الکتروموتور موتوژن تکفاز کلاچ دار (2خازنه)

الکتروموتور موتوژن تکفاز کلاچ دار (2خازنه)

0 نظرات فروخته شده: 0

الکتروموتور موتوژن تکفاز

الکتروموتور موتوژن تکفاز کلاچ دار 2 خازنه

الکتروموتور موتوژن تکفاز کلاچ دار مانند الکتروموتور سه فاز از ابتدا با سرعت و قدرت تمام شروع به حرکت میکند.

شما میتوانید الکتروموتور موتوژن تکفاز را از فروشگاه اینترنتی ایتال سرویس خریداری کنید تلفن تماس 09192228714

الکتروموتور

ردیفHPKWF1500RpmF3000RPM
11/30/257110.600.000----------------
21/20/377112.500.0007111.600.000
33/40/558012.750.0007112.000.000
410/758013.500.0008013.000.000
51/51/19016.000.0008013.500.000
621/59018.000.0009016.500.000
732/210021.000.0009018.000.000

[displayProduct id=”3223″ ]

طبق برخی مطالعات ،الکتروموتور موتوژن تکفاز مسئولیت حدود 45٪ از کل مصرف انرژی الکتریکی را بر عهده دارند . اگر تجزیه و تحلیل را روی یکی از جاه طلبی ترین انرژی ، یعنی صنعتی متمرکز کنیم ، درصد قابل تعویض برای موتورها به حدود دو سوم افزایش می یابد.
با توجه به اینکه چندین دستگاه در حال حاضر در حال کار منسوخ هستند ، مشخص است که تعویض موتورهای جدید با کارآیی جدید می تواند مزایای مهمی برای محیط و بهره برداری از منابع و همچنین در هزینه های تولید و سپس در رقابت ایجاد کند. آنها به عنوان مثال تخمین می زنند که ، در تنها اروپا ، استفاده از فن آوری های پیشران در جلو به جای فناوری های قدیمی منسوخ می تواند میزان کاهش مصرف سالانه را با 135 TWh و انتشار CO2 را 69 میلیون تن تعیین کند. با ارزیابی کل چرخه عمر یک دینام در کار ثابت ، می توانیم تأیید کنیم که هزینه های مرتبط با مصرف انرژی ، تقریباً بیشترین درصد را در کل هزینه (حتی بیش از 90٪ ،) نشان می دهد.الکترومتور موتوژن
به همین دلایل ، در اتحادیه اروپا ، و همچنین درایران ، در چین و سایر کشورها ، برنامه های نظارتی لازم الاجرا هستند که مقررات اجباری را با الزامات به تدریج افزایش کارآیی برای تاسیسات جدید فراهم می کند. به عنوان مثال ، طبق حداقل استاندارد عملکرد انرژی (موتوژن) ، موتورهای منتشر شده از ژانویه سال 2017 در بازار اتحادیه اروپا در محدوده توان از 75/0 تا 375 کیلو وات در صورت داشتن اینورتر باید دارای راندمان IE3 یا سطح کارآیی IE2 باشند با استثنائات بسیار اندکی.
با وجود فن آوری پراکنده بین دینام امروزی ، موتور ناهمزمان (یا موتور القایی ، IM) ، پیشرفت های مورد نیاز در آینده ، حداقل با هزینه های مناسب و برای همه بازه های قدرت امکان پذیر نخواهد بود. این جنبه ها ، همراه با فاکتورهای دیگری مانند آگاهی روز افزون از اهمیت کاهش مصرف انرژی ، منجر به اتخاذ الکتروموتور موتوژن تکفاز می شود که به ندرت گسترش یافته است ، مانند موتور دائمی همزمان آهنربا . در حقیقت این کلاس از الکتروموتور موتوژن تبریز دارای ویژگیهای ذاتی هستند که باعث بهبود قابل توجه بهره وری و چگالی توان ، به ویژه ضررهای روتور بسیار کم می شوند.
حتی اگر قبلاً در دهه هشتاد از سرویس دهنده های “بدون برس” (به عنوان مثال Surface Mount ‑ PMSM ، SM ‑ PMSM) در اتوماسیون صنعتی استفاده شده اند ، به لطف قابلیت کنترل عالی و پویایی بالا ، کاربرد ماشین های هماهنگ برقی با روتور بی حرکت محدود شده است. برنامه های خاص برای مدت طولانی در طی چند سال گذشته ، برعکس ، به لطف عوامل فوق الذکر در مورد کارآیی و کاهش هزینه های تولید الکتروموتور موتوژن تبریز و اینورترها ، اتخاذ این نوع موتور بطور قابل توجهی رواج دارد.

طبقه بندی الکتروموتور موتوژن تبریز AC

اکثر موتورهای جریان متناوب (AC) سه فاز هستند ، حتی اگر موارد استثنائی در مورد موتورهای تک فاز و پله (که عموماً دو فاز هستند) وجود دارد. مهمترین تفاوت این است که عموماً بین ماشین های همزمان و ناهمزمان است ، تفاوت بر اساس این واقعیت است که سرعت چرخش مکانیکی ، در حالت پایدار ، کاملاً متصل است (همگام سازی) یا نه با فرکانس چرخش میدان مغناطیسی استاتور. این تفاوت در این واقعیت مشخص است که برای تولید گشتاور در دستگاه ناهمزمان ، وجود جریانهای القایی در روتور ضروری است ، در حالی که در دستگاه های همزمان لازم نیست (و برعکس ، ناخواسته).
ماشین های سنکرون با این واقعیت مشخص می شوند که میدان روتور مغناطیسی از نظر هندسی به موقعیت مکانیکی خود روتور محدود می شود. میدان روتور می تواند توسط جریانی تولید شود که از طریق سیم پیچ (موتورهای همزمان با روتور زخم) ، توسط آهنرباهای دائمی (همزمان آهنربای دائمی) یا توسط خود جریان استاتور تولید می شود که توسط ناهمسانگردی مغناطیسی روتور (عدم تمایل) تنظیم می شود.موتوژن 3 فاز
از لحاظ ساختاری ، هر دو روتور و استاتور ماشینهای جریان شعاعی (که اکثراً اکثریت هستند) با انباشت ورقه های فرومغناطیسی به طور اختیاری خالی تولید می شوند ، راه حل با هدف جلوگیری از جریان انگل. روتور به طور کلی استوانه ای است و می تواند مجهز به فضاهایی برای قرار دادن آهنرباهای دائمی یا مواد رسانا باشد.
در شکل بخش هایی از انواع مختلف موتورهای ذکر شده (بجز موتور همزمان با روتور زخم) طرح ریزی شده اند.
تاریک ترین مناطق (شکاف ها) مربوط به سیم پیچ ها ، آهنرباهای دائمی به رنگ آبی نشان داده شده اند ، در حالی که منطقه خاکستری بخش نشان دهنده ماده فرومغناطیسی (لایه لایه شدن) است. همانطور که مشاهده می کنید تفاوت در بین انواع مختلف موتور در روتور متمرکز است ، در حالی که استاتور (مگر در موارد خاص) به همان روش قابل اجرا باشد. در موتور ناهمزمان ، شکافهای روتور با همجوشی پر می شوند ، که به اصطلاح “قفس سنجاب” تشکیل می شود ، عموما از آلومینیوم یا اخیراً از مس ساخته شده است (با هزینه های بالاتر برای کاهش تلفات).
در عوض ، در الکتروموتور موتوژن تبریز آهنربای دائمی ، آهنرباها را می توان در حکاکیهای اشتهایی داخل ساختار روتور (IPMSM و شروع خط IPMSM) وارد کرد و یا در صورت SM ‑ PMSM روی سطح اعمال کرد. در عوض ، در مورد SynRM ، حک شده های داخل روتور به سادگی از درجه اعتبار ساقط می شوند و “موانع جریان” نامیده می شوند ، زیرا آنها عملکرد افزایش عدم تمایل (یعنی قابلیت مخالفت با عبور جریان مغناطیسی) را در امتداد برخی جهات انجام می دهند و به جای آن سایر را به نفع خود می گیرند ( یعنی مسیرهایی که بیشتر با حضور آهن مشخص می شوند).
به نوبه خود ، موتورهای همزمان را می توان طبق اصل تولید گشتاور تقسیم کرد. در موتورهای آهنربای دائمی سطح ، تولید گشتاور تنها به لطف تعامل بین میدان تولید شده توسط آهنرباهای دائمی و جریان استاتور اتفاق می افتد.
برعکس ، در موتورهای تمایلی ، از تمایل سیستم برای به حداقل رساندن اکراه مسیرهای مغناطیسی ، در صورت تحریک ، سوء استفاده می شود. در موتورهای آهنربای داخلی (IPMSM) ، هر دو اصل به طور کلی مورد سوء استفاده قرار می گیرند.
در تولید آهنرباهای دائمی ، از مواد خاصی استفاده می شود ، برای دستیابی به مقادیر بالای القایی و جلوگیری از خطر مهار زدایی (به طور کلی با درجه حرارت بالا یا میدان مغناطیسی بالا). بیشترین استفاده از مواد نئودیمیوم-آیرون بور ، ساماریوم-کبالت و آلومینیوم-نیکل-کبالت است. به خصوص در مورد SM ‑ PMSM ، مقدار ماده مغناطیسی فعال زیاد است ، با وزن زیاد مواد اولیه در کل هزینه. این شرایط با تغییرپذیری شدید قیمت به اصطلاح “زمینهای نادر” [7] ، عناصر مورد استفاده در مقادیر اندک اما برای کیفیت آهنربا بسیار مهمتر می شود. جدا از مشکلات هزینه و در دسترس بودن ، این مواد همچنین مسائل مهم زیست محیطی ، سیاسی و اخلاقی را در رابطه با استخراج ، تجارت و دفع آنها ایجاد می کنند. به همین دلایل ، منابع عظیمی در تحقیق و توسعه مواد مختلف و به ویژه در پروژه موتورهایی که استفاده از آهنرباهای دائمی را به حداقل می رسانند ، سرمایه گذاری می شوند [8] ، یا امکان استفاده از به اصطلاح فریت ها ، یعنی مواد مغناطیسی سرامیکی که از مواد کمتری استفاده می کنند.

منبع تغذیه از طریق اینورتر و کنترل

جنبه منفی موتورهای همزمان از عدم امکان برق کار کردن آنها به سادگی اتصال آنها به شبکه (Direct On On Line، DOL) ناشی می شود ، زیرا در عوض برای موتورهای ناهمزمان اتفاق می افتد. برای بهره برداری از موتورهای هماهنگ و آهنگر دائم آهنربای دائمی ، بنابراین وجود “درایو” ضروری است ، یعنی کل متشکل از اینورتر واقعی (یک محرک قدرت الکترونیکی خالص) ، کنترل کننده الکترونیکی و الگوریتم های اجرا شده در آن. الگوریتم کنترل ، که بر روی یک دستگاه دیجیتالی اجرا شده است ، با فرکانس ها به ترتیب 10،000 بار در ثانیه به روز می شود. علیرغم هزینه اضافی ، باید در نظر داشت امکان تغییر شرایط کار ، به ویژه سرعت ، مزایای مهمی را در چندین برنامه (خصوصاً پمپ ها و پنکه ها ، در جایی که موجب صرفه جویی قابل توجهی در انرژی می شود) می دهد.
با کنترل اینورتر در PWM (Pulse Width Modulation) می توان به طور مؤثر یک ولتاژ ولتاژ تولید کرد که با دامنه ، فرکانس و مراحل دلخواه مشخص می شود.
از آنجا که در موتورهای همزمان ، گشتاور به دامنه فعلی و ارتباط فاز آن با محور مغناطیسی روتور بستگی دارد ، در الگوریتم های کنترل از تبدیل مختصات Park به طور کلی استفاده می شود ، بنابراین سیستم سه فاز را به یک سیستم مرجع با روتور تبدیل می کند. محور
دانش موقعیت روتور پس از آندینام برای کنترل موتور همزمان ضروری است. در بعضی از برنامه ها ، در حالی که هیچ عملکرد کنترل خاصی لازم نیست ، از بین بردن سنسور موقعیت مکانیکی ، به دلیل هزینه و کاهش قابلیت اطمینان ناشی از آن ، امکان پذیر است. در واقع تکنیک های کنترل “بدون حسگر” ساخته شده اند ، جایی که موقعیت روتور با بهره گیری از اندازه گیری جریان و ولتاژ (درون اینورتر و به هر حال لازم) و مدل دینام موتوژن تبریز تخمین زده می شود.
تکنیک های بدون حسگر برای موتورهای همزمان ، که از دهه نود توسعه یافته است ، در ابتدا فقط در موارد خاص فقط کاربردهایی پیدا می کردند. در محصولاتی که در حال حاضر “اینورتر” نامیده می شود ، یعنی آن دسته از درایوهای استفاده عمومی ، اولین الگوریتم های این نوع در اواخر دهه 2000 معرفی شدند تا در سالهای گذشته به یک تجهیزات تقریبا استاندارد تبدیل شوند. متاسفانه ، این راه حل ها هنوز هم به سختی توسط اپراتورهای اتوماسیون شناخته می شوند ، حتی اگر اعتبار آنها اثبات شده باشد ، به خصوص در برنامه های رایج مانند پمپ ها و فن ها.
از آنجا که داده های تهیه شده توسط سازنده موتور اغلب برای کالیبراسیون کلیه پارامترهای الگوریتم کنترل کافی نیست ، روش های “خود راه اندازی” توسعه یافته اند ، به عبارت دیگر راه اندازی با حداقل مداخله اپراتور. مرحله اول ، شناسایی اتوماتیک پارامترها (“شناسایی خود”) است ، با روش هایی که توسط درایو انجام می شود ، و سپس به سمت کالیبراسیون واقعی ، یعنی انتخاب مقادیر پارامترهای کنترل ادامه می یابد. هم صنعت و هم دنیای آکادمیک به طور فعال در مورد این جنبه ها تحقیق می کنند ، با پیشنهادهای بسیار جالبی نیز در دامنه ایتالیایی ،

