دینام چیست و چه انواعی دارد؟

تاریخچه‌ی اختراع دینام

نیکولا تسلا در سال 1882 اصول و قواعد میدان مغناطیسی را کشف کرد و موجب ایجاد راه و روشی برای بهره‌برداری و استفاده از این میدان شد. اصول کشف شده توسط این دانشمند در سال 1883 منجر به اختراع اولین موتور الحاقی دو فاز شد. چند سال پس از این واقعه، در سال 1885 گالیلئو فراریس شروع به تحقیق حول این موضوع کرد و در سال 1888، نتایج خودش را در قالب یک مقاله به آکادمی‌سلطنتی علوم در تورین ایتالیا تحویل داد. امروزه از تحقیقات این دانشمند به عنوان جرقه‌ای برای شروع انقلاب صنعتی دوم یاد می‌شود، زیرا او راهی برای تولید ساده‌تر انرژی الکتریکی و همچنین روشی برای انتقال و استفاده‌ی طولانی مدت از این انرژی در فاصله‌های طولانی پیشنهاد داده بود. این تحقیقات به اختراع موتور  امروزی منجر شد.

پیش از تولید و اختراع موتورهایی که بتوانند با جریان متناوب کار می‌کنند، موتورها به وسیله حرکت مداوم یک جسم رسانا، در بین میدان مغناطیسی ثابت کار می‌کردند. تسلا با استفاده از حذف کلکتورها از موتور قادر به اختراع نوع خاصی از موتور‌های القایی با حق امتیاز  0416194 در ایالات متحده شد. این دستگاه بارها مورد تحول قرار گرفت، تا این که در سال 1890 میخایل اسیبوویچ موفق شد موتور سه فاز روتور قفسی را اختراع کند که امروزه هم دارای کاربرد‌های زیادی در زمینه‌‌های گوناگون است.

 

دینام چیست و چه انواعی دارد؟

موتورهای الکتریکی نوعی دستگاه هستند که موجب تبدیل انرژی الکتریکی  به حرکت مکانیکی می‌شوند. در این دستگاه‌ها یک هادی حمل‌کننده‌ی جریان الکتریسیته تحت نیروی مغناطیسی قرار می‌گیرد، این امر سبب می‌شود تا از سمت میدان نیرویی به حامل جریان وارد شود. اين مبدل‌هاي انرژی بصورت دوار یا خطی ساخته مي‌شوند كه هر يك داراي كاربرد مخصوص خودشان هستند.

هر الکتروموتور صنعتی دوار دارای یک بخش متحرک و یک بخش محرک است.  بخش متحرک این دستگاه روتور و به بخش ثابت آن استاتور یا ایستانه نام دارد. میدان مغناطیسی موجب ایجاد گشتاوری در استاتور می‌شود، این امر موجب می‌شود روتور حول محور مشخصی دوران کند.

در حالت کلی موتورهای الکتریکی از لحاظ منبع انرژی به دو گروه تک فاز و سه فاز تقسیم می‌شوند. زندگی بشر به طور مستقیم یا غیر مستقیم به موتورهای الکتریکی وابسته است. موتورها از نظر نوع جریان برق مصرفی، در انواع گوناگونی از جمله DC یا جریان برق مستقیم، AC یا جریان برق غیر مستقیم و DC بدون جاروبک، ساخته می‌شوند. موتور سری، موتور موازی، موتور کمپوند، موتور خود تحریک، موتور مغناطیس دائم (PMDC)از جمله موتورهای هستند که با جریان برق مستقیم کار می‌کنند. موتورهای القایی و سنکرون دارای منبع برق متناوب و موتور پله‌ای، موتور DC بدون جاروبک، موتور هیسترزیسی، موتور رلوکتانسی، موتور اونیورسال مثال‌هایی برای موتورهای الکتریکی خاص هستند.

برای درک کردن بهتر موضوع و آشنایی بیشتر با دینام بهتر است با تعریف و مفهوم برخی از اصطلاحات رایج الکتریکی آشنا شوید.

میدان الکتریکی و بار آزمون

میدان الکتریکی در هر نقطه‌ای از مدار الکتریکی مساوی با مقدار نیرویی به نام (F) است که به بار مثبت کوچکی به نام بار آزمون() وارد می‌شود. برای اندازه‌گیری میدان الکتریکی (E) از فرمول زیر پیروی می‌کنیم.

E =

جریان و اختلاف پتانسیل  الکتریکی

به مقدار بار الکتریکی که در واحد زمان از نقطه‌ای از مدار عبور می‌کند جریان الکتریکی(I) گفته می‌شود. اگر نیرویی موجب حرکت الکترون از جایی به جای دیگر ‌شود، جریان یا شار الکتریکی ایجاد می‌شود. واحد اندازه‌گیری این جریان آمپر(A) است و توسط دستگاه آمپرمتر که بصورت سری یا متوالی در مدار نصب می‌شود، اندازه‌گیری می‌شود. نیرویی که باعث بوجود آمدن جریان الکتریکی می‌‎شود، اختلاف پتانسیل یا ولتاژ نام دارد. واحد ولتاژ، ولت (V) است. در واقع به نیرویی دیگر که موجب حرکت الکترون‌های آزاد در مدار الکتریکی می‌شود، اختلاف پتانسیل الکتریکی (R) گفته می‌شود. اندازه‌ی ولتاژ با دستگاه ولت متر، که موازی با مدار نصب می‌شود، قابل سنجش است.

