موتورهای الکتریکی

موتورهای الکتریکی

موتورهای الکتریکی در بسیاری از عرصه های زندگی روزمره ما حضور دارند۔ بیایید انواع مختلف آن را یاد بگیریم!

فيزيك

کلیدواژه‌ها

elektromotor, electromagnetic induction, induction, engine, electric motor, AC motor, right-hand rule, electromagnet, magnetic field lines, induced current, direct current, coil, electric current, magnetic field, magnetic force, iron core, machine, energy, alternating current, electro, physics, electric, electricity

موارد مربوط

نماها

اثرات متقابل جریان الکتریکی n\ و میدان مغناطیسی

  • سیم رسانا
  • خطوط القایی مغناطیسی

تمام موتورهای الکتریکی از اثر مغناطیسی جریان الکتریکی استفاده می کنند۔

هنگامی که جریان در یک سیم حرکت می‌کند، یک میدان مغناطیسی در اطراف آن سیم تولید می شود۔میدان مغناطیسی همان تاثیری را روی یک آهنربا دارد که یک آهنربای دیگر می‌تواند داشته باشد،اما این میدان قابل تنظیم است۔ انداره میدان مغناطیسی تولید شده به شدت جریان و فاصله از سیم بستگی دارد، درحالی که جهت آن به جهت جریان وابسته است۔

سیم خم شده

  • سیم رسانا
  • خطوط القایی مغناطیسی

هسته به عنوان الکترومغناطیس

  • سیم رسانا
  • خطوط القایی مغناطیسی
  • هسته آهنی

میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان الکتریکی را می توان با تشکیل یک پیچه در سیم تقویت کرد۔با این کار، خطوط میدان مغناطیسی در مرکز پیچه متمرکز می‌شود۔

می توان با تشکیل تعدادی حلقه سیم ، یعنی با تشکیل یک سیم پیچ، و با پیچاندن آن در اطراف میله ساخته شده از مواد مغناطیسی، مثلاً یک هسته آهنی، میدان مغناطیسی را تقویت کرد۔

القا

  • سيم پيچ
  • آهنربا مغناطیسی
  • آمپرسنج

موتور جریان مستقیم

  • آهنربا دائمی
  • سيم پيچ
  • یکسوساز
  • قلم مو
  • هسته ی آهنی
  • عایق بندی

دو نوع اصلی موتور الکتریکی وجود دارد: موتورهای جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC)۔

همانطور که از نام آن‌ها پیداست، انرژی موتور های جریان مستقیم، توسط باتری یا منبع تغذیه خارجی که جریان مستقیم تولید می‌کنند، تامین می‌شود۔در ساده ترین نوع موتور های جریان مستقیم، استاتور یک آهربای دائمی و روتور یک آهنربای الکترومغناطیسی یا همان سیم‌پیچ است۔

جریان از طریق برس های کربنی وارد سیم‌پیچ می‌شود۔ سیم‌پیچ در نتیجه جریان الکتریکی، تبدیل به یک آهنربا می‌شود۔ سیم پیج برای هم تراز کردن قطب های خود با آهنربای دائمی، می‌چرخد۔ با این حال ، قبل از قرار گیری در جهت صحیح ،قطبیت جریان الکتریکی یکسوساز معکوس می شود۔ بر این اساس ، سیم پیچ به سمت قطب مخالف می‌چرخد و به این ترتیب این چرخش ادامه پیدا می‌کند۔

معمولا از چند سیم پیچ در روتور استفاده می‌شود، پس یکسو ساز نیز چندین قطبیت خواهد داشت که باعث می‌شود عملکرد روان تر شود۔

نقطه ضعف موتورهای جریان مستقیم این است که برس های کربنی فرسوده می‌شوند و پس از مدتی نیاز به تعویض خواهند داشت، و ذرات غبار کربنی که تشکیل می شوند می توانند باعث اتصال کوتاه شوند۔ علاوه بر آن موتور های جریان مستقیم پر سر و ضدا نیز هستند۔

موتور سنکرون جریان متناوب

  • روتور
  • استاتور
  • واحد الکترونیکی کنترل
  • جریان متناوب

نوع اصلی دیگر موتورهای برقی، موتور های جریان مستقیم هستند که شامل سنکرون و آسنکرون ها می‌شود۔

در موتور های سنکرون، جریان متناوب، که به صورت تناوبی نوسان می‌کند، به روتور فرستاده می‌شود۔ چنین جریان می تواند از برق اصلی یا به صورت الکترونیکی بدست آید۔ اگر جریان در سیم‌پیچ روتور ها با فاز مشابه تغییر نکند، میدان مغناطیسی دوار تولید می‌شود۔ اختلاف فاز می‌تواند با استفاده از خازن ها یا اجزا الکترونیکی پیچیده تر ایجاد شود۔در اکثر موارد،در روتور آهنرباهای دائمی وجود دارند اما ممکن است سیم پیچ هم وجود داشته باشد(که این سیم‌پیچ ها توسط جریان مستقیم منبع تغذیه خارجی تامین می‌شوند)۔ آهنربای روتور تلاش می‌کند که میدان مغناطیسی استاتور را دنبال کند، به همین دلیل با آن می‌چرخد۔ موتورهای سنکرون فقط می توانند با سرعتی کار کنند که مطابق با فرکانس جریان الکتریکی ای باشد که آنها را به حرکت در می آورد۔ زمانی که موتور سینکرون زیر بار کار می‌کند، روتور با زاویه خاصی متناسب با قطب استاتور، به فاز ۔۔۔۔۔۔۔۔۔، اما هر دو با سرعتی هماهنگ، عمل میکنند۔ در صورت افزایش بار ، زاویه نیز افزایش می یابد۔ اگر ناگهان بار زیادی به موتور وارد شود ، روتور و قطب استاتور از هماهنگی خارج می شوند و موتور متوقف می شود۔

