پنج نوع الکتروموتور تک فاز(ساختار-عملکرد-ویژگی )

• راهنمای خرید الکتروموتور تکفاز, راهنمای خرید
• 1402-08-17

پنج نوع الکتروموتور تک فاز(ساختار-عملکرد-ویژگی )

الکتروموتورهای تک فاز القایی AC در طبقه بندی های زیادی وجود دارند و امروزه رایج ترین وسیله مورد استفاده در بسیاری از صنایع هستند. آنها بر اساس کاربردشان در طیف وسیعی از اشکال و اندازه ها هستند. به طور کلی موتورهای الکتریکی تک فاز کاربردهای بسیار زیادی در صنایع مختلف و همینطور در مصارف خانگی دارند . در این مقاله به پنج نوع الکتروموتور تک فاز می پردازیم و همچنین مزایا و معایب استفاده از الکتروموتور تک فاز در مقایسه با انواع الکتروموتور های سه فاز یا DC خواهیم داشت.

برای اینکه بدانید هر نوع از این موتورها دقیقاً چه کاری انجام می دهد و چگونه می توانید موتور مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنید، این مطلب را از دست ندهید و در ادامه همراه ما باشید. با بررسی نحوه عملکرد هرکدام ازاین موتورهای الکتریکی و آشنایی با مزایا و معایب آنها می توانیم انتخاب و خریدی مناسب برای زمینه کاربری خود داشته باشیم.ما در این مجموعه انواع الکتروموتور تک فاز از  جمله الکتروموتور تک فاز پوسته چدنی 4P-1400 دور و دورهای دیگر الکتروموتور تک فاز وهمچنین الکتروموتورهای سه فاز و الکتروموتورهای تک فاز دیگر در دسته موتوژن و الکتروژن عرضه می کنیم.

پنج نوع الکتروموتور تک فاز

پنج نوع الکتروموتور تک فاز عبارتند از:  هر موتور مزایا و معایب خود را دارد، بنابراین انتخاب صحیح آن ، در کاربرد مورد نظر مهم است.

1. الکتروموتور تک فاز اسپلیت
2. الکتروموتور تک فاز تک استارت خازنی
3. الکتروموتور تک فاز دو خازنه کار با خازن و استارت با خازن
4. الکتروموتور تک فاز خازن شکسته (PCS)
5. الکتروموتور تک فاز القایی قطب سایه دار

مزایا و معایب پنج نوع الکتروموتور تک فاز(ساختار-عملکرد-ویژگی)

پنج نوع الکتروموتور تک فاز داریم که برای راه اندازی هر کدام از آنها ابتدا به یک میدان مغناطیسی دوار نیاز دارد. در یک موتور القایی سه فاز، میدان مغناطیسی دوار توسط سه سیم پیچ استاتور با جریان متناوب ایجاد می شود که گشتاور راه اندازی مورد نیاز برای چرخش روتور را تولید می کند.اما در الکتروموتور تک فاز به دلیل وجود تنها دو سیم پیچ ، از سیم پیچ استاتور به عنوان سیم پیچ اصلی (اجرای) و سیم پیچ کمکی (شروع) استفاده می کنیم.

در یک الکتروموتور تک فاز فقط یک فاز تغذیه دارید که به معنای فقط یک استاتور یا سیم پیچی است و تنها با یک سیم پیچ، هیچ خط شار مغناطیسی به طور مداوم ایجاد نمی شود، به این معنی که میدان مغناطیسی چرخشی امکان پذیر نخواهد بود، .این کار با سیم پیچی کمکی به موازات سیم پیچ اجرا می شود. سیم پیچ کمکی شامل یک سیم بسیار ظریف با سطح مقطع کوچک است که مقاومت بسیار بالاتری نسبت به سیم پیچ اجرا می کند، همچنین باید به گونه ای پیچیده شود که مقاومت القایی را به حداقل برساند.