جزئیات ساختاری

همانطور که قبلاً گفته شد ، بزرگترین تفاوت در بین انواع الکتروموتورهای موتوژن تبریز AC عمدتاً در ساختار روتور جای دارد. در حقیقت موارد مختلفی از موتورهای هماهنگ طراحی شده اند که قطعات دیگر را تقریباً بدون تغییر در مقایسه با یک دستگاه ناهمزمان مربوطه (در نهایت تغییر چرخش های سیم پیچ) طراحی می کنند. این نوع رویکرد در چند سال گذشته با هدف جلب رضایت برنامه های کاربردی عمومی ، دقیقاً به عنوان تعویض موتور ناهمزمان گسترش یافته است. علاوه بر مزایای بارز در هزینه های تولید ، استفاده از قطعات معادل از نظر ابعاد کلی ، ساپورت ها و نقاط فیکس کننده خارجی امکان تصویب این الکتروموتورها موتوژن تبریز را بدون اصلاح مکانیک باقی مانده فراهم کرده است. در رابطه با این امر ، نمونه های ابتکاری توسط محصولات شرکت های ایتالیایی مانند سری موتورهای همزمان همزمان آهنربای دائمی داخلی و موتورهای تمایل به نمایش در شکل 5 ارائه شده است.
در موتورهای همزمان ، بخصوص در موتورهای آهنربای دائمی ، می توان تعداد قطب های زیادی را پیاده سازی کرد ، با کاهش سرعت با ولتاژ یکسان و گشتاور با همان جریان افزایش می یابد. این درجه از آزادی در پروژه را می توان با قیاس ، با استفاده از دستگاه کاهنده سرعت مکانیکی مقایسه کرد و بنابراین ، در برخی از برنامه ها ، استفاده از یک اتصال مستقیم درایو را امکان پذیر می سازد ، با برخی از مزایا از نظر کارایی ، ابعاد کلی ، هزینه ، قابلیت اطمینان و دقت کنترل. این راه حل برای چندین سال در ماشین آلات صنعتی (به عنوان مثال ، در تولید کاغذ ، در بخش بالابر مدنی (بالابر) ، در تصفیه هوا (فن های برج خنک کننده ، و در تصویب شده است. برخی از لوازم خانگی (به ویژه ماشین لباسشویی).
در پروژه در نظر گرفته شده در ، بسته استاتور (لمینیت ها) به عنوان عنصر ساختاری ، بدون اضافه شدن مورد خارجی استفاده شده است. شکل 6 همچنین طراحی لمینیت استاتور را نشان می دهد ، جایی که بال خارجی برای اتلاف حرارت قابل مشاهده است. به لطف ابعاد کلی محدود شده در ارتفاع ، این موتور در پایه برج خنک کننده ، در محور با فن نصب شده است ، بنابراین از انتقال درست زاویه دار و کاهش سرعت که در عوض در پیکربندی سنتی (با ناهمزمان) لازم است ، جلوگیری می شود. موتور)

برنامه های کاربردی

اولین کاربردها در بخش مدنی موتورهای همگام با آهنربای دائمی شامل سیستم های تهویه مطبوع است ، به دلیل اهمیتی که مصرف انرژی در آن حالت دارد. در تبرید (همچنین از نظر صنعتی و خانگی) ، به تدریج تصویب موتورهای همزمان افزایش یافته است. علاوه بر این ، مورد خاص توسط پمپ های گردش خون برای کارخانه های گرمایشی نشان داده شده است که ، به دلایل کارآیی ، امروزه تقریباً کاملاً براساس موتورهای همگام آهنربای دائمی در کنترل سنسور مستقر هستند.
در بین لوازم خانگی ، در ماشین های لباسشویی استفاده از این نوع موتورها در چند سال گذشته رواج یافته است. استفاده از موتورهای همزمان به جای ناهمزمان یا جهانی (با برس) اجازه می دهد از یک طرف کاهش ابعاد کلی و کمیت مواد مورد استفاده ، از طرف دیگر کنترل بهتری نیز داشته باشد ، همچنین با اتخاذ راه حل هایی از قبیل اتصال مستقیم درایو مکانیکی. در حالت دوم ، به دلیل محدودیت ابعاد کلی و نیاز به گشتاور ، روتور معمولاً خارجی است و کل موتور صاف و با قطر بزرگ است.
جزئیات تولید این نوع ماشین ها ، که توسط سایر برنامه های خاص نیز به اشتراک گذاشته شده است ، سیم پیچ روی دندان (سیم پیچ مشخص برای هر دندان استاتور) است.
در این نوع ، قطعات مس بیکار کاهش می یابد اما طراحی ماشین آلات با موج گشتاور کم مشکل تر می شود. اتصال مستقیم علاوه بر کنترل سرعت ، از نظر عملکرد کلی ، مزایای شناسایی بار در مخزن و ترتیب آن را نیز فراهم می کند.
با توجه به چرخه کاری خاص ماشین های لباسشویی ، که شامل خشک کردن چرخش است ، عملکرد با سرعت بالا (بیش از اسمی) از اهمیت بالایی برخوردار است. این روش “خنک کننده” نامیده می شود ، زیرا با توجه به ولتاژ متناسب با جریان و سرعت ، جریان کلی از طریق یک کنترل احتمالی کاهش می یابد ، تا امکان کار در سرعت های بالاتر و ولتاژ ثابت فراهم شود. در این حالت ، الکتروموتورهای موتوژن تبریز همزمان همزمان آهنربا دائمی کاندیداهای اصلی هستند ، زیرا گشتاور موجود آنها به طور ناگهانی از سرعت اسمی پایین نمی رود.
بلندی ، مخصوصاً از اندازه بزرگ ، در جاهایی كه موتورهای همزمان در آن بسیار حضور داشته اند ، آسانسور هستند. در این حالت ، راه حلهای خاص نیز مانند آنچه در شکل 8 به کار رفته است ، امکان حرکت مستقیم بار (چرخ دنده) را فراهم می کند.
در این حالت ، این یک الکتروموتور موتوژن تبریز با محور جریان است ، یعنی شکاف بین استاتور و روتور (شکاف مغناطیسی) توسط خطوط میدان درست می شود که به موازات محور است.
سایر زمینه های کاربردی خاص مربوط به منابع تجدید پذیر (به عنوان مثال باد باد) و هواپیما است ، جایی که آنها هدف “هواپیماهای برقی بیشتر” (جایگزینی محرک های هیدرولیک یا پنوماتیک) را دنبال می کنند. استفاده از الکتروموتورهای موتوژن تبریز با راندمان بالا و پر چگال نیز در کشش از جمله محدوده جاده (از دوچرخه گرفته تا وسایل نقلیه سنگین و ماشین های عامل) ، بخش راه آهن / تراموا و صنعتی (لیفتراک و موارد مشابه) در حال کشش است.

کتابشناسی – فهرست کتب

Wilde، C. U. Brunner، “فرصتهای سیاستگذاری کارآیی انرژی برای سیستمهای برقی موتور” ، آژانس بین المللی انرژی ، مقاله کار ، 2011.
“موتورهای برقی و درایوهای سرعت متغیر – استانداردها و الزامات قانونی برای راندمان انرژی موتورهای سه فاز با ولتاژ کم” ، ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. ، اتوماسیون تقسیم – سیستمهای برقی ، فرانکفورت ، دسامبر 2010 ، چاپ 2.
“افزایش سودآوری صنعتی با درایوها و موتورهای کارآمد در مصرف انرژی” ، بروشور ABB ، 2016
واگاتی ، “راه حل عدم تمایل همزمان: یک جایگزین جدید در درایوهای AC” ، بیستمین کنفرانس بین المللی الکترونیک ، کنترل و ابزار دقیق صنعتی ، 1994. IECON ’94. ، بولونیا ، 1994 ، صص 1-13 جلد 1.
لیپو ، T. A. ، “ماشین های تمایل همزمان نیست – جایگزین مناسب برای درایوهای AC.” ، ماشین آلات برقی ویسکانسین و کنسرسیوم برق الکترونیک ، گزارش تحقیق ، 1991.
“موتورهای با کارایی فرآیند ولتاژ کم مطابق با MEPS EU” ، فروشگاه ABB ، اکتبر 2014
“زمین های نادر” ، بررسی زمین شناسی S. ، خلاصه کالاهای معدنی ، ژانویه 2016.
Guglielmi ، B. Boazzo ، E. Armando ، G. Pellegrino و A. Vagati ، “به حداقل رساندن آهنربا در طراحی موتور IPM-PMASR برای کاربردهای برد وسیع ،” کنگره و تبدیل انرژی IEEE 2011 ، Phoenix، AZ، 2011، pp. 4201-4207.
“فن آوری های حرکتی برای بهره وری بالاتر در برنامه ها – مروری بر روندها و برنامه ها” ، Danfoss Power Electronics – Danfoss VLT درایوهای PE-MSMBM ، نوامبر 2014.
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “خود ایستادن ویژگی های شار برای ماشین های تمایل همزمان و با استفاده از عملکرد تقریبی اشباع و رگرسیون خطی چندگانه” ، در معاملات IEEE در کاربردهای صنعت ، جلد. 52 ، نه 4 ، صص 3083-3092 ، جولای-آگوست. 2016
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “خود راه اندازی جبران خسارت مرده اینورتر توسط رگرسیون خطی چندگانه بر اساس یک مدل فیزیکی ،” در سال 2014 کنگره و تبدیل انرژی IEEE (ECCE) ، جلد ، شماره ، شماره ، صفحه 242-249 ، 14 -18 سپتامبر 2014.
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “طراحی تحلیلی حلقه تنظیم ولتاژ تضعیف کننده شار در درایوهای IPMSM ،” در سال 2015 کنگره و تبدیل انرژی IEEE (ECCE) ، جلد ، شماره ، صص.6145-6152 ، 20-24 سپتامبر 2015.
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “مسائل مربوط به طراحی و تجزیه و تحلیل خطاها در تخمین موقعیت مبتنی بر Back-EMF و سرعت رصدگر برای موتورهای سنکرون SPM ،” در مجله IEEE در زمینه های نوظهور و منتخب در الکترونیک قدرت ، جلد 2 ، شماره 2 ، ص.159 -170 ، ژوئن 2014.
S.A. Odhano ، P. Giangrande ، R. I. Bojoi و C. Gerada ، “خود راه اندازی موتورهای هماهنگ دائم داخلی آهن ربا داخلی با تزریق جریان فرکانس بالا” ، در معاملات IEEE در مورد کاربردهای صنعت ، جلد. 50 ، نه 5 ، صص 3295-3303 ، سپتامبر-اکتبر. 2014
ولین ، C.-J. Friman ، “سیستم جدید درایو مستقیم یک دوره جدید را برای ماشین های کاغذی باز می کند” ، Paper and Timber، Vol.83 / No. 5 ، 2001.
مک الوین ، K. لایلز ، B. مارتین و دبلیو واسرمن ، “قابلیت اطمینان درایوهای برج خنک کننده: بهبود بهره وری با فناوری جدید موتور” ، در مجله برنامه های کاربردی صنعت IEEE ، جلد. 18 ، نه 6 ، صص 12-19 ، نوامبر-دسامبر. 2012
موتورهای برقی در همه جا وجود دارند ، از برنامه های خانگی مانند مسواک ، یخچال و تلفن ، هواپیماها ، قطارها و اتومبیل هایی که در رفت و آمد روزانه ما استفاده می کنند. از زمان اختراع موتور الکتریکی در سال 1834 ، مهندسین کوشیدند که دستگاه را کامل کنند. در حال حاضر ، فن آوری موتور الکتریکی با رده های بیشماری ، زیرگروه ها و توپولوژی های حرکتی فردی متنوع تر از همیشه است. اما این موتورها چگونه کار می کنند؟ چه چیزی باعث تفاوت هر نوع موتور می شود؟ علاوه بر این ، چرا برخی از موتورها در وسایل نقلیه برقی از سایرین محبوب تر هستند؟ اینها چند مورد از سؤالاتی است که ما در این Whidepaper AVID سعی خواهیم کرد به آنها پاسخ دهیم.

ابتدا با اصول اولیه شروع کنیم. همه موتورهای برقی به آهنرباها متکی هستند و همانطور که هر کس که تا به حال با آهن ربا بازی کرده است می داند ، وقتی یک قطب شمالی (N) و قطب جنوبی (S) را در کنار هم قرار می دهید آهنرباها به یکدیگر می چسبند ، اما وقتی N و N را می گذارید ، یا S و S با هم ، دفع می کنند. در موتور الکتریکی ، ما همان نیروی واکنش الکترومغناطیسی را در شکاف هوا بین روتور موتور و استاتور ایجاد می کنیم. برای انجام این کار ، ما به دو میدان مغناطیسی نیاز داریم. در حقیقت ، ما تعداد زیادی قطب مغناطیسی در داخل موتور الکتریکی داریم و واکنش های همزمان زیادی ایجاد می کنیم. برای ایجاد حرکت مداوم ، باید این میدانهای مغناطیسی را با فرکانس بالا روشن و خاموش کنیم و همزمان جذب و دفع شویم. این سوئیچینگ با فرکانس بالا باعث ایجاد نیروی الکتروموتور (EMF) می شود ، چرخش موتور را ایجاد می کند و گشتاور ما را ایجاد می کند.

