الکتروموتور تک فاز  Single phase electric motor چیست؟

توسط منبع تغذیه تک فاز کار می کند. این الکتروموتورها فقط یک ولتاژ متناوب دارند، مدار با دو سیم کار می کند و جریانی که از روی آنها عبور می کند همیشه یکسان است. در بیشتر موارد این الکتروموتورهای کوچک با گشتاور و توان محدود در دسترس هستند.

عموما از سیستم برق تک فاز بیشتر از سیستم سه فاز استفاده می شود؛ برای مصارف خانگی، تجاری و تا حدودی در مصارف صنعتی کاربرد دارد؛ زیرا سیستم تک فاز از یک سیستم سه فاز مقرون به صرفه تر است و برق مورد نیاز در اکثر خانه ها، مغازه ها و دفاتر کار توسط یک سیستم تک فاز تامین می شود.

الکتروموتورهای تک فاز ، ارزان قیمت بوده و تعمیر و نگهداری آنها آسان است. موارد استفاده آن ها در یخچال ها، پنکه ها، کمپرسورها، جاروبرقی ها، فن ها، ماشین های لباسشویی، پمپ های سانتریفیوژ، دمنده ها، دریل ها قابل حمل است.

انواع الکتروموتورهای تک فاز AC :

• الکتروموتورهای القایی تک فاز یا الکتروموتورهای ناهمزمان

• الکتروموتورهای سنکرون تک فاز

• الکتروموتورهای کموتاتور

انواع الکتروموتور تک فاز القایی

استاتور (ایستانه)

در قسمت ثابت الکتروموتور قرار دارد، عملکرد اصلی استاتور تولید میدان مغناطیسی چرخان است، استاتور دارا سه قسمت اصلی می باشد: قاب استاتور، هسته استاتور و سیم پیچ استاتور. از چند لایه آلومینیومی یا آهنی سبک ساخته شده که به شکل یک استوانه توخالی بهم وصل شده اند. شیارهایی روی ورقه ها وجود دارند و سیم پیچ هایی درون این شیارها جاسازی می شوند (به هر کدام از سیم پیچ ها کلاف هم گفته می شود.)

هر کلاف با هسته هایی که درونش قرار می گیرد، یک آهنربا مغناطیسی می سازد کلاف های استاتور مستقیما به منبع انرژی الکتریکی وصل می شوند و با برقراری جریان AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می کنند.

روتور (چرخانه)

بخش متحرک و چرخنده الکتروموتور القایی است. روتور روی شفت ‌استاتور قرار گرفته است و بار مکانیکی را از طریق شفت متصل می کند. روتور استوانه ای شکل و دارای شکاف هایی در سراسر محیط پیرامونی خود است. شکاف ها موازی یکدیگر نیستند؛ اما کمی کج هستند تا مانع قفل مغناطیسی دندان استاتور و روتور شود و همچنین باعث می شود که الکتروموتور تکفاز القایی سر و صدا کمتری داشته باشد.

روتور از میله های آلومینیوم، برنج یا مسی تشکیل شده است (به این میله های آلومینیومی یا مسی هادی روتور گفته می شود و در شکاف های حاشیه روتور قرار می گیرد) هسته روتور از هسته آهنی استوانه ای ساخته شده است که دارای شکاف نیمه دایره ای در سطح خارجی آنها است که هادی ها بر روی آن قرار گرفته اند و در انتها با کمک حلقه های آلومینیوم یا مس اتصال کوتاه دارند (که حلقه های انتهایی نامیده می شوند.)

برای تأمین مقاومت مکانیکی، این هادی های روتور به حلقه انتهایی مهار می شوند و از این رو یک مدار بسته کامل شبیه قفس را تشکیل می دهند (از این رو به آنها روتور قفسه سنجابی می گویند) از آنجا که حلقه های انتهایی میله ها به طور دائمی اتصال کوتاه دارند، مقاومت الکتریکی روتور بسیار کم است و امکان افزودن مقاومت خارجی وجود ندارد. عدم وجود حلقه لغزش باعث می شود که ساخت الکتروموتور تک فاز القایی بسیار ساده و محکم باشد.

مقایسه الکتروموتورهای القایی تک فاز و سه فاز

الکتروموتورهای تک فاز مزایای بسیاری دارد. برای افراد مبتدی، تولید الکتروموتورهای تک فاز نسبت به سایر انواع الکتروموتورها هزینه کمتری دارند، معمولاً به تعمیر و نگهداری بسیار کمی نیاز دارند، غالباً به تعمیرات احتیاج ندارند و در صورت نیاز، تعمیرشان بسیار آسان است. موتورهای تک فاز سال ها دوام خواهند آورد و معمولاً بیشتر خرابی های الکتروموتورهای تکفاز در نتیجه کاربردهای نامناسب است تا نقص ساخت از خود الکتروموتور.

الکتروموتورهای الکتریکی تک فاز رتبه بندی و ضریب قدرت و توان کمتری نسبت به الکتروموتور های سه فاز دارند.(معمولا تا توان 2.2 کیلووات / 3اسب بخار در دسترس هستند) این الکتروموتورها به طور معمول در دستگاه ها و تجهیزاتی که به سطح پایین تری از توان نیاز دارند یا در مواردی که استفاده از الکتروموتور سه فاز ناکارآمد است، استفاده می شوند.