جریان نامی به چه چیزی گفته می‌شود؟

به اندازه‌ای از جریانی الکتریکی که در شرایط معین، از دستگاه الکتریکی عبور می‌کند ولی باعث گرم شدن یا تنش‌های مکانیکی در دستگاه نمی‌شود، جریان نامی گفته می‌شود. اندازه‌گیری و آگاه بودن از مقدار جریان نامی یک دینام بسیار حائز اهمیت است.

 

مفهوم کار و توان الکتریکی

اندازه‌ی انرژی که توسط یک دستگاه الکتریکی انجام می‌شود و با واحدی به نام وات (W) نشان داده می‌شود. به مقدار انرژی که در واحد زمان توسط دستگاه‌ها تولید می‌شود کار الکتریکی گفته می‌شود که با واحد وات بر ثانیه (W/s) نشان داده می‌شود. اندازه‌ی توان ظاهری یک مدار را با واحد ولت آمپر (VA)، کیلو ولت آمپر و یا مگاولت آمپر نشان می‌دهند.

مقاومت در مدار الکتریکی

هنگامی که جریانی الکتریکی از مقطعی از مدار عبور می‌کند, عواملی موجب کند و مهار کردن این جریان می‌شوند. به این نیروی بازدارنده، مقاومت الکتریکی می‌گویند و با واحدی به نام اهم ( Ω ) اندازه‌گیری می‌شود. به بیان دیگر اگر جریان عبوری از مدار 1 آمپر و اختلاف پتانسیل دو سر مدار 1 ولت باشد، مقاومت مدار برابر با 1 اهم است.

یک موتور الکتریکی از چه اجزایی تشکیل شده است؟

هر دینام ‌ساده از 6 بخش با نام‌های آرمیچر، ذغال هادی، سوئیچ تغییر دهنده جهت برق، محور، آهن‌ربا و منبع برق  DCیا AC  تشکیل شده است.

الکتروموتورهای DC یا جریان مستقیم

موتورهای جریان مستقیم دارای آرمیچری با جنس آهن‌ربای الکتریکی هستند. جهت جریان الکتریکی توسط سوییچ گردشی به نام کموتاتور در هر سیکل دو بار برعکس می‌شود. این اتفاق باعث بوجود آمدن آهن‌رباهای موقتی در آرمیچر می‌شود که می‌تواند، با آهن‌ربای دائمی خارج آرمیچر دافعه یا جاذبه برقرار کند. سرعت دوران موتور با جریان مستقیم به گشتاور ترمزی، ولتاژ ورودی و گشتاور جریان ورودی بستگی دارد.

در ادامه چند نوع موتور الکتریکی سری معرفی شده است که بد نیست آن‌ها را بشناسید.

دینام DC سری

موتورهای DC دارای گشتاور راه انداز بالایی هستند و در صنایعی مانند جرثقیل‌ها، بالابر هیدرولیک، پرس‌های ضربه‌ای، لوکوموتیوهای شهری، آسانسور که به گشتاور راه اندازی بالا نیاز است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. دینام‌هایی که در لوکوموتیوهای مترو و تراموا استفاده می‌‍‌‌‌‌شود، موتور کششی یا اصطکاکی (Traction Motor)  نام دارند.

 موتورهای الکتریکی شانت (Shunt)

موتورهای الکتریکی DC شانت یا موازی، دارای حداکثر گشتاور حرکتی هستند. این موتورها در دستگاه‌های تهویه‌ی هوای صنعتی و دمنده‌ها وجود دارند. باید دقت کرد بار سنگین راه اندازی موجب بالا رفتن بیش از حد جریان آرمیچر آن‌ها می‌شود و در نتیجه موتور صدمه می‌بیند.

موتورهای الکتریکی DC  مرکب (Compound)

یک دینام DC مرکب دارای ویژگی‌های متوالی و موازی است و به دو نوع موتورهای DC  کمپوند اضافی و DC  کمپوند نقصانی تقسیم می‌شوند.

موتور DC کمپوند اضافی

اگر به یک موتور سری یا متوالی نیاز داشته باشیم که با برداشتن بار هنوز قابل مهار باشد و تعداد دور آن افزایش قابل توجهی پیدا نکند، از موتور DC کمپوند اضافی استفاده می‌کنیم. ابزاری مانند دستگاه‌های تراش مدتی بی بار می‌مانند ولی بعد مدتی دوباره زیر بار قرار می‌گیرد پس نیازمند این نوع موتور هستند.

موتور DC کمپوند نقصانی

اگر دستگاهی نیازمند سرعت ثابت و بار کمتر از بارهای نامی باشد، در آن موتورهای کمپوند نقصانی بکار برده می شود. این نوع موتور در آزمایشگاه‌ها هم استفاده می‌شود.

ویژگی‌های دینام های AC یا جریان متناوب

این نوع موتور در موارد صنعتی و خانگی بسیار کاربرد دارد و از مزایای آن می‌توان به طراحی مقاوم، قیمت متناسب با کارایی، کم بودن هزینه‌ی نگهداری و آسانی اتصال به منبع برق تغذیه کننده اشاره کرد.