روتور و استاتور موتور الکتریکی شار شعاعی بدون برس برس AVID
روتور (سمت چپ) و استاتور (سمت راست) از یک موتور شار شعاعی بدون برس برس AVID
اولین میدان مغناطیسی از استاتور موتور ناشی می شود ، به این دلیل که ثابت است ، به این دلیل که حرکت نمی کند ، نامگذاری می شود. استاتور از مجموعه ای از الکترومغناطیس های کوچک تشکیل شده است که با پیچیدن سیم های رسانا ، به طور معمول مس در اطراف دندان مخصوص فرم ساخته شده از مواد مغناطیسی ساخته شده است. هنگامی که یک جریان الکتریکی از طریق این سیم ها عبور می کند ، این یک میدان مغناطیسی در اطراف الکترومغناطیس ایجاد می کند.

میدان مغناطیسی دوم توسط روتور موتور ایجاد می شود ، که اغلب نقطه اصلی تمایز بین انواع موتور الکتریکی است اما همیشه به عنوان اصلی ترین عامل متحرک در موتور عمل می کند. در موتورهای الکتریکی “برس” با فنآوری پایین ، روتورهای موتور با استفاده از برسهای کربنی که در برابر حلقه رفت و آمد قرار دارند ، به صورت مکانیکی از بین می روند. با چرخش موتور ، قلم مو جریان الکتریکی را از طریق سیم پیچ های مختلف پیچیده شده روی روتور که الکترومغناطیسی هستند ، انتقال می دهد. با این حال ، مشکل این نوع موتور این است که بسیار کارآمد نیستند و برس ها فرسوده می شوند. بنابراین موتورهای بدون برس ، امروزه بیشتر و بیشتر محبوب می شوند.الکتروموتور موتوژن تکفاز

موتور الکتریکی DC قلم مو.

عملیات موتور DC مسواک زده شده است.
متداول ترین موتور بدون برس ، موتور القایی است. در اینجا ، یک جریان الکتریکی در روتور موتور القا می شود ، در چیزی که گاهی اوقات طراحی قفس سنجاب نامیده می شود (نام آن از میله های مسی است که به عنوان سیم پیچ در ترانسفورماتور عمل می کنند). شار مغناطیسی استاتور یک میدان مغناطیسی روتور با تاخیر ایجاد می کند و EMF ایجاد می کند. الکتروموتور موتوژن تکفاز القایی در کاربردهای صنعتی بسیار فراگیر هستند ، زیرا اصول اصلی از اواخر دهه 1800 که گالیله فراریس با موفقیت موتور القایی خود را نشان داده است وجود داشته است. موتورهای القایی نیز به موتورهای ناهمزمان گفته می شوند ، زیرا در حالی که یک میدان مغناطیسی در استاتور تنظیم می شود که همزمان با منبع AC می چرخد ، سرعت چرخش روتور همیشه پایین تر از فرکانس عرضه به استاتور است. از آنجا که قفس روتور به طور مؤثر سیم پیچ ثانویه است ، یک جریان در روتور القا می شود ، که یک میدان مغناطیسی مخالف با استاتور ایجاد می کند و گشتاور ایجاد می کند. به منظور القاء جریان روتور همیشه باید یک تفاوت در سرعت چرخش بین روتور و منبع تغذیه وجود داشته باشد.

علیرغم تمام مثبت بودن آنها ، موتورهای القایی به غیر از استفاده آنها توسط تسلا در Roadster و Model S EVs برای برنامه های کششی EV در جاده ها چندان رایج نیستند. ماشینهای القایی به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند زیرا نسبتاً سنگین هستند و به اندازه سایر موتورهای دارای گشتاور کم سرعت ، مناسب نیستند و به ماشینهای نسبتاً بزرگ منتهی می شوند. با این وجود ، یک مزیت این است که می توانید قدرت میدان مغناطیسی در روتور موتور را کنترل کنید. اگر می توانید جرم و حجم را فدا کنید ، موتورهای القایی کم هزینه هستند و به آهنرباهای خاکی کمیاب اعتماد نکنید.

“قفس سنجاب” موتور القایی القایی
“قفس سنجاب” طراحی موتور القایی
موتورهای بعدی از جنس آهنربای دائمی (PM) هستند ، در این نوع موتور همانطور که از نام آن مشخص است ، ما آهنرباهای خاکی کمیاب را در روتور تعبیه کرده ایم تا مجموعه ای از قطب های مغناطیسی دائمی را ایجاد کنیم. ما یک میدان مغناطیسی قوی با آهنرباهای ویژه ای ایجاد می کنیم که از عناصر آلیاژی نادر خاکی برای بهبود عملکرد آنها استفاده می کنند. آهن ربا را می توان بر روی سطح روتور (در موتورهای SPM) ترتیب داد یا در روتور (در موتورهای IPM) جاسازی کرد. موتورهای SPM برای درک نسبتاً ساده هستند. با این حال ، IPM می تواند کمی پیچیده تر باشد. روتور از ماده آهنی ساخته شده و مورد استفاده قرار می گیرد
برای انواع دیگر موتورها ، به موتور (ابهام زدایی) مراجعه کنید. برای موتور راه‌آهن ، به لوکوموتیو برقی مراجعه کنید.

موتورهای اولیه

الکتروموتور موتوژن تکفاز

الکتروموتور موتوژن تکفاز کلاچ دار 2 خازنه

الکتروموتور موتوژن تکفاز کلاچ دار مانند الکتروموتور سه فاز از ابتدا با سرعت و قدرت تمام شروع به حرکت میکند.

شما میتوانید الکتروموتور موتوژن تکفاز را از فروشگاه اینترنتی ایتال سرویس خریداری کنید تلفن تماس 09192228714

 

طبق برخی مطالعات ،الکتروموتور موتوژن تکفاز مسئولیت حدود 45٪ از کل مصرف انرژی الکتریکی را بر عهده دارند . اگر تجزیه و تحلیل را روی یکی از جاه طلبی ترین انرژی ، یعنی صنعتی متمرکز کنیم ، درصد قابل تعویض برای موتورها به حدود دو سوم افزایش می یابد.
با توجه به اینکه چندین دستگاه در حال حاضر در حال کار منسوخ هستند ، مشخص است که تعویض موتورهای جدید با کارآیی جدید می تواند مزایای مهمی برای محیط و بهره برداری از منابع و همچنین در هزینه های تولید و سپس در رقابت ایجاد کند. آنها به عنوان مثال تخمین می زنند که ، در تنها اروپا ، استفاده از فن آوری های پیشران در جلو به جای فناوری های قدیمی منسوخ می تواند میزان کاهش مصرف سالانه را با 135 TWh و انتشار CO2 را 69 میلیون تن تعیین کند. با ارزیابی کل چرخه عمر یک دینام در کار ثابت ، می توانیم تأیید کنیم که هزینه های مرتبط با مصرف انرژی ، تقریباً بیشترین درصد را در کل هزینه (حتی بیش از 90٪ ،) نشان می دهد.الکترومتور موتوژن
به همین دلایل ، در اتحادیه اروپا ، و همچنین درایران ، در چین و سایر کشورها ، برنامه های نظارتی لازم الاجرا هستند که مقررات اجباری را با الزامات به تدریج افزایش کارآیی برای تاسیسات جدید فراهم می کند. به عنوان مثال ، طبق حداقل استاندارد عملکرد انرژی (موتوژن) ، موتورهای منتشر شده از ژانویه سال 2017 در بازار اتحادیه اروپا در محدوده توان از 75/0 تا 375 کیلو وات در صورت داشتن اینورتر باید دارای راندمان IE3 یا سطح کارآیی IE2 باشند با استثنائات بسیار اندکی.
با وجود فن آوری پراکنده بین دینام امروزی ، موتور ناهمزمان (یا موتور القایی ، IM) ، پیشرفت های مورد نیاز در آینده ، حداقل با هزینه های مناسب و برای همه بازه های قدرت امکان پذیر نخواهد بود. این جنبه ها ، همراه با فاکتورهای دیگری مانند آگاهی روز افزون از اهمیت کاهش مصرف انرژی ، منجر به اتخاذ الکتروموتور موتوژن تکفاز می شود که به ندرت گسترش یافته است ، مانند موتور دائمی همزمان آهنربا . در حقیقت این کلاس از الکتروموتور موتوژن تبریز دارای ویژگیهای ذاتی هستند که باعث بهبود قابل توجه بهره وری و چگالی توان ، به ویژه ضررهای روتور بسیار کم می شوند.
حتی اگر قبلاً در دهه هشتاد از سرویس دهنده های “بدون برس” (به عنوان مثال Surface Mount ‑ PMSM ، SM ‑ PMSM) در اتوماسیون صنعتی استفاده شده اند ، به لطف قابلیت کنترل عالی و پویایی بالا ، کاربرد ماشین های هماهنگ برقی با روتور بی حرکت محدود شده است. برنامه های خاص برای مدت طولانی در طی چند سال گذشته ، برعکس ، به لطف عوامل فوق الذکر در مورد کارآیی و کاهش هزینه های تولید الکتروموتور موتوژن تبریز و اینورترها ، اتخاذ این نوع موتور بطور قابل توجهی رواج دارد.

طبقه بندی الکتروموتور موتوژن تبریز AC

اکثر موتورهای جریان متناوب (AC) سه فاز هستند ، حتی اگر موارد استثنائی در مورد موتورهای تک فاز و پله (که عموماً دو فاز هستند) وجود دارد. مهمترین تفاوت این است که عموماً بین ماشین های همزمان و ناهمزمان است ، تفاوت بر اساس این واقعیت است که سرعت چرخش مکانیکی ، در حالت پایدار ، کاملاً متصل است (همگام سازی) یا نه با فرکانس چرخش میدان مغناطیسی استاتور. این تفاوت در این واقعیت مشخص است که برای تولید گشتاور در دستگاه ناهمزمان ، وجود جریانهای القایی در روتور ضروری است ، در حالی که در دستگاه های همزمان لازم نیست (و برعکس ، ناخواسته).
ماشین های سنکرون با این واقعیت مشخص می شوند که میدان روتور مغناطیسی از نظر هندسی به موقعیت مکانیکی خود روتور محدود می شود. میدان روتور می تواند توسط جریانی تولید شود که از طریق سیم پیچ (موتورهای همزمان با روتور زخم) ، توسط آهنرباهای دائمی (همزمان آهنربای دائمی) یا توسط خود جریان استاتور تولید می شود که توسط ناهمسانگردی مغناطیسی روتور (عدم تمایل) تنظیم می شود.موتوژن 3 فاز
از لحاظ ساختاری ، هر دو روتور و استاتور ماشینهای جریان شعاعی (که اکثراً اکثریت هستند) با انباشت ورقه های فرومغناطیسی به طور اختیاری خالی تولید می شوند ، راه حل با هدف جلوگیری از جریان انگل. روتور به طور کلی استوانه ای است و می تواند مجهز به فضاهایی برای قرار دادن آهنرباهای دائمی یا مواد رسانا باشد.
در شکل بخش هایی از انواع مختلف موتورهای ذکر شده (بجز موتور همزمان با روتور زخم) طرح ریزی شده اند.
تاریک ترین مناطق (شکاف ها) مربوط به سیم پیچ ها ، آهنرباهای دائمی به رنگ آبی نشان داده شده اند ، در حالی که منطقه خاکستری بخش نشان دهنده ماده فرومغناطیسی (لایه لایه شدن) است. همانطور که مشاهده می کنید تفاوت در بین انواع مختلف موتور در روتور متمرکز است ، در حالی که استاتور (مگر در موارد خاص) به همان روش قابل اجرا باشد. در موتور ناهمزمان ، شکافهای روتور با همجوشی پر می شوند ، که به اصطلاح “قفس سنجاب” تشکیل می شود ، عموما از آلومینیوم یا اخیراً از مس ساخته شده است (با هزینه های بالاتر برای کاهش تلفات).
در عوض ، در الکتروموتور موتوژن تبریز آهنربای دائمی ، آهنرباها را می توان در حکاکیهای اشتهایی داخل ساختار روتور (IPMSM و شروع خط IPMSM) وارد کرد و یا در صورت SM ‑ PMSM روی سطح اعمال کرد. در عوض ، در مورد SynRM ، حک شده های داخل روتور به سادگی از درجه اعتبار ساقط می شوند و “موانع جریان” نامیده می شوند ، زیرا آنها عملکرد افزایش عدم تمایل (یعنی قابلیت مخالفت با عبور جریان مغناطیسی) را در امتداد برخی جهات انجام می دهند و به جای آن سایر را به نفع خود می گیرند ( یعنی مسیرهایی که بیشتر با حضور آهن مشخص می شوند).
به نوبه خود ، موتورهای همزمان را می توان طبق اصل تولید گشتاور تقسیم کرد. در موتورهای آهنربای دائمی سطح ، تولید گشتاور تنها به لطف تعامل بین میدان تولید شده توسط آهنرباهای دائمی و جریان استاتور اتفاق می افتد.
برعکس ، در موتورهای تمایلی ، از تمایل سیستم برای به حداقل رساندن اکراه مسیرهای مغناطیسی ، در صورت تحریک ، سوء استفاده می شود. در موتورهای آهنربای داخلی (IPMSM) ، هر دو اصل به طور کلی مورد سوء استفاده قرار می گیرند.
در تولید آهنرباهای دائمی ، از مواد خاصی استفاده می شود ، برای دستیابی به مقادیر بالای القایی و جلوگیری از خطر مهار زدایی (به طور کلی با درجه حرارت بالا یا میدان مغناطیسی بالا). بیشترین استفاده از مواد نئودیمیوم-آیرون بور ، ساماریوم-کبالت و آلومینیوم-نیکل-کبالت است. به خصوص در مورد SM ‑ PMSM ، مقدار ماده مغناطیسی فعال زیاد است ، با وزن زیاد مواد اولیه در کل هزینه. این شرایط با تغییرپذیری شدید قیمت به اصطلاح “زمینهای نادر” [7] ، عناصر مورد استفاده در مقادیر اندک اما برای کیفیت آهنربا بسیار مهمتر می شود. جدا از مشکلات هزینه و در دسترس بودن ، این مواد همچنین مسائل مهم زیست محیطی ، سیاسی و اخلاقی را در رابطه با استخراج ، تجارت و دفع آنها ایجاد می کنند. به همین دلایل ، منابع عظیمی در تحقیق و توسعه مواد مختلف و به ویژه در پروژه موتورهایی که استفاده از آهنرباهای دائمی را به حداقل می رسانند ، سرمایه گذاری می شوند [8] ، یا امکان استفاده از به اصطلاح فریت ها ، یعنی مواد مغناطیسی سرامیکی که از مواد کمتری استفاده می کنند.