در حالی که الکتروموتورهای تک فاز از نظر مکانیکی ساده هستند، این به معنای کامل بودن آنها نیست و گاهاً گفته شده است که آنها آهسته کار می کنند، بیش از حد گرم می شوند، گشتاور راه اندازی برای الکتروموتورهای ناهمزمان و الکتروموتورهای تک فاز القایی کم است و همچنین بازده الکتروموتورهای تک فاز در مقایسه با الکتروموتورهای سه فاز کمتر است.

کاربرد الکتروموتور تکفاز

دینام دستگاه تراش ، الکتروموتور هواکش صنعتی ، دینام دمنده‌ها ، موتور ماشین لباسشویی ، ماشین ظرف‌شویی ، خشک‌کن و الکتروموتور آزمایشگاه‌ها عموماً تک فاز است و همچنین از این سری به همراه گیر بکس صنعتی برای بالابرهای سبک ، نوار نقاله و جاهایی که خاصیت دینام با دور کم‌نیاز است استفاده می‌شود. به‌عنوان‌مثال یکی از موارد پراستفاده الکتروموتور تکفاز، برای بالابر مغازه است. ازآنجایی‌که بیشتر فروشگاه از بالابرهای تکفاز بهره می‌برند.

الکتروموتور تکفاز 3 اسب پوسته آلومینیوم دو خازن را می‌توان یکی از پرمصرف‌ترین موتورها دانست. البته خاطرنشان می‌کند که برای بالابرهای ساختمانی هم استفاده از موتور تکفاز با گیربکس حلزونی بسیار مشهور است. نوع کاربری دینام های القایی تک فاز متفاوت بوده و به نحوه طراحی آنها بستگی دارد.

با توجه به شیوه طراحی این الکتروموتور می توانند دارای کاربری های مختلفی از جمله: الکتروموتور فن ها، دمنده‌ها با نیاز به گشتاور استارت کم ، الکتروموتورهای دوره های کاری موقت مانند بازکننده ‌های درب گاراژها ، باشند. یک الکتروموتور تک فاز القایی برای کاربری هایی که دارای دوره های خاموش و روشن با سرعت بالا، مناسب است. این نوع از الکتروموتور ها دارای امتیازاتی ویژه تری نیز می باشند که به چند مورد مهم از آنها می پردازیم:

مثلا می توان درمورد نوع طراحی این دینام ها چنین گفت که به آسانی می توانند برای استفاده با کنترل کننده های سرعت دوران اصلاح شوند. همچنین طراحی آنها می تواند برای راندمان بهینه و ضریب توان بالا در بار نامی نیز اختصاصی شده باشند. الکتروموتور تکفاز سوئیچ گریز از مرکز ندارند پس در میان الکتروموتور موجود قابل اطمینان ترین نوع شناخته می شوند.

مشخصات الکتروموتور تک فاز

با توجه به جنس پوسته الکتروموتور ، توان الکتروموتور و مشخصه های دیگر قیمت الکتروموتور تک فاز متفاوت است. دسته بندی الکتروموتور های القایی عموما با توجه به دو پارامتر مهم صورت می گیرد که پارامتر های مورد اشاره تعداد پیچه ها که همان کلاف های استاتور هستند، می باشند.

انواع مختلف الکتروموتور براساس این پارامترها ، الکتروموتور تکفاز و الکتروموتور سه فاز می باشند. معمولا الکتروموتوری که بیش از بقیه رایج و مورد استفاده است الکتروموتور القایی تک فاز AC است. الکتروموتور تک فاز القایی با توجه به نامگذاری اش تنها یک کلاف و یا پیچه دارد و از یک منبع متناوب تک فاز تغذیه خود را انجام می دهد.

روتور هایی که در الکتروموتور القایی تک فاز قرار دارند معمولا از نوع قفس سنجابی هستند. این الکتروموتورها قابلیت راه اندازی خودکار را ندارند. وقتی پیچه یا کلاف دینام تکفاز دارای جریان متناوب می شود که به منبع تغذیه خود متصل شود.

اجزای الکتروموتور تک فاز

پوسته موتور

هسته آهنی استاتور

روتور

محور یا شفت

سیم پیچ استاتور

پایه نگهدارنده

پیچ و مهره

پروانه

کاسه نمد

کلید گریز از مرکز

_ الکتروموتور القایی AC هم به دو بخش تقسیم میشود:

استاتور: که بخش ثابت بیرونی دینام به حساب می آید.
روتور: که بخشی است که موتور در آن گردش می کند.

تفاوت الکتروموتور تک فاز پوسته چدن با آلومینیوم

پوسته چدن استحکام بیشتر، مقاومت در برابر مواد خورنده و قابلیت تحمل فشار بیشتری دارند ولی برای استفاده در مناطق گرمسیر و مکان های گرم، الکتروموتور پوسته آلومینیوم توصیه شده و الکتروموتور پوسته چدن برای مناطق سردسیر کاربرد بیشتری دارد.

مزایای الکتروموتور تک فاز

نصب و راه اندازی آسان

کاربری ساده

ساخت وسایل خانگی بدون نیاز به کنتور سه فاز

ساخت دستگاه های صنعتی سبک توسط موتور تک فاز

معایب الکتروموتور تک فاز

مصرف بالا

استهلاک بالا

شدت جریان مصرفی نسبتا بالا

تعمیر و نگهداری پر هزینه

نیاز به خازن برای راه اندازی اولیه

عدم کنترل کامل ضربه استارت

راه اندازی اولیه بسیار پر مصرف

گشتار اولیه پایین