پمپ هیدرولیک منبع قدرت بسیاری از ماشینهای دینامیک میباشد. این پمپها مقدار زیادی روغن را به وسیلهی سیلندرهای هیدرولیک فشار میدهند. درنتیجه انرژی مکانیکی را به جریان و فشار تبدیل میکنند. پمپ های هیدرولیک طبق اصل جابجایی کار میکنند و شامل محفظههای مکانیکی مهر و موم شده در پمپ هستند. اگر توجه کرده باشید در هر سیستم بخشی وجود دارد که قلب آن نام گرفته و بدون آن قسمت سیستم به کل از کار خواهد افتاد.
پمپ هیدرولیک
روش کار پمپ هیدرولیک
در مدارهای هیدرولیکی نیز، پمپ به عنوان قلب عمل کرده و بدون آن اجزای دیگر از کار خواهند افتاد. در واقع وظیفه پمپ به جریان انداختن سیال مورد نظر است.
اینکه پمپ هیدرولیک چیست؟ را فهمیدیم حالا می رسیم به روش کار پمپ هیدرولیک که به این صورت است: انرژی مکانیکی را که بر اثر موتور احتراقی، الکتریکی یا … به وجود آمده به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. بنابراین بر اثر خلاء ایجاد شده، فشار اتمسفری ایجاد میشود که باعث حرکت سیال به طرف مجرای ورودی شده و از آنجا به سایر قسمتها جریان پیدا میکند. عملکنندههای سیستم، قدرت هیدرولیکی که توسط پمپ ایجاد شده است را به انرژی مکانیکی تبدیل میکنند.
بنابراین نتیجه میگیریم که وظیفه پمپ هیدرولیک ایجاد جریان سیستم است.از ویژگی های مهم یک پمپ می توان به موارد زیر اشاره کرد: * فشار ورودی مورد نیاز، ظرفیت در برابر هدکل معین و درصد راندمان برای پمپاژ یک سیال خاص. * راندمان پمپاژ برای سیالات با وسیکوزیته ی پایین مانند آب بسیار بالاتر از سیالاتی با ویسکوزیته ی بالا مانند ملات است. از آنجایی که ویسکوزیته ی یک مایع به طور معمول با افزایش دما کاهش می یابد. در صنعت برای پمپاژ کارآمدتر سیال چسبناک را گرم می کنند.
طرز کار پمپ هیدرولیک
کاربرد پمپهای هیدرولیک
پمپهای هیدرولیک در سیستمهای محرک هیدرولیک استفاده میشوند و میتوانند هیدرو استاتیک یا هیدرو دینامیکی باشد. پمپ هیدرولیک منبع مکانیکی نیرو است که نیروی مکانیکی را به انرژی هیدرولیکی تبدیل میکند. هنگامی که پمپ هیدرولیک کار میکند، در ورودی پمپ خلأ ایجاد میکند، که مایعات را از مخزن به خط ورودی به پمپ منتقل میکند و با عملکرد مکانیکی، این مایع را به خروجی پمپ و به سیستم هیدرولیک منتقل میکند؛ همین نحوه عملکرد است که کاربرد پمپهای هیدرولیک را ممکن میسازد. پمپهای هیدرواستاتیک پمپهای جابجایی مثبت هستند در حالی که پمپهای هیدرودینامیکی پمپهای جابجایی غیر مثبت هستند که در آنها جابجایی (جریان از طریق پمپ در هر چرخش پمپ) قابل تنظیم نیست. پمپهای هیدرو استاتیک همگی از قانون پاسکال پیروی میکنند.
کاربرد پمپهای هیدرولیک تنها به پمپاژ آب و روغن محدود نمیشود و برای خیلی از دستگاههای دیگر همچون بیل مکانیکی، جرثقیل، لودر، تراکتور، کامیون، تجهیزات جنگلداری، گریدر، کمپرسور و ماشین آلات معدن مورد استفاده قرار میگیرد.
انواع پمپ هیدرولیک و وظیفه آن
پمپ ها به دو دسته جابجایی مثبت و جابجایی غیر مثبت تقسیم میشوند:
پمپ های جابجایی غیر مثبت به علت فشار کم سیال و جریان خروجی بالا، بیشتر کاربرد خانگی دارد و برای انتقال دادن سیال استفاده میشود. ظرفیت فشاری این پمپ حداکثر تا ۳۰۰ پوند بر اینچ مربع میرسد. برای مثال، برای این نوع پمپ، میتوان به پمپ های گریز از مرکز و محوری اشاره کرد.
پمپ های جابجایی مثبت نیز کاربردهای کاملا صنعتی داشته و بر اثر چرخش محور پمپ، میزان مشخصی سیال وارد سیستم هیدرولیک میشود. این پمپ ها توان تحمل فشار تا ظرفیت ۱۰۰۰ پوند بر اینچ را دارند و در ابعاد کوکی تولید میشوند. ۳ نوع پمپ جابجایی مثبت وجود دارد: ۱.پمپ دنده ای ۲. پمپ پره ای ۳. پمپ پیستونی.
1. پمپ های هیدرولیک چرخ دنده ای
یکی از انواع پمپ هیدرولیک، پمپ دنده ای یا پمپ چرخ دنده ای است. این پمپ ها دارای ابعاد کوچک و طراحی سادهای هستند و در ماشینهای ابزار و تجهیزات متحرک کاربرد دارند. البته این نوع پمپ به علت سائیدگی بازدهی پایینی دارد و هزینه نگهداری و تعمیرات آن بسیار زیاد است. پمپ دنده ای دارای چند قسمت متحرک است که به طور هموار کار میکنند و در فشارهای حدود ۲۱۰ بار بسیار خوب کار میکند. در یک پمپ دنده ای، محفظههای جابجایی بین محفظهی پمپ هیدرولیک و چرخ دنده چرخان تشکیل میشود. انواع پمپ های چرخ دنده ای عبارتند از:
پمپ هیدرولیک دنده ای خارجی
پمپ دنده خارجی در آن یکی از چرخدندهها توسط نیروی خارجی به گردش درآمده و به دنبال آن چرخدنده دیگر نیز شروع به چرخش خواهد کرد. این پمپ ها در تامین میزان پایین فشار کاربرد داشته و به نسبت دارای قیمت مناسب، عمر بالا و بازده خوبی هستند. این پمپ ها با سرعت ۱۵۰۰ تا ۲۵۰۰ دور در دقیقه و ظرفیت تحمل فشار تا ۴۰۰۰ پوند بر اینچ و محدوده دبی ۱ تا ۱۰۰ در بازار موجود هستند. این نوع پمپ به دلیل وزن کم و دامنه سرعت زیاد با هزینهی نسبتاً کم محبوب است.
پمپ هیدرولیک دنده ای داخلی
پمپ های دنده ای داخلی زمانی مورد استفاده قرار میگیرند که راندمان بالا یا سر و صدای کم موقع کار، اهمیت داشته باشد. ساختمان داخلی آن از یک چرخ دنده داخلی، چرخ دنده ساده، آببند هلالی و پوسته تشکیل شده است. این نوع پمپ بیشتر در فشار پایین ۱۰۰۰ پوند بر اینچ مورد استفاده است.و جهت روغنکاری کاربرد دارد.
پمپ هیدرولیک رینگ دنده ای
پمپ حلقه دنده با استاتور و روتور کار میکند که در آن حرکت سیارهای روتور منجر به ایجاد جریان میشود.
پمپ دوک اسکرو
پمپ های اسکرو با چرخ دنده در داخل محفظه کار میکنند و دارای سطح صدای بسیار کم عملیاتی هستند.
2. پمپ های هیدرولیک پره ای
پمپ های پره ای در سطح صدای بسیار پایین کار میکنند .پمپ های پره ای هیدرولیکی با تپش جریان بسیار پایینتر، یعنی جریان ثابت، کار میکنند. به همین ترتیب، پمپ های پره ای در حالی که سرعت نسبتاً بالایی را تا ۳۰۰۰ دور در دقیقه دارند، صدای کمتری تولید میکنند. پمپ های پره ای به عنوان یکی از انواع پمپ های هیدرولیکی کوچک مانند Parker Denison T7A یا T7B ، با حجم جابجایی بالاتر از ۵۰ سی سی، دارای حداکثر سرعت ۳۶۰۰ دور در دقیقه در فشار سیستم هیدرولیک تا ۳۰۰ بار متناوب هستند.
پمپ های پره ای برای کاهش سطح صدا با تپش جریان بسیار کمتری کار میکنند. این پمپ ها در ماشینآلات ریختهگری و صنعت و همچنین در ماشینآلات ساخت زمین و جاده نیز کاربرد دارند. فشار عملکرد پمپ های پره ای به طور معمول از ۱۸۰-۲۱۰ بار فراتر نمیرود. با این حال، پمپ های پره ای مخصوصی طراحی شده که در آنها فشار کار ممکن است به خوبی از ۲۰۰ بار و تا ۳۰۰ بار باشد. انواع جدید پمپ های پره ای به دنبال تعادل و جابهجایی ثابت میباشند.
پمپ های پرهای شامل انواع زیر میباشند:
پمپ های پرهای به دو دستهی دبی متغیر و دبی ثابت تقسیم میشوند. کمپانیهای رکسروت، ویکرز، یوکن و دنیسون جزء اصلیترین سازندههای پمپ های کارتریجی در جهان هستند
پمپ های پره ای، جابهجایی متغیر
پمپ های پره ای، جابهجایی ثابت
پمپ های پره ای Denison ، تک
پمپ های پره ای Denison ، دو برابر
پمپ های پره ای Denison ، سه گانه
پمپ های هیدرولیک پره ای
3. پمپ پیستونی
یکی دیگر از انواع پمپ هیدرولیک جابجایی مثبت، پمپ های پیستونی هستند. مکانیزم این پمپ به صورت دورانی بوده و به دنبال آن پیستونها در سیلندر رفت و برگشت انجام داده و پس از کشیده شدن روغن به داخل سیلندر، به سیستم پمپ میشوند. قیمت این پمپ ها نسبت به سایر انواع پمپ هیدرولیک، بالاتر است اما در صورتی که پیستون به شکلی دقیق آببندی شود، بازدهی و عمر این پمپ به شدت افزایش پیدا خواهد کرد. البته به علت پیچیدگی طراحی پمپ پیستونی، تعمیر آن امر دشواری است. همچنین پمپ پیستونی در سه نوع تولید میشود که به شرح زیر است.
پمپ پیستونی
پمپ های پیستونی نیز خود دارای انواع مختلفی هستند از جمله موارد زیر:
پمپ پیستون محوری، جابهجایی ثابت
پمپ پیستون محوری، تغییر مکان
پمپ پیستونی شعاعی، جابهجایی ثابت
پمپ پیستونی شعاعی، جابهجایی متغیر
4. پمپ دیافراگمی
عملکرد پمپ های دیافراگمی مشابه عملکر پمپ پیستونی است با این تفاوت که در آن پیستون با یک دیافراگم انعطاف پذیرضربانی جایگزین میشود.
این امر باعث میشود که معایبی که به واسطه تماس پکینگ های پیستون با سیال پمپاژ شده به وجود می آید برطرف شود. همانند پمپ های پیستونی سیال از طریق شیر های چک وارد پمپ شده و از آن خارج میشود. دیافراگم ممکن است به صورت مکانیکی توسط پیستونی که مستقیما به دیافراگم متصل است یا توسط سیالی مانند هوای فشرده یا روغ فعال میشود.
پمپ های دیافراگمی به صورت ضربانی خروجی از مایعات، گازها یا مخلوط از آن دورا ارائه می دهند.
این پمپ ها، برای پمپاژ مایعاتی که حاوی ذرات جامد هستند مانند پمپاژ مواد شیمیایی گرانقیمت، سمی یا خورنده مفید هستند.
از مشخصه های این پمپ های گران قیمت به قدرت مکش بالا و قابلیت کارکرد خشک و تغییر نرخ پمپاژ اکثر پمپ های دیافراگمی در حین کار اشاره کرد.