اکنون که دو سیم پیچ هر دو با مقاومت القایی متفاوت دارید، هنگامی که منبع تغذیه AC روشن است، به دلیل تفاوت در مقاومت، جریان از هر سیم پیچ در زمان های مختلف عبور می کند که به نوبه خود فاز مصنوعی و چرخش را شبیه سازی می کند. میدان مغناطیسی که به روتور اجازه می دهد در جهت خاصی بچرخد.

1-نحوه عملکرد الکتروموتور تک فاز اسپلیت

آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چگونه وسایل اطراف شما به طور جادویی با زدن یک سوئیچ جان می گیرند؟ یکی از اجزای حیاتی پشت کار آنها الکتروموتور فاز اسپیلت است.موتورهای القایی فاز اسپیلت که جزو پنج نوع الکتروموتور تک فاز هستند ،معمولاً کوچک هستند و بسته به اندازه موتور فقط بین 40 تا 250 وات توان تولید می کنند. این موتورها فقط برای بارهای کوچک مانند فن های فر، فن های یخچال، فن های استخراج و غیره مناسب هستند.

برای راه اندازی بیشتر موتورهای تک فاز AC به یک خازن نیاز است تا مقاومت القایی ناشی از سیم پیچ کمکی با مقاومت بالا را کاهش دهد، اما از آنجایی که یک موتور از نوع تقسیم فاز فقط برای کار با بارهای بسیار کوچک طراحی شده است، این قابلیت را دارد که بدون استفاده از خازن استارت شروع کنید.مزیت این کار این است که تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارد، خرابی خازن رایج ترین مشکل موتور تک فاز است.

از آنجایی که سیم پیچ کمکی با سیم ریز پیچیده شده است، مستعد گرم شدن بیش از حد و سوختن است، به همین دلیل سیم پیچ راه اندازی باید پس از شروع به کار موتور از منبع تغذیه جدا شود.نحوه قطع سیم پیچ استارت از منبع برق با استفاده از یک کلید گریز از مرکز است که به صورت سری با سیم پیچ شروع است. کلید گریز از مرکز بر روی شفت روتور نصب می شود و هنگامی که موتور به 75-80٪ سرعت عملکرد خود رسید، کلید گریز از مرکز توسط روتور چرخان باز می شود و مدارهای سیم پیچ شروع را از منبع تغذیه باز می کند.

اگر سوئیچ گریز از مرکز نتواند سیم پیچ کمکی موتور تک فاز را باز کند، به زودی می سوزد، به همین دلیل است که نگهداری منظم موتورهای تک فاز و اطمینان از عدم چسبندگی یا خوردگی کلید گریز از مرکز بسیار مهم است.هنگامی که منبع تغذیه قطع شد و سرعت موتور کم شد، کلید گریز از مرکز به حالت بسته اولیه خود باز می گردد.

مزایای الکتروموتور تک فاز اسپلیت

برای راه اندازی موتور نیازی به خازن نیست
مناسب برای برنامه های کوچک تا متوسط
مقرون به صرفه
نگهداری کم

معایب الکتروموتور تک فاز اسپلیت

فقط برای بارهای کوچک مناسب است
خطر داغ شدن بیش از حد و سوختن سیم پیچ ها
جریان راه اندازی بالا

2-نحوه عملکرد الکتروموتور تک فاز تک استارت خازنی

موتورهای تک استارت خازن یکی از پرکاربردترین موتورها هستند. برای درک نحوه عملکرد این موتورها، ابتدا باید مفهوم تغییر فاز را درک کنیم. هدف ما ایجاد اختلاف فاز بین سیم‌پیچ اصلی و کمکی است که موتور را قادر می‌سازد تا گشتاور کافی در هنگام راه‌اندازی ایجاد کند.یک خازن الکتروموتور نقش اساسی در عملکرد این موتور دارد. هدف آن ایجاد تغییر فاز بین جریان‌هایی است که از طریق سیم‌ پیچ‌های راه‌انداز و اجرا می‌گذرند. مقدار خازن ، اختلاف فاز مورد نظر و عملکرد بهینه را تضمین می کند.

