الکتروموتور تک فاز

بر خلاف تصور برق تک فاز به نسبت برق سه فاز در مصارف خانگی، برخی از ساختمان های تجاری و البته حتی در برخی از فعالیت های صنعتی پرکاربرد هستند. برق تک فاز به نسبت برق سه فاز از هزینه کمتری برای بهره برداری برخوردار است و دستگاه های الکتریکی که منازل مسکونی، تجاری و ادارات از آنها بهره برداری می شود به راحتی با استفاده از برق تک فاز به آسانی قابل بهره بری است. لازم به ذکر است که موتورهاای الکتریکی که از برق سه فاز استفاده می نمایند ساختار ساده تری دارند و از لحاظ طراحی و ساخت الکتروموتور تک فاز با هزینه کمتری تهیه می شود و همچنین قابلیت اطمینان بالا و البته راحتی در تعمیر و نگه داری از آنها می تواند دلایلی برای بهره گیری از این محصولات در کاربردهای مختلف باشد. با توجه به مزیت هایی که گفته شد می بایست اشاره نماییم استفاده از الکتروموتور تک فاز در جاروبرقی، پنکه، ماشین ظرفشویی و البته آنچه برای مصرف کنندگان گستره آبی اهمیت زیادی دارد انواع پمپ سانتریفیوژ شامل الکتروپمپ شناور، پمپ فشار قوی و پمپ گریز از مرکز رایج است. از این رو تصمیم به معرفی الکتروموتور تک فاز گرفته ایم.

انواع الکتروموتور تک فاز

به طور معمول الکتروموتورهای تک فاز جریان متناوب یا AC در سه دسته کلی تقسیم بندی می شوند. در این تقسیم بندی این سه دسته شامل الکتروموتور تک فاز القایی یا آسنکرون (قفس سنجابی)، موتورهای تک فاز سنکرون و موتور کموتاتور می شود. در این مقاله نیز اقدام به ارائه اطلاعاتی مربوط به الکتروموتور تک فاز القایی نموده ایم چرا که بر خلاف سایر انواع پرکاربردتر هستند.

ساختار الکتروموتور تک فاز چیست؟

همانند سایر انواع الکتروموتورهای قفس سنجابی، الکتروموتور تک فاز دارای دو بخش اصلی متشکل از استاتور و روتور هستند. بخش استاتور همانطور که از نام آن پیداست بخش stationary یا به عبارت دقیق تر ثابت در الکتروموتور القایی به حساب می آید و برای تامین نیرو این استاتور به منبع تغذیه جریان متناوب تک فاز متصل می گردد. روتور نیز با توجه به نامی که دارد و از کلمه rotating گرفته می شود بخش گردان الکتروموتور به حساب می آید. چرخش روتور نیروی مکانیکی راه اندازی دستگاه های برقی را از طریق شفت یا محور موتور فراهم می آورد. توجه داشته باشید روتور به کار گرفته شده در الکترموتور تک فاز القایی از نوع قفس سنجابی می باشد و از لحاظ ساختاری شبیه به الکتروموتور سه فاز القایی می باشد. با این حال لازم به ذکر است که استاتور الکتروموتور تک فاز دارای دو سیم پیچ به جای سه عدد سیم پیچ شبیه به الکتروموتور سه فاز است.

استاتور در الکتروموتور تک فاز القایی

در الکتروموتور تک فاز از نوع موتور AC برای کاهش جریان گردابی در حاشیه استاتور از هسته ای لایه ای بهره برده می شود که به طور کامل روی هم مهم و موم شده اند. از طرفی شکافهایی که روی استاتور قرار گرفته است برای در بر گرفتن سیم پیچ اصلی بهره برداری می شود. لازم به ذکر است فرایند مهر و موم استاتور توسط ورقه سیلیکونی صورت می گیرد تا تلفات هیسترزیس را کاهش دهد. زمانی که یک منبع برق تک فاز به استاتور در الکتروموتور تک فاز القایی متصل می شود در واقع انرژی الکتریکی به سیم پیچ استاتور می رسد و میدان مغناطیسی ایجاد می شود که منجر به چرخش روتور با سرعتی به نسب کمتر از سرعت سنکرون می گردد. سرعت سنکرون از تقسیم فرکانس ولتاژ منبع تغذیه در عدد 120 به تعداد قطب هایی که در موتور وجود دارد (Ns=120f/P) به دست می آید.
لازم به ذکر است طراحی و ساخت الکتروموتور تک فاز و سه فاز مشابه هم است و فقط چند تفاوت کوچک در بخش سیم پیچ ها در موتور تک فاز القایی وجود دارد. موتورهای القایی که تک فاز هستند به طور عمده دارای سیم پیچ هایی متحد المرکز هستند و با بهره گیری از سیم پیچ هایی متحد المرکز قابلیت تنظیم برای دورهای سیم پیچیده شده وجود دارد و از این رو می توانیم میدان الکترومغنطیسی ایجاد شده توسط استاتور را تنظیم نماییم. همچنین به جز موتور قطب سایه ای، موتور آسنکرون دارای دو عدد سیم پیچ استاتور است که با عنوان سیم پیچ اصلی و سیم پیچ کمکی شناخته می شوند که در فاصله دقیق مهندسی شده نسبت به هم قرار دارند.