پمپ دیافراگمی
در آخر باید کدام نوع از پمپهای هیدرولیکی را انتخاب کرد؟
برای این کار باید از ویژگیهای هر پمپ آگاهی یابید. پمپ های پره ای تا حد زیادی توسط پمپ های دنده ای جمع و جور و بادوام جایگزین شدهاند. پمپ های دنده ای خارجی برای فشار بالا و سرعت کار بهترین عملکرد را دارند، در حالی که پمپ های دنده ای داخلی قادر به تولید جریان با ضربان بسیار کم هستند. با این حال، پمپ های پره ای هنوز هم برای ایجاد انرژی موثر هستند. این پمپ ها حتی در صورت خشک شدن برای مدت زمان کوتاه نیز میتوانند کار کنند. پمپ های پیستونی به طور کلی قدرت بیشتری دارند اما در عین حال مستعد آلودگی هستند.
برای افزایش طول عمر پمپ چه مواردی را باید رعایت کرد؟
برای افزایش طول عمر پمپ های هیدرولیک میتوانید روغن تمیز و بدون آلودگی وارد پمپ کنید. توجه داشته باشید که در طول کارکردن، پمپ نباید خشک و بدون روغن باشد. در صورتی که پمپ شروع به نشتی کرد یا لرزش غیرعادی داشت، سریعا به آن رسیدگی کنید.
به طور کلی هفت دلیل وجود دارد که نشان میدهد پمپ شما به تعمیر نیاز دارد این هفت مورد عبارتند از:
حرارت بالا و بیش از حد پمپ هیدرولیک
مستهلک شدن قطعات زودتر از حالت طبیعی
حرکتهای غلط عمل کننده
افزایش سر و صدا و ارتعاش پمپ
کاهش دبی
کاهش ناگهانی فشار که باعث کاهش سرعت یا قدرت سیلندر میشود
افزایش صدا
تعمیر
پمپ های هیدرولیک با گذر زمان دچار فرسودگی میشوند. در صورتی که بتوانید در زمان مناسب و قبل از خرابی کامل از منشا ایرادات مطلع شوید و خرابی پمپ هیدرولیک را برطرف کنید از هزینه های اضافی و یا تعویض کامل پمپ جلوگیری به عمل میآورید. از جمله علائم خرابی پمپ هیدرولیک عبارتند از:
صدای بیش از حد پمپ هیدرولیک، کاهش راندمان پمپ، کاهش میزان روغن موجود در مخزن، کاهش ویسکوزیته روغن مورد استفاده در پمپ، فرسودگی در اثر اصطکاک و خوردگی پمپ، نشتی پمپ و افزایش دمای سیالات خروجی و …
یکی از قطعات صنعتی مهم شیر برقی هیدرولیکی می باشد. این شیر ها با استفاده از نیروی الکتریسیته فعالیت می کنند. این قطعه باید میزان جریان مایع یا سیال را در یک سیستم هیدرولیکی کنترل کند و در زمان های مختلف وصل و قطع و یا تنظیم شوند. نام دیگر شیر برقی هیدرولیکی، دستگاه سلونوئید ولو می باشد. این شیر ها با استفاده از نیروی الکتریکی، جریان های موجود در سیستم را کنترل می کنند.
شیر برقی هیدرولیک، یک هسته فرومغناطیسی دارد که توانایی جابجایی دارد. با وارد شدن جریان برق، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود و آن را به حرکت در می آورد. یکی از مهم ترین قسمت ها سلونوئید می باشد که کنترل ورودی های شیر را انجام می دهد. به عبارت دیگر هنگام ورود جریان برق به سیم پیچ، خاصیت آهنربایی پیدا می کنند و موجب جذب جریان برق می شوند.
نحوه کار انواع شیر هیدرولیکی
شیر برقی هیدرولیکی دارای یک هسته فرومغناطیسی است که قابلیت جابجایی داشته و بسیار شبیه سیمپیچ عمل میکند. کارکرد این شیر به حرکت همین هسته بستگی دارد. در واقع با وارد شدن جریان توسط بوبین یا سلونوئید، یک میدان مغناطیسی ایجاد میشود که در اثر آن، هسته فرومغناطیسی شروع به حرکت میکند. به همین دلیل بوبین یا سلونوئید به عنوان مهمترین بخش شیر برقی شناخته میشود و وظیفه باز و بسته کردن ورودیهای شیر هیدرولیک را دارد. سلونوئید دارای ساختاری ساده متشکل از قاب فولادی، سیمپیچ و سنبه است. علت فولادی بودن قاب این است که در هنگام وارد شدن جریان برق به سیمپیچ، خاصیت آهنربایی ایجاد شده و سنبه سلونوئید به سمت قاب جذب شود.
کاربرد های شیر برقی هیدرولیکی
کاربرد های آنها بسیار گسترده می باشد. اگر به دنبال تامین قدرت های زیاد هستید و همچنین اگر می خواهید شرایط را کنترل کنید، از شیر برقی هیدرولیکی استفاده کنید. از انواع شیر برقی هیدرولیک، جهت تامین شرایط اتوماسیون صنایع سنگین همچون ریخته گری، فولاد و… استفاده می شود. از شیر های برقی نیز در راهسازی و ماشین آلات سنگین استفاده می کنند. در تجهیزات بکار برده شده در صنایع معدنی و معادن از انواع شیر برقی هیدرولیک استفاده می شود.
رایج ترین کاربردهای شیرهای هیدرولیک
1. ماشین آلات صنعتی
شیرهای هیدرولیک به طور گسترده در ماشین آلات صنعتی مانند پرس، ماشین ابزار و سیستم های رباتیک استفاده می شود. آنها کنترل دقیق حرکت و نیروی اعمال شده توسط سیلندرهای هیدرولیک را امکان پذیر می کنند و امکان عملکرد کارآمد و موقعیت دقیق اجزا را فراهم می کنند.
1. ماشین آلات صنعتی
شیرهای هیدرولیک در تجهیزات ساختمانی مانند بیل مکانیکی، لودر و بولدوزر نقش حیاتی دارند. آنها حرکت سیلندرهای هیدرولیک را کنترل می کنند و عملیات بلند کردن، حفاری و هل دادن را امکان پذیر می کنند. شیرهای هیدرولیک کنترل صاف و دقیق روی تجهیزات را تضمین می کنند و بهره وری و ایمنی را افزایش می دهند.
3. سیستم های خودرو
در صنعت خودرو از سوپاپ های هیدرولیک در سیستم های مختلفی مانند فرمان، سیستم تعلیق و ترمز استفاده می شود. آنها کنترل دقیق و پاسخگو بر روی این سیستم ها را امکان پذیر می کنند و تجربه رانندگی راحت و ایمن را برای رانندگان فراهم می کنند.
4. صنعت هوافضا
دریچه های هیدرولیک اجزای حیاتی در سیستم های هواپیما از جمله ارابه فرود، سیستم های کنترل پرواز و محرک های هیدرولیک هستند. آنها کنترل دقیق حرکت اجزای هواپیما را تضمین می کنند و به ایمنی و عملکرد هواپیما کمک می کنند.
5. کاربردهای دریایی
دریچههای هیدرولیک در کاربردهای دریایی مانند سیستمهای فرمان کشتی، وینچهای هیدرولیک و مکانیسمهای بالابر کاربرد گستردهای پیدا میکنند. آنها کنترل قابل اعتمادی را بر حرکت و عملکرد تجهیزات مختلف دریایی ارائه می دهند و از عملیات دریایی ایمن و کارآمد اطمینان می دهند.
انواع شیر هیدرولیک از جنبه عملکرد
شیر کنترل جهت
شیر کنترل فشار
شیر کنترل جریان یا دبی
شیرهای هیدرولیک پروپرشنال
شیرهای هیدرولیک سروو
شیرهای هیدرولیک مدولار
1. شیر هیدرولیک کنترل جهت
اولین دسته از شیرهای هیدرولیک، شیر کنترل جهت است. این شیرها به منظور مدیریت بر جهت عبور سیال مورد استفاده قرار میگیرند و تعیین کننده مسیر عبور جریان سیال در مدار هستند. برای مثال میتوانند جهت حرکت یک سیلندر یا موتور هیدرولیکی را تعیین کنند. این شیرها با توجه به وظایف خود به انواع یکطرفه، دوراهه، چند راهه و غیره تقسیم بندی میشوند. نامگذاری شیرهای کنترل جهت طبق تعداد موقعیت و دهانههای شیر انجام میشود و این نامگذاری به این ترتیب است که ابتدا تعداد دهانهها و سپس تعداد موقعیتها بیان میشود.
مزایای شیر کنترل جهت هیدرولیکی عبارتند از:
ساختار کوچک و طراحی زیبا
تولید گشتاور بالا
امکان استفاده از باتری در مواقع قطعی برق
تنظیم سرعت مناسب
تنظیم گشتاور
نگهداری آسان
عملکرد قابل اطمینان
معایب شیر کنترل جهت هیدرولیکی عبارتند از:
امکان نشتی
امکان جرم گرفتگی
شیر کنترل جهت هیدرولیک
2. شیر کنترل فشار
نوع دیگری از شیرهای هیدرولیک، شیر کنترل فشار است. این گروه از شیرهای هیدرولیک، سیستم را در برابر تغییرات ناگهانی فشار حفاظت میکند. تغییرات ناگهانی به وجود آمده در اثر عوامل متعددی مانند کاهش میزان دبی یا افزایش ناخواسته آن، به دلیل باز و بسته شدن شیر به وجود میآید. تغییرات ناگهانی به وجود آمده در سیستم میتواند تغییرات آنی حتی تا ۴ برابر فشار نرمال را در سیستم ایجاد کند. از آنجایی که افزایش فشار بیشتر از حد معین میتواند آسیبهای جدی به شیر هیدرولیکی بزند، لزوم استفاد از شیر کنترل فشار توجیه میشود. در یک سیستم هیدرولیک توان خروجی وابسته به فشار و جریان سیال است؛
بنابراین برای دستیابی به اهداف مورد نظر هنگام طراحی مدار، باید موارد زیر معین گردند:
فشار سیستم
پارامترهای هندسی و اندازههای مربوط به شیرها
مقدار دبی سیستم
کاربرد شیرهای هیدرولیک کنترل فشار:
شیر اطمینان ساده: حفاظت از خطوط لوله و تجهیزات هیدرولیک در برابر افزایش ناگهانی فشار
شیر اطمینان ترکیبی: همانند شیر ساده عمل کرده اما امکان دسترسی به سطح فشار را دارد
شیر کاهنده فشار: بدون تجه به میزان فشار ورودی، باعث کاهش فشار خروجی سیستم میشود
شیر بی بار کننده: تخلیه جریان خروجی از پمپ با فشار صفر
شیر متعادل کننده: مقاومت در برابر جهت عبور جریان و تغییر آن
شیر ترتیبی: هدایت جریان در مسیرهای مختلف با ترتیبی خاص
سوئیچ فشاری: این شیرها کاهش و افزایش فشار در سیالات را کنترل میکنند
مزایای شیر هیدرولیک کنترل فشار:
این شیر ها طراحی ساده و جمع و جوری و هزینه کم دارند.
این شیر ها نیاز به منبع تغذیه خارجی ندارند.
قابلیت نگهداری این شیر ها آسان می باشد و اطمینان بالا دارند.
همچنین پاسخ دهی سریع دارند و قابل اعتماد هستند.
توانایی دریافت گشتاور خارجی زیادی هستند.
معایب شیر هیدرولیک کنترل فشار:
نشتی آسان
تغییر دمای روغن با توجه به تغییر دمای محیط.
شیر کنترل فشار هیدرولیک
3. شیرهای کنترل جریان
دستهای دیگر از شیرهای هیدرولیک، شیر کنترل جریان است. از شیرهای کنترل جریان جهت تنظیم سرعت سیلندرها و موتورهای هیدرولیکی به وسیله ی تغییر میزان دبی ورودی یا خروجی آنها استفاده میشود. ابزار اصلی برای این کنترل تغییر سطح عبور جریان در گلوگاه است.
