به‌دلیل اهمیت حیاتی الکتروموتورها در صنایع مختلف و کاربرد آن‌ها، انتخاب صحیح الکتروموتور برای یک پروژه یا فعالیت صنعتی، به‌عنوان تصمیمی مهم مطرح می‌شود. این انتخاب، باید باتوجه‌به نیازهای خاص و شرایط محیطی صورت گیرد تا عملکرد بهینه و بدون مشکل آن تضمین شود.
الکتروموتور چیست؟
الکتروموتور، دستگاهی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را به مکانیکی تبدیل کند. در این ماشین‌ها، هنگامی‌که یک هادی حاوی جریان الکتریسیته تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی از سوی میدان مغناطیسی به آن اعمال می‌شود. اغلب این ماشین‌ها به‌صورت دوار عمل می‌کنند، اما نوعی از آن‌ها به نام موتورهای خطی نیز وجود دارد.
هر موتور الکتریکی دوار از دو قسمت اصلی تشکیل شده است: روتور و استاتور. روتور قسمت متحرک ماشین است که به‌دلیل گشتاوری که توسط میدان مغناطیسی در استاتور ایجاد می‌شود، به‌دور خود می‌چرخد. استاتور یا ایستانه، قسمت ثابت ماشین است که معمولا درون موتور قرار دارد. هر الکتروموتور، براساس ساختارش توسط جریان مستقیم یا متناوب تغذیه می‌شود.
بررسی متغیرهایی برای انتخاب الکتروموتور
اولین نکته که در انتخاب صحیح الکتروموتور لازم است درنظر گرفته شود، نوع ولتاژ برق محل نصب خواهد بود که می‌تواند تک‌فاز یا سه‌فاز باشد. انتخاب الکتروموتورها، براساس توان، دور و نحوه نصب آن‌ها صورت می‌گیرد. اگر توان الکتروموتور مشخص نباشد، می‌توان با درنظرگرفتن گشتاور خروجی مورد نیاز، توان موردنظر را تعیین کرد. توان الکتروموتور به واحد کیلووات و گشتاور آن نیوتن متر اعلام می‌شود.
دور الکتروموتور، باتوجه به دور نهایی دستگاه متحرک انتخاب می‌شود. این هماهنگی، رقصی روان و کارآمد را به‌ارمغان می‌آورد. معمولا دور الکتروموتورها در حدود 900، 1400 یا 2900 دور در دقیقه انتخاب می‌شود و برای مصارف متداول، راندمان و کارایی مطلوبی را ارائه می‌کنند. اگر الکتروموتور، مستقیما به گیربکس یا هیدروموتور وصل شود، باید در خروجی دارای فلنج باشد. نوع فلنج می‌تواند باتوجه‌به نیاز مشتری به شکل‌های مختلفی مانند کوچک (B14) یا بزرگ (B5) تولید شود.
دمای محیط
طبق استانداردهای طبیعی، فروشندگان موتورها بازده آن‌ها را براساس دمای محیط 40 درجه اعلام می‌کنند. درصورت پیش‌بینی افزایش دما برای مدت طولانی، ارزیابی دقیق عملکرد موتور در دماهای بالاتر ضروری است. در صورت عدم انطباق، عوامل بار لازم برای پیش‌بینی بازده واقعی در دماهای بالاتر باید در نظر گرفته شوند. به‌منظور حفظ بازده موتور در دماهای بالاتر، انتخاب اندازه فریم بزرگتر برای موتور با همان رتبه، می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مورد نیاز برای جلوگیری از عوارض جانبی ناشی از کاهش قدرت موتور باشد.
ارتفاع از سطح دریا
تولیدکنندگان، بازده موتورهای استاندارد را برای حداکثر ارتفاع1000 متر اعلام کرده‌اند. درصورت استفاده از موتور در ارتفاعات بالاتر از 1000 متر، ارزیابی براساس تناسب موتور با شرایط بالاتر در حفظ بازده ضروری است. درغیر این‌صورت، عامل زمان سبب پیش‌بینی بازده واقعی موتور در ارتفاعات بالاتر می‌شود. معیار انتخاب موتور، باید باتوجه‌به معیارهای ارائه شده برای درجه حرارت بالاتر محیط، مدنظر قرار گیرد.
