در این مقاله با مفهوم اولیه موتور AC و نحوه عملکرد موتور الکتریکی آشنا خواهیم شد.
اجزای یک موتور AC
موتورهای الکتریکی بسیار ساده هستند. فقط چهار بخش اساسی برای موتور الکتریکی وجود دارد :
- محفظه یا کیس خارجی که سایر اجزا را احاطه کرده است.
- در داخل محفظه استاتور نصب شده است. استاتور قسمت ثابت یا غیر متحرک داخل موتور است. از سیم پیچی تشکیل شده است. قطعات متحرک موتور شامل روتور و شفت میشوند.
- روتور نیز مانند استاتور دارای سیم پیچی است .
- شفت یک میله فلزی است که توسط بلبرینگ های متصل به کیس در داخل استاتور نگه داشته می شود. بلبرینگ ها به شفت اجازه می دهند که در داخل استاتور بچرخد. روتور و شفت اغلب به عنوان آرمیچر موتور شناخته می شود.
موتور الکتریکی چگونه کار می کند؟
موتور الکتریکی با تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی عمل می کند.
بیایید استاتور موتور را به عنوان یک بلوک آهنی "S" و روتور را به عنوان یک بلوک آهنی "R" نشان دهیم. هر دوی این بلوک های آهنی با به همراه سیم پیچ میباشند.
هنگامی که جریان الکتریکی از سیم پیچ ها عبور می کند، میدان الکترومغناطیسی ایجاد می شود و بلوک های آهنی مغناطیسی می شوند.
همه آهنرباها دارای قطب شمال و جنوب هستند. قطب شمال همیشه در تلاش است تا در کنار قطب جنوب قرار بگیرد و بالعکس.
دو قطب شمال یا دو قطب جنوب یکدیگر را از خود دور یا دفع می کنند. به عبارت دیگر، قطب های مخالف جذب، و قطبهای همانند دفع می کنند. این اصل کشش و فشار مغناطیسی است که باعث می شود یک موتور الکتریکی کار کند.
فرض کنید استاتور "S" طوری بسته شده است که نمی تواند حرکت کند. از سوی دیگر،روتور "R" اجازه دارد آزادانه حرکت کند. هنگامی که الکتریسیته از سیم پیچ ها عبور می کند و بلوک ها مغناطیسی می شوند، قطب های مخالف سعی می کنند به هم نزدیک شوند.
بلوک "R" به سمت بلوک "S" حرکت می کند. اگر بلوک ها به هم برسند حرکت متوقف می شود. اگر بلوک "S" به گونه ای نصب شود که بلوک "R" نتواند با آن تماس بگیرد چه؟ بلوک "R" حرکت می کند تا زمانی که قطب مثبت آن تا جایی که می تواند به بلوک "S" نزدیک شود و سپس حرکت متوقف می شود.
بیایید بلوک های "S" بیشتری (S1، S2، S3 و S4) اضافه کنیم. اگر S1 درست همانطور که "R" به آن رسید، مغناطیسی زدایی می شد، و S2 مغناطیسی می شد، "R" به حرکت خود به سمت "S2" ادامه می داد. اگر همین فرآیند مغناطیسی زدایی و مغناطیسی کردن S1، سپس S2، سپس S3، و در نهایت S4 ادامه می یافت، بلوک "R" همیشه در حال حرکت بود تا زمانی که به S4 برسد.
در موتور الکتریکی، آهنرباهای "S" به صورت دایره ای شکل می گیرند و آهنربای "R" در داخل این دایره قرار می گیرد و به یک شفت متصل می شود. استاتور و روتور با عبور جریان از سیم پیچ های سیم پیچ مغناطیسی می شوند.
روتور طوری حرکت میکند که قطبهای مخالف سیم‌پیچ‌ها می‌توانند سعی کنند به قطبهای استاتور نزدیک‌تر شوند. همانطور که قطبها نزدیک هستند، میدان مغناطیسی در استاتور حرکت می کند و روتور آن را تعقیب می کند.
از آنجایی که روتور و شفت به هم چسبیده اند، شفت حرکت می کند. چرخش شفت انرژی مکانیکی است که از تبدیل انرژی الکتریکی توسط موتور ایجاد می شود.
به طور خلاصه، روتور تغییر میدان مغناطیسی استاتور را دنبال میکند که باعث چرخش روتور و شفت می شود. میدان مغناطیسی استاتور و روتور با توجه به فرکانس ولتاژ AC اعمال شده به موتور تغییر می کند.
تغییر فرکانس ولتاژ اعمال شده، سرعت تغییر میدان های مغناطیسی استاتور را تغییر می دهد. این به نوبه خود باعث تغییر سرعت روتور می شود.
تغییر جریان، قدرت میدان های مغناطیسی روتور و استاتور را تغییر می دهد. هر چه میدان های مغناطیسی قوی تر باشد، نیروی چرخشی اعمال شده توسط روتور به شفت بیشتر می شود. به این نیروی چرخش یا چرخیدن، گشتاور می گویند.
به این ترتیب، ما اصول اولیه یک موتور AC را درک می کنیم.