لازم به ذکر است که درصورت عملکرد همزمان شیرهای کنترل جریان و کنترل فشار است که می توان بر اندازهی دبی تاثیر گذاشت. یک شیر کنترل جریان قادر است با تنظیم دبی سیال، سرعت حرکت عملگرها را تحت کنترل قرار دهد.
تقسیم بندی شیر هیدرولیک جریان به دو شکل زیر انجام میشود.
بدون سیستم جبرانکننده فشار: این شیرهای زمانی کاربرد دارند که فشار سیستم ثابت است و نیازی به تغییر سرعت نیست
همراه با سیستم جبرانکننده فشار: این شیرها در اثر تغییر فشار، به شکل اتوماتیک تنظیم میشوند و از افت فشار جلوگیری میکنند. در نتیجه میزان جریان عبوری از آنها همیشه ثابت است
مزایای شیر هیدرولیک جریان عبارتند از:
امکان استفاده از باتری در مواقع قطعی برق
امکان تنظیم سرعت مناسب
امکان تنظیم گشتاور خروجی
امکان تولید گشتاور زیاد
معایب شیر هیدرولیک جریان عبارتند از:
امکان جرم گرفتگی
تاثیر دمای محیط بر ویسکوزیته روغن
امکان نشتی
شیر کنترل جریان هیدرولیک
3. شیرهای هیدرولیک سروو
شیر هیدرولیک سروو یک شیر برقی است که دائما تحت فرمان بوده و با توجه به فیدبکی که میگیرد، فشار و موقعیت مکانی و دبی یا سرعت دستگاه مورد نظر را تحت کنترل دارد. تکنولوژی این نوع شیرها با توجه به سرعت و دقت بالاتر، مزایای بیشتری دارد.
شیر سروو هیدرولیک
4. شیر هیدرولیکی مدولار (Modular)
شیرهای مدولار جزء شیرآلات مهم هیدرولیکی میباشند که معمولا در سیستمهایی که تعداد شیرآلات کنترلی زیاد است، سعی میشود از شیرهای مدولار یا ساندویچی استفاده گردد تا علاوه بر اشغال فضای کمتر، لوله کشی کمتری بین المانهای سیستم هیدرولیکی اعمال شود.شیرهای مدولار در سایزهای cetpos03 و cetpos05 بیشترین کاربرد را دارند و در انواع شیرهای کنترل دبی، کنترل فشار و شیرهای یکطرفه موجود میباشند . در صورت استفاده از این شیرها باید به این نکته توجه نمود که مقدار عبور دهی روغن این شیرها معمولا کمتر از شیرهای بلوکی یا خطی است. سازندگان مختلف به شیرهایی که به صورت طبقاتی بر روی هم بسته میشوند اسمهای مختلفی میدهند. برای مثال شرکتهای رکسروت و پارکر به این شیرها، شیرهای ساندویچی و شرکتهای آتوس و دوپلوماتیک، شیرهای مدولار میگویند.
شیر مدولار هیدرولیک
5. شیرهای پروپرشنال
یکی دیگر از انواع شیرهای هیدرولیکی، شیرهای پروپرشنال هستند که تغییر جریان سیال خروجی در آن به جریان الکتریکی ورودی ارتباط ندارد. این شیرها نسبت به انواع شیر برقی هیدرولیک یاد شده، پیشرفتهتر و پیچیدهتر هستند و دقت و سرعت بالاتری دارند. شیر پروپرشنال در صنایع نظامی، پرس هیدرولیک، نورد فلزات و ماشین کاری کاربرد دارد.
این شیر نیز مانند شیرهای برقی هیدرولیکی، دارای انواع کنترل جهت، کنترل جریان و کنتر فشار بوده اما دقت بیشتری دارند. سلونوئید موجود در شیرهای پروپرشنال نوع خاصی بوده و بر اساس میزان جریان الکتریکی وارد شده، نیرویی در شیر ایجاد میشود. بنابراین هر مقدار جریان میتواند هسته فرومغناطیسی را در جایگاه متفاوتی قرار دهد. هر چقدر جریان ورودی به سلونوئید افزایش پیدا کند، نیروی سلونوئید هم افزایش خواهد یافت.
شیر پروپرشنال هیدرولیک
نکات لازم هنگام خرید انواع شیر برقی هیدرولیک
به ابعاد و سایز دهانه شیر برقی توجه کنید که باید لوله متناسب با سایز آن وصل کنید و آن را راه اندازی کنید.
باید به حداکثر زمان روشن بودن آن توجه کنید و شیر مناسب با آن زمان را انتخاب کنید.
توجه به میزان ولتاژ ورودی( نوع ولتاژ بر طرز کار شیر تاثیر دارد، پس باید به نوع جریان مستقیم و متناوب بودن ولتاژ توجه کرد. )
توجه به میزان فشار( باید شیری را انتخاب کنید که توانایی تحمل این مقدار فشار را داشته باشد. )
توجه به ماده ای که در شیر برقی جهت انتقال مورد استفاده قرار می گیرد.( بعضی از مایعات ممکن است قابل اشتعال و سوختن باشند و همچنین طرز کار بعضی از شیر های برقی با توجه به نوع مایع متفاوت می باشد. )
زیمنس آگ (به آلمانی : Siemens AG) شرکت خوشه ای آلمانی چند ملیتی است، که دفتر مرکزی آن در شهر مونیخ قرار دارد و بزرگترین شرکت تولیدی صنعتی در اروپا است. زیمنس دارای دفاتر شعبهای در خارج از آلمان است.
بخشهای اصلی زیمنس عبارتند از: صنعت، انرژی، بهداشت و درمان و زیرساخت و شهرها، که نمایانگر فعالیتهای اصلی آن میباشند. زیمنس سازنده برجسته تجهیزات تشخیص پزشکی است و بخش بهداشت پزشکی آن، که حدود ۱۲ درصد از کل فروش آن را تولید میکند، که پس از بخش اتوماسیون صنعتی، دومین واحد سودآور این شرکت است. شرکت زیمنس یکی از اجزای شاخص بازار سهام یورو استاکس 50 است.
تقریباً ۳۸۵۰۰۰ نفر در سراسر جهان در این کورپوریشن و شرکتهای تابعه آن اشتغال داشته و بنابر اعلام درآمد خود، درآمد جهانی حدود ۸۷ میلیارد یورو را در سال ۲۰۱۹ گزارش کردهاند.
تاریخچه شرکت زیمنس
زیمنس در ۱۲ اکتبر سال ۱۸۴۷ توسط ارنست زیمنس تأسیس شده بود. وارنر این شرکت را درآغاز بهنام Bauanstalt von Siemens &Halske در کارگاه خود افتتاح نمود. وارنر در سال ۱۸۴۸ نخستین و طولانیترین خط تلگراف میان برلین تا فرانکفورت را ساخته و در سال ۱۸۵۰ برادر خود ویلیام زیمنس را به نمایندگی زیمنس در لندن گماشت. او پس از افتتاح نمایندگی در انگلستان، آغاز به ساخت و راهاندازی خطوط و شبکه های مخابراتی در روسیه مشغول شد. در سالهای ۱۸۶۷ خط تلگراف میان لندن – کلکته را به پایان رسانید.
در سال ۱۸۶۶، ورنر فون زیمنس مهمترین کمک خود را به مهندسی برق انجام داد. بر پایه کار مایکل فرادی، او اصول دینام الکتریکی را کشف و ساخت ماشین دینام را که پایه ژنراتورهای برق مدرن و بزرگ بود، آغاز کرد. برخلاف دیگر پژوهشگرانی که در همین زمینه مشغول بهکار بودند، ارنست ورنر فون زیمنس اهمیت اقتصادی اختراع خود را بهرسمیت شناخت و در سال ۱۸۶۷ اختراع را ثبت کرد تا حق مالکیت خود را در اختیار بگیرد.
پس از تقریباً ۱۰ سال توسعه و آزمایش، برای تولید گسترده در سال ۱۸۷۵ آماده شد. گسترش دینام آغاز یک دوره جدید در تاریخ مهندسی برق بود. توانایی تولید و توزیع مقدار بسیاری انرژی الکتریکی با هزینه کم موجب شد تا اقتصاد بسیار رشد یابد. مهندسی با ولتاژ بالا آغاز شد.
نخستین بخشهای کاربردی، روشنایی الکتریکی و فناوری درایو بود. در ۱ مارس سال ۱۸۷۹، ساختمان زیمنس در شارلوتنبورگ نخستین خانه خصوصی آلمان بود که توسط انرژی الکتریکی روشن میشد. چند هفته بعد در نمایشگاه تجاری برلین، زیمنس و هالسکی نخستین راهآهن الکتریکی جهان را که توسط یک منبع برق خارجی ساخته شده بود معرفی کردند.
در سالهای پس از این شرکت رشد و پیشرفت خود را با ساختن موتورهای برقی و لامپ ادامه داده و در سال ۱۸۹۷ نام شرکت از Bauanstalt von Siemens & Halske به (S&H) تغییر کرد. در سال ۱۹۱۹ شرکت زیمنس با همکاری دو شرکت دیگر بهطور مشترک شرکت اوسرام OSRAM بنیان نهادند و در سال ۱۹۲۳ شرکتهای فرعی و زیرمجموعه آن در ژاپن تأسیس گشت.
تحقیق و توسعه
در سال ۲۰۱۱، زیمنس در مجموع ۳٫۹۲۵ میلیارد یورو در بخش تحقیق و توسعه سرمایهگذاری کرد که معادل ۵٫۳٪ از کل درآمد این شرکت است. در ۳۰ سپتامبر ۲۰۱۱، زیمنس تقریباً ۱۱٬۸۰۰ کارمند آلمانی مشغول در بخش تحقیق و توسعه داشته و تقریباً ۱۶۰۰۰ کارمند دیگر در بقیه جهان داشت که بیشتر آنان در اتریش، چین، کرواسی، دانمارک، فرانسه، هند، ژاپن، مکزیک، هلند، روسیه، اسلواکی، سوئد، سوئیس، انگلستان یا ایالات متحده مستقر بودند. در ۳۰ سپتامبر ۲۰۱۱، زیمنس تقریباً ۵۳٬۳۰۰ حق ثبت اختراع در سراسر جهان را در اختیار داشت. زیمنس با با داشنگاه فنی دارمشتات اتحادی استراتژیک تشکیل دادهاست.
ساختمان اداری زیمنس در ارلانگن
برج زیمنس در برلین
واحد زیمنس در مونیخ-پرلاچ
محصولات، خدمات و مشارکت
زیمنس دامنه گستردهای از محصولات و خدمات مربوط به مهندسی برق و الکترونیک را ارائه میدهد. محصولات آن را میتوان بهطور کلی به دستههای زیر تقسیم کرد: محصولات مرتبط با ساختمان، درایوها، اتوماسیون و محصولات مرتبط با کارخانههای صنعتی؛ محصولات مرتبط با انرژی؛ روشنایی؛ محصولات پزشکی؛ و محصولات مرتبط با ترابری و لجستیک.
محصولات مرتبط با ساختمانهای زیمنس شامل: تجهیزات و سامانههای اتوماسیون ساختمان؛ تجهیزات و سامانههای عملیات ساختمان؛ ساخت تجهیزات و سامانههای ایمنی در برابر آتش تجهیزات و سامانههای امنیتی ساختمان؛ و تابلو برق ولتاژ پایین شامل محصولات محافظت و توزیع مدار است.
درایوها، اتوماسیون و محصولات مربوط به کارخانههای صنعتی زیمنس شامل: موتورها و درایوهای تسمههای نقاله؛ پمپها و کمپرسورها؛ موتورها و درایوهای سنگین برای کارخانههای نورد فولاد؛ کمپرسورهای خطوط لوله نفتوگاز؛ اجزای مکانیکی شامل چرخدنده برای توربینهای بادی و کارخانههای سیمان؛ تجهیزات و سامانههای اتوماسیون و کنترلها برای ماشینآلات تولیدی و ابزارآلات؛ و کارخانه صنعتی برای فرآوری آب و فرآوری مواد اولیه است.