کلاس یا درجه‌بندی عایق
حداکثر درجه حرارت مجاز برای شش درجه‌بندی مختلف از عایق‌ها، با استناد به دمای 40 درجه سانتیگراد محیط، به‌شرح زیر تعیین شده است:
| عایق های حرارتی | حداکثر درجه حرارت مجاز افزایش‌یافته | دمای طبیعی کل | دمای طبیعی مجاز، افزایش بیش از 40 درجه | کلاس حرارتی عایق |
|---|---|---|---|---|
| پنبه، ابریشم، کاغذ آغشته شده / پوشش‌دار | 105 | 100 | 60 | A |
| لعاب مصنوعی بر اساس پلی‌وینیل استات، پلی اورتان اپوکسی در رزین پلی‌آمید | 120 | 115 | 75 | E |
| میکا، فایبرگلاس، آزبست با باند مناسب، یعنی رزین‌های مصنوعی، رزین‌های اپوکسی جلا داده شده و یا ترکیبات آسفالت بتمنس | 130 | 120 | 80 | B |
| میکا، فایبرگلاس، آزبست با باند مناسب، یعنی اپوکسی الکیدی رزین، رزین‌های الکیدی با سیلیکون اضافه | 155 | 140 | 100 | F |
| الستمر سیلیکون، میکا، شیشه فیبر و غیره با مواد چسبنده مانند رزن سیلیکون | 180 | 165 | 125 | H |
| برای ظروف از نوع میکا، کوارتز در دیگر کلاس‌های میکا، با مواد چسبنده از رزین‌های سیلیکونی | 225 | 210 | 170 | G |
بررسی مشخصات درج شده روی پلاک الکتروموتور
پلاک، نشان‌دهنده هویت الکتروموتور روی بدنه آن است و به‌عنوان شناسنامه در انتخاب صحیح الکتروموتور عمل می‌کند. این پلاک، اطلاعاتی را شامل می‌شود که از طریق آن می‌توان تک‌فاز یا سه‌فاز بودن موتور و میزان قدرت آن را تشخیص داد. تعداد دور روتور، جریان و ولتاژ نامی، فرکانس، نوع اتصال (ستاره یا مثلث)، ضریب قدرت، درجه حرارت عایقی، نوع حفاظت و دیگر شرایط کاری موتور نیز در آن ثبت می‌شود. به‌عبارت‌دیگر، آشنایی با پلاک مشخصات موتورها یکی از جنبه‌های حیاتی است که تعمیرکاران و خریداران باید پیش از هر اقدامی، به آن توجه ویژه داشته باشند.
نیاز برق و جریان الکتریکی موتور (AC یا DC)
نیاز برق و جریان الکتریکی یک موتور، به نوع موتور (تناوبی یا مستقیم) و نیازهای عملیاتی آن بستگی دارد. در موتورهای جریان مستقیم (DC)، جریان الکتریکی به یک‌جهت حرکت می‌کند، درحالی که در موتورهای جریان تناوبی (AC)، با تغییر جهت مداوم ارسال می‌شود. انتخاب بین AC و DC براساس نیازهای سیستم و مصرف انرژی صورت می‌گیرد. همچنین، جریان الکتریکی موتور، با مطابقت با مقدار ولتاژ محیط، عملکرد بهینه خواهد داشت. تعیین نیازهای برق و جریان الکتریکی، از مراحل اساسی در انتخاب و بهره‌برداری از موتورهای الکتریکی، برای اطمینان از کارایی و پایداری سیستم به‌شمار می‌رود.
نوع جریان (تک‌فاز یا سه فاز)
در سیستم برق یک‌فاز، ولتاژ همواره ثابت است و توان لحظه‌ای آن نیز ثابت می‌ماند. علاوهبراین، تفاوت بین برق تک‌فاز و برق سه‌فاز در این است که در سیستم تک‌فاز، یک مدار با دو سیم جریان متناوب AC وجود دارد، درحالی که در برق سه‌فاز، با سه یا چهار سیم اجرا می‌شود. علاوهبراین، عمل تک‌فاز به‌سادگی انجام می‌شود و برای توان‌های تا پنج اسب بخار، بهترین کارایی را ارائه می‌دهد. انتخاب بین این دو فاز، بستگی به نوع کاربری، نیازهای سیستم، و قابلیت‌های مورد انتظار از الکتروموتور دارد.
جنس بدنه (چدن یا آلومینیوم)
الکتروموتورها، امروزه در صنایع مختلف به‌عنوان قطعات حیاتی و مؤثر به‌کار‌می‌روند. این دستگاه‌های پویا، از اجزا و تشکیلات مختلفی تشکیل شده‌اند و هر یک از این اجزا به مدیریت بخشی از عملکرد الکتروموتور می‌پردازد. یکی از اجزاي حیاتی و مهم الکتروموتور، بدنه آن است. این بدنه، در دو نوع چدن و آلومینیوم تولید می‌شود و هرکدام از این مواد، برای شرایط و موارد خاصی مناسب هستند.
الکتروموتورهای از جنس چدن یا آلومینیومی، دربرابر زنگ‌زدگی، پوسیدگی و شرایط محیطی مقاومت بالایی دارند. الکتروموتورهای با چدنی، با توان حرارتی بالا، به‌خوبی در شرایط سخت عمل می‌کنند. الکتروموتورهای آلومینیومی برای شرایط سخت، ممکن است به‌دلیل توان پایین‌تر، مناسب نباشند.
