الکتروموتور همان موتور الکتریکی است که توسط نیکلا تسلا در سال 1883 معرفی شد. الکتروموتورها در دو مدل تک فاز و سه فاز ساخته و عرضه می شوند. هر یک از آن ها به دلیل داشتن ویژگی های منحصر به فردی که دارند، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. اگر می خواهید بیشتر در مورد تفاوت الکتروموتور تک فاز و سه فاز بدانید، با ما در این مقاله همراه باشید.
الکتروموتور چیست و چگونه کار می کند؟
الکتروموتور به عنوان موتور الکتریکی شناخته می شود که انرژی الکتریکی را به مکانیکی تبدیل می کند. ایده ساخت الکتروموتورها از حرکت جسم حامل جریان الکتریسیته در اثر قرار گرفتن در میدان مغناطیسی گرفته شده است. موتورهای الکتریکی به صورت دوار و خطی ساخته می شوند که نوع دوار آن ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
به طور کلی، الکتروموتورها را می توان بر اساس برق مصرفی به دو دسته تقسیم بندی کرد:
- تک فاز
- سه فاز
تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی در الکتروموتور تک فاز و سه فاز به سادگی صورت نمی گیرد. در واقع، نحوه عملکرد الکتروموتورها دارای پیچیدگی های بسیار زیادی است. الکتروموتورها بر اساس ایجاد میدان مغناطیسی عمل می کنند. جسم حامل جریان الکتریسیته درون الکتروموتور تحت تاثیر میدان مغناطیسی ایجاد شده قرار می گیرد.
دوران جسم در اثر میدان مغناطیسی و گشتاور وارد شده بر آن صورت می گیرد. به طور کلی، ساختمان الکتروموتورها از دو بخش استاتور (بخش ثابت) و روتور (بخش متحرک) تشکیل شده است. دوران جسم در بخش روتور موتورهای الکتریکی انجام می شود. بخش روتور الکتروموتور تک فاز و سه فاز در اثر گشتاور حاصل از نیروی ایجاد شده در استاتور شروع به چرخش می کند.
معرفی بخش های گوناگون الکتروموتور تک فاز و سه فاز
الکتروموتور تک فاز و سه فاز از دو بخش روتور و استاتور تشکیل می شود. استاتور به عنوان بخش ثابت موتورهای القایی شناخته می شود. سیم پیچ استاتور توسط منبع تک فاز یا سه فاز تغذیه می شود. قسمت دوار موتورهای القایی، روتور نام دارد. روتور ازطریق یک شفت به بار مکانیکی وصل می شود. به عبارت دیگر، نیروی اعمالی از استاتور به روتور موجب چرخش روتور حول محور خود و در نتیجه، حرکت بار مکانیکی می شود.
به طور کلی، الکتروموتورها از اجزای زیر تشکیل می شوند:
- آرمیچر
- منبع تغذیه
- آهنربا
- ذغال هادی
- سوئیچ تغییر دهنده جهت برق
- محور
الکتروموتورهای تک فاز چه ویژگی هایی دارد؟
به منظور درک بهتر تفاوت بین الکتروموتور تک فاز و سه فاز باید ویژگی های هر یک از آن ها را بررسی کرد. در ساختار الکتروموتورهای تک فاز از دو سیم پیچ (اصلی و راه انداز) استفاده می شود. سیم پیچ راه انداز با ایجاد یک میدان الکتریکی دوار باعث بکار افتادن الکتروموتور می شود. این سیم پیچ بعد از استارت موتور از مدار خارج می شود. الکتروموتورهای تک فاز در انواع مختلفی ساخته می شوند که به شرح زیر هستند:
- فاز شکسته
- خازن دار
- قطب چاکدار
- دفعی
- ونیورسال
- سنکرون
الکتروموتورهای فاز شکسته به دلیل داشتن سیم پیچ اصلی با تعداد دور زیاد و سیم پیچ فرعی با تعداد دور کم شهرت دارند. سیم پیچ های فرعی این نوع الکتروموتورها دارای گشتاور راه اندازی کمی هستند و بعد از روشن شدن موتور از مدار خارج می شوند. در الکتروموتورهای خازن دار، خازنی روی سیم پیچ فرعی قرار دارد. این خازن می تواند از نوع موقت، دائم یا موقت و دائم باشد.
الکتروموتورهای قطب چاکدار بدون سیم پیچ فرعی و تا توان 120 وات ساخته می شوند. در این نوع الکتروموتورها از یک حلقه آلومینیومی یا مسی اتصال کوتاه روی استاتور استفاده می شود. جالب است بدانید که الکتروموتورهای اونیورسال را می توان با برق متناوب و مستقیم بکار برد. این نوع الکتروموتورها به دلیل داشتن سرعت بالا در وسایل خانگی مانند جاروبرقی یا چرخ گوشت بکار می روند. سرعت آن ها به 20 هزار دور در دقیقه می رسد.
یکی از تفاوت های بین الکتروموتور تک فاز و سه فاز در تغییر چرخش است. تغییر جهت چرخش الکتروموتورهای تک فاز با تغییر جهت جریان در سیم پیچ اصلی به فرعی یا برعکس اتفاق می افتد.
بررسی مزایا و معایب الکتروموتورهای تک فاز
الکتروموتور تک فاز و سه فاز دارای مزایا و معایب متعددی هستند. الکتروموتورهای تک فاز دارای ساختمان ساده تری هستند. به عبارت دیگر، طراحی و ساخت این نوع موتورهای الکتریکی ساده تر انجام می شود. در نتیجه، الکتروموتورهای تک فاز از نظر هزینه مقرون به صرفه تر در نظر گرفته می شوند. از سوی دیگر، تعمیر و نگهداری آن ها نیز نسبت به الکتروموتورهای سه فاز ساده تر و کم هزینه تر است.