محصولات مرتبط با انرژی زیمنس شامل: توربینهای گازی و بخار؛ ژنراتورها؛ کمپرسورها؛ توربینهای بادی درونخشکی و فراساحل؛ محصولات انتقال برق ولتاژ بالا؛ ترانسفورماتورهای برق؛ محصولات و سامانههای سوئیچینگ ولتاژ بالا؛ سامانههای انتقال جریان برق متناوب و مستقیم؛ اجزا و سامانههای ولتاژ متوسط؛ و محصولات اتوماسیون برق است.
در صنعت انرژی های تجدیدپذیر، این شرکت مجموعهای از محصولات و خدمات را برای کمک به ساخت و بهرهبرداری از شبکههای کوچک برق، در هر اندازهای، ارائه میدهد. این بخش تولید و توزیع انرژی الکتریکی و همچنین نظارت و کنترل بر ریزشبکهها را فراهم میکند.
محصولات پزشکی زیمنس شامل: سامانههای فناوری اطلاعات بالینی؛ سمعک؛ تجهیزات تشخیص آزمایشگاهی؛ تجهیزات تصویربرداری از جمله آنژیوگرافی، توموگرافی کامپیوتری، فلوروسکوپی، تشدید مغناطیسی، ماموگرافی، سونوگرافی؛ تصویربرداری مولکولی و تجهیزات اشعه ایکس و تجهیزات پرتودرمانی و ذرات درمانی است.
محصولات مرتبط با ترابری و لجستیک زیمنس شامل: تجهیزات و سامانههای ترابری ریلی از جمله خودروهای ریلی برای ترابری جمعی، ترابری منطقهای و مسافتهای طولانی، لوکوموتیوها، تجهیزات و سامانههای برقیسازی راهآهن، سامانههای کنترل مرکزی، اینترلاک و کنترل خودکار قطارها؛ تجهیزات و سامانههای مربوط به ترافیک جادهای از جمله شناسایی ترافیک، اطلاعات و راهنماییها؛ تجهیزات و سامانههای لجستیک فرودگاه از جمله ردیابی بار و جابجایی چمدان؛ و تجهیزات و سامانههای اتوماسیون پستی از جمله مرتبسازی بسته نامه میباشد.
کلید مینیاتوری یا فیوز مینیاتوری یا همان MCB مخفف واژه Miniature Circuit Breaker یک کلید الکترومکانیکی خودکار می باشد و تجهیزی است که مصرف کننده را هم در برابر خطای اتصال کوتاه و هم جریان اضافه بار حفاظت می کند و به علت خودکار بودن، بعد از قطع شدن، مجدد به مدار باز می گردد.
کلیدهای مینیاتوری غیر قابل تنظیم بوده و می توانند هم به صورت مغناطیسی و هم به صورت حرارتی عمل کنند. علت اینکه این کلیدها را کلید خودکار مینیاتوری می نامند این است که عمل قطع مدار را به صورت اتوماتیک و خودکار انجام می دهد و مجدد به حالت آماده به کار باز می گردد. یکی از تفاوت های اصلی کلید های خودکار مینیاتوری با فیوز ها هم همین مورد است. یعنی اینکه فیوز ها یکبار مصرف هستند و پس آب شدن و قطع مدار، باید تعویض شوند و مجدد به چرخه کار باز نمی گردند. اما کلیدهای خودکار مینیاتوری علاوه بر اینکه قابل قطع شدن زیر بار نیز هستند و هم به صورت خودکار و هم به صورت دستی می توانند مدار را قطع کنند، پس از قطع مدار مجدد آماده به کار می شوند و بارها این عمل را می توانند تکرار کنند. هایپر صنعت فامکو ارائه دهنده انواع کلیدهای مینیاتوری می باشد.
ویژگی های منحصر به فرد کلید مینیاتوری (MCB)
امنیت پیوسته سیستم
حفاظت انسان در مقابل تماس غیرمستقیم با سیستم های زمین TN ،IT
حفاظت انواع مدار الکتریکی
رنج گسترده جریان فیوز
تشخیص سریع خطای اتصال کوتاه و اضافه بار حرارتی در کمترین زمان
قدرت انتخاب گسترده
امنیت عملکرد و نگهداری در مدارات برق صنعتی
پاسخ برای تمامی زیر ساخت ها (برق صنعتی و برق ساختمان)
حفاظت بهینه خط
ایده آل برای حفاظت الکتریکی و قطع اتوماتیک دقیق
کاربرد کلید مینیاتوری
انتهای خط توزیع ولتاژ ضعیف
حفاظت مدار موتور الکتریکی
حفاظت مدار جریان مستقیم
حفاظت مدار روشنایی ساختمان ها
حفاظت مدار ترانسفورماتورهای الکتریکی
حفاظت مدارهای الکتریکی در تمامی صنایع
کلید مینیاتوری یا کلید اتوماتیک مینیاتوری در اصل نوعی کلید خودکار است که هر دو مشخصه قطع کنندگی زیر بار و مجزا کنندگی را دارد و وظیفۀ آن قطع مدار در زمان اتصال کوتاه یا اضافه بار می باشد. کلید مینیاتوری از سه قسمت رله مغناطیسی برای حفاظت اتصال کوتاه، رلۀ حرارتی یا رلۀ بی متال برای حفاظت اضافه بار و مجزا کننده تشکیل شده است. این کلید از دو قسمت مغناطیسی و حرارتی تشکیل شده است.
در کلید مینیاتوری عملکرد مغناطیسی کلید جهت حفاظت اتصال کوتاه بکار می رود؛ جریان اتصال کوتاه بوسیلۀ سیم پیچ که دارای تعداد دور کم و قطر زیاد می باشد بصورت مغناطیسی تشخیص داده شده و فیوز مینیاتوری عمل می کند.
کلید مینیاتوری در عملکرد بی متالی که جهت حفاظت اضافه بار استفاده می شود؛ بدین صورت عمل می کنند که بوسیله یک فلز (بی متال) جریان اضافه مدت دار بیشتر از جریان نامی شناسایی شده و با گرم شدن فلز، بی متال خم شده و باعث عمل کردن کنتاکت فیوز مینیاتوری و قطع شدن مدار می شود.
ساختار کلید مینیاتوری
پوسته
کلیۀ قسمت های کلید مینیاتوری در داخل محفظه ای قرار می گیرد که باید از مواد عایق با حداقل ولتاژ ۲۵۰۰ ولت و غیرقابل اشتعال با مقاومت حرارتی نزدیک ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد باشد. مواد عایق به طور معمول از باکالیت، ملامین یا نوع خاصی از پلی آمید الیافدار ساخته می شوند. بدنۀ کلیدهای مینیاتوری در نوع غیر استاندارد از مواد پلاستیکی ساده و یا آسیابی تهیه می شود که مقاومت مناسب در مقابل حرارت ناشی از عبور جریان و جرقه ناشی از قطع و وصل را ندارد و عمدتاً دارای بوی خاصی هستند که می توان آن را از انواع دیگر تفکیک داد. استفاده از کلیدهای مینیاتوری غیر استاندارد در ساختمان ها یا تجهیزات الکتریکی بسیار خطرناک بوده و در برخی موارد موجب آتش سوزی می شود. بنابراین در هنگام خرید کلید مینیاتوری از گارانتی و دارا بودن تأییدیه های فنی مطمئن شوید.
جرقه گیر
این قسمت از صفحات فلزی موازی هم تشکیل شده است که توسط لایه های عایق از هم جدا شده اند و در زمان قطع با تقسیم جرقه به جرقه های کوچک، از ایجاد جرقه های خطرناک و پر صدا و گرمای زیاد جلوگیری می کنند. معمولاً در کلیدهای بی کیفیت و ارزان قیمت، این قطعه وجود ندارد که شاید ساده ترین یا ابتدایی ترین راه شناسایی این موضوع، وزن کم کلید باشد. کلیدهای مینیاتوری جریان مستقیم، علاوه بر داشتن مگنت طبیعی دارای رله مگنتیک مخصوص جهت کار در جریان مستقیم می باشد، بنابراین می توان از کلیدهای DC در مدار AC نیز استفاده کرد.
بی متال
یکی دیگر از اجزای داخلی کلیدهای مینیاتوری، بی متال یا رله اضافه بار است که در زمان تولید کلید مینیاتوری بوسیلۀ یک پیچ، جریان نامی دقیق کلید تنظیم و توسط کارخانه لاک می شود. این رله کار قطع مدار را در برابر اضافه بار بر عهده دارد.
مگنت
یکی از اجزای داخلی کلید مینیاتوری که از سیم پیچ مسی، هسته مرکزی ثابت و متحرک از جنس مواد فرومغناطیس، فنر، اتصالات و … تشکیل شده است مگنت می باشد. مگنت جریان هایی تا چند برابر جریان نامی کلید با توجه به تیپ کلید که روشنایی یا موتوری یا موتوری سخت باشد (۳ تا ۱۴ برابر جریان نامی) را تحمل می کند و باعث قطع فوری و لحظه ای کلید می شود. در کلیدهای مینیاتوری استاندارد برای هر جریان نامی، مگنت خاص خود را انتخاب می کنند.
مشخصات کلید مینیاتوری
۱- ولتاژ ضربه ای
مقدار پیک ولتاژ ضربه ای که کلید بدون خراب شدن می تواند تحمل کند.
۲- نوع جریان
کلیدهای مینیاتوری از لحاظ نوع جریان بر دو نوع AC و DC تقسیم می شوند. در حالت کلی کلیدهای مینیاتوری DC را برای مقاصد AC نیز می توان استفاده نکرد ولی برعکس آن سبب کاهش طول عمر کلید AC می شود.
۳- رنج جریان نامی
جریان نامی کلید مینیاتوری های اشنایدر در گسترۀ ۲، ۴، ۶، ۱۰، ۱۶، ۲۰، ۲۵، ۳۲، ۴۰، ۵۰ و ۶۳ آمپر تک پل، دو پل و سه پل و در گسترۀ ۱۶، ۲۵، ۳۲، ۴۰ آمپر چهار پل تولید می شوند. البته کلید مینیاتوری های ۸۰، ۱۰۰ و ۱۲۵ آمپر نیز در حیطۀ تولید کلیدهای مینیاتوری می باشند لازم به ذکر است که تفاوت کلید مینیاتوری ۱۰۰ آمپر با دیگر کلیدهای مینیاتوری در سایز آن می باشد و کلید مینیاتوری ۱۲۵ آمپر تنها عمل قطع و وصل را انجام می دهند و نقش حفاظتی ندارند و به کلید خشک نیز معروف می باشند. به عبارت دیگر، کلید مینیاتوری نیست و فقط در ظاهر شبیه به آن است.
۴- قدرت قطع
از جمله مشخصات مهم کلید مینیاتوری اشنایدر قدرت قطع آن است. قدرت قطع کلید به معنای میزان توانایی کلید در قطع جریان اتصال کوتاه عبوری از مدار می باشد. کلیدهای مینیاتوری دارای قدرت قطع ۶ و ۱۰ کیلو آمپر است. طبق استاندار IEC 898 قدرت قطع کلید مینیاتوری های اشنایدر ۶ کیلو آمپر شناخته می شوند و طبق استاندارد IEC947-2 قدرت قطع کلید مینیاتوری های اشنایدر ۱۰ کیلو آمپر است.
انواع کلید مینیاتوری
کلید مینیاتوری کلاس B: در کلید مینیاتوری نوع B با فرض اینکه جریان نامی In باشد، در صورتی که جریان عبور از کلید کمتر از ۳ برابر جریان نامی باشد، کلید مدار را در حالت اضافه بار در نظر گرفته و قطع آنی انجام نمی پذیرد ولی هنگامی که جریان به سه تا پنج برابر جریان نامی برسد، جریان عبوری را اتصال کوتاه فرض کرده و قطع می کند. کلید مینیاتوری نوع B عموماً در مصارف غیرموتوری مثل مصارف خانگی و روشنایی کاربرد دارند. به عبارت دیگر این نوع از کلیدها برای حفاظت مدارهای مقاومتی مورد استفاده قرار می گیرند. این کلید به فیوز مینیاتوری تندکار نیز معروف است.
