الکتروموتور، به‌عنوان یکی از پرکاربردترین و مهم‌ترین اجزای ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی، نقش بسیار حیاتی در انتقال نیرو و ایجاد حرکت دارند. این دستگاه‌های الکتریکی، با استفاده از اصول الکترومغناطیسی، انرژی الکتریکی را به مکانیکی تبدیل می‌کنند و در انواع مختلف صنایع ازجمله خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در خرید الکتروموتور باید به نوع، توان، سرعت، گشتاور، ولتاژ و عوامل دیگری توجه کرد.
الکتروموتور چیست؟
الکتروموتورها، وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی را بر‌عهده دارند. انرژی الکتریکی که از طریق جریان الکتریکی درون سیم‌پیچ تامین می‌شود، با میدان مغناطیسی تعامل دارد و این تعامل سبب تولید گشتاور و درنتیجه انرژی مکانیکی خواهد شد. تفاوت اصلی بین الکتروموتورها و دینام‌ها در ورودی و خروجی آن‌ها است. درحالی‌که آلترناتورها یا دینام‌ها با دریافت انرژی مکانیکی مانند جریان آب و باد، انرژی الکتریکی تولید می‌کنند، الکتروموتورها با دریافت انرژی الکتریکی به تولید انرژی مکانیکی می‌پردازند.
معرفی اجزا یا قطعات الکتروموتور
الکتروموتورها، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اجزا در دنیای صنعت و فناوری شناخته می‌شوند که در انواع مختلف ماشین‌آلات، دستگاه‌های الکتریکی و سایر تجهیزات به‌کار می‌روند. این دستگاه‌ها، از ترکیب اجزای مختلفی مانند روتور، استاتور، کموتاتور، بلبرینگ‌ها و … تشکیل شده‌اند که هر کدام وظایف مخصوص خود را دارند. در این مقاله، به معرفی اجزای تشکیل دهنده الکتروموتور پرداخته خواهد شد تا با عملکرد این دستگاه آشنا پیدا کنیم.
روتور: مهم‌ترین بخش متحرک الکتروموتور
قسمت متحرک الکتروموتور، با نام روتور شناخته می‌شود. وظیفه اصلی این بخش، فراهم‌کردن نیروی مکانیکی برای چرخاندن شفت است. روتور، از آهنرباهایی تشکیل شده است که در اطراف صفحات استاتور قرار دارند. این قسمت، دارای شیارهایی با سیم‌پیچ‌های متفاوت است که جریان متناوب (AC) را تولید می‌کنند. همچنین در انتهای آن یک فن قرار دارد که وظیفه خنک‌کردن موتور را بر‌عهده دارد.
استاتور: هسته مغناطیسی الکتروموتور
یکی از اجزای تشکیل دهنده الکتروموتور، به نام استاتور جزئی از بخش ثابت الکتروموتور است. اغلب، استاتور از سیم‌پیچ یا آهنرباهای ثابت تشکیل می‌شود. در هسته استاتور، تعداد زیادی ورقه فلزی وجود دارد که به آن‌ها لمینت می‌گویند. استفاده از لمینت‌ها، به‌منظور کاهش تلفات انرژی انجام می‌گیرد.
سیم‌پیچی: رگ‌های قطب مغناطیسی
سیم‌های رنگ نارنجی که در سیم‌پیچ الکتروموتور به‌کار می‌روند، معمولا به‌دور یک قسمت نگهدارنده مغناطیسی می‌پیچند تا در هنگام عبور جریان الکتریکی، قطب‌های مغناطیسی را به‌وجود آورند. الکتروموتورها ازنظر ساختار میدان مغناطیسی به دو نوع، قطب برجسته و غیربرجسته، تقسیم می‌شوند.
بلبرینگ: کاهش‌دهنده اصطکاک
عامل اساسی نگهدارنده روتور در الکتروموتورها، بلبرینگ‌ها به‌حساب می‌آیند. از بلبرینگ‌ها، برای چرخش شافت روتور و کاهش اصطکاک بین قطعات متحرک استفاده می‌شود. این قسمت، درون محفظه موتور واقع شده است و شفت موتور را از میان بلبرینگ‌ها به‌سمت خارج موتور هدایت می‌کند.
شکاف خالی بین روتور و استاتور
روتور و استاتور به‌صورت مغناطیسی به هم جفت شده‌اند و یک شکاف هوا بین آن‌ها وجود دارد. زمانی که منبع تغذیه براساس نوع کاربرد انتخاب می‌شود، میدان مغناطیسی تنظیم‌شده، استاتور و روتور را به هم متصل می‌کند. به‌دلیل وجود شکاف هوا، بخشی از میدان مغناطیسی از هر دو روتور و استاتور عبور خواهد کرد.
ازآن‌جایی‌که جریان مغناطیسی با همین شکاف بین روتور و استاتور افزایش می‌یابد، این فضا باید تاحدامکان کوچک باشد؛ زیرا فضای بزرگ تأثیر منفی شدیدی بر عملکرد دارد. درصورتی‌که فضا خیلی کوچک باشد، علاوه‌بر سروصدا، مشکلات دیگری نیز ایجاد خواهد شد.
کموتاتور
این بخش از اجزای تشکیل دهنده الکتروموتور، برای تعویض ورودی در اکثر موتورهای DC و برخی موتورهای AC به‌کار می‌رود. کموتاتور از حلقه‌های لغزشی تشکیل شده است که به یکدیگر و شفت عایق‌شده متصل هستند. جریان آرمیچر موتور، توسط برس‌های ثابتی که در تماس با کموتاتور قرار دارند، تامین می‌شود. این تامین جریان سبب برگشت آرمیچر می‌شود و نیرو را با چرخش روتور از یک قطب به قطب دیگر اعمال می‌کند.