طراحی یا دینام AC بسیار ساده‌تر از موتور DC است ولی برای کنترل سرعت و گشتاور این ابزارها باید به خوبی این مولدهای انرژی را بشناسید. این موتور ها از بخش‌هایی تشکیل شده‌اند که در ادامه‌ی مطلب به تفضیل به شرح آن‌ها پرداختیم.

نقش استاتور در موتور الکتریکی چیست؟

استاتور یک قطعه‌ی آلومینیومی یا آهنی سبک در موتورهای  ACاست. قطعات تشکیل دهنده‌ی استاتور مانند یک سیلندر تو خالی در هم فرو رفته و چفت شده اند. درون استاتور دارای شیارهایی است که توسط سیم پیچ‌هایی از سیم روکش دار پر شده‌اند که با برقراری جریان برق متناوب در آن‌ها میدان مغناطیسی چرخنده شکل می‌گیرد. این سیم پیچ‌ها تعداد قطب‌های استاتور را مشخص می‌کند. هر گروه از این سیم پیچ‌ها همراه با هسته‌ای که آن‌ها را احاطه کرده است، آهن‌ربای مغناطیسی را تشکیل می‌دهد.

وظیفه‌ی روتوردر موتورهای الکتریکی AC

اجزای تشکیل دهنده‌ی روتور معمولا شامل چندین قطعه‌ی باریک فولادی است که با میله‌های مس و آلومینیوم آرایش شده‌اند. روتور قفس سنجابی که ساختی محکم و ساده دارد، جز رایج‌ترین رتورهای مورد استفاده در یک  دینام است. در این روتور انتهای این میله‌های مسی و آلومینیومی توسط حلقه‌هایی به صورت الکتریکی و مکانیکی به هم متصل شده اند. این روتور از هسته‌ی استوانه‌ای چند تکه با محور موازی تشکیل شده است. این محور دارای چند شکاف یک میله‌ی مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی است که درون آن اجسام رسانا قرار می‌گیرند. اگر دقیق‌تر روتور قفس سنجابی را بررسی کنیم متوجه می‌شویم که این میله‌ها کاملا با هم موازی نیستند.

چرا میله‌های روتور با هم موازی نیستند؟

میله‌های روتور نسبت به هم بطور مایل قرار گرفته اند. این امر موجب می‌شود تا موتور صدای کمتری تولید کند و کمتر دچار مشکل شود. روتورها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که دارای دندانه باشند. این دندانه‌ها میدان مغناطیسی را جذب می‌کنند و بطوری رو به روی دندانه‌ها استاتور قرار می‌گیرند که تعداد دندانه‌های روتور و استاتور برابر باشد.

انواع الکتروموتورهای AC

موتور الکتریکی AC به دو نوع موتور AC سنکرون (Synchronous)و AC آسنکرون (Asynchronous) تقسیم می‌شوند.

موتور AC سنکرون چیست؟

موتورهای سنکرون، دارای روتور و استاتور سیم پیچی هستند. اگر این روتور را به جریان برق متناوب متصل کنیم، مشاهده می‌کنیم که روتور حول یا میدان دایره‌ای دور استاتور می‌چرخد. با برقراری جریان الکتریکی، موتور با سرعتی برابر با استاتور شروع به چرخش می‌کند.

الکتروموتور سنکرون در چه مواردی استفاده می‌شود

موتور سنکرون در موارد بسیاری کاربرد دارد. از موتور سنکرون دستگاه مناسبی برای اصلاح ضریب توان (Cosφ) می‌باشد، اگر از این موتور به منظور اصلاح بار استفاده شود، محور موتور سنکرون بی‌بار می‌شود و موتور الکتریکی بدون بار به فعالیت ادامه می‌دهد. در کارخانه‌ها به موتور سنکرون خازن سنکرون هم گفته می‌شود. استفاده از این مدل موتورها در ساعت‌های الکتریکی و ژنراتور سنکرون رایج است.

مزایای دینام سنکرون چیست؟

1. حساسیتی در مقابل نوسانات اختلاف پتانسیل و ولتاژ ندارد و می‌تواند با ولتاژ بالا فعالیت کند.
2. این دستگاه‌ها با بازده بسیار بالایی کار می‌کنند.
3. ضریب قدرت این دستگاه‌ها قابل تنظیم و کارامد است.

معایب استفاده از دینام سنکرون

1. بر عکس ضریب قدرت، سرعت موتورهای سنکرون ثابت است و نمی‌توان سرعت این دستگاه را به مقدار دلخواه تنظیم کرد.
2. تحمل بیش از حد بار اضافه موجب خرابی این دستگاه می‌شود.
3. این دستگاه قیمت نسبتا بالایی دارد و علاوه بر جریان برق متناوب به جریان برق دائم هم نیازمند است.
4. این نوع از دینام، به یک نیروی راه‌‌انداز اولیه که توسط یک موتور کمکی تولید می‌شود نیاز دارد.

موتورهای AC آسنکرون به دو گروه قفسه سنجابی و روتور سیم‌ پیچی شده تقسیم می‌شود.