منبع تغذیه از طریق اینورتر و کنترل

جنبه منفی موتورهای همزمان از عدم امکان برق کار کردن آنها به سادگی اتصال آنها به شبکه (Direct On On Line، DOL) ناشی می شود ، زیرا در عوض برای موتورهای ناهمزمان اتفاق می افتد. برای بهره برداری از موتورهای هماهنگ و آهنگر دائم آهنربای دائمی ، بنابراین وجود “درایو” ضروری است ، یعنی کل متشکل از اینورتر واقعی (یک محرک قدرت الکترونیکی خالص) ، کنترل کننده الکترونیکی و الگوریتم های اجرا شده در آن. الگوریتم کنترل ، که بر روی یک دستگاه دیجیتالی اجرا شده است ، با فرکانس ها به ترتیب 10،000 بار در ثانیه به روز می شود. علیرغم هزینه اضافی ، باید در نظر داشت امکان تغییر شرایط کار ، به ویژه سرعت ، مزایای مهمی را در چندین برنامه (خصوصاً پمپ ها و پنکه ها ، در جایی که موجب صرفه جویی قابل توجهی در انرژی می شود) می دهد.
با کنترل اینورتر در PWM (Pulse Width Modulation) می توان به طور مؤثر یک ولتاژ ولتاژ تولید کرد که با دامنه ، فرکانس و مراحل دلخواه مشخص می شود.
از آنجا که در موتورهای همزمان ، گشتاور به دامنه فعلی و ارتباط فاز آن با محور مغناطیسی روتور بستگی دارد ، در الگوریتم های کنترل از تبدیل مختصات Park به طور کلی استفاده می شود ، بنابراین سیستم سه فاز را به یک سیستم مرجع با روتور تبدیل می کند. محور
دانش موقعیت روتور پس از آندینام برای کنترل موتور همزمان ضروری است. در بعضی از برنامه ها ، در حالی که هیچ عملکرد کنترل خاصی لازم نیست ، از بین بردن سنسور موقعیت مکانیکی ، به دلیل هزینه و کاهش قابلیت اطمینان ناشی از آن ، امکان پذیر است. در واقع تکنیک های کنترل “بدون حسگر” ساخته شده اند ، جایی که موقعیت روتور با بهره گیری از اندازه گیری جریان و ولتاژ (درون اینورتر و به هر حال لازم) و مدل دینام موتوژن تبریز تخمین زده می شود.
تکنیک های بدون حسگر برای موتورهای همزمان ، که از دهه نود توسعه یافته است ، در ابتدا فقط در موارد خاص فقط کاربردهایی پیدا می کردند. در محصولاتی که در حال حاضر “اینورتر” نامیده می شود ، یعنی آن دسته از درایوهای استفاده عمومی ، اولین الگوریتم های این نوع در اواخر دهه 2000 معرفی شدند تا در سالهای گذشته به یک تجهیزات تقریبا استاندارد تبدیل شوند. متاسفانه ، این راه حل ها هنوز هم به سختی توسط اپراتورهای اتوماسیون شناخته می شوند ، حتی اگر اعتبار آنها اثبات شده باشد ، به خصوص در برنامه های رایج مانند پمپ ها و فن ها.
از آنجا که داده های تهیه شده توسط سازنده موتور اغلب برای کالیبراسیون کلیه پارامترهای الگوریتم کنترل کافی نیست ، روش های “خود راه اندازی” توسعه یافته اند ، به عبارت دیگر راه اندازی با حداقل مداخله اپراتور. مرحله اول ، شناسایی اتوماتیک پارامترها (“شناسایی خود”) است ، با روش هایی که توسط درایو انجام می شود ، و سپس به سمت کالیبراسیون واقعی ، یعنی انتخاب مقادیر پارامترهای کنترل ادامه می یابد. هم صنعت و هم دنیای آکادمیک به طور فعال در مورد این جنبه ها تحقیق می کنند ، با پیشنهادهای بسیار جالبی نیز در دامنه ایتالیایی ،

جزئیات ساختاری

همانطور که قبلاً گفته شد ، بزرگترین تفاوت در بین انواع الکتروموتورهای موتوژن تبریز AC عمدتاً در ساختار روتور جای دارد. در حقیقت موارد مختلفی از موتورهای هماهنگ طراحی شده اند که قطعات دیگر را تقریباً بدون تغییر در مقایسه با یک دستگاه ناهمزمان مربوطه (در نهایت تغییر چرخش های سیم پیچ) طراحی می کنند. این نوع رویکرد در چند سال گذشته با هدف جلب رضایت برنامه های کاربردی عمومی ، دقیقاً به عنوان تعویض موتور ناهمزمان گسترش یافته است. علاوه بر مزایای بارز در هزینه های تولید ، استفاده از قطعات معادل از نظر ابعاد کلی ، ساپورت ها و نقاط فیکس کننده خارجی امکان تصویب این الکتروموتورها موتوژن تبریز را بدون اصلاح مکانیک باقی مانده فراهم کرده است. در رابطه با این امر ، نمونه های ابتکاری توسط محصولات شرکت های ایتالیایی مانند سری موتورهای همزمان همزمان آهنربای دائمی داخلی و موتورهای تمایل به نمایش در شکل 5 ارائه شده است.
در موتورهای همزمان ، بخصوص در موتورهای آهنربای دائمی ، می توان تعداد قطب های زیادی را پیاده سازی کرد ، با کاهش سرعت با ولتاژ یکسان و گشتاور با همان جریان افزایش می یابد. این درجه از آزادی در پروژه را می توان با قیاس ، با استفاده از دستگاه کاهنده سرعت مکانیکی مقایسه کرد و بنابراین ، در برخی از برنامه ها ، استفاده از یک اتصال مستقیم درایو را امکان پذیر می سازد ، با برخی از مزایا از نظر کارایی ، ابعاد کلی ، هزینه ، قابلیت اطمینان و دقت کنترل. این راه حل برای چندین سال در ماشین آلات صنعتی (به عنوان مثال ، در تولید کاغذ ، در بخش بالابر مدنی (بالابر) ، در تصفیه هوا (فن های برج خنک کننده ، و در تصویب شده است. برخی از لوازم خانگی (به ویژه ماشین لباسشویی).
در پروژه در نظر گرفته شده در ، بسته استاتور (لمینیت ها) به عنوان عنصر ساختاری ، بدون اضافه شدن مورد خارجی استفاده شده است. شکل 6 همچنین طراحی لمینیت استاتور را نشان می دهد ، جایی که بال خارجی برای اتلاف حرارت قابل مشاهده است. به لطف ابعاد کلی محدود شده در ارتفاع ، این موتور در پایه برج خنک کننده ، در محور با فن نصب شده است ، بنابراین از انتقال درست زاویه دار و کاهش سرعت که در عوض در پیکربندی سنتی (با ناهمزمان) لازم است ، جلوگیری می شود. موتور)

برنامه های کاربردی

اولین کاربردها در بخش مدنی موتورهای همگام با آهنربای دائمی شامل سیستم های تهویه مطبوع است ، به دلیل اهمیتی که مصرف انرژی در آن حالت دارد. در تبرید (همچنین از نظر صنعتی و خانگی) ، به تدریج تصویب موتورهای همزمان افزایش یافته است. علاوه بر این ، مورد خاص توسط پمپ های گردش خون برای کارخانه های گرمایشی نشان داده شده است که ، به دلایل کارآیی ، امروزه تقریباً کاملاً براساس موتورهای همگام آهنربای دائمی در کنترل سنسور مستقر هستند.
در بین لوازم خانگی ، در ماشین های لباسشویی استفاده از این نوع موتورها در چند سال گذشته رواج یافته است. استفاده از موتورهای همزمان به جای ناهمزمان یا جهانی (با برس) اجازه می دهد از یک طرف کاهش ابعاد کلی و کمیت مواد مورد استفاده ، از طرف دیگر کنترل بهتری نیز داشته باشد ، همچنین با اتخاذ راه حل هایی از قبیل اتصال مستقیم درایو مکانیکی. در حالت دوم ، به دلیل محدودیت ابعاد کلی و نیاز به گشتاور ، روتور معمولاً خارجی است و کل موتور صاف و با قطر بزرگ است.
جزئیات تولید این نوع ماشین ها ، که توسط سایر برنامه های خاص نیز به اشتراک گذاشته شده است ، سیم پیچ روی دندان (سیم پیچ مشخص برای هر دندان استاتور) است.
در این نوع ، قطعات مس بیکار کاهش می یابد اما طراحی ماشین آلات با موج گشتاور کم مشکل تر می شود. اتصال مستقیم علاوه بر کنترل سرعت ، از نظر عملکرد کلی ، مزایای شناسایی بار در مخزن و ترتیب آن را نیز فراهم می کند.
با توجه به چرخه کاری خاص ماشین های لباسشویی ، که شامل خشک کردن چرخش است ، عملکرد با سرعت بالا (بیش از اسمی) از اهمیت بالایی برخوردار است. این روش “خنک کننده” نامیده می شود ، زیرا با توجه به ولتاژ متناسب با جریان و سرعت ، جریان کلی از طریق یک کنترل احتمالی کاهش می یابد ، تا امکان کار در سرعت های بالاتر و ولتاژ ثابت فراهم شود. در این حالت ، الکتروموتورهای موتوژن تبریز همزمان همزمان آهنربا دائمی کاندیداهای اصلی هستند ، زیرا گشتاور موجود آنها به طور ناگهانی از سرعت اسمی پایین نمی رود.
بلندی ، مخصوصاً از اندازه بزرگ ، در جاهایی كه موتورهای همزمان در آن بسیار حضور داشته اند ، آسانسور هستند. در این حالت ، راه حلهای خاص نیز مانند آنچه در شکل 8 به کار رفته است ، امکان حرکت مستقیم بار (چرخ دنده) را فراهم می کند.
در این حالت ، این یک الکتروموتور موتوژن تبریز با محور جریان است ، یعنی شکاف بین استاتور و روتور (شکاف مغناطیسی) توسط خطوط میدان درست می شود که به موازات محور است.
سایر زمینه های کاربردی خاص مربوط به منابع تجدید پذیر (به عنوان مثال باد باد) و هواپیما است ، جایی که آنها هدف “هواپیماهای برقی بیشتر” (جایگزینی محرک های هیدرولیک یا پنوماتیک) را دنبال می کنند. استفاده از الکتروموتورهای موتوژن تبریز با راندمان بالا و پر چگال نیز در کشش از جمله محدوده جاده (از دوچرخه گرفته تا وسایل نقلیه سنگین و ماشین های عامل) ، بخش راه آهن / تراموا و صنعتی (لیفتراک و موارد مشابه) در حال کشش است.