معرفی اجزا یا قطعات خارجی الکتروموتور
اجزا و قطعات خارجی الکتروموتورها، اساسی‌ترین عوامل در عملکرد و کارایی این دستگاه‌های بسیار مهم هستند. این قطعات شامل پروانه‌ها، شفت‌ها، بدنه و فریم خروجی می‌شوند که هرکدام وظایف مخصوص خود را در انتقال نیرو و ایجاد حرکت دارند. پروانه‌ها برای خنک‌کردن موتور و تولید جریان هوا و شفت‌ها، به‌عنوان ستون اصلی انتقال نیرو عمل می‌کنند. به‌طورکلی، هریک از اجزای تشکیل دهنده الکتروموتور با دقت و توجه طراحی و تولید می‌شوند تا الکتروموتور به بهترین عملکرد و کارایی دست یابد.
شفت
شفت، یک قطعه فولادی است که برای انتقال گشتاور، توان و نیرو از یک قطعه به قطعه دیگر استفاده می‌شود. این قسمت، تحت تأثیر تنش کششی، خمشی و پیچشی قرار می‌گیرد. شافت، ازنظر ظاهر، به یک میله فلزی شباهت دارد و با توجه به نوع محصول و کاربرد موردنظر، در انواع و ابعاد مختلفی تولید می‌شود. ممکن است شافت به‌صورت جزئی از دستگاه یا به‌صورت عضو جدا از دستگاه به‌کار رود.
برای اینکه بلبرینگ به‌راحتی روی شفت حرکت کند، شفت‌ها باید بسیار دقیق و سنگ خورده باشند. شفت‌های الکتروموتور، با یک سر خروجی ساخته می‌شوند که ابعاد نهایی آن‌ها با کمک تلورانس‌های دارای دقت بالا، توسط دستگاه‌های CNC ماشین‌کاری تعیین می‌شود. خار و جای خار بر روی شفت به استاندارد 6880 DIN انطباق دارد.
پروانه
الکتروموتور، با استفاده از پروانه‌های پلاستیکی و پره‌های نصب‌شده در دو انتهای روتور قفس سنجابی، خنک می‌شود. این پروانه‌ها، از جنس پلی‌آمید با مقاومت مکانیکی بالا ساخته شده‌اند و بر روی شفت الکتروموتور نصب می‌شوند. جریان هوا، از عقب الکتروموتور به‌سمت جلو به‌وسیله چرخش پروانه‌ها حرکت می‌یابد و بر روی بدنه منتقل می‌شود. در الکتروموتورهای با فریم آلومینیوم، جعبه ترمینال به‌صورت یکپارچه با فریم آلومینیوم ریخته‌گری می‌شود که امکان هدایت کابل‌های برق از قسمت راست به چپ جعبه ترمینال را فراهم می‌کند.
بدنه
الکتروموتورهای با بدنه آلومینیومی، دارای دونقطه اتصال زمین هستند؛ یکی در داخل ترمینال و دیگری روی پایه الکتروموتور. اما در الکتروموتورهای با فریم چدن، نقطه اتصال در پایه الکتروموتور قرار دارد. توجه به این نکته ضروری است که به‌منظور جلوگیری از هرگونه خطرات شوک الکتریکی و اتصال به شبکه برق، سیم ارت باید به نقطه مربوطه متصل شود. در الکتروموتورهای با فریم چدن، جعبه ترمینال به‌صورت جداگانه ریخته‌گری می‌شود و به‌‌همین‌دلیل، امکان هدایت کابل‌های برق در چهار جهت الکتروموتور وجود ندارد.
فریم خروجی
فریم خروجی در الکتروموتور، قسمتی از موتور به‌شمار می‌رود که محل اتصال شافت موتور به بار است. فریم خروجی به‌طورکلی از جنس چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شود و یک یا چند بلبرینگ برای پشتیبانی از شافت موتور دارد. فریم الکتروموتورهای آلومینیومی که ابعاد 160-55 دارند، با روش دایکاست ریخته‌گری می‌شوند و در فریم الکتروموتورهای چدنی با ابعاد 355-100 از جنس چدن داکتیل تولید خواهند شد.
سخن پایانی
الکتروموتورها، به‌عنوان یکی از ابزارهای بسیار مهم و حیاتی در صنعت، اهمیت بالایی دارند. باتوجه‌به توانایی این دستگاه‌ها در تامین نیازهای مختلف صنایع و تجهیزات، استفاده از الکتروموتورهای باکیفیت برای بهبود عملکرد و کارایی سیستم‌های صنعتی بیش‌ازپیش مورد تأکید قرار می‌گیرد. ازاین‌رو، شناخت عمیق‌تر و بهتر اجزای تشکیل دهنده الکتروموتور می‌تواند به بهبود عملکرد و بهره‌وری در صنایع مختلف کمک شایانی کند.
سوالات متداول
الکتروموتور چیست؟
الکتروموتور دستگاهی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند و در انواع مختلف صنایع استفاده می‌شود.
اجزای اصلی الکتروموتور چه هستند؟
اجزای اصلی الکتروموتور شامل روتور، استاتور، شفت، پروانه و بلبرینگ هستند.
اجزا الکتروموتور چه نقشی در عملکرد آن دارد؟
هر قسمت از الکتروموتور، نقش خاص خود را دارد؛ برای مثال، روتور برای ایجاد حرکت گردشی، استاتور برای تولید میدان مغناطیسی، شفت برای انتقال نیرو و توان مورد استفاده قرار می‌گیرد.