با این وجود، نمی توان معایب آن ها را نادیده گرفت. برخی از معایب الکتروموتورهای تک فاز عبارتند از:
- خود راه انداز نبودن
- مصرف برق بالا
- راندمان پایین به دلیل استفاده از یک سیم پیچ
الکتروموتور سه فاز چه ویژگی هایی دارد؟
یکی از اصلی ترین تفاوت های بین الکتروموتور تک فاز و سه فاز در تعداد سیم پیچ هاست. الکتروموتورهای سه فاز از سه سیم پیچ ساخته می شوند. این سیم پیچ ها با اختلاف مکانی 120 درجه الکتریکی به هم روی استاتور قرار می گیرند. نامگذاری سر و انتهای سیم پیچ الکتروموتور در استانداردهای مختلف، متفاوت است. به عنوان مثال، سر و انتها سیم پیچ ها در استاندارد IEC به ترتیب با W1، V1، U1 و W2، V2، U2 نشان داده می شود.
الکتروموتورهای سه فاز را می توان به دو روش مثلثی و ستاره ای روشن کرد. در راه اندازی به روش ستاره ای، سه سر W2، V2، U2 به یکدیگر و سرهای W1، V1، U1 به فازهای L1، L2، L3 وصل می شوند. در اتصال مثلثی، فاز L1 به دو سر U1،W2 و فاز L2 به دو سر U2، V1 و فاز L3 به دو سر V2، W1 متصل می شوند. به این نکته توجه داشته باشید که ولتاژ و جریان عبوری از هر سیم پیچ در حالت مثلثی 7/1 برابر حالت ستاره ای است.
در شرایطی که به توان بالاتر نیاز است، از الکتروموتور سه فاز حالت مثلثی استفاده می شود زیرا توان الکتروموتور در این حالت سه برابر حالت ستاره ای است. با این وجود، در انتخاب الکتروموتور تک فاز و سه فاز حتماً باید به ولتاژ خط نیز توجه کرد.
بررسی مزایا و معایب الکتروموتور سه فاز
در تفاوت بین الکتروموتور تک فاز و سه فاز حتماً باید به مزایا و معایب هر یک از آن ها اشاره کرد. برخی از مهم ترین مزایا الکتروموتورهای سه فاز به شرح زیر هستند:
- راه اندازی موتور سه فاز بدون نیاز به وسایل خارجی
- راندمان بالا
- مصرف انرژی پایین
- امکان چرخش موتور سه فاز ازطریق تغییر توالی فاز
با وجود مزایا متعدد، الکتروموتورهای سه فاز با معایبی نیز همراه هستند. اول از همه، باید به پیچیدگی ساختار آن ها اشاره کرد. این پیچیدگی موجب افزایش هزینه ساخت و طراحی می شود. از سوی دیگر، تعمیر و نگهداری آن ها نیز پرهزینه تر از الکتروموتورهای تک فاز عنوان می شود. در نتیجه، استفاده از الکتروموتور سه فاز با هزینه های بیشتری همراه خواهد بود.
سیستم سه فاز نسبت به سیستم تک فاز چه مزیت هایی دارد؟
با دانستن تفاوت بین الکتروموتور تک فاز و سه فاز می توان گفت که سیستم های سه فاز نسبت به تک فاز با مزیت های متعددی همراه هستند. برخی از مهم ترین مزیت های سیستم سه فاز نسبت به تک فاز به شرح زیر هستند:
- کوچک تر بودن الکتروموتورهای سه فاز نسبت به تک فاز با توان یکسان
- سروصدای کمتر سیستم های سه فاز نسبت به تک فاز
- استهلاک کمتر سیستم های سه فاز نسبت به تک فاز و تعمیر آسان تر آن ها
- وزن و قیمت کمتر الکتروموتورهای سه فاز
- ایجاد آسان تر میدان گردان در الکتروموتورهای سه فاز به دلیل اختلاف فاز 120 درجه ای
به این نکته توجه داشته باشید که توان در سیستم های سه فاز هرگز به صفر نمی رسد. حتی اگر جریان در یک فاز صفر شود، دو فاز دیگر همچنان جریان خواهند داشت. این مزیت در سیستم های تک فاز به هیچ عنوان وجود ندارد.
سخن پایانی
الکتروموتور تک فاز و سه فاز از مهم ترین انواع موتورهای الکتریکی به شمار می روند. از این تجهیزات الکتریکی به منظور تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی استفاده می شود. الکتروموتورهای تک فاز با قیمت پایین تری به فروش می رسند. با این وجود، راندمان کاری آن ها کمتر از الکتروموتورهای سه فاز است. برای کسب اطلاعات بیشتر و خرید می توانید به سایت آریا گشتاور مانا(آگما) مراجعه کنید.
به نظر شما، از الکتروموتورهای سه فاز در چه شرایطی باید استفاده کرد؟
سوالات متداول
الکتروموتور تک فاز و سه فاز از چند بخش تشکیل می شوند؟
الکتروموتورها شامل دو بخش هستند: استاتور (بخش ثابت) و روتور (بخش متحرک).
الکتروموتورهای سه فاز چه مزایایی دارند؟
از مهم ترین مزایای الکتروموتورهای سه فاز می توان به راندمان بالا و مصرف انرژی پایین اشاره کرد.
چرا الکتروموتورهای تک فاز به سه فاز ترجیح داده می شوند؟
الکتروموتورهای تک فاز به دلیل ساختار ساده، هزینه تعمیر و نگهداری کمتری دارند.