کلید مینیاتوری کلاس C: این کلیدها برای راه اندازی موتورهایی که توان کم دارد و جریان راه اندازی بالایی ندارد استفاده می شود. نام دیگر کلید مینیاتوری کلاس C، کلید مینیاتوری موتوری است در کلید مینیاتوری نوع C با فرض اینکه جریان نامی کلید In باشد، در صورتی که جریان عبوری از کلید کمتر از ۵ برابر جریان نامی باشد، کلید مدار در حالت اضافه بار عمل کرده و هنگامی که جریان بین ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی برسد، جریان عبوری را اتصال کوتاه فرض می کند. کلیدهای نوع C در مسیر وسایل موتوردار نصب می گردند. به عبارت دیگر این نوع از کلیدها برای حفاظت مدارهای موتوری مورد استفاده قرار می گیرند.این فیوزها را فیوز مینیاتوری کندکار نیز می نامند.
کلید مینیاتوری کلاس D: به منظور حفاظت بارهای خازنی و یا بارهایی که جریان هجومی می کشند، مانند مصارف صنعتی خاص همچون مولد های اشعه ایکس X-Ray و یا ترانسفورماتورها استفاده می شود. در کلید مینیاتوری نوع D با فرض این که جریان نامی کلید In باشد، در صورتی که جریان عبوری از کلید کمتر از ۱۰ برابر جریان نامی باشد، کلید مدار را در حالت اضافه بار در نظر گرفته و قطع آنی انجام نمی پذیرد ولی هنگامی که جریان بین ۱۰ تا ۱۵ برابر جریان نامی برسد، جریان عبوری را اتصال کوتاه فرض کرده و قطع می کند. از آنجایی که این نوع کلی در ضریبی از جریان های نامی بزرگتر نسبت به نوع B و C عمل قطع را انجام می دهد به آن موتوری سخت نیز گفته می شود.
کلید مینیاتوری کلاس K: نوع K برای حفاظت در مدارات قدرت، ترانسفورماتور و موتورها استفاده می شود. در این نوع از حد جریان برای قطع در موارد اضافه بار کمتر از سایر کلیدها است و هنگام به وجود آمدن اضافه بار مدار را سریعتر قطع می کند ولی در موارد اتصال کوتاه منحنی قطع این نوع کلیدها بین کلاس D و C است.
کلید مینیاتوری کلاس Z: این نوع از کلید مینیاتوری هنگامی که جریان عبوری از جریان نامی بیشتر شود در یک مدت زمان خاص (که از تمامی کلاس ها کمتر است) طبق منحنی قطع، فرمان قطع را صادر می کند. حساسیت این نوع از کلیدها، هم در مواقع اضافه بار و هم اتصال کوتاه از تمامی کلاس ها بیشتر است و در صورت بروز خطا مدار را سریعتر قطع می کند. بنابراین کاربرد این نوع فیوز مینیاتوری در مدارات با حساسیت بالا می باشد.
کلیدهای مینیاتوری اشنایدر به چهار تیپ تقسیم می شوند:
تیپ C60A : با قابلیت بسته شدن سریع پل ها، اجازه می دهد که در جریان های هجومی بالا بعضی از بارها بهتر نگهداری شوند. همچنین دو منحنی B و C دارد که قدرت قطع آنها ۳KA است و در مراکز حساس استفاده می شوند.
تیپ C60N : با داشتن قدرت قطع بالاتر نسبت به C60A در کاربردهای معمولی استفاده می شود. همچینین دارای سه منحنی مشخصه B و C و D هستند. در ایران تنها تیپ C60N تولید می شود و مابقی مدل ها مورد استفاده چندانی ندارند. کلید مینیاتوری اشنایدر C60N در بخش های مسکونی، اداری و همچنین صنعتی استفاده می شود.
تیپ C60H : با قدرت قطع ۱۰KA و دارا بودن سه منحنی مشخصه B و C و D ، در بخش های اداری و صنعتی بکار می رود.
تیپ C60L : با سه رده قدرت قطع در جریان های مختلف خود (۲۵ کیلو آمپر برای کلیدهای زیر ۲۵ آمپر، ۲۰ کیلو آمپر برای کلیدهای ۳۲ و ۴۰ آمپر و ۱۵ کیلو آمپر برای کلیدهای ۵۰ و ۶۳ آمپر) و داشتن چهار منحنی مشخصه B و C و K و Z است.
منحنی عملکرد کلید مینیاتوری
در کلید مینیاتوری اشنایدر تیپ C60 منحنی های B , C, D, K , Z , MA مطابق با استاندارد IEC 60947-2 تعیین شده است که در آن محدودۀ عملکرد رلۀ مغناطیسی به صورت زیر است که در ایران بیشتر منحنی B و C و D کاربرد دارند.
منحنی B: بین ۳٫۲ تا ۴٫۸ برابر جریان نامی (In)
منحنی C: بین ۷ تا ۱۰ برابر جریان نامی (In)
منحنی D: بین ۱۰ تا ۱۴ برابر جریان نامی (In)
منحنی K: بین ۱۰ تا ۱۴ برابر جریان نامی (In)
منحنی Z: بین ۲٫۴ تا ۳٫۶ برابر جریان نامی (In)
منحنی MA: بین ۹٫۶ تا ۱۴٫۴ برابر جریان نامی (In)
منحنی B
موارد استفاده: زمانیکه جریان های اتصال کوتاه ضعیف هستند.
رنج جریان از ۲ تا ۶۳ آمپر در دمای ۳۰ درجه سانتی گراد
منحنی قطع: قسمت مغناطیسی بین ۳ تا ۵ برابر جریان نامی تغییر می کند.
قدرت قطع مطابق با استانداردهای IEC 898 : Icn 6000A
منحنی C
موارد استفاده: کابل هایی که بارهای معمولی را تغذیه می کنند (کاربرد عمومی)
رنج جریان از ۲ تا ۶۳ آمپر در دمای ۳۰ درجه سانیتگراد
منحنی قطع: قسمت مغناطیسی بین ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی تغییر می کند.
قدرت قطع مطابق با استانداردهای IEC 898: Icn 6000A
منحنی D
موارد استفاده: بار با جریان عمومی بالا (موتور و ترانسفورماتور)
رنج جریان ۱ تا ۶۳ آمپر در دمای ۴۰ درجه سانتیگراد
منحنی قطع: قسمت مغناطیسی بین ۱۰ تا ۱۴ برابر جریان نامی تغییر می کند.
بسته شدن سریع پل ها بار را در برابر جریان های هجومی محافظت می کند.
جداسازی با نشانگر صحت قطع: نوار سبز رنگ روی دستگیره کلید نشانگر آنست که تمام پل ها باز بوده و هیچ جریانی از قطعه عبور نمی کند.
تغییر وضعیت کنتاکت کمک کلید مینیاتوری می تواند برای سیستم های هوشمند در یک مدار کنترلی ارسال شود و پردازش لازم انجام شود. این کنتاکت جهت نشان دادن حالت های زیر استفاده می شود:
وضعیت قطع و وصل کلید (OF) : وضعیت قطع کلید را نشان می دهد.
وضعیت قطع کلید (در صورت وجود خطا) (SD) : این کنتاکت وضعیت قطع و وصل کلید را نشان می دهد. دکمۀ تست روی قسمت جلوی تابلو، امکان بررسی صحت مدار نشانگر را بدون راه اندازی دستگاه به ما می دهد.
شکل زیر کنتاکت کمکی OF+SD را نشان می دهد. در این کنتاکت هر دو کنتاکت OF و SD با هم در یک قطعه آمده اند. اگر پیچ های بالایی به مدار وصل شوند حالت OF کار می کند. اگر پیچهای پایین به مدار وصل شوند حالت OF یا SD استفاده می شود. انتخاب این حالت ها توسط سوئیچ تغییر وضعیت گردان (Rotary changeover switch) که در قسمت راست کلید متصل می شود انجام می گیرد.
حالت انتخاب شده روی قست جلوی تابلو نشان داده می شود. نشانگر خطا (SD) نیز توسط یک نشانگر مکانیکی قرمز رنگ که بر روی قسمت جلوی کنتاکت موجود می باشد نمایش داده می شود.
رله آندر ولتاژ MN
کاربرد رله آندر ولتاژ MN برای کنترل قطع کلید است در زمانی که افت ولتاژ تغذیه وجود دارد (آستانه بین ۷۰ و ۳۵%Un) و اگر ولتاژ ۸۵% از ولتاژ نامی تجاوز کند کلید اجازه وصل مجدد خواهد یافت. این رله در موارد زیر استفاده می شود:
شاسی / قطع اضطراری
حفاظت مدارهای تغذیه ماشین ها برای جلوگیری از استارت مجدد و ناخواسته موتورها.
رله شنت MX+OF
کارکرد رله شنت کلید مینیاتوری، کنترل قطع مینیاتوریی است که به آن متصل است و مجهز به یک اتصال Changeover است و برای موارد زیر بکار می رود:
شناسایی وضعیت کلید
قطع خودکار که به مدار کنترل اجازه می دهد در حالت روشن بماند.
مراحل اتصال کنتاکت کمکی و خطا به کلید مینیاتوری
کلید مینیاتوری DC
استفاده از کلید مینیاتوری AC در مدار DC می تواند خطراتی همچون عدم قطع در زمان اتصال نامناسب را ایجاد کند. علاوه بر دلایل فوق به علت عدم محدود شدن جریان های اتصال کوتاه در کلید AC استفاده شده در مدار DC، عمر دستگاه ها تجهیزات و سیم کشی ها کوتاه تر می شود. موج جریان AC، گذر از صفر دارد ولی DC ندارد لذا قطع درAC راحت تر است. کلید مینیاتوری اشنایدر DC با تیپ C32H-DC نیز در کارخانه اشنایدر تولید می شود که با منحنی مشخصۀ C در دو مدل تک پل و دو پل وجود دارند و قادرند تا ولتاژهای ۲۵۰ ولت DC را برای هر پل تحمل کنند. در برخی موارد کلیدهای مجزا کننده دارای شکل ظاهری مشابه با کلیدهای مینیاتوری است.
انتخاب کلید مینیاتوری مناسب
وقتی جریانی بیش از جریان نامی از سیمی عبور کند، فیوز محافظ آن باید بسوزد و یا کلید محافظ سبب قطع مدار آن شود. هرچه سیم ضخیم تر باشد مقدار جریان بیشتری به طور ایمن می تواند از آن عبور نماید. مقررات، جریان مجاز (حداکثر جریانی که به طور ایمن می تواند از رسانا بگذرد) انواع و اندازه های مختلف رساناها را مشخص نموده است. بجز بعضی استثناها، جریان مجاز هر رسانا حداکثر اندازه جریان نامی فیوز یا کلید اتوماتیک محافظ مدار آن را مشخص می کند. جریان مجاز بعضی از سیم های نازک مخصوص سیم کشی داخلی ساختمان ها به شرح زیر است:
اندازه سیم
جریان نامی
سیم نمره ۱٫۵
۱۵ آمپر
سیم نمره ۲٫۵
۲۰ آمپر
سیم نمره ۴
۲۵ آمپر
سیم نمره ۶
۳۵ آمپر
سیم نمره ۱۰
۵۰ آمپر
جریان های نامی نشان داده شده برای رساناهای مسی در لوله، کابل، یا دفن مستقیم در خاک هستند و کمی با آنچه در جدول آمده است تفاوت دارد. جریان نامی در فضای آزاد بیشتر است.
برای الکتروموتورها باید از کلیدهای مینیاتوری تأخیری (موتوری) استفاده کنیم تا بتوانند جریان راه اندازی را تحمل کنند. با مشخص بودن توان الکتروموتور، مقدار جریان کلید مینیاتوری و همچنین سطح مقطع کابل مسی مورد نیاز را می توانیم به دست بیاوریم. سطح مقطع به دست آمده برای محل هایی است که فاصلۀ الکتروموتور تا شبکه زیاد نباشد.
