فرمول F=I*L*B میشود (اگر یک سیم پیچ N دور باشد، شار مغناطیسی B کل شار مغناطیسی سیم پیچ N است. و نیازی به ضرب N نیست).
اگر نیرو را بشناسید، گشتاور را نیز خواهید دانست. گشتاور برابر است با گشتاور ضرب در شعاع عمل، T=r*F=r*I*B*L (ضرب برداری). از طریق دو فرمول توان=نیرو * سرعت (P=F * V) و سرعت خطی V=2πR * سرعت در ثانیه (n ثانیه)، می توان رابطه با توان را تعیین کرد. ایجاد می شود و فرمول شماره 3 زیر را می توان به دست آورد. البته باید توجه داشت که در این زمان از گشتاور خروجی واقعی استفاده می شود، بنابراین توان محاسبه شده، توان خروجی است.
2. فرمول محاسبه سرعت موتور ناهمزمان AC: n=60f/P، این بسیار ساده است، سرعت با فرکانس منبع تغذیه متناسب است و با تعداد جفت قطب ها نسبت معکوس دارد. (یک جفت) موتور را به خاطر بسپارید، فقط فرمول را مستقیما اعمال کنید. با این حال، این فرمول در واقع سرعت سنکرون (سرعت میدان مغناطیسی دوار) را محاسبه می کند و سرعت واقعی موتور ناهمزمان کمی کمتر از سرعت سنکرون خواهد بود، بنابراین اغلب می بینیم که 4-موتور قطب عموماً بیش از 1400 دور در دقیقه، اما کمتر از 1500 دور در دقیقه.
3. رابطه بین گشتاور موتور و سرعت متر قدرت: T=9550P/n (P قدرت موتور است، n سرعت موتور است)، که میتوان از محتوای شماره 1 بالا استنباط کرد، اما ما نیازی به یادگیری استنباط نیست، این محاسبه را به خاطر بسپارید که یک فرمول انجام خواهد داد. اما دوباره یادآوری کنید، توان P در فرمول، توان ورودی نیست، بلکه توان خروجی است. به دلیل از دست دادن موتور، توان ورودی با توان خروجی برابر نیست. اما کتاب ها اغلب ایده آل می شوند و قدرت ورودی برابر با توان خروجی است.
4. قدرت موتور (قدرت ورودی):
1) فرمول محاسبه توان موتور تک فاز: P=U*I*cosφ، اگر ضریب توان 0.8 باشد، ولتاژ 220V و جریان برابر است. 2A، سپس توان P=0.22×2×0.{11}}.352KW.
2) فرمول محاسبه توان موتور سه فاز: P=1.732*U*I*cosφ (cosφ ضریب توان، U ولتاژ خط بار و I جریان خط بار است). با این حال، چنین U و I مربوط به اتصال موتور است. در اتصال ستاره، از آنجایی که سرهای مشترک سه سیم پیچ که با ولتاژ 120 درجه از هم جدا شده اند به یکدیگر متصل می شوند تا نقطه صفر را تشکیل دهند، ولتاژ بارگذاری شده روی سیم پیچ بار در واقع فاز به فاز است. هنگامی که از روش اتصال مثلث استفاده می شود، یک خط برق به هر انتهای هر سیم پیچ متصل می شود، بنابراین ولتاژ روی سیم پیچ بار، ولتاژ خط است. اگر معمولاً از ولتاژ فاز 380 ولت استفاده می شود، سیم پیچ در اتصال ستاره 220 ولت است، و مثلث 380 ولت، P{12}}U*I=U^2/R است، بنابراین برق در اتصال مثلث 3 بار اتصال ستاره است، به همین دلیل است که موتور پرقدرت از پایین آمدن ستاره مثلث برای راه اندازی استفاده می کند.
پس از تسلط بر فرمول بالا و درک کامل، اصل موتور اشتباه نخواهد شد و از یادگیری دوره سطح بالای موتور سواری نیز ترسی نخواهید داشت.
★سایر قطعات موتور
1) فن: به طور کلی در دم موتور نصب می شود تا گرما را به موتور منتقل کند.
2) جعبه اتصال: برای اتصال به منبع تغذیه مانند موتور ناهمزمان سه فاز AC استفاده می شود، همچنین می تواند بر اساس نیاز به ستاره یا مثلث متصل شود.
3) بلبرینگ: اتصال قسمت های چرخان و ثابت موتور.
4. پوشش انتهایی: روکش های جلو و عقب در خارج از موتور نقش حمایت کننده دارند.
موتورهای القایی مورد استفاده در فن های برقی و فن های تهویه با توجه به نیاز بار، سرعت را تغییر می دهند
موتور گیربکس فن برقی
فن برقی در یک جهت می چرخد و باد توسط پره های فن ایجاد می شود. از آنجایی که جهت چرخش ثابت است، موتور AC (موتور القایی تک فاز) مستقیماً به تیغه فن متصل می شود. موتور AC سرعت چرخش را با توجه به بار تغییر می دهد. از آنجایی که هیچ قسمت تماسی مانند برس وجود ندارد که به منبع نویز تبدیل شود، نسبتاً بی صدا و با سرعت کم می چرخد (توجه: متعلق به موتور بدون جاروبک است. ویژگی ها: صدای کم و عمر طولانی). موتورهای AC به دلیل هزینه تولید پایین معمولاً در فن های الکتریکی استفاده می شوند.
اگر داخل فن برقی را باز کنید، می توانید چند میکروفاراد خازن را ببینید. در راه اندازی یک موتور القایی، یک خازن ضروری است که می توان آن را به عنوان یک موتور خازنی فهمید. برای پنکه های برقی بزرگتر، پنکه های سقفی وجود دارد که می توان آنها را روی سقف نصب کرد. این نوع فن برقی مستقیماً تیغه فن را روی موتور القایی نصب می کند و مستقیماً حرکت می کند.
فن های رومیزی کوچک از موتورهای القایی با سیم پیچی قطب های سایه دار استفاده می کنند. در فن های برقی فوق فشرده قابل حمل، موتورهای DC برس دار و در برخی از فن های برقی موتورهای براشلس نیز دیده می شود. فن های برقی با باتری نیز وجود دارند که حتی می توان آنها را اسباب بازی نیز نامید.
موتور القایی تک فاز AC برای فن تهویه، دمنده و موارد مشابه نیز استفاده می شود. اصل تامین هوا اصل فن منشن دقیقاً به همین صورت است. پره ها مانند پروانه می چرخند تا جریان هوا ایجاد شود. دمنده برای خنک کردن افراد، فن برقی است. علاوه بر این، اگرچه موتورهای القایی عمدتاً برای فن های تهویه و دمنده ها استفاده می شود، موتورهای براشلس برای خنک کننده فن های تجهیزات دقیق و رایانه ها استفاده می شود.
