انواع الکتروموتورهای تکفاز

احتمالا بیشتر از کل انواع موتورها از موتورهای القایی AC تک فاز استفاده می شود. منطقی است که موتورهای دارای کمترین گرانی و هزینه نگهداری بیشتر استفاده شود.

 موتور القایی AC تک فاز بهترین مصداق این توصیف است. آن طور که از نام آن برمی آید این نوع از موتور تنها یک سیم پیچ (سیم پیچ اصلی) دارد و با یک منبع تغذیه تک فاز کار    می کند. در تمام موتورهای القایی تک فاز روتور از نوع قفس سنجابی است.

موتور القایی تک فاز خود راه انداز نیست ،  هنگامی که موتور به یک تغذیه تک فاز متصل است ،  سیم پیچ اصلی دارای جریانی متناوب می شود ، این جریان متناوب میدان مغناطیسی ای ضربانی تولید می کند ، به سبب القاء ، روتور تحریک می شود ، چون میدان مغناطیسی اصلی ضربانی است گشتاوری که برای چرخش موتور لازم است بوجود نمی آید و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن می شود ، از این رو موتور القایی تک فاز به دستگاه آغاز گر نیاز دارد که بتواند ضربات آغازین را برای چرخش موتور تولید کند .

شرط راه اندازی الکتروموتورهای تکفاز :  موتورهای تکفاز دارای دو سیم پیچ اصلی و کمکی هستند که با اختلاف فاز مکانی 90 درجه الکتریکی در استاتور جاسازی شده اند و با بکار بردن تدابیری، بین جریان های این دو سیم پیچ، اختلاف فاز زمانی 90 درجه ایجاد می شود که عامل بوجود آمدن میدان دوار می باشد .

انواع الکتروموتورهای تکفاز :

1- الکتروموتور تکفاز با راه انداز مقاومتی :

مقاومت اهمی سیم پیچ کمکی بیشتر از سیم پیچ اصلی است . سیم پیچ کمکی بعد از راه اندازی موتور به طور خودکار از مدار  خارج می شود . در ابتدای راه اندازی به علت جریان زیاد، رله  جذب شده و پس از راه اندازی، با کم شدن جریان، رله قطع  می شود و سیم پیچ کمکی از مدار خارج می شود .

کاربرد : در کولرهای آبی، یخچال های خانگی و پمپ ها

استفاده از این موتورها در کاربریهایی که به دوره های خاموش و روشن و گشتاور زیاد نیاز دارند مناسب نیست .

2- الکتروموتور تکفاز با خازن راه انداز (موقت) :

با قرار دادن خازن موقت بصورت سری در مسیر سیم پیچ کمکی، جریان سیم پیچ کمکی نسبت به جریان سیم پیچ اصلی پیش فاز می شود . پس از آن که دور موتور به 75 درصد دور نامی رسید، سیم پیچ کمکی توسط کلید گریز از مرکز، از مدار خارج می شود .

کاربرد : در کمپرسورها، ماشین لباسشویی

3- الکتروموتور تکفاز با خازن دائم در مدار :

کاربرد : پنکه های رومیزی، موتور لباسشویی، پمپ آب 

4- الکتروموتور تکفاز با خازن دائم و موقت :

C1 خازن دائم (روغنی)

C2 خازن راه انداز یا موقت (الکترولیتی) ظرفیت بیشتر

کاربرد : در یخچال های صنعتی، کمپرسورها، بالابرها

5- الکتروموتور تکفاز با قطب چاکدار :

برای تولید میدان گردان، سر قطب موتور به دو قسمت تقسیم شده است. قسمت اصلی یا بدون چاک و قسمت چاکدار جهت چرخش روتور به طرف چاکدار می باشد .

کاربرد : در موتورهای ضعیف مانند هواکش و پمپ آب کولر

6- الکتروموتور اونیورسال :

موتوری است که ممکن است با جریان مستقیم و یا متناوب تغذیه شود و ساختمان این موتور مانند ساختمان موتور DC سری می باشد . سرعت بی باری آن زیاد و در حدود 20000 دور در دقیقه است . معمولا با تغییر دادن دو سر آرمیچر در موتورهای اونیورسال جهت چرخش عوض می شود .

کاربرد : جارو برقی، مخلوط کن، دریل

7- الکتروموتور سه فاز تبدیلی به تکفاز :

با استفاده از یک خازن مناسب می توان موتور سه فاز را توسط جریان تک فاز راه اندازی کرد .

ظرفیت مناسب خازن : برای یک اسب بخار (1 HP) باید از خازن با ظرفیت 50 میکروفاراد و برای یک کیلو وات از خازن با ظرفیت 70 میکرو فاراد استفاده کرد .

تغییر جهت الکتروموتور تکفاز القایی : با عوض کردن دو سر سیم پیچ اصلی یا سیم پیچ کمکی، جهت چرخش موتور تغییر می کند ولی معمولا دو سر سیم پیچ کمکی را عوض می کنند .

راه اندازی الکتروموتور تکفاز با کنتاکتور و بیمتال سه‌فاز

مدار فرمان و قدرت راه‌اندازی الکتروموتور تکفاز با کنتاکتور و بیمتال سه‌فاز

مدار فرمان و قدرت راه‌اندازی الکتروموتور تکفاز با کنتاکتور و بیمتال سه‌فاز به صورت چپگرد - راستگرد

راه اندازی الکتروموتور سه فازه در شبکه برق تکفاز

راه‌اندازی الکتروموتور سه فاز در شبکه برق تکفاز با اینورتر

فیلم آموزشی کوتاه از نحوه تغییر جهت گردش موتورهای تکفاز

تغییر جهت گردش در الکتروموتورهای تک فاز( چپگرد - راستگرد)

در الکتروموتورهای تکفاز برای تغییر جهت گردش موتور ، باید جهت جریان در سیم پیچ کمکی برعکس شود و تغییر کند در اینحالت جهت گردش موتور تغییر می کند ، بنابراین کافی است جای فاز و نول دوسر سیم پیچ کمکی تغییر کند ، تا جهت گردش الکتروموتور تکفاز نیز تغییر کند .

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

• 

• 

•