کتابشناسی – فهرست کتب

Wilde، C. U. Brunner، “فرصتهای سیاستگذاری کارآیی انرژی برای سیستمهای برقی موتور” ، آژانس بین المللی انرژی ، مقاله کار ، 2011.
“موتورهای برقی و درایوهای سرعت متغیر – استانداردها و الزامات قانونی برای راندمان انرژی موتورهای سه فاز با ولتاژ کم” ، ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. ، اتوماسیون تقسیم – سیستمهای برقی ، فرانکفورت ، دسامبر 2010 ، چاپ 2.
“افزایش سودآوری صنعتی با درایوها و موتورهای کارآمد در مصرف انرژی” ، بروشور ABB ، 2016
واگاتی ، “راه حل عدم تمایل همزمان: یک جایگزین جدید در درایوهای AC” ، بیستمین کنفرانس بین المللی الکترونیک ، کنترل و ابزار دقیق صنعتی ، 1994. IECON ’94. ، بولونیا ، 1994 ، صص 1-13 جلد 1.
لیپو ، T. A. ، “ماشین های تمایل همزمان نیست – جایگزین مناسب برای درایوهای AC.” ، ماشین آلات برقی ویسکانسین و کنسرسیوم برق الکترونیک ، گزارش تحقیق ، 1991.
“موتورهای با کارایی فرآیند ولتاژ کم مطابق با MEPS EU” ، فروشگاه ABB ، اکتبر 2014
“زمین های نادر” ، بررسی زمین شناسی S. ، خلاصه کالاهای معدنی ، ژانویه 2016.
Guglielmi ، B. Boazzo ، E. Armando ، G. Pellegrino و A. Vagati ، “به حداقل رساندن آهنربا در طراحی موتور IPM-PMASR برای کاربردهای برد وسیع ،” کنگره و تبدیل انرژی IEEE 2011 ، Phoenix، AZ، 2011، pp. 4201-4207.
“فن آوری های حرکتی برای بهره وری بالاتر در برنامه ها – مروری بر روندها و برنامه ها” ، Danfoss Power Electronics – Danfoss VLT درایوهای PE-MSMBM ، نوامبر 2014.
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “خود ایستادن ویژگی های شار برای ماشین های تمایل همزمان و با استفاده از عملکرد تقریبی اشباع و رگرسیون خطی چندگانه” ، در معاملات IEEE در کاربردهای صنعت ، جلد. 52 ، نه 4 ، صص 3083-3092 ، جولای-آگوست. 2016
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “خود راه اندازی جبران خسارت مرده اینورتر توسط رگرسیون خطی چندگانه بر اساس یک مدل فیزیکی ،” در سال 2014 کنگره و تبدیل انرژی IEEE (ECCE) ، جلد ، شماره ، شماره ، صفحه 242-249 ، 14 -18 سپتامبر 2014.
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “طراحی تحلیلی حلقه تنظیم ولتاژ تضعیف کننده شار در درایوهای IPMSM ،” در سال 2015 کنگره و تبدیل انرژی IEEE (ECCE) ، جلد ، شماره ، صص.6145-6152 ، 20-24 سپتامبر 2015.
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “مسائل مربوط به طراحی و تجزیه و تحلیل خطاها در تخمین موقعیت مبتنی بر Back-EMF و سرعت رصدگر برای موتورهای سنکرون SPM ،” در مجله IEEE در زمینه های نوظهور و منتخب در الکترونیک قدرت ، جلد 2 ، شماره 2 ، ص.159 -170 ، ژوئن 2014.
S.A. Odhano ، P. Giangrande ، R. I. Bojoi و C. Gerada ، “خود راه اندازی موتورهای هماهنگ دائم داخلی آهن ربا داخلی با تزریق جریان فرکانس بالا” ، در معاملات IEEE در مورد کاربردهای صنعت ، جلد. 50 ، نه 5 ، صص 3295-3303 ، سپتامبر-اکتبر. 2014
ولین ، C.-J. Friman ، “سیستم جدید درایو مستقیم یک دوره جدید را برای ماشین های کاغذی باز می کند” ، Paper and Timber، Vol.83 / No. 5 ، 2001.
مک الوین ، K. لایلز ، B. مارتین و دبلیو واسرمن ، “قابلیت اطمینان درایوهای برج خنک کننده: بهبود بهره وری با فناوری جدید موتور” ، در مجله برنامه های کاربردی صنعت IEEE ، جلد. 18 ، نه 6 ، صص 12-19 ، نوامبر-دسامبر. 2012
موتورهای برقی در همه جا وجود دارند ، از برنامه های خانگی مانند مسواک ، یخچال و تلفن ، هواپیماها ، قطارها و اتومبیل هایی که در رفت و آمد روزانه ما استفاده می کنند. از زمان اختراع موتور الکتریکی در سال 1834 ، مهندسین کوشیدند که دستگاه را کامل کنند. در حال حاضر ، فن آوری موتور الکتریکی با رده های بیشماری ، زیرگروه ها و توپولوژی های حرکتی فردی متنوع تر از همیشه است. اما این موتورها چگونه کار می کنند؟ چه چیزی باعث تفاوت هر نوع موتور می شود؟ علاوه بر این ، چرا برخی از موتورها در وسایل نقلیه برقی از سایرین محبوب تر هستند؟ اینها چند مورد از سؤالاتی است که ما در این Whidepaper AVID سعی خواهیم کرد به آنها پاسخ دهیم.

ابتدا با اصول اولیه شروع کنیم. همه موتورهای برقی به آهنرباها متکی هستند و همانطور که هر کس که تا به حال با آهن ربا بازی کرده است می داند ، وقتی یک قطب شمالی (N) و قطب جنوبی (S) را در کنار هم قرار می دهید آهنرباها به یکدیگر می چسبند ، اما وقتی N و N را می گذارید ، یا S و S با هم ، دفع می کنند. در موتور الکتریکی ، ما همان نیروی واکنش الکترومغناطیسی را در شکاف هوا بین روتور موتور و استاتور ایجاد می کنیم. برای انجام این کار ، ما به دو میدان مغناطیسی نیاز داریم. در حقیقت ، ما تعداد زیادی قطب مغناطیسی در داخل موتور الکتریکی داریم و واکنش های همزمان زیادی ایجاد می کنیم. برای ایجاد حرکت مداوم ، باید این میدانهای مغناطیسی را با فرکانس بالا روشن و خاموش کنیم و همزمان جذب و دفع شویم. این سوئیچینگ با فرکانس بالا باعث ایجاد نیروی الکتروموتور (EMF) می شود ، چرخش موتور را ایجاد می کند و گشتاور ما را ایجاد می کند.

روتور و استاتور موتور الکتریکی شار شعاعی بدون برس برس AVID
روتور (سمت چپ) و استاتور (سمت راست) از یک موتور شار شعاعی بدون برس برس AVID
اولین میدان مغناطیسی از استاتور موتور ناشی می شود ، به این دلیل که ثابت است ، به این دلیل که حرکت نمی کند ، نامگذاری می شود. استاتور از مجموعه ای از الکترومغناطیس های کوچک تشکیل شده است که با پیچیدن سیم های رسانا ، به طور معمول مس در اطراف دندان مخصوص فرم ساخته شده از مواد مغناطیسی ساخته شده است. هنگامی که یک جریان الکتریکی از طریق این سیم ها عبور می کند ، این یک میدان مغناطیسی در اطراف الکترومغناطیس ایجاد می کند.

میدان مغناطیسی دوم توسط روتور موتور ایجاد می شود ، که اغلب نقطه اصلی تمایز بین انواع موتور الکتریکی است اما همیشه به عنوان اصلی ترین عامل متحرک در موتور عمل می کند. در موتورهای الکتریکی “برس” با فنآوری پایین ، روتورهای موتور با استفاده از برسهای کربنی که در برابر حلقه رفت و آمد قرار دارند ، به صورت مکانیکی از بین می روند. با چرخش موتور ، قلم مو جریان الکتریکی را از طریق سیم پیچ های مختلف پیچیده شده روی روتور که الکترومغناطیسی هستند ، انتقال می دهد. با این حال ، مشکل این نوع موتور این است که بسیار کارآمد نیستند و برس ها فرسوده می شوند. بنابراین موتورهای بدون برس ، امروزه بیشتر و بیشتر محبوب می شوند.الکتروموتور موتوژن تکفاز

موتور الکتریکی DC قلم مو.

عملیات موتور DC مسواک زده شده است.
متداول ترین موتور بدون برس ، موتور القایی است. در اینجا ، یک جریان الکتریکی در روتور موتور القا می شود ، در چیزی که گاهی اوقات طراحی قفس سنجاب نامیده می شود (نام آن از میله های مسی است که به عنوان سیم پیچ در ترانسفورماتور عمل می کنند). شار مغناطیسی استاتور یک میدان مغناطیسی روتور با تاخیر ایجاد می کند و EMF ایجاد می کند. الکتروموتور موتوژن تکفاز القایی در کاربردهای صنعتی بسیار فراگیر هستند ، زیرا اصول اصلی از اواخر دهه 1800 که گالیله فراریس با موفقیت موتور القایی خود را نشان داده است وجود داشته است. موتورهای القایی نیز به موتورهای ناهمزمان گفته می شوند ، زیرا در حالی که یک میدان مغناطیسی در استاتور تنظیم می شود که همزمان با منبع AC می چرخد ، سرعت چرخش روتور همیشه پایین تر از فرکانس عرضه به استاتور است. از آنجا که قفس روتور به طور مؤثر سیم پیچ ثانویه است ، یک جریان در روتور القا می شود ، که یک میدان مغناطیسی مخالف با استاتور ایجاد می کند و گشتاور ایجاد می کند. به منظور القاء جریان روتور همیشه باید یک تفاوت در سرعت چرخش بین روتور و منبع تغذیه وجود داشته باشد.

علیرغم تمام مثبت بودن آنها ، موتورهای القایی به غیر از استفاده آنها توسط تسلا در Roadster و Model S EVs برای برنامه های کششی EV در جاده ها چندان رایج نیستند. ماشینهای القایی به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند زیرا نسبتاً سنگین هستند و به اندازه سایر موتورهای دارای گشتاور کم سرعت ، مناسب نیستند و به ماشینهای نسبتاً بزرگ منتهی می شوند. با این وجود ، یک مزیت این است که می توانید قدرت میدان مغناطیسی در روتور موتور را کنترل کنید. اگر می توانید جرم و حجم را فدا کنید ، موتورهای القایی کم هزینه هستند و به آهنرباهای خاکی کمیاب اعتماد نکنید.

“قفس سنجاب” موتور القایی القایی
“قفس سنجاب” طراحی موتور القایی
موتورهای بعدی از جنس آهنربای دائمی (PM) هستند ، در این نوع موتور همانطور که از نام آن مشخص است ، ما آهنرباهای خاکی کمیاب را در روتور تعبیه کرده ایم تا مجموعه ای از قطب های مغناطیسی دائمی را ایجاد کنیم. ما یک میدان مغناطیسی قوی با آهنرباهای ویژه ای ایجاد می کنیم که از عناصر آلیاژی نادر خاکی برای بهبود عملکرد آنها استفاده می کنند. آهن ربا را می توان بر روی سطح روتور (در موتورهای SPM) ترتیب داد یا در روتور (در موتورهای IPM) جاسازی کرد. موتورهای SPM برای درک نسبتاً ساده هستند. با این حال ، IPM می تواند کمی پیچیده تر باشد. روتور از ماده آهنی ساخته شده و مورد استفاده قرار می گیرد
برای انواع دیگر موتورها ، به موتور (ابهام زدایی) مراجعه کنید. برای موتور راه‌آهن ، به لوکوموتیو برقی مراجعه کنید.

موتورهای اولیه

الکتروموتور موتوژن تکفاز کلاچ دار 2 خازنه

الکتروموتور موتوژن تکفاز کلاچ دار مانند الکتروموتور سه فاز از ابتدا با سرعت و قدرت تمام شروع به حرکت میکند.

شما میتوانید الکتروموتور موتوژن تکفاز را از فروشگاه اینترنتی ایتال سرویس خریداری کنید تلفن تماس 09192228714

 

طبق برخی مطالعات ،الکتروموتور موتوژن تکفاز مسئولیت حدود 45٪ از کل مصرف انرژی الکتریکی را بر عهده دارند . اگر تجزیه و تحلیل را روی یکی از جاه طلبی ترین انرژی ، یعنی صنعتی متمرکز کنیم ، درصد قابل تعویض برای موتورها به حدود دو سوم افزایش می یابد.
با توجه به اینکه چندین دستگاه در حال حاضر در حال کار منسوخ هستند ، مشخص است که تعویض موتورهای جدید با کارآیی جدید می تواند مزایای مهمی برای محیط و بهره برداری از منابع و همچنین در هزینه های تولید و سپس در رقابت ایجاد کند. آنها به عنوان مثال تخمین می زنند که ، در تنها اروپا ، استفاده از فن آوری های پیشران در جلو به جای فناوری های قدیمی منسوخ می تواند میزان کاهش مصرف سالانه را با 135 TWh و انتشار CO2 را 69 میلیون تن تعیین کند. با ارزیابی کل چرخه عمر یک دینام در کار ثابت ، می توانیم تأیید کنیم که هزینه های مرتبط با مصرف انرژی ، تقریباً بیشترین درصد را در کل هزینه (حتی بیش از 90٪ ،) نشان می دهد.الکترومتور موتوژن
به همین دلایل ، در اتحادیه اروپا ، و همچنین درایران ، در چین و سایر کشورها ، برنامه های نظارتی لازم الاجرا هستند که مقررات اجباری را با الزامات به تدریج افزایش کارآیی برای تاسیسات جدید فراهم می کند. به عنوان مثال ، طبق حداقل استاندارد عملکرد انرژی (موتوژن) ، موتورهای منتشر شده از ژانویه سال 2017 در بازار اتحادیه اروپا در محدوده توان از 75/0 تا 375 کیلو وات در صورت داشتن اینورتر باید دارای راندمان IE3 یا سطح کارآیی IE2 باشند با استثنائات بسیار اندکی.
با وجود فن آوری پراکنده بین دینام امروزی ، موتور ناهمزمان (یا موتور القایی ، IM) ، پیشرفت های مورد نیاز در آینده ، حداقل با هزینه های مناسب و برای همه بازه های قدرت امکان پذیر نخواهد بود. این جنبه ها ، همراه با فاکتورهای دیگری مانند آگاهی روز افزون از اهمیت کاهش مصرف انرژی ، منجر به اتخاذ الکتروموتور موتوژن تکفاز می شود که به ندرت گسترش یافته است ، مانند موتور دائمی همزمان آهنربا . در حقیقت این کلاس از الکتروموتور موتوژن تبریز دارای ویژگیهای ذاتی هستند که باعث بهبود قابل توجه بهره وری و چگالی توان ، به ویژه ضررهای روتور بسیار کم می شوند.
حتی اگر قبلاً در دهه هشتاد از سرویس دهنده های “بدون برس” (به عنوان مثال Surface Mount ‑ PMSM ، SM ‑ PMSM) در اتوماسیون صنعتی استفاده شده اند ، به لطف قابلیت کنترل عالی و پویایی بالا ، کاربرد ماشین های هماهنگ برقی با روتور بی حرکت محدود شده است. برنامه های خاص برای مدت طولانی در طی چند سال گذشته ، برعکس ، به لطف عوامل فوق الذکر در مورد کارآیی و کاهش هزینه های تولید الکتروموتور موتوژن تبریز و اینورترها ، اتخاذ این نوع موتور بطور قابل توجهی رواج دارد.