پس از راه اندازی موتور، سیم پیچ ها ولتاژ الکتریکی دریافت می کنند و جریان ایجاد می شود. خازن که به صورت سری با سیم پیچ کمکی متصل می شود، جریانی پیشرو تولید می کند که یک تغییر فاز مصنوعی ایجاد می کند. این تغییر فاز باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی دوار می شود .میدان مغناطیسی دوار تولید شده، گشتاوری تولید می‌کند که بر اینرسی اولیه موتور غلبه می‌کند و باعث چرخش موتور می شود. این نوع گشتاور برای کاربردهایی که نیاز به شتاب آنی و قوی دارند ایده آل است.

با افزایش سرعت موتور، معمولاً حدود 75 تا 80 درصد سرعت نامی خود، یک سوئیچ گریز از مرکز وارد عمل می شود. این سوئیچ که اغلب بر روی محور موتور قرار دارد، سرعت چرخش را تشخیص داده و سیم پیچ راه اندازی و خازن مربوط به آن را از منبع تغذیه جدا می کند. این قطع اتصال از جریان بیش از حد از سیم پیچ راه اندازی در حین کار مداوم جلوگیری می کند.

مزایای الکتروموتور تک فاز تک استارت خازنی

گشتاور راه اندازی بالا
طراحی ساده
نسبتا مقرون به صرفه
در طیف وسیعی از اندازه ها برای اکثر برنامه ها وجود دارد

معایب الکتروموتور تک فاز تک استارت خازنی

خازن در برخی مواقع نیاز به تعویض دارد
نسبت به موتور القایی سه فاز به تعمیر و نگهداری بیشتری نیاز دارد
صدای در حال اجرا بلندتر از یک موتور سه فاز

3-الکتروموتور تک فاز دو خازنه کار با خازن و استارت با خازن(CSCR)

این موتور مزایای گشتاور راه‌اندازی بالا را با افزایش راندمان در حال اجرا ترکیب می‌کند. برای درک عملکرد آن، باید تعامل دو خازن شروع و خازن در حال کار را درک کرد.موتور CSCR دو خازن را در خود جای داده است که هر کدام هدف مشخصی را دارند. خازن راه انداز، شبیه به همتای خود در موتور استارت خازن، با ایجاد تغییر فاز در سیم پیچ کمکی، چرخش موتور را آغاز می کند. از سوی دیگر، خازن در حال اجرا در طول کار موتور متصل باقی می ماند و به بهبود راندمان و عملکرد کمک می کند.

با روشن کردن موتور، هر دو خازن جریان الکتریکی دریافت می کنند. خازن راه انداز که به صورت سری با سیم پیچ کمکی متصل می شود، یک جریان  وارد می کند که تغییر فاز لازم را ایجاد می کند که میدان مغناطیسی دوار ایجاد کرده و چرخش موتور را با گشتاور راه اندازی بالا به حرکت در می آورد.هنگامی که موتور به سرعت مشخص می رسد، سوئیچ گریز از مرکز منحصراً خازن راه‌اندازی را قطع می‌کند و به خازن در حال کار اجازه می‌دهد در طول کار مداوم در مدار باقی بماند.

ادغام خازن در حال اجرا مزایایی را برای موتور CSCR فراهم می کند. ابتدا، ضریب توان را بهینه می کند و منجر به افزایش راندمان در حال اجرا می شود. علاوه بر این، خازن در حال کار ویژگی‌های سرعت گشتاور موتور را افزایش می‌دهد و عملکرد پایدار را در بارها تضمین می‌کند.این موتورهادر زمینه پمپ ها، فن ها، کمپرسورها و سیستم های HVAC کاربرد دارد. دارای راندمان قابل توجه، عملکرد قوی و سازگار با محیط های سخت است.