دینام AC آسنکرون قفسه سنجابی چیست؟

این موتور دارای روتور استوانه‌ای شکل است و میله هایی آلومینیومی یا مسی درون شیارهایی  از جنس آهن یا فولادی جا می‌گیرند. میله‌های احاطه کننده‌ی روتور بصورت گرد، مستطیلی و یا به شکل دو حلقه‌ی که ممکن است به هم متصل شده یا جدا از هم باشند، ساخته می‌شوند. مشکل لرزش و قفل شدت موتور در لحظه‌ی استارت بوسیله‌ی میله‌های مورب روتور حل شده است. این میله‌ها موجب می‌شوند تا میدان‌های استاتور بر روی روتور هم‌پوشانی و تسلط داشته باشد و از قفل شدن آن جلوگیری کند.

مزایای دینام آسنکرون قفس سنجابی چیست؟

1. این محصول دارای قیمت بسیار مناسبی است.
2. این دینام دارای سرعت چرخش ثابتی در شرایط متفاوتی است.
3. تغییر بار در عملکرد این دستگاه اختلالی ایجاد نمی‌کند.
4. ضریب قدرت موتورهای آسنکرون قفس سنجابی نسبت به الکتروموتورهای سیم پیچی شده (Slip Ring) بالاتر است.

استفاده از دینام آسنکرون قفس سنجابی چه معایبی دارد؟

1. این دینام در بر برخی موارد با ضریب قدرت پایینی کار می‌کند.
2. کاهش ولتاژ در این موتور الکتریکی باعث تغییر دور نمی‌شود و اگر بخواهیم دور این دستگاه را افزایش یا کاهش دهیم باید از دستگاه (AC Drive)استفاده کنیم.
3. موتورهای آسنکرون قفس سنجابی، با تغییر مقدار جریان برق به نوسانات ولتاژ واکنش نشان می‌دهند.
4. این موتورهای الکتریکی دارای گشتاور پایینی هستند.
5. جریانی حدود 3 تا 7 برابر جریان نامی،در هنگام استارت وارد این دستگاه می‌شود.

همانطور که گفته شد یکی از مشکل‌های موتورهای قفسه سنجابی پایین بودن مقاومت روتور است. میله‌های روتور ابتدا و انتهای اتصال به حلقه کوتاه شده است. این امر موجب جذب شار زیادی در هنگام استارت می‌شود جون در این لحظه موتور هنوز خاصیت مغناطیسی به خود نگرفته است. افزایش شار و جریان موجب کاهش گشتاور دینام می‌شود. در موتورهای روتور سیم پیچی شده این مشکل تا حد زیادی برطرف شده است.

موتورهای روتور سیم پیچی

در این موتور به جای سیم‌پیچی شدن میله‌ها، روتور به طور مستقل سیم پیچی شده و انتهای این سیم پیچ‌ها به حلقه‌های لغزنده‌ای متصل است که توسط جاروبک‌ به خارج موتور هدایت می‌شوند. جریان کشی این موتور، با قرار دادن بانک‌های مقاومتی بر روی سیم پیچ‌ها تنظیم می‌شود.

عملکرد بانک مقاومتی، راه انداز یا استارتر

برای رسیدن موتور به دور نامی، راه‌انداز باید از سه مرحله عبور کند. در مرحله‌ی اول، پس از رسیدن موتور به حدود 30 درصد از دور نامی، کنتاکتورها از مدار خارج می‌شوند و روند دورگیری دینام ادامه پیدا می‌کند. در مرحله‌ی بعدی دستگاه به 50 تا 70 درصد دور نامی خودش می‌رسد و سرانجام پس از این مرحله استارتر به طور کامل از مدار جدا می‌شود و موتور هم به دور نامی می‌رسد این نوع از دینام در آسیاب‌ها، سنگ شکن‌ها، جرثقیل‌ها و در صنایع سیمان و فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

ویژگی‌های مثبت موتور AC آسنکرون روتور سیم پیچ

1. استاتور این دستگاه گرم نمی‌شود.
2. موتور این دستگاه، می‌تواند زیر بار بطور مکرر استارت بزند.
3. جریان و شار این موتور در شرایط مختلف تنظیم می‌شود.
4. در هنگام استارت، این دینام دارای حداکثر گشتاور است.

دینام AC و انواع آن

این موتورها هم همانند انواع قبلی دارای بخش ثابت استاتور و بخش متحرک چرخنده هستند. میدان مغناطیسی که باعث چرخیدن روتور بکار می‌رود مجازی است. این نوع از موتورها تعداد کلاف های استاتور، به دو گروه سه فاز و تک فاز تقسیم می‌شوند. درون همه‌ی موتورهای مدل AC دو سری آهن‌ربایی وجود دارد.

در دینام سه فاز AC، استاتور مسئول تامین میدان مغناطیسی دوار طبیعی استفاده می‌شود. این در حالی است که ابزارهای الکتریکی یا مکانیکی در موتورهای DC مسئول تولید این میدان چرخنده هستند. به وسیله یا ابزار الکتریکی خارجی، میدان مغناطیسی چرخشی لکتروموتور تک فاز  AC پدید می‌آید.

 

ویژگی‌های دینام تک فاز AC

همانطور که از اسم این موتور مشخص است این دینام با جریان برق متناوب کار می‌کند و در خود دارای کلاف‌ها و پیچه‌هایی است. کم بودن هزینه‌ی نگهداری این موتور را مزایایی در صنعت دینام منحصر به فرد کرده است. روتور این دستگاه‌ها از نوع قفس سنجابی است و برای عملکرد نیازی به راه‌انداز ندارد. با اتصال این دستگاه به منبع تغذیه، جریان برق وارد کلاف اصلی دینام می‌شود. جریان وارد شده به پیچه‌ی اصلی ضربانی ایجاد می‌کند که با فرایند القا سبب تحریک روتور می‌شود.