طبقه بندی الکتروموتور موتوژن تبریز AC

اکثر موتورهای جریان متناوب (AC) سه فاز هستند ، حتی اگر موارد استثنائی در مورد موتورهای تک فاز و پله (که عموماً دو فاز هستند) وجود دارد. مهمترین تفاوت این است که عموماً بین ماشین های همزمان و ناهمزمان است ، تفاوت بر اساس این واقعیت است که سرعت چرخش مکانیکی ، در حالت پایدار ، کاملاً متصل است (همگام سازی) یا نه با فرکانس چرخش میدان مغناطیسی استاتور. این تفاوت در این واقعیت مشخص است که برای تولید گشتاور در دستگاه ناهمزمان ، وجود جریانهای القایی در روتور ضروری است ، در حالی که در دستگاه های همزمان لازم نیست (و برعکس ، ناخواسته).
ماشین های سنکرون با این واقعیت مشخص می شوند که میدان روتور مغناطیسی از نظر هندسی به موقعیت مکانیکی خود روتور محدود می شود. میدان روتور می تواند توسط جریانی تولید شود که از طریق سیم پیچ (موتورهای همزمان با روتور زخم) ، توسط آهنرباهای دائمی (همزمان آهنربای دائمی) یا توسط خود جریان استاتور تولید می شود که توسط ناهمسانگردی مغناطیسی روتور (عدم تمایل) تنظیم می شود.موتوژن 3 فاز
از لحاظ ساختاری ، هر دو روتور و استاتور ماشینهای جریان شعاعی (که اکثراً اکثریت هستند) با انباشت ورقه های فرومغناطیسی به طور اختیاری خالی تولید می شوند ، راه حل با هدف جلوگیری از جریان انگل. روتور به طور کلی استوانه ای است و می تواند مجهز به فضاهایی برای قرار دادن آهنرباهای دائمی یا مواد رسانا باشد.
در شکل بخش هایی از انواع مختلف موتورهای ذکر شده (بجز موتور همزمان با روتور زخم) طرح ریزی شده اند.
تاریک ترین مناطق (شکاف ها) مربوط به سیم پیچ ها ، آهنرباهای دائمی به رنگ آبی نشان داده شده اند ، در حالی که منطقه خاکستری بخش نشان دهنده ماده فرومغناطیسی (لایه لایه شدن) است. همانطور که مشاهده می کنید تفاوت در بین انواع مختلف موتور در روتور متمرکز است ، در حالی که استاتور (مگر در موارد خاص) به همان روش قابل اجرا باشد. در موتور ناهمزمان ، شکافهای روتور با همجوشی پر می شوند ، که به اصطلاح “قفس سنجاب” تشکیل می شود ، عموما از آلومینیوم یا اخیراً از مس ساخته شده است (با هزینه های بالاتر برای کاهش تلفات).
در عوض ، در الکتروموتور موتوژن تبریز آهنربای دائمی ، آهنرباها را می توان در حکاکیهای اشتهایی داخل ساختار روتور (IPMSM و شروع خط IPMSM) وارد کرد و یا در صورت SM ‑ PMSM روی سطح اعمال کرد. در عوض ، در مورد SynRM ، حک شده های داخل روتور به سادگی از درجه اعتبار ساقط می شوند و “موانع جریان” نامیده می شوند ، زیرا آنها عملکرد افزایش عدم تمایل (یعنی قابلیت مخالفت با عبور جریان مغناطیسی) را در امتداد برخی جهات انجام می دهند و به جای آن سایر را به نفع خود می گیرند ( یعنی مسیرهایی که بیشتر با حضور آهن مشخص می شوند).
به نوبه خود ، موتورهای همزمان را می توان طبق اصل تولید گشتاور تقسیم کرد. در موتورهای آهنربای دائمی سطح ، تولید گشتاور تنها به لطف تعامل بین میدان تولید شده توسط آهنرباهای دائمی و جریان استاتور اتفاق می افتد.
برعکس ، در موتورهای تمایلی ، از تمایل سیستم برای به حداقل رساندن اکراه مسیرهای مغناطیسی ، در صورت تحریک ، سوء استفاده می شود. در موتورهای آهنربای داخلی (IPMSM) ، هر دو اصل به طور کلی مورد سوء استفاده قرار می گیرند.
در تولید آهنرباهای دائمی ، از مواد خاصی استفاده می شود ، برای دستیابی به مقادیر بالای القایی و جلوگیری از خطر مهار زدایی (به طور کلی با درجه حرارت بالا یا میدان مغناطیسی بالا). بیشترین استفاده از مواد نئودیمیوم-آیرون بور ، ساماریوم-کبالت و آلومینیوم-نیکل-کبالت است. به خصوص در مورد SM ‑ PMSM ، مقدار ماده مغناطیسی فعال زیاد است ، با وزن زیاد مواد اولیه در کل هزینه. این شرایط با تغییرپذیری شدید قیمت به اصطلاح “زمینهای نادر” [7] ، عناصر مورد استفاده در مقادیر اندک اما برای کیفیت آهنربا بسیار مهمتر می شود. جدا از مشکلات هزینه و در دسترس بودن ، این مواد همچنین مسائل مهم زیست محیطی ، سیاسی و اخلاقی را در رابطه با استخراج ، تجارت و دفع آنها ایجاد می کنند. به همین دلایل ، منابع عظیمی در تحقیق و توسعه مواد مختلف و به ویژه در پروژه موتورهایی که استفاده از آهنرباهای دائمی را به حداقل می رسانند ، سرمایه گذاری می شوند [8] ، یا امکان استفاده از به اصطلاح فریت ها ، یعنی مواد مغناطیسی سرامیکی که از مواد کمتری استفاده می کنند.

منبع تغذیه از طریق اینورتر و کنترل

جنبه منفی موتورهای همزمان از عدم امکان برق کار کردن آنها به سادگی اتصال آنها به شبکه (Direct On On Line، DOL) ناشی می شود ، زیرا در عوض برای موتورهای ناهمزمان اتفاق می افتد. برای بهره برداری از موتورهای هماهنگ و آهنگر دائم آهنربای دائمی ، بنابراین وجود “درایو” ضروری است ، یعنی کل متشکل از اینورتر واقعی (یک محرک قدرت الکترونیکی خالص) ، کنترل کننده الکترونیکی و الگوریتم های اجرا شده در آن. الگوریتم کنترل ، که بر روی یک دستگاه دیجیتالی اجرا شده است ، با فرکانس ها به ترتیب 10،000 بار در ثانیه به روز می شود. علیرغم هزینه اضافی ، باید در نظر داشت امکان تغییر شرایط کار ، به ویژه سرعت ، مزایای مهمی را در چندین برنامه (خصوصاً پمپ ها و پنکه ها ، در جایی که موجب صرفه جویی قابل توجهی در انرژی می شود) می دهد.
با کنترل اینورتر در PWM (Pulse Width Modulation) می توان به طور مؤثر یک ولتاژ ولتاژ تولید کرد که با دامنه ، فرکانس و مراحل دلخواه مشخص می شود.
از آنجا که در موتورهای همزمان ، گشتاور به دامنه فعلی و ارتباط فاز آن با محور مغناطیسی روتور بستگی دارد ، در الگوریتم های کنترل از تبدیل مختصات Park به طور کلی استفاده می شود ، بنابراین سیستم سه فاز را به یک سیستم مرجع با روتور تبدیل می کند. محور
دانش موقعیت روتور پس از آندینام برای کنترل موتور همزمان ضروری است. در بعضی از برنامه ها ، در حالی که هیچ عملکرد کنترل خاصی لازم نیست ، از بین بردن سنسور موقعیت مکانیکی ، به دلیل هزینه و کاهش قابلیت اطمینان ناشی از آن ، امکان پذیر است. در واقع تکنیک های کنترل “بدون حسگر” ساخته شده اند ، جایی که موقعیت روتور با بهره گیری از اندازه گیری جریان و ولتاژ (درون اینورتر و به هر حال لازم) و مدل دینام موتوژن تبریز تخمین زده می شود.
تکنیک های بدون حسگر برای موتورهای همزمان ، که از دهه نود توسعه یافته است ، در ابتدا فقط در موارد خاص فقط کاربردهایی پیدا می کردند. در محصولاتی که در حال حاضر “اینورتر” نامیده می شود ، یعنی آن دسته از درایوهای استفاده عمومی ، اولین الگوریتم های این نوع در اواخر دهه 2000 معرفی شدند تا در سالهای گذشته به یک تجهیزات تقریبا استاندارد تبدیل شوند. متاسفانه ، این راه حل ها هنوز هم به سختی توسط اپراتورهای اتوماسیون شناخته می شوند ، حتی اگر اعتبار آنها اثبات شده باشد ، به خصوص در برنامه های رایج مانند پمپ ها و فن ها.
از آنجا که داده های تهیه شده توسط سازنده موتور اغلب برای کالیبراسیون کلیه پارامترهای الگوریتم کنترل کافی نیست ، روش های “خود راه اندازی” توسعه یافته اند ، به عبارت دیگر راه اندازی با حداقل مداخله اپراتور. مرحله اول ، شناسایی اتوماتیک پارامترها (“شناسایی خود”) است ، با روش هایی که توسط درایو انجام می شود ، و سپس به سمت کالیبراسیون واقعی ، یعنی انتخاب مقادیر پارامترهای کنترل ادامه می یابد. هم صنعت و هم دنیای آکادمیک به طور فعال در مورد این جنبه ها تحقیق می کنند ، با پیشنهادهای بسیار جالبی نیز در دامنه ایتالیایی ،

جزئیات ساختاری

همانطور که قبلاً گفته شد ، بزرگترین تفاوت در بین انواع الکتروموتورهای موتوژن تبریز AC عمدتاً در ساختار روتور جای دارد. در حقیقت موارد مختلفی از موتورهای هماهنگ طراحی شده اند که قطعات دیگر را تقریباً بدون تغییر در مقایسه با یک دستگاه ناهمزمان مربوطه (در نهایت تغییر چرخش های سیم پیچ) طراحی می کنند. این نوع رویکرد در چند سال گذشته با هدف جلب رضایت برنامه های کاربردی عمومی ، دقیقاً به عنوان تعویض موتور ناهمزمان گسترش یافته است. علاوه بر مزایای بارز در هزینه های تولید ، استفاده از قطعات معادل از نظر ابعاد کلی ، ساپورت ها و نقاط فیکس کننده خارجی امکان تصویب این الکتروموتورها موتوژن تبریز را بدون اصلاح مکانیک باقی مانده فراهم کرده است. در رابطه با این امر ، نمونه های ابتکاری توسط محصولات شرکت های ایتالیایی مانند سری موتورهای همزمان همزمان آهنربای دائمی داخلی و موتورهای تمایل به نمایش در شکل 5 ارائه شده است.
در موتورهای همزمان ، بخصوص در موتورهای آهنربای دائمی ، می توان تعداد قطب های زیادی را پیاده سازی کرد ، با کاهش سرعت با ولتاژ یکسان و گشتاور با همان جریان افزایش می یابد. این درجه از آزادی در پروژه را می توان با قیاس ، با استفاده از دستگاه کاهنده سرعت مکانیکی مقایسه کرد و بنابراین ، در برخی از برنامه ها ، استفاده از یک اتصال مستقیم درایو را امکان پذیر می سازد ، با برخی از مزایا از نظر کارایی ، ابعاد کلی ، هزینه ، قابلیت اطمینان و دقت کنترل. این راه حل برای چندین سال در ماشین آلات صنعتی (به عنوان مثال ، در تولید کاغذ ، در بخش بالابر مدنی (بالابر) ، در تصفیه هوا (فن های برج خنک کننده ، و در تصویب شده است. برخی از لوازم خانگی (به ویژه ماشین لباسشویی).
در پروژه در نظر گرفته شده در ، بسته استاتور (لمینیت ها) به عنوان عنصر ساختاری ، بدون اضافه شدن مورد خارجی استفاده شده است. شکل 6 همچنین طراحی لمینیت استاتور را نشان می دهد ، جایی که بال خارجی برای اتلاف حرارت قابل مشاهده است. به لطف ابعاد کلی محدود شده در ارتفاع ، این موتور در پایه برج خنک کننده ، در محور با فن نصب شده است ، بنابراین از انتقال درست زاویه دار و کاهش سرعت که در عوض در پیکربندی سنتی (با ناهمزمان) لازم است ، جلوگیری می شود. موتور)