بررسی سرعت
سرعت دینام، باید باتوجه‌به مقدار باری که به آن اعمال می‌شود، به‌طور متناسب تنظیم شود. سرعت نامی، سطح سرعتی است که موتور هنگام بارگیری کامل به آن می‌رسد و با استفاده از ولتاژ نامی تامین می‌شود. در الکتروموتورها، بیشترین سرعت‌ها برای فرکانس 50 هرتز به‌شرح زیر است:
- 3000 دور در دقیقه (دو قطب)
- 1500 دور در دقیقه (چهار قطب)
- 1000 دور در دقیقه (شش قطب)
زمانی که سرعت موتور و سرعت مورد نیاز تجهیزات با یکدیگر مطابقت دارد، به‌صورت مستقیم با یکدیگر کوپل می‌شوند. اما در مواقعی که سرعت مورد نیاز یکسان نباشد، از تجهیزاتی نظیر گیربکس، زنجیر یا تسمه برای تنظیم سرعت استفاده می‌شود.
بررسی توان
توان، یک مشخصه بسیار اساسی برای انتخاب الکتروموتور است که ابعاد و کارایی الکتروموتور را برای مصارف مختلف مشخص می‌سازد. قدرت و سرعت الکتروموتور، باید با نیازهای موردنظر هماهنگ شوند. دسته‌بندی الکتروموتورها براساس توان مصرفی به سه دسته کلی تقسیم می‌شود:
- موتورهای کوچک (از 0.05 تا 1 اسب بخار)
- موتورهای متوسط (از 1 تا 400 اسب بخار)
- الکتروموتورهای بزرگ (از 400 تا 50000 اسب بخار)
نکات نهایی برای انتخاب صحیح الکتروموتور
به‌طور معمول، درنظرگرفتن شرایط محیطی نصب الکتروموتور، امری ضروری است تا عمر قطعات مختلف موتور سه‌فاز، ازجمله عایق بین سیم‌ها، بلبرینگ‌ها، گریس مورد استفاده در بلبرینگ و سایر اجزا، به حداکثر برسد. از جمله شرایط مهم محیطی، دما، رطوبت، لرزش و ارتفاع محل نصب هستند.
به‌طور کلی، قدرت و جریان نامی موتور الکتریکی برای دمای حداکثر 40 درجه سانتیگراد و ارتفاع (از سطح دریا) 1000 متر طراحی شده است. با تجاوز شرایط دما و ارتفاع محیط از این مقادیر، ضروری است که الکتروموتور با بار کمتر از مقدار نامی عمل کند. تعیین مقادیر و استفاده از ضرایب مشخصات، باید به منظور رعایت دستورالعمل‌های تولیدکننده صورت گیرد.
خرید یک الکتروموتور، نیازمند تحقیق و بررسی دقیق است. به‌ویژه اگر قیمت الکتروموتور به‌عنوان یک عامل مهم در خرید این دستگاه درنظر گرفته شود. برای تهیه یک الکتروموتور باکیفیت، توصیه می‌شود از مراکز فروش معتبر و معروف کمک بگیرید. انتخاب درست الکتروموتور، نیازمند درک دقیق از مشخصات فنی آن است. باتوجه‌به این عوامل، انتخاب آن، با تطابق کامل با نیازهای پروژه یا کاربری موردنظر امکان‌پذیر خواهد بود.
جمع‌بندی
استفاده از الکتروموتور مناسب در هر پروژه یا فعالیت صنعتی نه‌تنها به بهره‌وری کمک می‌کند و هزینه‌ها را بهبود می‌بخشد، بلکه از لحاظ پایداری و عمر مفید دستگاه نیز، اهمیت دارد.
انتخاب صحیح الکتروموتور نیازمند مطالعه دقیق نیازها و شرایط اجرای پروژه، درک دقیق از ویژگی‌ها و مشخصات الکتروموتور و اطلاعات کامل در زمینه فنی و فیزیکی آن است. با رعایت این نکات، می‌توان به انتخاب الکتروموتوری که به صورت بهینه و هوشمندانه با نیازهای پروژه هماهنگ شده باشد، دست‌یافت.
سوالات متداول
چگونه نوع محفظه الکتروموتور را انتخاب کنیم؟
این مورد، بستگی‌به شرایط کاری و محیط نصب دارد. محفظه‌های چدنی، برای شرایط سخت‌تر و مقاومت بالاتر در مقابل زنگ‌زدگی مناسب‌اند، درحالی‌که محفظه‌های آلومینیومی برای کاربردهای سبک‌تر و وزن کمتر مناسب‌اند.
آیا انتخاب توان بالاتر برای الکتروموتور بهتر است؟
انتخاب توان الکتروموتور، باید باتوجه‌به نیاز وظایف مختلف پروژه انجام شود. توان اضافی، ممکن است منجربه هدر رفت انرژی و افزایش هزینه‌ها شود.
چگونه برای حفظ الکتروموتور در دماها و ارتفاعات بالا اقدام کنیم؟
درصورتی‌که الکتروموتور در شرایط دمای بالا یا در ارتفاعات بیش از 1000 متر نصب می‌شود، باید مواردی از جمله تعداد دور، توان و کلاس عایق بندی مطابق با شرایط محیطی را اصلاح کرد.