 

این میدان مغناطیسی ضربانی، سبب ایجاد گشتاور مورد نیاز برای چرخش موتور الکتریکی نمی‌شود و فقط باعث لرزش و ارتعاش روتور می‌شود. برای حل این مشکل از دستگاه آغازگر (استارتر) استفاده می‌شود که زمینه‌ای برای چرخش اولیه‌ی موتور ایجاد کند. استارتر الکتروموتور تک فاز دارای کلاف اضافی در استاتور است و این کلاف با خازن‌های سری و یا سوئیچ گریز از مرکز در ارتباط است.

در این موتور مقاومت کلاف، در هنگام ایجاد اختلاف پتانسیل لازم، موجب افت ولتاژ می‌شود. به دنبال این فرایند در پیچه استارت جریان برق بسته می‌شود و متناسب با مقاومت ایجاد شده، ولتاژ تغذیه افزایش پیدا می‌کند. دستگاه استارت و پیچه‌ها موجب بوجود آمدن میدان مغناطیسی می‌شوند که موجب شروع چرخش در جهت میدان برآیند می‌شود. بعد از رسیدن دینام به 75 درصد از دور مجاز خودش، پیچه‌ی استارت توسط یک سوییچ گریز از مرکز از مدار خارج می‌شود و موتور با گشتاور کافی به فعالیت ادامه می‌دهد. موتورهای تک فاز معمولا برای کاربردهای کمتر از 3 اسب بخار ساخته و طراحی می‌شوند.

موتور تک فاز  ACبر اساس تکنیک استارت به سه گروه تک فاز AC با فاز شکسته، تک فاز AC با استارت خازنی و موتور تک فاز AC با خازن دائمی اسپیلت تقسیم می‌شوند.

نحوه‌ی عملکرد دینام تک فاز AC با فاز شکسته

دینام تک فاز AC با فاز شکسته دارای دو پیچه است. در پیچه استارت این دینام، نسبت به پیچه‌ی اصلی، دارای سیم‌های نازک‌تر و تعداد دور کمتری است که باعث مقاومت کمتر در این پیچه می‌شود. این موتور فاز شکسته مجهز به سیستم استارت القایی و یا کارکرد القایی هستند. جهت میدان پیچه‌ی استارت، در زاویه‌ای مغایر با میدان پیچه اصلی قرار می‌گیرد و موجب شروع چرخش موتور می‌شود. ضخیم بودن سیم پیچه اصلی موجب چرخش مداوم موتور می‌شود.  موتورهای فاز شکسته در سمباده‌ی سنگ‌های کوچک، دمنده‌‌ها و فن‌ کوچک دستگاه‌هایی که به گشتاور آغازین کم با قدرت ۱/۲۰ تا ۱/۳ اسب بخار نیازمند هستند، استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها در مواردی که به روشن و خاموش کردن‌های مداوم و گشتاور زیاد نیاز است بکار برده نمی‌شوند.

ویژگی‌های دینام تک فاز AC با استارت خازنی

این موتور نوعی موتور فاز شکسته است که از نظر عملکرد استارتر با خازن سریع بهبود و اصلاح یافته است. این موتور هم مانند نوع قبلی دارای یک سوئیچ گریز از مرکز است و اگر موتور به ۷۵ درصد سرعت نامی برسد، موجب خروج پیچه استارت را از مدار می‌شود. خازن در مدار استارت واقع است و موجب تولید گشتاور استارت حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ درصد بیشتر از گشتاور نامی می‌شود. جریان استارت در این موتور، به علت وجود سیم ضخیم‌تر نسبت به موتور با فاز شکسته در مدار استارت، جریان نامی حدود ۴۵۰ تا ۵۷۵ درصد کم‌تر از جریان نامی است. موتور با استارت مقاومتی، مدل اصلاح شده‌‌ی موتور با استارت خازنی است.

 

استارت دینام تک فاز AC با استارت خازنی، دارای مقاومت است. موتورهایی با استارت مقاومتی در مواردی که گشتاور استارت کمتری برای گشتاور لازم است استفاده می‌شوند. این موتورها قیمت کمتری نسبت به دینام‌ با استارت خازنی دارند ولی دارای مزایای بیشتر دیگری نیستند. کارایی این دستگاه‌ها در تسمه نقاله‌های کوچک و در پمپ‌ها، دمنده‌های بزرگ و کاربری‌های چرخ دنده‌ای بسیار زیاد است.

دینام تک فاز AC با خازن دائمی اسپلیت چیست؟

در این دستگاه نوعی خازن بطور متوالی دائما به پیچه‌ی استارت متصل است که موجب می‌شود پیچه استارت تا زمانی که محور موتور به سرعت چرخش نامی نرسیده، به عنوان پیچه‌ی کمکی فعالیت کند. گشتاور استارت یک الکتروموتور تک فاز با خازن دائمی حدود ۳۰ تا ۱۵۰ درصد گشتاور نامی و جریان راه اندازی این دستگاه کمتر از ۲۰۰ درصد جریان نامی است. این عوامل موجب میشوند که اين دستگاه‌ها با سرعت بالايي روشن و خاموش شوند. دينام‌هاي تک فاز مزایای از جمله استفاده‌ي راحت همراه با کنترل کننده‌های سرعت دوران هستند. اين دستگاه‌ها براي افزايش بازدهی بهینه و ضریب توان نامی هم بكار برده مي‌شوند. اين موتورها به سوئیچ گریز از مرکز نیازی ندارند و بسيار امن و قابل اعتماد هستند. از موتور  تك فاز AC با خازن دائمی اسپلیت در فن، دمنده‌های با گشتاور استارت کم و كاركرد دائمی مانند دستگاه‌هاي باز كننده‌ي گاراژها، استفاده مي‌شود.