روتور الکتروموتور تک فاز القایی

توجه داشته باشید همانطور که اشاره نموده ایم ساختار روتور در الکتروموتور تک فاز جریان متناوب همانند موتور سه فاز از نوع قفس سنجابی است و به شکل یک سیلندر با شیارهایی در طول این سیلندر در سطح روتور تهیه می شوند. این شیارها با هم موازی نیستند ولی به صورت اریب و کمی کج قرار گرفته اند تا از قطع شدن میدان مغناطیسی بین استاتور و روتور جلوگیری نمایند و البته به موتور القایی کمک می کند که با صدای کم تر و البته نرم تر کار کند. از طرفی شیارهای گفته شده در روتور قفس سنجابی با آلومینیوم، برنج و مس پر می شوند. البته لازم به ذکر است که حلقه های مس و آلومینیومی به صورت دائمی رسانای روتور را کوتاه می نمایند تا از پخش شدن میدان الکترومغناطیسی در خارج از روتور جلوگیری نمایند که به آنها حلقه های انتهایی گفته می شود. علاوه بر موارد گفته شده برای تامین استحکام مکانیکی در روتور، هادی های گفته شده روی روتور به وسیله حلقه های انتهایی مهار می شوند و از این رو یک مدار بسته همانند یک قفس را تشکیل می دهند و به همین خاطر با نام موتور القایی قفس سنجابی شناخته می شوند. با توجه به اینکه حلقه های انتهایی به طور موقت بارهای الکترومغناطیسی را مهار می کنند، با این حال مقاومت الکتریکی روتور بسیار کوچک است و با توجه به اینکه بار مغناطیسی دائما در حال قطع شدن و کوتاه شدن هستند. از طرفی بر خلاف موتور AC سه فاز، به دلیل نبود حلقه لغزنده و جاروبک ها در موتور الکتریکی تک فاز ساخت این محصولات آسان نموده است.

نحوه کار الکتروموتور تک فاز

برای کارکرد موتورهای الکتریکی چه این موتورهای الکتریکی به صورت جریان متناوب یا جریان مستقیم باشند، نیاز به دو شار مغناطیسی است که با قرار گرفتن در جریان شارش بار یکدیگر و واکنشی که بین این دو شار وجود دارد بتوانند نیروی گشتاور لازم را ایجاد نمایند. با نصب الکتروموتور تک فاز و همچنین اتصال استاتور موتور AC تک فاز به منبع برق تک فاز جریان متناوب در استاتور و یا سیم پیچ اصلی استاتور به جریان در می آید و این جریان متناوب یک شار متناوب ایجاد می نماید که با نام شار اولیه شناخته می شود. شار اولیه یا شار اصلی بر اساس قانون القای فارادی به رساناهای روتور متصل می گردد و رسانای روتور را قطع می نماید. با توجه به قانون فارادی این دو شار مغناطیسی منجر به ایجاد میدان الکترومغناطیسی در موتور می شوند و از آنجایی که پیش تر اشاره نمودیم این میدان مغناطیسی از نوع بسته است و از این رو جریان در روتور شروع به حرکت می نماید. جریان به وجود آمده جریان روتور و شار به وجود آمده در اثر القای فارادی نیز شار روتور می باشد و در نتیجه شار روتور و شار استاتور همانطور که گفتیم گشتاور لازم را ایجاد می نماید و منجر به گردش روتور می شوند.