گیربکس در زبان فارسی به معنی جعبه دنده می باشد این ماشین ها بعد از موتور یا سر راه وسایل صنعتی قرار می گیرند و می توان با کم و زیاد کردن نسبت توسط مکانیزم داخل گیربکس، گشتاور مورد نیاز دستگاه را بدست آورد.
گیربکس ماشینی است که برای انتقال توان مکانیکی از یک منبع تولید توان به یک مصرف کننده و همچنین برآورده ساختن گشتاور و سرعت دورانی مورد نیاز مصرف کننده به کار می رود. گیربکس در واقع یک واسطه منبع توان و مصرف توان می باشد که بین منبع توان و مصرف کننده توان یک انعطاف پذیری بر قرار می کند.
به دلیل هماهنگ بودن گشتاور و سرعت دورانی منبع تولید توان با مصرف کننده نیاز به ماشینی که بتواند این هماهنگی را به صورت یک واسطه برقرار کند امری ضروری به نظر می رسد دستگاهی که این خواسته را می تواند تامین کند گیربکس نام دارد.
ماشین های ساده وسایلی هستند که بدون تغییر در مقدار کار، انجام آن را آسان می کنند و یا به عبارت دیگر این گونه وسایل انسان را قادر می سازد که به کمک نیروی کم اجسام سنگین تری را جابجا کند این وسایل: اهرم ها، قرقره ها، جرثقیل ها، چرخ دنده ها و غیره می باشند.
کار: هرگاه نقطه اثر نیرویی تغییر مکان پیدا کند گوییم کار انجام شده است. بنابراین برای انجام کار نیاز به دوعامل نیرو (F) و تغییر مکان (S) می باشد.
W = F × S (کار)
نیرو: نیرو عاملی است که باعث حرکت، تغییر حرکت و یا تغییر فرم در اجسام می گردد. اجسام مختلف و قطعات ماشین آلات ممکن است در آن واحد تحت تاثیر نیروهای مختلفی قرار گیرند که مقدار، امتداد جهت و نقطه اثر آنها با هم متفاوت باشد. در اینگونه موارد از ترکیب آنها نیروی معادلی بدست می آورند که به تنهایی بتواند اثر همه نیروها را داشته باشد این نیرورا نیروی برایند می نامند.
گشتاور: نیرویی که بخواهد قطعه ای را حول محوری بگرداند در آن قطعه تولید گشتاور می نماید.
با توجه به اینکه مقدار کار (W) نیز از حاصلضرب مقدار نیرو در تغییر مکان بدست می آید لذا گشتاور و کار می توانند واحد مشترک N.M را داشته باشد ولی بایستی توجه داشت که مقدار آنها در یک قطعه گردنده مساوی نمی باشد. بعنوان مثال در دستگاه لنگی که با نیروی ثابتی می گردد گشتاور ثابت مانده ولی مقدار کار به نسبت مسافتی که نیرو طی می کند تغییر می یابد.
نحوه محاسبه گشتاور خروجی الکتروگیربکس
Τ = P x 955/n² Τ گشتاور [rpm] P توان [kw] n² دور خروجی [rpm]
اجزای تشکیل دهنده گیربکس
چرخدنده ها: گیربکس ها اجزای مختلفی دارند که اصلی ترین جز آن ها چرخدنده ها می باشند که بسته به نوع گیربکس، شکل و جنس آنها متفاوت است.
پوسته گیربکس: دنده ها درون آن قرار می گیرند و جنس آن معمولا از چدن ریخته گری شده است.
شافت های ورودی و خروجی: این شافت ها می توانند به صورت سوراخ (HOLLOW) و یا شافت (Solid) باشند و جنس آن ها از فولاد است.
بیرینگ (Bearing) یا یاتاقان: برای تحمل بارهای شعاعی و محوری شافت های گیربکس استفاده می شوند.
نشت بند (seal) یا کاسه نمد: برای حفاظت بیرینگ ها از عوامل خارجی مثل گرد و غبار و همچنین نگهداری از روغن داخل پوسته استفاده می شود.
درپوش کنترل روغن و بازبینی
کاسه نمد
گیربکس ها به دو دسته تولید می شوند:
گیربکس های کاهنده: این نوع از گیربکس ها بین محرک و متحرک قرار می گیرد و دور مورد نیاز را تامین می کند و در تیپ های مختلفی ساخته می شوند.
گیربکس های افزاینده: در صنایع بالا دستی و پالایشگاهی نیاز به گیربکس های دور بالا می باشد که آنها را گیربکس های افزاینده می نامند.
انواع گیربکس صنعتی
گیربکس های صنعتی انواع مختلفی دارند و در بازار به نام های گوناگونی شناخته می شوند که برخی از آن ها عبارتند از:
این نوع از گیربکس ها متشکل از یک ماردون فولادی که سخت کاری پیوسته شده و سنگ خورده است و یک چرخدنده حلزونی از جنس غالبا برنز ریخته گری شده است. گیربکس حلزونی (مکعبی) حرکت سینماتیکی خود را از این دو قطعه تامین می کند. در گیربکس های حلزونی به دلیل ساختار و زاویه خروجی آنها به دلیل متعامد بودن دارای کاربری های فراوانی است و به دلیل کارکرد نرم در سیستم های بالابر و همچنین آسانسورها که نیاز به ایجاد گشتاور و راه اندازی نرم است، کاربرد فراوانی دارند. همچنین این گیربکس ها درکانوایرها وسیستم های انتقال مواد کوچک کاربرد فراوان دارند. از دیگر فاکتورهای مهم در گیربکس های حلزونی، عدم برگشت پذیری در نسبت های تبدیل بالای 30 است. از دیگر مزایای این گیربکس ها قابلیت نصب در هشت حالت متفائت می باشد که باعث استفاده راحت این گیربکس ها گردیده است.
2. گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم (Helical Gearbox)
گیربکس های هلیکال شامل تعدادی چرخدنده هستند که دارای ساختار مارپیچ یا هلیکال می باشند و به همین دلیل به این نام معرفی می شوند . این نوع چرخدنده ها از دسته چرخدنده های ساده ولی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت می باشند. انتقال نیرو در این نوع جعبه دنده ها با توجه به ساختار چرخ دنده های آنها (هلیکال) با حرکت یک نقطه در امتداد سطح دنده انجام می شود. در این گیربکس ها به علت کاستن صدا و درگیری نرم چرخ دنده ها در سیستم های انتقال نیرو به کار می روند و می توانند در دورها و توان های بالاتری نسبت به دنده های ساده استفاده شوند. اساس کار این نوع گیربکس ها بدین شکل می باشد که با کاهش دور باعث افزایش گشتاور در قسمت خروجی می شوند.
3. گیربکس آویز (Parallel Shaft Gearbox)
گیربکس های آویز به دلیل قابلیت چند محور بودن توانایی ایجاد نسبت های تبدیل بالایی را دارند که به موازات این مسئله قابلیت ایجاد گشتاورهای بالایی را نیز دارند و در مواردی که نیاز به گشتاور های بالا و کارکرد به صورت دائک کار می باشد، همانند دستگاه های میکسر و یا سیستم های محرک خطی در جرثقیل های سقفی چند کاره انتخاب بسیارعالی است .گیربکس های آویز همانند گیربکس های هلیکال ساختار چرخ دنده هایی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت دارند تنها تفاوتشان در این است که دارای ساختار چند محوری به صورت موازی می باشند. همچنین این نوع از جعبه دنده ها به دلیل حجم بالایی از روغن به صورت دائمی دارای ظرفیت حرارتی بالایی نسبت به سایر جعبه دنده های هلیکال هستند که در این امر خود باعث بالا رفتن عمر کارکرد گیربکس و عدم تخریب زود هنگام دنده ها می شود.
گیربکس های کرانویل تشکیل شده است از تعدادی چرخدنده هلیکال و دو چرخدنده که قابلیت انتقال گشتاور در زاویه 90 درجه را ایجاد می کنند. به منظور انتقال نیرو در محور های متعامد و غیر متعامد و متنافر نیاز به سیستم درگیری دنده ها در دو سطح مورب بوده که توسط چرخ دنده های مخروطی مارپیچ تامین می گردد. در گیری پروفیل دنده های مخروطی مارپیچ به صورت همزمان بوده و عملکرد نرمی نسبت به دنده های مخروطی ساده دارند و می توانند گشتاورهای بالاتری را بدون ضربه و صدا به نرمی انتقال دهند.
5. گیربکس صنعتی (Industrial Gearbox)
گیربکس های صنعتی بنا به سفارش مصرف کننده و به صورت تک و یا کوپله شده با موتور که همان موتور گیربکس یا الکتروگیربکس می باشد تولید می گردد.
امروزه در صنایع سبک و سنگین برای کاهش و یا افزایش دور در صورت بالا بودن نسبت تبدیل و توان های بسیار بالا در فضاهای محدود و راندمان بالای گیربکس، از گیربکس خورشیدی استفاده می شوند. چرخ دنده های خوشیدی با قابلیت استفاده در دورهای بالا و توان های بالا یکی از پرکاربرد ترین چرخ دنده ها در صنایع نوین معرفی شده اند این نوع چرخدنده ها در دو نوع تک استیج و یا چند استیج طراحی و تولید می گردد.در این نوع گیربکس ها امکان بدست آوردن دورهای ایده آل در محدوده بین 5/0 تا 800 دور در دقیقه قابل دستیابی می باشد. نسبت تبدیل در هر طبقه گیربکس بین 3 تا 7 متغیر است.
شرکت آرتا ایده فرین می کوشد، در راستای آبادی و سربلندی میهن عزیزمان عضوی کوچک در این افتخار ملی باشد.
اصولا الکتروموتور یا موتور الکتریکی در انواع الکتروموتور معمولی (TEFC) و الکتروموتور ضد انفجار و همچنین موتور کولری ارائه می گردد.
تاریخچه الکتروموتور
در ۱۸۸۲ نیکولا تسلا اصول میدان مغناطیسی دوار را پایه گذاری کرد و راه را برای استفاده از میدان دوار به عنوان یک نیروی مکانیکی باز کرد. در سال ۱۸۸۳ او از این اصول برای طراحی یک موتورالقایی دو فاز استفاده کرد. در ۱۸۸۵ «گالیلئو فراریس» (Galileo Ferraris) مستقلاً تحقیقاتی را در این باره آغاز کرد و در ۱۸۸۸ نتایج تحقیقات خود را در قالب مقالهای به آکادمیسلطنتی علوم در تورین ایتالیا ارائه داد.
حرکتی که نیکولا تسلا در ۱۸۸۸ آغاز کرد چیزی بود که امروزه برخی از آن به عنوان «انقلاب صنعتی دوم» یاد میکنند، چراکه این حرکت به تولید آسانتر انرژی الکتریکی و همچنین امکان انتقال انرژی الکتریکی در طول مسافتهای طولانی انجامید. قبل از اختراع موتورهای جریان متناوب به وسیله تسلا موتورها به وسیله حرکت دائم یک هادی در میان میدان مغناطیسی ثابت به حرکت در میآمدند. تسلا به این نکته اشاره کرد که میتوان کلکتورهای موتور را حذف کرد به طوریکه موتور به وسیله میدانی دوار به حرکت درآید. تسلا بعدها موفق به کسب حق امتیاز شماره ۰٫۴۱۶٫۱۹۴ ایلات متحده برای اختراع موتور خود شد. این موتور که در بسیاری از عکسهای تسلا نیز هست نوع خاصی از موتور القایی بود.
در سال ۱۸۹۰ میخایل اسیبوویچ یک موتور سه فاز روتور قفسی اختراع کرد. این نوع موتور امروزه به طور وسیعی برای کاربردهای گوناگون استفاده میشود.