نحوه‌ی عملکرد دینام تک فاز AC استارت دار با کارکرد خازن

این نوع موتور، دارای خازنی استارتی است که به علت داشتن پیچه کمکی، هنگام استارت گشتاور زیادی دارند. دینام با خازن دائمی و موتور تک فاز AC استارت دار با کارکرد خازن در کنار خازن استارت دارای خازن دائمی هستند. پیچه‌ی کمکی پس از شروع به کار دینام از مدار خارج می‌شود و موجب گشتاوری اضافی در دینام می‌شود. برای دستیابی به بازده بیشتر و بالاتر از این دینام استفاده می‌شود. وجود خازن‌های کارکرد دائم و استارت و سوئیچ گریز از مرکز موجب افزایش قیمت این دستگاه شده‌ است. این موتور در صنایعی مانند ماشین های مرتبط با چوب، کمپرسورهای هوا، پمپ‌های آب فشار قوی، پمپ‌های تخلیه و دیگر صنایع نیازمند به گشتاور بالا حضور دارند.

ویژگی‌های دینام تک فاز AC با قطب سایه دار (با حلقه اتصال کوتاه)

این موتورها پیچه یا کلاف راه انداز ندارند و فقط دارای یک پیچه یا کلاف اصلی هستند. این دستگاه توسط طرح خاص و منحصر به فرد حلقه‌های پیوسته‌ی مسی که دور قسمت کوچکی از قطب‌های موتور الکتریکی قرار دارند استارت می‌خورد. قطب موتور توسط یک سایه به دو تکه تقسیم می‌شود و به دنبال این اتفاق میدان مغناطیسی ضعیفی در ناحیه سایه خورده بوجود آید. این موتور قیمت پایینی دارد دارای پیچه استارت، سوئیچ استارت و یا خازن نیست. سرعت موتورهای سایه خورده با تغییر ولتاژ و یا تعداد دورهای پیچه قابل کنترل است. این دستگاه در بسیاری از کشورها به تولید انبوه می‌رسد.

این نوع دینام با نام موتور یکبار مصرف شناخته می‌شوند زیرا ارزان هستند و برای جایگزین کردن آن‌ها هزینه‌ی کمتری نسبت به تعمیرشان صرف می‌شود. هزینه‌ی کم، این دستگاه‌ها را برای کاربردهای سبک و کم مناسب می‌کند. موتورهای با قطب سایه دار مانند سایر ابزارهای الکتریکی دارای معایب و مزایای بسیاری هستند. این دستگاه‌ها مناسب استفاده در لوازم خانگی هستند و برای موارد صنعتی مناسب نیستند.

معایب موتور تک فاز AC با قطب سایه‌دار

1.کم بودن گشتاور استارت؛ گشتاور استارت این دستگاه حدود ۲۵ تا ۷۵ درصد گشتاور نامی است.

2.کم بودن سرعت این دستگاه‌ها

3. بازده پایین و 20 درصدی دستگاه

برخی از برندهای معتبر الکتروموتور تک فاز

برند موتوژن، دیزل‌ساز، الکتروژن و Elko از بهترین تولیدکنندگان موتورهای الکتریکی تک فاز هستند.

دینام سه فاز و ویژگی‌های آن

برخی صنایع نیازمند موتورهای الکتریکی با توان بالا هستند. در چنین شرایطی موتورهای الکتریکی سه فاز جز بهترین انتخاب‌ها هستند. میدان الکترومغناطیسی دوار درون این دینام‌ها به دلیل اختلاف فاز بین فازهای منبع تغذیه فاز الکتریکی ایجاد می‌شود. روتور این دینام‌ها شامل تعدادی قطعه‌ی مسی رسانا است که در یک هسته‌ی فولاد قرارگرفته است. میدان مغناطیسی در این موتور توسط القای الکترومغناطیسی در سیم‌های مسی ایجاد می‌شود و سبب گردش دستگاه می‌شود.

برای به حرکت درآمدن دینامسه فاز، محور موتور باید با سرعتی پایین‌تر از فرکانس منبع تغذیه بچرخد.   این نوع  از موتورهای الکتریکی در لوکوموتیوها، با نام ترکشن آسنکرون استفاده می‌شوند. یک جریان میدان جدایی به سیم پیچ‌های روتور وارد می‌شود و باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی پیوسته می‌شود. به موتورهایی که از این ویژگی برخوردار هستند موتورهای الکتریکی همزمان گفته می‌شود. نامگذاری این دینام به دلیل این است که دستگاه‌ها به صورت همزمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز می‌چرخند. موتورهای همزمان (سنکرون) را می‌توان در صنایع،به عنوان مولد جریان استفاده کرد.