برنامه های کاربردی

اولین کاربردها در بخش مدنی موتورهای همگام با آهنربای دائمی شامل سیستم های تهویه مطبوع است ، به دلیل اهمیتی که مصرف انرژی در آن حالت دارد. در تبرید (همچنین از نظر صنعتی و خانگی) ، به تدریج تصویب موتورهای همزمان افزایش یافته است. علاوه بر این ، مورد خاص توسط پمپ های گردش خون برای کارخانه های گرمایشی نشان داده شده است که ، به دلایل کارآیی ، امروزه تقریباً کاملاً براساس موتورهای همگام آهنربای دائمی در کنترل سنسور مستقر هستند.
در بین لوازم خانگی ، در ماشین های لباسشویی استفاده از این نوع موتورها در چند سال گذشته رواج یافته است. استفاده از موتورهای همزمان به جای ناهمزمان یا جهانی (با برس) اجازه می دهد از یک طرف کاهش ابعاد کلی و کمیت مواد مورد استفاده ، از طرف دیگر کنترل بهتری نیز داشته باشد ، همچنین با اتخاذ راه حل هایی از قبیل اتصال مستقیم درایو مکانیکی. در حالت دوم ، به دلیل محدودیت ابعاد کلی و نیاز به گشتاور ، روتور معمولاً خارجی است و کل موتور صاف و با قطر بزرگ است.
جزئیات تولید این نوع ماشین ها ، که توسط سایر برنامه های خاص نیز به اشتراک گذاشته شده است ، سیم پیچ روی دندان (سیم پیچ مشخص برای هر دندان استاتور) است.
در این نوع ، قطعات مس بیکار کاهش می یابد اما طراحی ماشین آلات با موج گشتاور کم مشکل تر می شود. اتصال مستقیم علاوه بر کنترل سرعت ، از نظر عملکرد کلی ، مزایای شناسایی بار در مخزن و ترتیب آن را نیز فراهم می کند.
با توجه به چرخه کاری خاص ماشین های لباسشویی ، که شامل خشک کردن چرخش است ، عملکرد با سرعت بالا (بیش از اسمی) از اهمیت بالایی برخوردار است. این روش “خنک کننده” نامیده می شود ، زیرا با توجه به ولتاژ متناسب با جریان و سرعت ، جریان کلی از طریق یک کنترل احتمالی کاهش می یابد ، تا امکان کار در سرعت های بالاتر و ولتاژ ثابت فراهم شود. در این حالت ، الکتروموتورهای موتوژن تبریز همزمان همزمان آهنربا دائمی کاندیداهای اصلی هستند ، زیرا گشتاور موجود آنها به طور ناگهانی از سرعت اسمی پایین نمی رود.
بلندی ، مخصوصاً از اندازه بزرگ ، در جاهایی كه موتورهای همزمان در آن بسیار حضور داشته اند ، آسانسور هستند. در این حالت ، راه حلهای خاص نیز مانند آنچه در شکل 8 به کار رفته است ، امکان حرکت مستقیم بار (چرخ دنده) را فراهم می کند.
در این حالت ، این یک الکتروموتور موتوژن تبریز با محور جریان است ، یعنی شکاف بین استاتور و روتور (شکاف مغناطیسی) توسط خطوط میدان درست می شود که به موازات محور است.
سایر زمینه های کاربردی خاص مربوط به منابع تجدید پذیر (به عنوان مثال باد باد) و هواپیما است ، جایی که آنها هدف “هواپیماهای برقی بیشتر” (جایگزینی محرک های هیدرولیک یا پنوماتیک) را دنبال می کنند. استفاده از الکتروموتورهای موتوژن تبریز با راندمان بالا و پر چگال نیز در کشش از جمله محدوده جاده (از دوچرخه گرفته تا وسایل نقلیه سنگین و ماشین های عامل) ، بخش راه آهن / تراموا و صنعتی (لیفتراک و موارد مشابه) در حال کشش است.

کتابشناسی – فهرست کتب

Wilde، C. U. Brunner، “فرصتهای سیاستگذاری کارآیی انرژی برای سیستمهای برقی موتور” ، آژانس بین المللی انرژی ، مقاله کار ، 2011.
“موتورهای برقی و درایوهای سرعت متغیر – استانداردها و الزامات قانونی برای راندمان انرژی موتورهای سه فاز با ولتاژ کم” ، ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. ، اتوماسیون تقسیم – سیستمهای برقی ، فرانکفورت ، دسامبر 2010 ، چاپ 2.
“افزایش سودآوری صنعتی با درایوها و موتورهای کارآمد در مصرف انرژی” ، بروشور ABB ، 2016
واگاتی ، “راه حل عدم تمایل همزمان: یک جایگزین جدید در درایوهای AC” ، بیستمین کنفرانس بین المللی الکترونیک ، کنترل و ابزار دقیق صنعتی ، 1994. IECON ’94. ، بولونیا ، 1994 ، صص 1-13 جلد 1.
لیپو ، T. A. ، “ماشین های تمایل همزمان نیست – جایگزین مناسب برای درایوهای AC.” ، ماشین آلات برقی ویسکانسین و کنسرسیوم برق الکترونیک ، گزارش تحقیق ، 1991.
“موتورهای با کارایی فرآیند ولتاژ کم مطابق با MEPS EU” ، فروشگاه ABB ، اکتبر 2014
“زمین های نادر” ، بررسی زمین شناسی S. ، خلاصه کالاهای معدنی ، ژانویه 2016.
Guglielmi ، B. Boazzo ، E. Armando ، G. Pellegrino و A. Vagati ، “به حداقل رساندن آهنربا در طراحی موتور IPM-PMASR برای کاربردهای برد وسیع ،” کنگره و تبدیل انرژی IEEE 2011 ، Phoenix، AZ، 2011، pp. 4201-4207.
“فن آوری های حرکتی برای بهره وری بالاتر در برنامه ها – مروری بر روندها و برنامه ها” ، Danfoss Power Electronics – Danfoss VLT درایوهای PE-MSMBM ، نوامبر 2014.
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “خود ایستادن ویژگی های شار برای ماشین های تمایل همزمان و با استفاده از عملکرد تقریبی اشباع و رگرسیون خطی چندگانه” ، در معاملات IEEE در کاربردهای صنعت ، جلد. 52 ، نه 4 ، صص 3083-3092 ، جولای-آگوست. 2016
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “خود راه اندازی جبران خسارت مرده اینورتر توسط رگرسیون خطی چندگانه بر اساس یک مدل فیزیکی ،” در سال 2014 کنگره و تبدیل انرژی IEEE (ECCE) ، جلد ، شماره ، شماره ، صفحه 242-249 ، 14 -18 سپتامبر 2014.
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “طراحی تحلیلی حلقه تنظیم ولتاژ تضعیف کننده شار در درایوهای IPMSM ،” در سال 2015 کنگره و تبدیل انرژی IEEE (ECCE) ، جلد ، شماره ، صص.6145-6152 ، 20-24 سپتامبر 2015.
N. Bedetti ، S. Calligaro؛ R. Petrella ، “مسائل مربوط به طراحی و تجزیه و تحلیل خطاها در تخمین موقعیت مبتنی بر Back-EMF و سرعت رصدگر برای موتورهای سنکرون SPM ،” در مجله IEEE در زمینه های نوظهور و منتخب در الکترونیک قدرت ، جلد 2 ، شماره 2 ، ص.159 -170 ، ژوئن 2014.
S.A. Odhano ، P. Giangrande ، R. I. Bojoi و C. Gerada ، “خود راه اندازی موتورهای هماهنگ دائم داخلی آهن ربا داخلی با تزریق جریان فرکانس بالا” ، در معاملات IEEE در مورد کاربردهای صنعت ، جلد. 50 ، نه 5 ، صص 3295-3303 ، سپتامبر-اکتبر. 2014
ولین ، C.-J. Friman ، “سیستم جدید درایو مستقیم یک دوره جدید را برای ماشین های کاغذی باز می کند” ، Paper and Timber، Vol.83 / No. 5 ، 2001.
مک الوین ، K. لایلز ، B. مارتین و دبلیو واسرمن ، “قابلیت اطمینان درایوهای برج خنک کننده: بهبود بهره وری با فناوری جدید موتور” ، در مجله برنامه های کاربردی صنعت IEEE ، جلد. 18 ، نه 6 ، صص 12-19 ، نوامبر-دسامبر. 2012
موتورهای برقی در همه جا وجود دارند ، از برنامه های خانگی مانند مسواک ، یخچال و تلفن ، هواپیماها ، قطارها و اتومبیل هایی که در رفت و آمد روزانه ما استفاده می کنند. از زمان اختراع موتور الکتریکی در سال 1834 ، مهندسین کوشیدند که دستگاه را کامل کنند. در حال حاضر ، فن آوری موتور الکتریکی با رده های بیشماری ، زیرگروه ها و توپولوژی های حرکتی فردی متنوع تر از همیشه است. اما این موتورها چگونه کار می کنند؟ چه چیزی باعث تفاوت هر نوع موتور می شود؟ علاوه بر این ، چرا برخی از موتورها در وسایل نقلیه برقی از سایرین محبوب تر هستند؟ اینها چند مورد از سؤالاتی است که ما در این Whidepaper AVID سعی خواهیم کرد به آنها پاسخ دهیم.

ابتدا با اصول اولیه شروع کنیم. همه موتورهای برقی به آهنرباها متکی هستند و همانطور که هر کس که تا به حال با آهن ربا بازی کرده است می داند ، وقتی یک قطب شمالی (N) و قطب جنوبی (S) را در کنار هم قرار می دهید آهنرباها به یکدیگر می چسبند ، اما وقتی N و N را می گذارید ، یا S و S با هم ، دفع می کنند. در موتور الکتریکی ، ما همان نیروی واکنش الکترومغناطیسی را در شکاف هوا بین روتور موتور و استاتور ایجاد می کنیم. برای انجام این کار ، ما به دو میدان مغناطیسی نیاز داریم. در حقیقت ، ما تعداد زیادی قطب مغناطیسی در داخل موتور الکتریکی داریم و واکنش های همزمان زیادی ایجاد می کنیم. برای ایجاد حرکت مداوم ، باید این میدانهای مغناطیسی را با فرکانس بالا روشن و خاموش کنیم و همزمان جذب و دفع شویم. این سوئیچینگ با فرکانس بالا باعث ایجاد نیروی الکتروموتور (EMF) می شود ، چرخش موتور را ایجاد می کند و گشتاور ما را ایجاد می کند.

روتور و استاتور موتور الکتریکی شار شعاعی بدون برس برس AVID
روتور (سمت چپ) و استاتور (سمت راست) از یک موتور شار شعاعی بدون برس برس AVID
اولین میدان مغناطیسی از استاتور موتور ناشی می شود ، به این دلیل که ثابت است ، به این دلیل که حرکت نمی کند ، نامگذاری می شود. استاتور از مجموعه ای از الکترومغناطیس های کوچک تشکیل شده است که با پیچیدن سیم های رسانا ، به طور معمول مس در اطراف دندان مخصوص فرم ساخته شده از مواد مغناطیسی ساخته شده است. هنگامی که یک جریان الکتریکی از طریق این سیم ها عبور می کند ، این یک میدان مغناطیسی در اطراف الکترومغناطیس ایجاد می کند.

میدان مغناطیسی دوم توسط روتور موتور ایجاد می شود ، که اغلب نقطه اصلی تمایز بین انواع موتور الکتریکی است اما همیشه به عنوان اصلی ترین عامل متحرک در موتور عمل می کند. در موتورهای الکتریکی “برس” با فنآوری پایین ، روتورهای موتور با استفاده از برسهای کربنی که در برابر حلقه رفت و آمد قرار دارند ، به صورت مکانیکی از بین می روند. با چرخش موتور ، قلم مو جریان الکتریکی را از طریق سیم پیچ های مختلف پیچیده شده روی روتور که الکترومغناطیسی هستند ، انتقال می دهد. با این حال ، مشکل این نوع موتور این است که بسیار کارآمد نیستند و برس ها فرسوده می شوند. بنابراین موتورهای بدون برس ، امروزه بیشتر و بیشتر محبوب می شوند.الکتروموتور موتوژن تکفاز

موتور الکتریکی DC قلم مو.

عملیات موتور DC مسواک زده شده است.
متداول ترین موتور بدون برس ، موتور القایی است. در اینجا ، یک جریان الکتریکی در روتور موتور القا می شود ، در چیزی که گاهی اوقات طراحی قفس سنجاب نامیده می شود (نام آن از میله های مسی است که به عنوان سیم پیچ در ترانسفورماتور عمل می کنند). شار مغناطیسی استاتور یک میدان مغناطیسی روتور با تاخیر ایجاد می کند و EMF ایجاد می کند. الکتروموتور موتوژن تکفاز القایی در کاربردهای صنعتی بسیار فراگیر هستند ، زیرا اصول اصلی از اواخر دهه 1800 که گالیله فراریس با موفقیت موتور القایی خود را نشان داده است وجود داشته است. موتورهای القایی نیز به موتورهای ناهمزمان گفته می شوند ، زیرا در حالی که یک میدان مغناطیسی در استاتور تنظیم می شود که همزمان با منبع AC می چرخد ، سرعت چرخش روتور همیشه پایین تر از فرکانس عرضه به استاتور است. از آنجا که قفس روتور به طور مؤثر سیم پیچ ثانویه است ، یک جریان در روتور القا می شود ، که یک میدان مغناطیسی مخالف با استاتور ایجاد می کند و گشتاور ایجاد می کند. به منظور القاء جریان روتور همیشه باید یک تفاوت در سرعت چرخش بین روتور و منبع تغذیه وجود داشته باشد.

علیرغم تمام مثبت بودن آنها ، موتورهای القایی به غیر از استفاده آنها توسط تسلا در Roadster و Model S EVs برای برنامه های کششی EV در جاده ها چندان رایج نیستند. ماشینهای القایی به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند زیرا نسبتاً سنگین هستند و به اندازه سایر موتورهای دارای گشتاور کم سرعت ، مناسب نیستند و به ماشینهای نسبتاً بزرگ منتهی می شوند. با این وجود ، یک مزیت این است که می توانید قدرت میدان مغناطیسی در روتور موتور را کنترل کنید. اگر می توانید جرم و حجم را فدا کنید ، موتورهای القایی کم هزینه هستند و به آهنرباهای خاکی کمیاب اعتماد نکنید.

“قفس سنجاب” موتور القایی القایی
“قفس سنجاب” طراحی موتور القایی
موتورهای بعدی از جنس آهنربای دائمی (PM) هستند ، در این نوع موتور همانطور که از نام آن مشخص است ، ما آهنرباهای خاکی کمیاب را در روتور تعبیه کرده ایم تا مجموعه ای از قطب های مغناطیسی دائمی را ایجاد کنیم. ما یک میدان مغناطیسی قوی با آهنرباهای ویژه ای ایجاد می کنیم که از عناصر آلیاژی نادر خاکی برای بهبود عملکرد آنها استفاده می کنند. آهن ربا را می توان بر روی سطح روتور (در موتورهای SPM) ترتیب داد یا در روتور (در موتورهای IPM) جاسازی کرد. موتورهای SPM برای درک نسبتاً ساده هستند. با این حال ، IPM می تواند کمی پیچیده تر باشد. روتور از ماده آهنی ساخته شده و مورد استفاده قرار می گیرد
برای انواع دیگر موتورها ، به موتور (ابهام زدایی) مراجعه کنید. برای موتور راه‌آهن ، به لوکوموتیو برقی مراجعه کنید.