الکتروموتور چیست؟ انواع الکتروموتور
در زندگی پیشرفته ماشینی امروز انسانی پیدا نخواهد شد که با الکتروموتور یا موتور الکتریکی یا دینام برخورد نداشته باشد. گرچه ممکن است که آن را درک نکند. به طور عمومی هر کجا حرکتی است، الکتروموتور یا موتور الکتریکی هم وجود دارد.
موتورهای DC
موتور سری
موتور موازی
موتور کمپوند
موتور خود تحریک
موتور مغناطیس دائم (PMDC)
موتورهای AC
موتور القایی
موتور سنکرون
موتورهای خاص
موتور پله ای
موتور DC بدون جاروبک
موتور هیسترزیسی
موتور رلوکتانسی
موتور اونیورسال
الکتروموتور یا موتور الکتریکی (Electric Motor)
نوعی ماشین است که انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. ایده کلی بر این اساس است که وقتی که یک هادی حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد نیرویی بر روی آن هادی حامل جریان از سوی میدان مغناطیسی اعمال می شود. اغلب موتورهای الکتریکی دوار هستند. اما موتور خطی هم وجود دارند.
هر موتور الکتریکی دوار از دو بخش متحرک و محرک تشکیل شده است.که به بخش متحرک روتور و به بخش ثابت که معمولا درون موتور قرار دارد استاتور یا ایستانه نیز می گویند. در یک موتور الکتریکی، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیروی است که توسط میدان مغناطیسی ایجاد ایجاد شده در استاتور است به حول محور خود می چرخد هر الکتروموتور بر اساس ساختارش توسط برق جریان مستقیم DC و یا جریان متناوب AC تغذیه می گردد.
تعاریف و اصطلاحات الکتریک
جریان
نسبت تغییرات بار الکتریکی (q) به زمان (t) را جریان و واحد آن آمپر (A) است و به وسیله دستگاه آمپرمتر که به صورت سری در مدار نصب می شود اندازه گیری می شود.
اختلاف پتانسیل
اختلاف پتانسیل یا ولتاژ کمیتی است که باعث جاری شدن جریان در یک مدار بسته می شود و واحد آن ولت (V) و توسط ولتمتر که بصورت موازی در مدار بسته می شود اندازه گیری می شود.
واحد کار الکتریکی و واحد توان ظاهری
واحد کار الکتریکی وات بر ثانیه (W/S) و واحد توان ظاهری ولت آمپر (VA) یا کیلو ولت آمپر یا مگاولت آمپر می باشد.
جریان نامی
جریانی که یک دستگاه برقی در شرایط مشخص شده، می تواند از خود عبور دهد، بدون آنکه زیاد گرم شود یا تحت تنش های مکانیکی بیش از حد قرار گیرد.
اهم
در صورتی که ولتاژی معادل 1 ولت به دوسر مقاومتی اعمال شود و جریان 1 آمپر از آن عبور کند مقدار مقاومت 1 اهم است. واحد مقاومت الکتریکی اهم (Ω) است.
وات
میزان انرژی تولید شده را برحسب وات بیان می کنند. برای مثال لامپ های روشنایی با میزان وات مشخص می شوند که نشان می دهد این لامپ تا چه مقدار انرژی نورمی تواند بدهد.
آمپر
آمپر مقدار الکتریسیته جاری شده در یک مدار است. در واقع هنگامی که نیرویی موجب حرکت الکترون ها در جهت مخصوصی می شود جریان الکتریکی تولید می شود. جریان (I) را بر حسب آمپر (A) بیان می کنند.
ولت
میزان ولت یا ولتاژ اندازه مقدار الکتریسیته است. در واقع اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه را گویند. به بیان ساده تر نیرویی که الکترون های آزاد را به حرکت در می آورد ولتاژ الکتریکی نام دارد.اختلاف پتانسیل الکتریکی (R) بر حسب ولت (V) بیان می کنند.
میدان مغناطیسی
میدان الکتریکی در هر نقطه برابر نیروی وارد بر بار آزمون واحد q0 تعریف می شود. به بیان دیگر، برای تعیین میدان الکتریکی E ما مقدار نیرو F را بر بار q0 تقسیم می کنیم.
اجزاء موتورهای الکتریکی
ابتدا نگاهی به درون یک موتور الکتریکی ساده می اندازیم. یک موتور ساده از 6 بخش تشکیل شده:
آرمیچر
ذغال هادی
سوئیچ تغییر دهنده جهت برق
محور
آهن ربا
منبع برق DC
الکتروموتورها از نظر جریان مصرفی به دو دسته عمده تقسیم می شوند.
الکتروموتور یا موتور الکتریکی ( Direct Current ) یا جریان مستقیم DC
الکتروموتور یا موتور الکتریکی (Alternative Current) یا جریان متناوب AC
الکتروموتورهای DC یا جریان مستقیم چیست؟
موتور DC یا جریان مستقیم دارای آرمیچری از آهن ربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس می کند تا آهنرباهای الکتریکی بوجود آید در آرمیچر، آهنربای دائمی را در بیرون آرمیچر جذب و دفع کنند. سرعت دوران موتور DC به گشتاور ترمزی بستگی دارد به عبارت دیگر به ولتاژ ورودی و گشتاور جریان ورودی وابسته است.
الکتروموتور DC سری (Series)
موتورهای DC سری دارای گشتاور راه انداز بالا بوده و از این رو در صنایعی که به گشتاور راه اندازی بالا نیاز است مانند جرثقیل ها، بالابر هیدرولیک، پرس ها ی ضربه ای، آسانسور مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از این نوع دینام در لوکوموتیوهای شهری (مترو و تراموا) استفاده می شود که به آن اصطلاحا موتور کششی یا اصطکاکی (Traction Motor) گفته می شود.
الکتروموتور DC شانت (Shunt)
موتورهای DC شانت یا موازی دارای گشتاور حرکتی حداکثر در دور نامی می باشد. به همین خاطر در کاربردهایی چون هواکش های صنعتی و دمنده ها مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع موتورها نباید در زیر بار سنگین راه اندازی شوند چون جریان آرمیچر آنها بیش از حد بالارفته و به موتور صدمه وارد می شود.
الکتروموتور DC مرکب (Compound)
در موتورهای کمپوند خصوصیات موتور سری و شانت وجود دارد و شامل دو دسته هستند.
1. الکتروموتور DC کمپوند اضافی
این نوع موتور در مواردی به کار می رود که خصوصیات موتور سری لازم باشد ولی با برداشتن بار، موتور غیر قابل مهار نشود و دور آن خیلی بالا نرود. مانند دستگاه های تراش که در هر دوره کاری بی بار شده و مجددا زیر بارقرارمی گیرد. در صنایع مختلف معمولا به جای استفاده از دینام کمپوند اضافی که طراحی آن شبیه موتورهای الکتریکی سری است، استفاده می شود.
2. الکتروموتور DC کمپوند نقصانی
در بارهای کمتر از بارهای نامی و مواردی که به سرعت تقریبا ثابت نیاز باشد از موتورهای کمپوند نقصانی استفاده می شود این موتورها معمولا در آزمایشگاه ها برای تامین دور ثابت استفاده می شود.
الکتروموتورهای AC یا جریان متناوب چیست؟
عمومی ترین دینام های مورد استفاده در صنعت و خانگی نوع القایی AC هستند.
مزایای استفاده از الکتروموتورهای AC
طراحی ساده و مستحکم
قیمت مناسب
هزینه نگهداری پایین
اتصال آسان و کامل به یک منبع تغذیه
انواع متنوعی از موتورهای AC یا القایی در صنعت وجود دارد. موتورهای الکتریکی مختلف برای کارهای مختلف مناسب اند. با اینکه طراحی موتور القایی AC آسانتر از الکتروموتور DC است. ولی کنترل سرعت و گشتاور در انواع مختلف الکتروموتورهای القایی AC نیازمند درکی عمیق تر در طراحی و مشخصات در این نوع موتورها است.
استاتور
استاتور از چندین قطعه باریک آلومنیوم یا آهن سبک ساخته شده است. این قطعات بصورت یک سیلندر تو خالی به هم منگنه و محکم شده اند. سیم پیچهایی از سیم روکش دار در این شیارها جاسازی شده اند. هر گروه پیچه با هسته ای که آن را فرا گرفته یک آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای کار کردن با تغذیه AC شکل می دهد. تعداد قطب های یک موتور القایی AC به اتصال درونی پیچه های استاتور بستگی دارد. پیچه های استاتور مستقیما به منبع انرژی متصل می باشند. آنها به صورتی متصل اند که با برقراری تغذیه AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می شود.
روتور
روتور از چندین قطعه مجزای باریک فولادی که میانشان میله هایی از مس یا آلومنیوم تعبیه شده ساخته شده است. در رایج ترین نوع روتور (روتور قفس سنجابی) این میله ها در انتهای خود به صورت الکتریکی و مکانیکی بوسیله حلقه هایی به هم متصل شده اند. تقریبا 90 درصد از موتورهای القایی دارای روتور قفس سنجابی می باشند و این به خاطر آن است که این نوع روتور ساختی مستحکم و ساده دارد. این روتور از هسته ای چند تکه استوانه ای با محوری که شکافهای موازی برای جادادن رساناها درون آن دارد تشکیل شده است.
هر شکاف یک میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را شامل می شود. در این میله ها به طور دائمی بوسیله حلقه های انتهایی آنها همچنان که در شکل دو مشاهده می شود مدار کوتاه برقرار است. چون این نوع مونتاژ درست شبیه قفس سنجاب است، این نام برای آن انتخاب شده است. میله ای روتور دقیقا با محور موازی نیستند. در عوض به دو دلیل مهم قدری مایل نصب می شوند.
موتور با کاهش صوت مغناطیسی بدون صدا کارکرده و برای آنکه از هارمونیک ها در شکاف ها کاسته شود.
گرایش روتور به هنگ کردن کمتر شود. دندانه های روتور به خاطر جذب مغناطیسی مستقیم (محض) تلاش می کنند که در مقابل دندانه های استاتور باقی بمانند.این اتفاق هنگامی می افتد که تعداد دندانه های روتور و استاتور برابر باشند.
انواع الکتروموتور AC
الکتروموتور AC سنکرون (Synchronous)
الکتروموتور AC آسنکرون (Asynchronous)
الکتروموتور AC سنکرون
در دینام های سنکرون، روتور و استاتور سیم پیچی می شوند. هنگامی که استاتور به منبع برق متصل می شوند، میدان گردان در موتور بوجود می آید که با سرعت سنکرون می چرخد. روتور نیز سیم پیچی شده است که توسط منبع DC تغذیه می شود. با اتصال جریان DC به روتور، روتور شروع به گردش با میدان دواراستاتور می کند. برای راه اندازی موتور الکتریکی سنکرون، ابتدا الکتروموتور پس از قطع محرک اولیه با سرعت سنکرون می چرخد.
کاربرد الکتروموتور سنکرون
از این محصول برای اصلاح ضریب توان (Cosφ) می باشد در این حالت بر روی محور موتور سنکرون باری قرار نمی گیرد یعنی موتور الکتریکی بدون بار کار می کند. در این حالت موتور سنکرون را خازن سنکرون هم می نامند در کارخانه ها استفاده می شود.
از این موتورها هم بعنوان ژنراتور سنکرون و هم بعنوان الکتروموتور سنکرون می توان استفاده نمود.
بدلیل آنکه موتور الکتریکی سنکرون، دور ثابتی دارد در تجهیزات مانند ساعت های الکتریکی که نیازمنداین خصوصیت است مورد استفاده قرار می گیرد.
مزایای الکتروموتور سنکرون
در مقابل نوسان ولتاژ حساسیت ندارد.
بازده بسیار بالایی دارد.
دارای ضریب قدرت مناسب و قابل تنظیم است.
این الکتروموتور می تواند بطور مستقیم با ولتاژ زیاد کار کند.
معایب الکتروموتور سنکرون
سرعت این الکتروموتور ثابت است و قابلیت تنظیم برای سرعت های بالاتر و یا پایین تر را ندارد.