این موتورها خود به خود شروع به کار نمی کنند ، آنها نیاز به مکانیزم شروع دارند۔ اغلب موتور های سنکرون، با مکانیزم القایی شروع به کار می‌کنند و تنها وقتی که به سرعت هماهنگ برسند به حالت سنکرون تغییر وضعیت می‌دهند۔ هنگام رانندگی وسایل نقلیه ، فرکانس جریان متناوب تأمین کننده موتور سنکرون با توجه به سرعت دلخواه وسیله نقلیه بصورت الکترونیکی کنترل می شود۔ از آنجا که در وسایل نقلیه الکتریکی مدرن جریان متناوب توسط یک مدار الکترونیکی و از جریان مستقیم تولید می شود این موتور ها می‌توانند موتور های جریان مستقیم تلقی شوند۔همچنین آن ها، موتور های جریان مستقیم بدون جاروبک نامیده می‌شوند۔

از مزایای موتورهای سنکرون در مقایسه با موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک این است که، اجزایی که فرسوده شوند و یا غبار تولید کنند وجود ندارد; عملکرد آنان کارآمد است و تقریبا هیچ صدایی تولید نمی‌کنند

موتور آسنکرون جریان متناوب

  • روتور
  • استاتور
  • واحد الکترونیکی کنترل

اصل عملکرد موتورهای آسنکرون مبتنی بر پدیده القای مغناطیسی است ، بنابراین به آنها موتورهای القایی نیز گفته می شود۔

موتور های آسنکرون نیز شامل استاتور و روتور هستند۔ استاتور شامل چندین سیم پیچ است که جریان متناوب به آن‌ها اعمال می شود۔ روتور می تواند یک استوانه فلزی یا یک سیم پیچ با اتصال کوتاه باشد که جریان خود را از منبع جریان خارجی دریافت نمی‌کند۔

اصول کار موتور های آسنکرون به شرح زیر است:

۱) جریان متناوب با فاز برابر در سیم‌پیچ های استاتور جریان نمی یابد، که باعث القای یک میدان مغناطیسی چرخشی در اطراف سیم پیچ ها می شود۔

۲) این میدان مغناطیسی دوار باعث ایجاد جریان الکتریکی در روتور می شود۔

۳) جریان الکتریکی القایی میدان مغناطیسی دیگری را در اطراف روتور ایجاد می کند

۴) دو میدان مغناطیسی با یکدیگر در تعامل هستند ، بنابراین روتور سعی می کند تا خود را با میدان مغناطیسی خارجی هم تراز کند۔ با این حال از آنجا که میدان مغناطیسی در گردش است، روتور نمی‌تواند به آن برسد بنابراین دائماً در حال چرخش است۔

یک میدان مغناطیسی دوار فقط هنگامی ایجاد می شود که جریان الکتریکی در سیم پیچ های استاتور در فازهای متفاوت باشد۔ اگر برای هدایت موتور از برق چند فازی استفاده شود،سیم‌پیچ های استاتور با فاز های مختلف سیم کشی می‌شوند۔ اگر موتور توسط نیروی تک فاز هدایت شود ، تغییر فاز سیم پیچ های خارجی توسط خازن ها یا الکترونیک پیچیده تر کنترل می شود۔

عملکرد موتورهای آسنکرون نسبت به موتورهای سنکرون پیچیدگی کمتری دارد زیرا در هنگام افزایش بار متوقف نمی شوند۔

موتورهای خطی

  • استاتور
  • روتور
  • حسگر

موتور های پله ای

  • روتور
  • استاتور
  • واحد الکترونیکی کنترل

موارد مربوط

ژنراتورها و موتورهای الکتریکی

ژنراتورها انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند، در حالی که موتورها الکتریکی انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند۔

موتور DC

موتورهای دی سی شامل یک آهنربای دائمی و یک سیم پیچ در مغناطیسی هستند که جریان الکتریکی در آن جریان دارد۔

Generating alternating current

Electric current can be generated by rotating an armature loop in a magnetic field.

زنگ برقی

زنگی مکانیکی که با استفاده از الکترومغناطیس کار می کند۔

Capacitors

Capacitors store electrical energy in the form of electric charge.

Dynamo (intermediate)

A dynamo converts mechanical energy into direct current.

Magnetron

One of the most important components of the microwave oven is the magnetron, which produces the microwaves.

Nikola Tesla's laboratory (Shoreham, USA)

This physicist-inventor and electrical engineer who mainly dealt with electrotechnics was undoubtedly one of the most brilliant figures of the second...

Transformer

A transformer is a device used for converting the voltage of electric current.

وسایل نقلیه سازگار با محیط زیست

ترکیب درایوهای بنزین و برقی می تواند باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای شود۔

ماشین الکتریکی

مدل S تسلا یکی از اولین خودروهای الكتريكي است که از نظر تجاری در دسترس است۔

قطارهاي ماگلو

یکی از مدرن ترین وسایل حمل و نقل ماگلو است که قادر است با سرعتی بیش از ۴۰۰ کیلومتر در ساعت حرکت کند۔

چگونه کار می کند؟ - پرینتر لیزری

این انیمیشن نحوه عملکرد چاپگرهای لیزری را نشان می دهد۔

How does it work? - Hair dryer

This animation demonstrates the structure and operation of hair dryers.

Added to your cart.