موتورهای اولیه

 

آزمایش الکترومغناطیسی فارادی ، 1821
اولین موتورهای برقی دستگاههای الکترواستاتیک ساده ای بودند که در آزمایشات توسط راهب اسکاتلندی اندرو گوردون و آزمایشگر آمریکایی بنیامین فرانکلین در دهه 1740 توصیف شده اند. اصل نظری در پشت آنها ، قانون کولوم ، توسط هنری کاوندیش در سال 1771 کشف شد اما منتشر نشده است. این قانون توسط چارلز آگوستین دو کولمب در 1785 به طور مستقل کشف شد ، که آن را منتشر کرد به گونه ای که اکنون با نام وی شناخته می شود. اختراع باتری الکتروشیمیایی توسط الساندرو ولتا در سال 1799 تولید جریانهای الکتریکی مداوم را ممکن ساخت. پس از کشف تعامل بین چنین جریان و یک میدان مغناطیسی ، یعنی تعامل الکترومغناطیسی توسط هانس کریستین tedرشت در سال 1820 خیلی زود پیشرفت های زیادی صورت گرفت. تنها چند هفته طول کشید تا آندره-ماری آمپر اولین فرمول فعل و انفعال الکترومغناطیسی را تهیه کند و قانون نیروی آمپر را ارائه دهد ، که تولید نیروی مکانیکی را از طریق تعامل جریان الکتریکی و یک میدان مغناطیسی توصیف می کند. اولین نمایش اثر با حرکات چرخشی توسط مایکل فارادی در سال 1821 انجام شد. یک سیم با آویز آزاد در استخر جیوه فرو رفته بود که روی آن آهنربای دائمی (PM) قرار داده شده بود. هنگامی که جریان از طریق سیم عبور می کرد ، سیم به دور آهنربا می چرخید و نشان می داد که جریان باعث ایجاد میدان مغناطیسی نزدیک دایره ای در اطراف سیم می شود. این موتور اغلب در آزمایشات فیزیک نشان داده می شود و آب نمک جیوه (سمی) را جایگزین می کند. چرخ بارلو تصفیه اولیه این تظاهرات فارادی بود ، اگرچه این و موتورهای مشابه مشابه تا اواخر قرن بیستم از کاربرد عملی بی بهره ماندند.

“خود روتور الکترومغناطیسی” جیدلیک ، 1827 (موزه هنرهای کاربردی ، بوداپست). موتور تاریخی هنوز هم امروز کاملاً کار می کند.

یک الکتروموتور موتوژن تبریز برقی که توسط جیمز ژول در سال 1842 به موزه هلتری ، گلاسگو ارائه شد
در سال 1827 ، Ányos Jedlik ، فیزیکدان مجارستانی ، آزمایش کویل های الکترومغناطیسی را آغاز کرد. بعد از اینكه جدلیك با اختراع كوتاتر ، مشكلات فنی چرخش مداوم را حل كرد ، دستگاههای اولیه خود را “روتورهای الکترومغناطیسی” نامید. اگرچه آنها فقط برای تدریس مورد استفاده قرار می گرفتند ، اما در سال 1828 اولین وسیله ای كه حاوی سه مؤلفه اصلی موتورهای DC عملیاتی بود: استاتور ، روتور و كانومتر. این دستگاه فاقد آهنربای دائمی است ، زیرا میدان های مغناطیسی اجزای ثابت و گردان تنها توسط جریان های جریان یافته از سیم پیچ های آنها تولید می شوند.

الکتروموتورهای موتوژن تبریز DC

نخستین الکتروموتور موتوژن تکفاز DC DC که قادر به چرخش ماشین آلات است توسط دانشمند بریتانیایی ویلیام استورژون در سال 1832 اختراع شد. پس از کار استورژون ، یک موتور الکتریکی با جریان مستقیم از نوع کموتاتور توسط مخترع آمریکایی توماس داونپورت ساخته شد ، که وی در سال 1837 ثبت اختراع کرد. به دلیل هزینه بالای باتری اولیه ، موتورها از نظر تجاری ناموفق و ورشکسته Davenport بودند. چندین مخترع در ساخت موتورهای DC از Sturgeon پیروی کردند ، اما همه با مشکلات هزینه باتری یکسانی روبرو شدند. از آنجا که هیچ سیستم توزیع برق در آن زمان موجود نبود ، هیچ بازار عملی عملی برای این موتورها پدید نیامد.

پس از بسیاری از تلاشهای کم و بیش موفقیت آمیز با دستگاه چرخش و برگشت پذیری نسبتاً ضعیف ، پروس موریتس فون ژاکوبی اولین موتور الکتریکی دوار واقعی را در ماه مه 1834 ایجاد کرد. این قدرت خروجی مکانیکی قابل توجه را ایجاد کرد. موتور وی رکورد جهانی را رقم زد ، که چهار سال بعد ژاکوبی در سپتامبر 1838 بهبود یافت. موتور دوم او به اندازه کافی قدرتمند بود که قایق با 14 نفر را در یک رودخانه گسترده هدایت کند. همچنین در سال 1839/40 بود که سایر توسعه دهندگان موفق به ساخت موتورهایی با عملکرد مشابه و سپس بالاتر شدند.

در سال 1855 ، جدلیک وسیله ای را با استفاده از اصول مشابه با اتومبیل های روتور الکترومغناطیسی خود که قابلیت کار مفید را دارد استفاده کرد. او در همان سال یک وسیله نقلیه الکتریکی مدل ساخت.الکتروموتور ضد انفجار ایتالیایی

یک نقطه عطف بزرگ در سال 1864 رخ داد ، هنگامی که آنتونیو پاچینوتی برای اولین بار آرماتور حلقه را توصیف کرد (اگرچه در ابتدا در یک ژنراتور DC ، یعنی یک دینام تلقی می شد). این کویلهای متقارن دارای گروه متقارن بسته شده و به میله های یک رفت و آمد متصل می شوند ، برس هایی که جریان عملاً غیر نوسان دارند. اولین موتورهای موفقیت آمیز تجاری DC که متعاقباً تحولات Zénobe Grmeme بود ، که در سال 1871 ، طرح Pacinotti را دوباره ابداع کرد و راه حل هایی را توسط ورنر زیمنس اتخاذ کرد.

فواید ماشین های DC از کشف برگشت پذیر بودن ماشین الکتریکی حاصل شد که توسط زیمنس در سال 1867 اعلام شد و توسط پاچینوتی در سال 1869 مشاهده شد. گرام به طور اتفاقی آن را به مناسبت نمایشگاه جهانی وین در سال 1873 نشان داد ، هنگامی که وی دو دستگاه DC را تا 2 کیلومتر از یکدیگر متصل کرد و از یکی از آنها به عنوان ژنراتور و دیگری به عنوان موتور استفاده کرد.

انیمیشن که عملکرد یک موتور الکتریکی DC را نشان می دهد.

موتور الکتریکی یک ماشین الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. بیشتر موتورهای الکتریکی از طریق تعامل بین میدان مغناطیسی موتور و جریان الکتریکی در سیم پیچ سیم کار می کنند تا نیرو به صورت چرخش شافت تولید شود. موتورهای الکتریکی را می توان با منبع مستقیم جریان (DC) ، از جمله باتری ها ، وسایل نقلیه موتوری یا یکسو کننده ها یا منابع متناوب جریان (AC) مانند شبکه برق ، اینورتر یا ژنراتورهای الکتریکی تأمین کرد. ژنراتور برقی از نظر مکانیکی با موتور الکتریکی یکسان است ، اما در جهت معکوس عمل می کند و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

موتورهای برقی ممکن است با توجه به ملاحظاتی از قبیل نوع منبع نیرو ، ساخت داخلی ، کاربرد و نوع خروجی حرکت طبقه بندی شوند. علاوه بر AC در مقابل انواع DC ، موتورها ممکن است مسواک زده یا بدون برس باشند ، ممکن است دارای فازهای مختلفی باشند (رجوع کنید به تک فاز ، دو فاز یا سه فاز) و ممکن است هوای سرد یا مایع خنک کننده داشته باشند. موتورهای هدف عمومی با ابعاد و مشخصات استاندارد ، قدرت مکانیکی مناسبی را برای مصارف صنعتی فراهم می کنند. بزرگترین موتورهای برقی برای پیشران کشتی ، فشرده سازی خط لوله و برنامه های ذخیره سازی پمپاژ با رتبه بندی به 100 مگاوات استفاده می شوند. موتورهای برقی در پنکه های صنعتی ، دمنده و پمپ ، ابزار و ماشین آلات ، لوازم خانگی ، ابزارهای برقی و دیسک های دیسک یافت می شوند. موتورهای کوچک را می توان در ساعتهای برقی یافت.

در برخی از کاربردها ، مانند ترمزهای احیا کننده با موتورهای کششی ، می توان از موتورهای الکتریکی بصورت معکوس به عنوان ژنراتور استفاده کرد تا انرژی را بازیابی کند که در غیر این صورت ممکن است به عنوان گرما و اصطکاک از بین برود.

موتورهای الکتریکی نیروی خطی یا چرخشی (گشتاور) تولید می کنند که برای پیشران کردن برخی سازوکارهای خارجی مانند فن یا آسانسور در نظر گرفته شده است. یک موتور الکتریکی به طور کلی برای چرخش مداوم یا برای حرکت خطی در مسافت قابل توجهی نسبت به اندازه آن طراحی شده است. solenoids مغناطیسی باعث ایجاد نیروی مکانیکی قابل توجهی می شوند ، اما با فاصله عملیاتی قابل مقایسه با اندازه آنها. مبدل هایی مانند بلندگوها و میکروفون ها بین جریان الکتریکی و نیروی مکانیکی برای تولید مثل سیگنال هایی مانند گفتار تبدیل می شوند. در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی معمولی (ICEs) ، موتورهای الکتریکی سبک هستند ، از نظر جسمی نیز کوچکتر هستند ، تولید انرژی بیشتری دارند ، از نظر مکانیکی ساده تر و ارزان تر برای ساخت هستند ، ضمن اینکه گشتاور فوری و مداوم را با هر سرعتی فراهم می کند ، با پاسخگویی بیشتر ، راندمان کلی بالاتر و تولید گرمای کم با این حال ، موتورهای الکتریکی به اندازه ICE ها در برنامه های کاربردی موبایل (یعنی اتومبیل و اتوبوس) چندان مناسب نیستند زیرا به یک باتری بزرگ و گران قیمت نیاز دارند ، در حالی که ICE ها به مخزن سوخت نسبتاً کمی احتیاج دارند.

موتور DC قلم مو

مقاله اصلی: موتور DC
طبق این تعریف ، تمام موتورهای DC کم توان خود را با قدرت الکتریکی DC کار می کنند. بیشتر موتورهای DC انواع کوچک (دائم) مغناطیس دائمی هستند. آنها حاوی یک رفت و آمد مکانیکی داخلی برای بازگرداندن جریان سیم پیچ های موتور در همزمان با چرخش هستند.

موتور DC برانگیخته برقی
مقاله اصلی: موتور الکتریکی DC برس

فعالیت موتور الکتریکی قلم مو با روتور دو قطبی و استاتور PM. (“N” و “S” قطب هایی را در قسمت های داخلی آهنرباها تعیین می کنند ؛ قسمت های بیرونی قطب های متضاد دارند.)
موتور DC رفت و برگشتی ، مجموعه ای از سیم پیچ های چرخان را بر روی آرماتور سوار شده بر روی شافت چرخان دارد. شافت همچنین دارای سوئیچ ، یک سوئیچ الکتریکی دوار طولانی مدت است که به محض چرخش شافت ، جریان را در سیم پیچ های روتور معکوس می کند. بنابراین ، هر موتور DC قلمی دارای AC است که از طریق سیم پیچ های چرخان خود عبور می کند. جریان از طریق یک یا چند جفت برس که بر روی محرک حمل می شود جریان می یابد. برس ها منبع خارجی برق را به آرماتور چرخان وصل می کنند.

آرماتور چرخان از یک یا چند سیم پیچ سیم پیچ در اطراف یک هسته فرومغناطیسی “نرم” مغناطیسی تشکیل شده است. جریان از قلم ها در رفت و آمد و یک سیم پیچ آرماتور جریان می یابد ، و آن را به یک آهنربای موقتی (یک الکترو مغناطیس) تبدیل می کند. میدان مغناطیسی تولید شده توسط آرماتور با یک میدان مغناطیسی ثابت تولید شده توسط PM یا یک سیم پیچ دیگر (یک سیم پیچ میدانی) ، به عنوان بخشی از قاب موتور ، در تعامل است. نیروی بین دو میدان مغناطیسی تمایل به چرخش شافت موتور دارد. در هنگام چرخش روتور ، كلوتور نیرو را به سیم پیچ سوئیچ می كند و باعث می شود قطب های مغناطیسی روتور از هم ترازی كامل با قطب های مغناطیسی میدان استاتور ، به گونه ای باشد كه روتور هرگز متوقف نشود (همانطور كه سوزن قطب نما را انجام می دهد) ، بلكه چرخش را حفظ می كند. تا زمانی که قدرت اعمال شود.

بسیاری از محدودیت های موتور DC کلاسیک کلاسیک به دلیل نیاز به برس برای فشار بر روی رفت و برگشت است. این اصطکاک را ایجاد می کند. جا