مزایای الکتروموتور تک فاز دو خازنه

بسیار کارآمد
گشتاور راه اندازی بالا
در طیف وسیعی از اندازه ها برای اکثر مشاغل موجود است
باند قدرت با عملکرد بالا برای سازگاری بیشتر تحت بار

معایب الکتروموتور تک فاز دو خازنه

نیاز به نگهداری بیشتری دارد
دو خازن که احتمالاً در نقطه ای از کار می افتند
خرید کمی گران تر است
حجیم بودن به دلیل داشتن دو خازن

4-الکتروموتور تک فاز خازن دائمی (PCS)

موتور تک فاز خازن دائمی که به عنوان موتور شروع کار با خازن نیز شناخته می شود، به دلیل کارایی و قابلیت اطمینان مشهور است . موتور PSC با گنجاندن یک خازن دائمی، در عین سادگی و طول عمر، به عملکرد قابل توجهی دست می یابد و بر اساس یک طراحی فاز تقسیم کار می کند. این شامل یک سیم پیچ اصلی در حال اجرا و یک سیم پیچ راه اندازی ثانویه است که در داخل استاتور موتور قرار گرفته است. گنجاندن یک خازن دائمی  عملکرد آن را بهبود می دهد.

خازن دائمی که به موازات سیم پیچ اصلی در حال اجرا متصل است، نقش مهمی در موتور PSC ایفا می کند. بر خلاف سایر انواع موتور، خازن همیشه متصل باقی می ماند، از این رو آن را “خازن تقسیم دائمی” می نامند.با روشن کردن موتور، هم سیم پیچ اصلی و هم سیم پیچ کمکی جریان الکتریکی دریافت می کنند. خازن دائمی تغییر فاز ثابت را تضمین می کند و یک میدان مغناطیسی دوار در موتور ایجاد می کند که با روتور در تعامل است و چرخش صاف و مطمئن را آغاز می کند.

موتور PSC از نظر کارایی و بهینه سازی ضریب قدرت برتر است. خازن دائمی به بهینه سازی ضریب توان، کاهش توان راکتیو و افزایش راندمان کلی موتور کمک می کند. این باعث می شود که آن را به یک انتخاب عالی برای برنامه های کاربردی آگاهانه انرژی تبدیل کند.موتور PSC کاربردهای متنوعی از جمله فن ها، دمنده ها، سیستم های تهویه مطبوع و لوازم خانگی کوچک دارد.

مزایای الکتروموتور تک فاز خازن دائمی

بسیار کارآمد
گشتاور راه اندازی بالا
قابل اعتماد
طراحی ساده
مقاومت القایی کم XL
مقرون به صرفه

معایب الکتروموتور تک فاز خازن دائمی

نسبت به موتور فاز اسپلیت نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارد
پر سر و صدا

5-نحوه عملکرد الکتروموتور تک فاز قطب سایه دار

دراین موتور، یک آهنربای الکتریکی کوچک وجود دارد. این آهنربا از یک سیم پیچ مسی یا آلومینیومی تشکیل شده است که قسمتی از قطب موتور را احاطه کرده است. هدف از آن ایجاد میدان مغناطیسی با تأخیر زمانی است که چرخش مورد نظر را القا می‌کند.با اعمال ولتاژ به موتور، جریان متناوب از سیم پیچ اصلی عبور می کند و در نتیجه میدان مغناطیسی ایجاد می شود. با این حال، به دلیل اثر سایه‌زنی، یک میدان مغناطیسی با تأخیر زمانی در قطب سایه‌دار القا می‌شود.

برهمکنش بین این میدان های مغناطیسی منجر به نیروی چرخشی روی روتور موتور می شود.میدان مغناطیسی با تاخیر تولید شده توسط قطب سایه دار باعث ایجاد عدم تعادل در نیروهای مغناطیسی وارد بر روتور می شود. این عدم تعادل باعث می شود که روتور شروع به چرخش در جهت دیکته شده توسط طراحی موتور کند. تعامل مداوم بین سیم پیچ اصلی و قطب سایه دار باعث حفظ چرخش موتور می شود.

موتور قطب سایه دار در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله فن های کوچک، سیستم های تبرید، پخش کننده های ضبط و لوازم خانگی مختلف، کاربرد گسترده ای پیدا می کند. هزینه کم، سادگی و عملکرد قابل اعتماد آن، آن را به انتخابی ارجح برای کاربردهایی که به گشتاور و سرعت چرخش کم نیاز دارند تبدیل کرده است.