سرعت یک موتور AC به عواملی مانند فرکانس تغذیه، مقدار لغزش، اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان مغناطیسی استاتور و گشتاور تولیدی موتور وابسته است. با استفاده از دسته سیم پیچ‌های مختلف با تعداد قطب‌های مختلف در بخش استاتور، می‌توان سرعت چرخش این دستگاه را تنظیم کرد. علاوه بر این تغییر فرکانس منبع تغذیه، توانایی کنترل سرعت را به این دستگاه می‌بخشد.

دینام سه فاز به دو نوع قفس سنجابی و قفس سنجابی با روتور سیم پیچی شده (اسلیپ رینگ) تقسیم می‌شوند.

 

نحوه‌ی عملکرد دینام سه فاز قفس سنجابی

تقریبا اکثر انواع موتور سه فاز AC از این نوع هستند که روتور آن‌ها از نوع قفس سنجابی است. محدوده‌های طبقه بندی نیروی آن‌ها از یک سوم تا چند صد اسب بخار است. موتور سه فاز از این نوع که در محدوده یک اسب بخار به بالا قرار دارد در مقایسه با موتورهای مشابه تک فاز کم هزینه تر می‌باشد و می‌تواند در زمان استارت با بارهای سنگین تر کار کند.

دینام سه فاز قفس سنجابی با روتور سیم پیچی شده (اسلیپ رینگ) چگونه کار می‌کند؟

یکی از انواع موتورهای قفسه سنجابی که دارای موتوری با حلقه‌ی لغزنده است و روتور آن سیم پیچی شده، دینام سه فاز قفس سنجابی با روتور سیم پیچی شده نام دارد. استاتور این موتور مانند همه‌ی‌ موتور‌های قفس سنجابی دیگر دارای پیچه‌هایی روی روتور خود است که به یک سری از رینگ‌های لغزان متصل می‌شوند. این پیچه‌ها موجب افزایش مقاومت‎ و خازن خارجی می‌شود که موجب کارکرد بهتر این دستگاه می‌شود. میزان لرزش موتور برای تولید گشتاور در این دستگاه با مقاومت روتور متناسب و هماهنگ است. در موتور با حلقه لغزان میزان مقاومت روتور با افزودن مقاومت خارجی در بین حلقه‌های لغزان کاهش می‌یابد. در این دستگاه حداکثر گشتاور نهایی با لغزش بیشتر و در سرعت‌های کمتر بدست می‌آید.

این نوع دستگاه برای فشارها و تنش‌های استاتیکی ثابت که باعث به صفر رسیدن گشتاور نهایی می‌شود، مورد استفاده است. موتور الکتریکی سه فاز قفس سنجابی با روتور سیم پیچی شده در زمان کم و با مصرف کم‌ترین  جریان تا سرعت نامی شتاب می‌گیرند. اضافه شدن مقدار بار می‌تواند باعث کاهش 50 درصدی سنکرون شود. این کاهش سرعت موجب اتلاف انرژی و کاهش مقاومت مدار می‌شود. این از نوع دینام در مواردی که نیازمند چرخش گشتاور و سرعت‌های مختلف هستیم، استفاده می‌شوند. پرس‌های چاپ، کمپرسورها، تسمه نقاله‌ها، بالابر‌‌ها و آسانسورها توسط این موتور کار می‌کنند.

 

برندهای الکتروژن، marelli، siemens، VEM، ABB استریم و متوژن از جمله برندهای تواید کننده‌ ی

باکیفیت‌ترین موتورهای سه فاز هستند.

موتور خطی چیست؟

یک موتورهای خطی اساساً دوار نیستند و بجای گشتاور گردشی دارای یک نیروی خطی هستند که توسط یک میدان الکترومغناطیسی سیار ایجاد می‌کند. موتورهای خطی معمولا در موتورهای الکتریکی القایی یا پله ای استفاده می‌شوند.

 

موتور پله‌ای یا سرو چگونه کار می‌کند؟

موتورهای پله‌ای یا سرو موتور در خود شامل روتور درونی و آهن‌رباهای دائمی است که قابلیت روشن و خاموش شدنرا دارد. یک موتور الکتریکی پله ای ترکیبی از یک وموتور DC و یک سلونوئید است. این دستگاه‌ها دارای دو نوع پله‌ای ساده و پله‌ای کنترل شده هستند. موتورهای پله‌ای ساده بوسیله‌ی یک سیستم دنده‌ای و موتورهای پله‌ای کنترل شده توسط سیستمی تنظیم می‌شوند که به آن‌ها اجازه می‌دهد به آرامی بچرخد. دینام پله‌ای کنترل شده توسط یک نرم افزار رایانه‌ای در موقعیت‌های متفاوتی قرار می‌گیرند.

نحوه پلاک خوانی دینام

معمولا توسط کارخانه‌ی سازنده پلاکی بر روی یک دینام چسبانده می‌شود که کلیه اطلاعات موتور بر روی آن نوشته شده است. برای به کار انداختن یک موتور باید به دقت این پلاک را مطالعه کنید تا عمر دستگاه شما بر اثر اشتباهات انسانی کاهش نیابد.