راه اندازی الکتروموتور تک فاز

بر خلاف الکتروموتور سه فاز که به صورت خودکار راه اندازی می شود، الکتروموتور تک فاز دارای راه اندازی خودکار نیست ولی می توان روشهایی را پیش گرفت که موتور الکتریکی تک فاز AC به صورت خودکاری راه اندازی گردد. الکتروموتور تک فاز به این خاطر که شار تولید شده استاتور به طور طبیعی و در ابتدای کار به صورت متناوب است و این مساله باعث می شود که دو شار یکدگیر را خنثی نمایند و از این رو گشتاوری وجود نداشته باشد و از این رو راه اندازی خودکار صورت نگیرد. برای اینکه این مشکل را برطرف نماییم می بایست به جای اینکه استاتور به صورت متناوب طراحی شود به صورت شار دوار طراحی گردد. در واقع استاتور از نوع شار دوار در جهت مشخصی دوران می نماید و با این کار موتور القایی به صورت خودکار راه اندازی خواهد شد. با برقراری این میدان مغناطیسی دوار نیاز به دو شار مغناطیسی متناوب است که از اختلاف زاویه بین یکدیگر برخوردار باشند. زمانی که این دو شار به یکدیگر برخورد می کنند یک شار نهایی ایجاد می نمایند که به طور طبیعی از نوع دوار است که در جهت مشخصی به گردش در می آید. زمانی که موتور شروع به کار می نماید می توانید شار اضافی که در ابتدا اعمال نموده ایم را خارج سازیم و لازم به ذکر است که با خارج کردن شار مربوطه خدشه ای در عملکرد الکتروموتور تک فاز به وجود نمی آید و موتور تک فاز AC به کار خود ادامه می دهد.

قیمت الکتروموتور تک فاز

مصرف کنندگان عزیز می توانند برای کسب اطلاع از انواع الکتروموتورهای تک فاز و البته انتخاب و خرید الکتروموتور تک فاز به وبسایت گستره آبی مراجعه فرمایند و با تماس با شماره های موجود در این وبسایت از مشاوره رایگان مربوط به انتخاب و خرید موتور الکتریکی بهره مند گردند. لازم به ذکر است گستره آبی اقدام به ارائه دو مدل از الکتروموتورهای تک فاز می نماید که شامل الکتروموتور تک فاز موتوژن و الکتروموتور تک فاز شناور پمپیران می گردد که به ترتیب برای پمپ گریز از مرکز و پمپ فشار قوی و البته موتور شناور برای پمپ شناور بهره برده می شود. از طرفی برای راحتی مصرف کنندگان این شرکت اقدام به انتشار لیست قیمت الکتروموتور شناور پمپیران و لیست قیمت الکتروموتور موتوژن می نماید و به راحتی در اختیار مصرف کنندگان در وبسایت این شرکت قرار داده شده است.

سوالات متداول پیرامون الکتروموتور تک فاز

1. الکتروموتور تک فاز القایی چیست؟ یک الکتروموتور تک فاز از سیم پیچ هایی برخوردار است که با وصل شدن به منبع تغذیه تک فاز این موتور القایی قادر است میدان الکترومغناطیسی ایجاد نماید که روتور را به گردش در آورد. لازم به ذکر است الکتروموتور تک فاز از ساده ترین انواع موتور AC به حساب می آید که برای راه اندازی نیاز به یک مکانیزم آغازی دارد.
2. انواع الکتروموتور تک فاز چیست؟ بسته به نوع راه اندازی الکتروموتور به صورت خود راه اندازی یا راه اندازی غیر خودکار می بایست اشاره نماییم که الکتروموتور تک فاز شامل انواعی از جمله الکتروموتور تک فاز قطب سایه ای، الکتروموتور تک فاز اسپلیت و الکتروموتور تک فاز خازنی در نوع خود راه اندازی و در مدل الکتروموتور تک فاز القایی که دارای راه اندازی خودکار نیستند شامل الکتروموتور تک فاز القایی یا آسنکرون (قفس سنجابی)، موتورهای تک فاز سنکرون و موتور کموتاتور می گردد.
3. آیا الکتروموتور تک فاز از نوع جریان مستقیم (DC) یا جریان متناوب (AC) است؟ یک الکتروموتور جریان متناوب یا AC می تواند به صورت تک فاز یا سه فاز تهیه شود ولی الکتروموتور جریان مستقیم تنها به صورت تک فاز تهیه می شود.
4. تفاوت بین الکتروموتور تک فاز و الکتروموتور سه فاز چیست؟ الکتروموتور تک فاز و الکتروموتور سه فاز از نوع القایی به طور کلی دارای ساختاری مشابه می باشند ولی با این حال بین الکتروموتور تک فاز و سه فاز تفاوتی نیز وجود دارد. الکتروموتور تک فاز تنها به دو سیم برای تامین انرژی الکتریکی برای راه اندازی نیاز دارد و الکتروموتور سه فاز نیز از سه سیم برای تامین برق بهره می برد. ضریب قدرت الکتروموتور تک فاز القایی به نسبت موتور سه فاز القایی پایین است.
5. چه نوع موتور الکتریکی برای برق تک فاز مناسب است؟ الکتروموتور تک فاز القایی یا AC از جمله موتورهای الکتریکی با بهره وری بالا می باشد که قادر است انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل نماید. این موتور القایی تک فاز یکی از انواع الکتروموتور رایج در لوازم برقی خانگی و حتی در برخی موارد در دستگاه های صنعتی می باشد.

منبع مقاله:

• Single Phase Induction Motor- electrical4