مزایای الکتروموتور تک فاز قطب سایه دار

طراحی ساده
مقرون به صرفه
قابل اعتماد
فشرده – جمع و جور

معایب الکتروموتور تک فاز قطب سایه دار

گشتاور شروع کم
راندمان پایین تر
کنترل سرعت محدود

مزایا و معایب الکتروموتور تک فاز AC

مزایا و معایب پنج نوع الکتروموتور تک فاز را به صورت جداگانه بررسی کردیم ، در این قسمت به صورت کلی مزایا و معایب الکتروموتور تک فاز را ارائه می دهیم.

موتورهای AC تکفاز تجهیزات بسیار مفیدی هستند .حتی اگر یک الکتروموتور سه فاز در اکثر موارد برای انتخاب ارجح باشد، یک موتور تک فاز زمانی که منبع تغذیه سه فاز وجود نداشته باشد، همین کار را انجام می دهد. دلیل انتخاب موتور سه فاز به جای تک فاز صرفاً به دلیل کم یا عدم تعمیر و نگهداری و نسبتاً بدون مشکل است.

بنابراین اکنون با ما همراه باشید تا برخی از مزایا و معایب موتورهای AC تک فاز را بررسی کنیم:

مزایا

سادگی و مقرون به صرفه بودن:

الکتروموتورهای تک فاز طراحی ساده تری را در مقایسه با موتورهای سه فاز دارندکه در نتیجه هزینه های ساخت کمتری به همراه دارد. عدم وجود فازهای اضافی و سیستم های کنترل مرتبط، پیچیدگی را کاهش می دهد و موتورهای تک فاز را به انتخابی مقرون به صرفه برای کاربردهای مختلف تبدیل می کند.

در دسترس بودن و دسترسي:

برق تك فاز در مقايسه با برق سه فاز به طور گسترده در محيط هاي مسكوني و تجاري در مقياس كوچك در دسترس است. این قابلیت دسترسی موتورهای تک فاز را برای استفاده در لوازم خانگی، ماشین‌آلات کوچک و کاربردهای صنعتی سبک راحت‌تر می‌کند.

انعطاف پذیری در نصب:

موتورهای تک فاز به سیم کشی پیچیده کمتری نیاز دارند و به راحتی و بدون نیاز به منبع تغذیه سه فاز اختصاصی نصب می شوند. این انعطاف‌پذیری امکان مقاوم‌سازی راحت را فراهم می‌کند و موتورهای تک فاز را برای کاربردهایی که برق سه فاز در دسترس نیست یا غیرعملی است، مناسب می‌سازد.

اندازه کوچکتر و وزن کمتر:

موتورهای تک فاز معمولاً کوچکتر هستند و وزن کمتری دارند. این فشردگی آنها را برای کاربردهایی با محدودیت فضا یا جاهایی که قابلیت حمل مهم است، مانند ابزارهای قابل حمل یا لوازم خانگی، مناسب می کند.

طیف گسترده ای از کاربردها:

موتورهای تک فاز در طیف گسترده ای از کاربردها، از لوازم خانگی (مانند یخچال، تهویه مطبوع و ماشین لباسشویی) گرفته تا ماشین آلات کوچک (مانند فن، پمپ ها و کمپرسورها) کاربرد گسترده ای دارند. تطبیق پذیری و در دسترس بودن آنها، آنها را به انتخابی ارجح برای کاربردهای متعدد مسکونی، تجاری و صنعتی سبک تبدیل می کند.

معایب

توان خروجی کمتر:

موتورهای تک فاز عموما توان خروجی کمتری نسبت به موتورهای سه فاز دارند. عدم وجود فازهای اضافی، حداکثر ظرفیت توان موتورهای تک فاز را محدود می کند، و آنها را برای کاربردهای با قدرت بالا که به گشتاور و اسب بخار قابل توجهی نیاز دارند، مناسب تر می کند.