کلمات روی برچسب‌های چسبانده شده بر روی موتورهای الکتریکی چه معنی دارند؟

1. No  نشان‌دهنده ‌ی مدل موتور الکتریکی است و این نام‌گذاری توسط کارخانه‌ی سازنده انجام می‌شود.
2. Type نشان دهنده‌ی نام موتوری است که خریداری کرده‌اید با دانستن نام محصول می‌توانید اطلاعات بیشتری در مورد دستگاه کسب کنید.
3. حداکثر جریان قابل تحمل موتور با AMPS نشان داده می‌شود.
4. همانطور که مشخص است V نشان‌دهنده‌ی ولتاژ کاری موتور می‌باشد. علامت‌های ستاره (Y) یا مثلث (Δ)هم نشان‌دهنده‌ ی اختلاف پتانسیل لازم برای کارکرد محصول است.
5. فرکانس کاری موتور می‌باشد با HERTZ مشخص می‌شود. معمولا فرکانس کاری موتورهای الکتریکی بین 50 یا 60 هرتز است. تعداد دور یک دستگاه تا حد زیادی با فرکانس آن در ارتباط است. مثلا اگر دستگاهی با فرکانس کاری 50 هرتز دارای دور 1500 باشد، در فرکانس بالاتر یا پایین‌تر دورش افزایش یا کاهش می‌یابد.

 

6. P.M به دور دینام در یک دقیقه اشاره می‌کند.
7. KW توان الکتریکی دستگاه را نشان می‌دهد.
8. IP به آسیب‌پذیری دستگاه در مقابل گرد و غبار اشاره دارد.
9. H عددی است که انواع حفاظت‌ها طبق استاندارد دین 40050 را بیان می‌کند.
10. P00 نشان‌دهنده‌ی حفاظت دستگاه در برابر تماس با اجسام خارجی و آب است.
11. P10و P11 مقاومت دستگاه در مقابل تماس دست و اجسام بزرگ خارجی دیگر مانند آب را بازگو می‌کند.
12. P20برای دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که باید در محیط سربسته نگهداری شود ولی نسبت به تماس دست و اجسام با وزن متوسط مقاومند.
13. P21مشخصه‌ی دستگاه‌هایی که در برابر آب و تماس دست و اجسام با وزن متوسط مقاومند، است.
14. P22 مناسب یک موتور است در برابر تماس دست و اجسام با وزن متوسط مقاومند و ترشح آب به طور عمودی یا مایل با زاویه بیشتر از 30 درجه به آن‌ها آسیبی نمی‌رساند. P32 هم در مقابل آب همین ویژگی را دارد ولی فقط در مقابل اجسام سبک مقاوم است.
15. P30 نشان می‌دهد که دستگاه شما ضد آب نیست ولی در مقابل تماس با ابزارها و غیره و اجسام خارجی سبک وزن مقاوم است.
16. دستگاه‌های دینام دارای برچسب P31 در مقابل تماس با ابزارها و اجسام خارجی سبک وزن محفوظند و عموما ضد آب هستند.

دستگاه‌هایی که با شماره‌های بالاتر از P40 نشان داده می‌شوند در برابر کلیه عوامل خارجی محفوظ هستند.

IP  ماشین‌های الکتریکی چه چیزی را نشان می‌دهد؟

برای نشان دادن IP دو رقم استفاده می‌شود که موتور طراحی شده است.این اعداد مقدار مقاومت و دوام دستگاه را در شرایط متفاوت نشان می‌دهد؛ مثلا در موتوری که با IP13W مشخص شده باشد می‌تواند اثرات باران و ذرات باد را تا حدودی کنترل و مهار کند.

اگر فقط ویژگی از شاخص‌های IP برای مشتری اهمیت داشته باشد، شاخص بی اهمیت با حرف X مشخص می‌شود مثلا در IP2X درجه حفاظت جانی مورد توجه قرار گرفته و یا درIPX4 که درجه حفاظت در مقابل رطوبت برای مصرف کننده قابل توجه است.

ارقام اول PI مربوط به درجه حفاظت جانی و رقم دوم حفاظت در مقابل رطوبت تعریف شده است. هر چه این اعداد بیشتر باشند میزان محافظت دستگاه بیشتر است.

مفهوم کلاس عایق حرارتی

عایق‌های حرارتی دارای چند کلاس A، B، F وH هستند که این کلاس‌ها توسط انجمن بین المللی تولید کنندگان تجهیزات الکتریکی تعیین شده‌اند. بر اساس استاندارد عایق حرارتی درجه حرارت محیط اطراف دستگاه باید حدود 40 درجه سانتی گراد در نظر گرفته می‌شود و این درجه حرارت با یک بازده حداکثر 10 درجه‌ای برای گرم ترین نقطه در مرکز پیچی موتور که  (HOT SPOT) نام دارد، در نظر گرفته می‌شود.

 

کلام آخر

دینام ها توسط کارخانه‌ها و کمپانی‌های متفاوت در ابعاد و ویژگی‌های خاصی تولید می‌شوند. هر موتور الکتریکی کاربرد خاصی نسبت به ویژگی‌های خودش دارد و به منظور استفاده‌ی خاصی طراحی و ساخته شده است. با شناخت نکات اساسی در مورد این دستگاه‌ها و توجه به برچسب‌ها و توضیحات روی محصول می‌توانید از یک موتور الکتریکی نهایت استفاده را بکنید.

موتورهای الکتریکی دارای تنوع فراوانی هستند و برای انتخاب درست‌ترین محصول باید از یک متخصص کمک گرفت.