موتورهای الکتریکی تکفاز

موتور‌های تک فاز بسیار متنوع هستند و بنابر ویژگی‌های خود در موارد مختلف کاربرد دارند. عامل ایجاد چرخش در موتور‌های القایی سه فاز، ایجاد میدان دوار در داخل استاتور می‌باشد ، در صورتی که با عبور جریان AC تک فاز از یک سیم پیچ میدان ضربانی ایجاد می‌شود.
در واقع چگونگی القای ولتاژ در هادی‌های رتور و چرخش آن در موتور‌های سه فاز و تک فاز شبیه یکدیگر است ، از این رو به دلیل سادگی ساختمان موتور‌های القایی تک فاز ، رتور همهٔ آن‌ها را از نوع قفسه سنجابی می‌سازند. 

در موتور‌های القایی هر چه اختلاف فاز جریان سیم پیچ اصلی با سیم پیچ راه اندازبیشتر باشد گشتاور راه‌اندازی بیشتر و میدان دوّار ایجاد شده متقارن‌تر است .

 بیشترین گشتاور راه اندازی زمانی است که اختلاف فاز جریان دو سیم پیچ ۹۰ درجه باشد ، در این حالت میدان دوّار ایجاد شده کاملاً متقارن می‌باشد.

موتور القایی تکفاز با خازن راه‌انداز دائم در مدار

ساختار موتور القایی تکفاز با خازن راه انداز دائم در مدار

ساختار موتور القایی تکفاز با دو خازن راه انداز دائم و موقت شامل دو بخش اصلی زیر می باشد :

• - روتور

• - استاتور

* استاتور از چندین لایه ورق نازک ساخته شده از آلیاژ آهن و سیلیسیم تشکیل شده‌ است. این قطعات به صورت یک سیلندر تو خالی به هم منگنه و محکم شده اند. بر روی بخش داخلی هسته استاتور شیارهایی به موازات یکدیگر ایجاد شده اند. سیم پیچ هایی از سیم روکش دار در این شیارها جاسازی شده‌اند(سیم پیچ استاتور). هر گروه از کلاف ها(دسته ای از سیم پیچ ها) با هسته‌ای که آن را فرا گرفته یک آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای کار کردن با تغذیه AC شکل می‌دهد. تعداد قطب های یک موتور القایی تکفاز به اتصال درونی کلاف های استاتور بستگی دارد. کلاف های استاتور مستقیماً به منبع انرژی الکتریکی متصل اند. 

* روتور از چندین ورق مجزای باریک فولادی که میانشان میله‌هایی از مس یا آلومینیم تعبیه شده ساخته شده‌ است. در رایج ترین نوع روتور(روتور قفس سنجابی) این میله‌ها در انتهای خود به صورت الکتریکی و مکانیکی بوسیله حلقه‌هایی به هم متصل شده‌اند. تقریباً ۹۰ درصد از موتور های القایی دارای روتور قفس سنجابی می‌باشند و این به خاطر آن است که این نوع روتور ساختاری مستحکم و ساده دارد. این روتور از هسته‌ای چند تکه استوانه‌ای با محوری که شکاف های موازی برای جای دادن میله های رسانا درون آن دارد تشکیل شده‌ است. هر شکاف یک میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را شامل می‌شود. در این میله‌ها به طور دائمی بوسیله حلقه‌های انتهایی آنها یک مدار اتصال کوتاه برقرار است. چون این نوع مونتاژ درست شبیه قفس سنجاب است، این نام برای آن انتخاب شده‌است. میله‌ های روتور دقیقاً  با محور موازی نیستند. در عوض به دو دلیل مهم قدری اُریب نصب می‌شوند :

• 1- دلیل اول آنکه موتور با کاهش صدای مغناطیسی (برای آنکه از هارمونیکها در شکافها کاسته میشود)، بدون صدا کار می کند.

• 2- دلیل دوم آن است که گرایش روتور به قفل کردن کمتر شود.

در موتورهای القایی تکفاز با خازن راه انداز دائم، ایجاد اختلاف فاز بین جریان های سیم پیچ اصلی و کمکی به کمک یک خازن انجام می شود. این خازن از لحاظ مداری به صورت سری با سیم پیچ کمکی قرار گرفته است. با محاسبه مقدار مناسب ظرفیت خازن می توان اختلاف زاویه بین دو جریان اصلی و کمکی را در زمان راه اندازی به 90 درجه رساند. در نتیجه گشتاور راه اندازی چنین موتوری بسیار خوب می باشد. زیرا بیشترین مقدار گشتاور در موتور القایی تکفاز با ایجاد این اختلاف زاویه به دست می آید

در این نوع موتور، مقدار ظرفیت خازن سری شده با سیم پیچ کمکی به گونه ای محاسبه می شود که در موقع راه اندازی اختلاف فاز اندک بین جریان های عبوری از سیم پیچ اصلی و کمکی ایجاد کرده و سپس در زمان کار، اختلاف فاز 90 درجه بین این دو جریان ایجاد کند. با این نوع محاسبه ظرفیت خازن، می توان خازن را به صورت دائم در مدار نگه داشت و نیازی به کلید گریز از مرکز برای از مدار خارج کردن خازن راه انداز نیست. 

در این صورت مقدار ظرفیت خازن دائم کار نسبت به خازن راه انداز موقت کمتر است و در زمان راه اندازی جریان کمتری از آن عبور می کند. از طرفی چون خازن دائم کار زمان بیشتری باید در مدار باقی بماند، بنابراین خازن الکترولیتی برای این نوع موتور مناسب نیست. لذا باید خازن این موتورها از نوع روغنی باشد. قیمت این خازن ها گرانتر از خازن الکترولیتی می باشد.

با توجه به اینکه سیم پیچ کمکی از مدار خارج نمی شود، در نتیجه سیم پیچ اصلی و کمکی در این نوع موتور مشابه همدیگر در نظر گرفته می شوند و هر کدام نصف شیارهای استاتور را اشغال می کنند.

ویژگی ها :

• - سر و صدای کم

• - قابلیت کنترل سرعت با تغییر ولتاژ

• - راندمان بالا

• - ضریب قدرت بالا

• - گشتاور کار بالا

کابردها :

• - پنکه های سقفی و رومیزی

• - ماشین لباسشویی

• - پمپ آب

• - دمنده ها

• - آب میوه گیری

• مدارهای الکتریکی الکتروموتورهای تکفاز

• 

• 

•