راندمان پایین تر:

موتورهای تک فاز نسبت به موتورهای سه فاز خود کارایی کمتری دارند. انتقال نامتقارن توان در سیستم های تک فاز منجر به افزایش تلفات، کاهش ضریب توان و کاهش راندمان کلی می شود. این می تواند منجر به مصرف انرژی بیشتر و افزایش هزینه های عملیاتی شود.

گشتاور راه اندازی کاهش یافته:

موتورهای تک فاز گشتاور راه اندازی کمتری نسبت به موتورهای سه فاز نشان می دهند. عدم وجود فازهای اضافی می‌تواند منجر به کاهش گشتاور در هنگام راه‌اندازی موتور شود، که می‌تواند در کاربردهایی که به گشتاور راه‌اندازی بالا نیاز دارند، مانند ماشین‌آلات سنگین یا تجهیزات با بار اینرسی بالا، یک محدودیت باشد.

ظرفیت حمل بار محدود:

موتورهای تک فاز دارای محدودیت هایی در حمل بارهای سنگین یا سخت هستند. توان خروجی کاهش یافته و قابلیت‌های گشتاور کمتر، آنها را برای کاربردهایی که نیاز به کار مداوم تحت بارهای سنگین دارند، مانند ماشین‌آلات صنعتی بزرگ یا تجهیزاتی که به گشتاور ثابت بالا نیاز دارند، کمتر مناسب می‌سازد.

توزیع برق نامتعادل:

در سیستم های تک فاز، توزیع برق به دلیل ماهیت تک فازی آن به صورت نامتعادل است. این می تواند منجر به بارگذاری ناهموار و افت ولتاژ بالقوه شود که می تواند بر عملکرد و طول عمر تجهیزات متصل به موتور تأثیر بگذارد. ممکن است برای کاهش این مسائل به اقدامات اضافی مانند تنظیم ولتاژ یا استفاده از دستگاه های جبران کننده نیاز داشته باشد.

سخن آخر

در نتیجه بررسی ما در مورد پنج نوع الکتروموتور تک فاز،ساختار و نحوه عملکرد و ویژگی و همینطور مزایا و معایب هرکدام را ارائه کردیم. با این حال، در نظر گرفتن محدودیت های هر نوع موتور مهم است. موتورهای فاز اسپلیت و خازن ممکن است توان خروجی، راندمان، گشتاور راه اندازی، ظرفیت حمل بار و کنترل سرعت کمتری نسبت به نمونه های سه فاز خود داشته باشند.

با این وجود، آنها در کاربردهای مسکونی، تجاری و صنعتی کم مصرف سرآمد هستند. به یاد داشته باشید، انتخاب موتور مناسب مستلزم بررسی دقیق و درک ویژگی های منحصر به فرد هر نوع است.

اگر این مقاله برای شما جالب یا مفید بود یا اگر قبلاً آن را نخوانده اید،  پیشنهاد می کنم آن را از دست ندهید. همینطور مشاوران ما در شیبا صنعت همیشه آماده ارائه هرگونه مشاوره و راهنمایی خرید الکتروموتور می باشند ، پس با ما در شیبا صنعت در تماس باشید.

در ادامه می توانید لیست قیمت های انواع الکتروموتورهای تک فاز را مشاهده و قیمت ها را باهم مقایسه کنید:

لیست قیمت الکتروموتورهای سه فاز و تکفاز صنعتی (پوسته آلومینیومی)موتوژن(MOTIGEN)

لیست قیمت الکتروموتوروالکتروپمپ های کولری موتوژن(MOTIGEN)

لیست قیمت الکتروموتورهای 2/2 تا 400 کیلووات (پوسته چدنی) موتوژن

لیست قیمت الکتروموتورهای سه فاز و تکفاز صنعتی الکتروژن(ELECTROGEN)

لیست قیمت  الکتروموتورهای تک فاز 2P-3000و4P-1400 پوسته چدن چینی

لیست قیمت  الکتروموتورهای تکفاز 2P-3000و4P-1400پوسته آلومینیوم چینی

مدت زمان تقریبی خواندن: 15 دقیقه

توسط:

modir