این الکتروموتور قابلیت تحمل بار اضافه را ندارد.
علاوه بر جریان متناوب برای سیم پیچ استاتور، جریان دائم برای قطب های این موتور الکتریکی نیز مورد نیاز است در نتیجه قیمت این الکتروموتور را نسبت به موارد مشابه خود بالاتر می برد.
به یک وسیله راه انداز اولیه که می تواند موتور کمکی باشد احتیاج دارد.
الکتروموتور AC آسنکرون
قفسه سنجابی
روتور سیم پیچی شده (Slip Ring)
الکتروموتور AC آسنکرون قفسه سنجابی چیست؟
روتور موتورهای قفسه سنجابی استوانه ای شکل است که میله هایی از جنس آلومینیوم و یا مس درون شیارهای محیطی آهنی و یا فولادی قرار دارد که به دو صورت ساخته می شود که نوع اول از میله های گرد تشکیل شده است و نوع دوم از میله های مستطیلی و یا به شکل دو دایره که به هم متصل و یا جدا از هم هستند تشکیل می شود. میله های روتور الکتروموتور را به این دلیل مورب طراحی می کنند که در تاثیر میدان های استاتور بر روی روتور نوعی هم پوشانی به وجود آید و از لرزش و یا قفل شدن در لحظه استارت جلوگیری به عمل آید.
مزایای الکتروموتور آسنکرون قفس سنجابی
به دلیل قیمت مناسب و سادگی در طراحی در بسیاری از صنایع جایگزین موتورهای دیگر شده است.
سرعت گردش این دینام در بارهای مختلف تقریبا ثابت است.
تغییر بار باعث از حرکت ایستادن این نوع نمی شود.
نسبت به الکتروموتورهای سیم پیچی شده (Slip Ring) دارای ضریب قدرت بهتری هستند.
معایب الکتروموتور آسنکرون قفس سنجابی
زمانی که با کار کم در حال کار است، ضریب قدرتش کاهش می یابد.
تغییر دور این نوع با روش کاهش ولتاژ غیر ممکن است و نیاز به دستگاه (AC Drive) برای این کار دارد.
الکتروموتورهای آسنکرون قفس سنجابی به تغییرات ولتاژ حساس هستند و در صورت کم شدن ولتاژ جریان جریان آن به همان نسبت افزایش می یابد.
گشتاور پایینی دارد.
در هنگام استارت این موتور جریان زیادی را از شبکه در حدود 3 تا 7 برابر جریان نامی می گیرند.
الکتروموتور AC آسنکرون روتور سیم پیچ
مشکل موتورهای قفسه سنجابی مقاومت بسیار پایین روتور آن است. میله های روتور توسط حلقه ای در ابتدا و انتهای آن اتصال کوتاه شده است. این مسئله در لحظه استارت که روتور مغناطیسی نیست شار (خطوط میدان الکتریکی که از سطح عمود بر مسیر عبور می کنند را شار الکتریکی گویند) زیادی را برای مغناطیس شدن به خود جذب می کند و باعث بالا رفتن جریان موتور الکتریکی می شود در نتیجه در لحظه استارت جریان زیادی را از شبکه می گیرد و باعث کاهش گشتاور شروع می شود برای رفع این مشکل الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده طراحی و ساخته شدند که این عیب را تا حد زیادی مرتفع گردید.
در این محصولات روتور سیم پیچی شده به جای وجود میله در روتور، روتور را سیم پیچی می کنند و انتهای این سیم پیچ ها را به حلقه های لغزنده که خود توسط جاروبک هایی به بیرون موتور هدایت می شوند، وصل می نمایند. با قرار دادن بانک های مقاومتی (استارتر یا راه انداز) در سر راه این سیم پیچ ها، مقاوت روتور را می توان کم و زیاد کرده و جریان کشی موتور را به دلخواه تغییر دهیم.
بانک مقاومتی، راه انداز یا استارتر
راه انداز دارای سه پله تا رساندن موتور به دور نامی می باشد. پله ی اول از بانک مقاومتی با رسیدن موتور به ۳۰% دور نامی توسط کنتاکتور مربوطه از مدار خارج شده و دینام به دور گیری خود ادامه می دهد. پله های بعدی، در دور های ۵۰% و ۷۵% دور نامی می باشد. بعد از این دور استارتر کلا از مدار خارج شده و موتور مستقیما به شبکه متصل شده و به دور نامی می رسد.
از الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده در آسیاب ها، سنگ شکن ها، جرثقیل ها و در صنایع سیمان و فولاد استفاده می شود.
مزایای الکتروموتور AC آسنکرون روتور سیم پیچ
گرمای تولید شده در خارج از استارتر اتفاق می افتد.
این دینام قابلیت استارت های پشت سر هم و زیر بار را دارد.
جریان استارت الکتروموتور قابل تنظیم است.
الکتروموتورهای روتور سیم پیچی دارای گشتاور حداکثر در لحظه استارت است.
الکتروموتورهای القایی AC
موتورهای AC القایی همانند بیشتر موتورهای الکتریکی دارای یک قسمت ثابت بیرونی به نام استاتور و یک روتور که درون آن می چرخد دارند. موتورهای الکتریکی از میدان مغناطیسی دوار به طور مجازی برای گرداندن روتورشان استفاده می کنند. موتور سه فاز القایی AC تنها نوعی است که در آن میدان مغناطیسی دوار به طور طبیعی بوسیله استاتور به خاطر طبیعت تغذیه گر آن تولید می شود. در حالیکه در موتورهای DC به وسیله ای الکتریکی یا مکانیکی برای تولید این میدان دوار نیاز دارند. برای راه انداز ی یک موتور القایی AC تک فاز احتیاج به یک وسیله الکتریکی خارجی برای تولید این میدان مغناطیسی چرخشی است. در درون هر موتور AC دو سری آهنربای مغناطیسی تعبیه شده است.
انواع الکتروموتورهای القایی
الکتروموتورهای القایی تک فاز
الکتروموتورهای القایی سه فاز
معمولا الکتروموتورهای القایی را بر اساس تعداد کلاف های استاتور تقسیم بندی می کنند.
الکتروموتورهای القایی تک فاز
به دلیل قیمت مناسب و کم بودن هزینه نگهداری بیشترین مصرف را در صنعت دینام های القایی تک فاز دارند در این مدل از الکتروموتورها از یک کلاف یا پیچه استفاده می شود. و با یک منبع تغذیه متناوب تک فاز کار می کند. موتور تک فاز القایی خود راه انداز نیست و در تمام الکتروموتورهای القایی تک فاز، روتور از نوع قفس سنجابی است. هنگامی که موتور به یک منبع تغذیه تک فاز متصل است کلاف اصلی دارای جریانی متناوب میشود. این جریان متناوب میدان مغناطیسی ضربانی تولید میکند. به سبب القا، روتور تحریک میشود. چون میدان مغناطیسی اصلی ضربانی است گشتاوری که برای چرخش موتور الکتریکی لازم است بوجود نمیآید و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن میشود.
از این رو الکتروموتور القایی تک فاز به دستگاه آغازگر (استارتر) نیاز دارد که می تواند ضربات آغازی را برای چرخش موتور تولید کند. استارتر الکتروموتورهای القایی تک فاز اساساً کلاف اضافی در استاتور است (پیچ راه انداز). کلاف استارت میتواند دارای خازنهای سری و یا سوئیچ گریز از مرکز باشد. هنگامی که ولتاژ تغذیه برقرار است جریان درکلاف اصلی به سبب مقاومت کلاف اصلی ولتاژ تغذیه را افت میدهد (ولتاژ به جریان تبدیل میشود). در همین حین جریان در پیچه استارت بسته به مقاومت دستگاه استارت به افزایش ولتاژ تغذیه تبدیل میشود. فعل و انفعال میان میدانهای مغناطیسی که پیچه اصلی و دستگاه استارت (شامل پیچه کمکی و خازن) میسازند میدان برآیندی میسازند که در جهتی گردش میکند.
محور الکتروموتور گردش را در جهت این میدان برآیند آغاز میکند. هنگامی که موتور به ۷۵ درصد دور مجاز خود میرسد یک سوئیچ گریز از مرکز پیچه استارت را از مدار خارج میکند. از این لحظه به بعد الکتروموتور تک فاز میتواند گشتاور کافی را برای ادامه کارکرد خود نگه دارد. بجز انواع خاص، معمولا همه موتورهای تک فاز فقط برای کاربری های کمتر از 3 اسب بخار استفاده میشوند. با توجه به انواع تکنیکهای استارت، الکتروموتورهای القایی تک فاز AC در انواعی به شرح ذیل قرار دارند.
انواع الکتروموتورهای تک فاز القایی
موتور تک فاز القایی AC با فاز شکسته
موتور تک فاز القایی AC با استارت خازنی
موتور تک فاز القایی AC با خازن دائمی اسپیلت
الکتروموتور تک فاز AC با فاز شکسته
این موتورها دو پیچه دارند. در پیچه استارت این دینام، سیم نازک تر و تعداد دور کمتر نسبت به پیچه اصلی برای بوجود آوردن مقاومت بیشتر ساخته می شود این الکتروموتور فاز شکسته با عنوان استارت القایی / کارکرد القایی هم شناخته می شود. در میدان پیچه استارت در زاویه ای غیر از آنچه که پیچه اصلی دارد قرار می گیرد که سبب آغاز چرخش محور الکتروموتور می گردد. پیچه اصلی که از سیم ضخیم تری ساخته شده است موتور الکتریکی را همیشه در حالت چرخش باقی نگه می دارد.
کاربری های خوب برای الکتروموتورهای فاز شکسته شامل سنگ سمباده های کوچک، دمنده ها و فنهای کوچک و دیگر دستگاههایی با نیاز به گشتاور آغازین کم و با نیاز به الکتروموتور هایی با قدرت ۱/۲۰ تا ۱/۳ اسب بخار میباشد. این الکتروموتورها در کاربریهایی که نیاز به روشن و خاموش کردن های پیاپی و یا نیاز به گشتاور زیاد دارند مناسب نیست.
الکتروموتور تک فاز القایی AC با استارت خازنی
این نوع همان موتور با فاز شکسته، اصلاح شده با خازنی سری با آن برای بهبود استارت است. همانند دینام معمولی با فاز شکسته، این نوع موتور یک سوئیچ گریز از مرکز داشته که هنگامی که محور الکتروموتور به ۷۵ درصد سرعت نامی میرسد، پیچه استارت را از مدار خارج مینماید. از آنجا که خازن در مدار استارت است، گشتاور استارت بیشتری تولید میکند که معمولاً در حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ درصد گشتاور نامی است و جریان استارت معمولاً بین ۴۵۰ تا ۵۷۵ درصد جریان نامی است که بسیار کمتر از موتور با فاز شکسته و به علت سیم ضخیمتر در مدار استارت است.
نوع اصلاح شده ای از الکتروموتور با استارت خازنی، الکتروموتور با استارت مقاومتی است. در این نوع الکتروموتور خازن استارت با یک مقاومت جایگزین شده است. الکتروموتور با استارت مقاومتی در کاربریهایی مورد استفاده قرار میگیرد که میزان گشتاور استارت، کمتر از مقداری که الکتروموتور با استارت خازنی تولید میکند لازم است. صرف نظر از هزینه، این الکتروموتور امتیازات عمدهای نسبت به موتور الکتریکی با استارت خازنی ندارد. این موتورها در انواع مختلف کاربریهای پولی و تسمهای مانند تسمه نقالههای کوچک و در پمپها، دمندههای بزرگ و کاربریهای چرخ دندهای به خوبی استفاده میشوند.
الکتروموتور تک فاز القایی AC با خازن دائمی اسپلیت
این محصول نوعی خازن به طور دائم متصل به صورت سری به پیچه استارت دارد. این کار سبب آن میشود که پیچه استارت تا زمانی که محور الکتروموتور به سرعت چرخش نامی خود برسد به صورت پیچهای کمکی عمل کند. از آنجا که خازن عملکرد اصلی، باید برای استفاده مداوم طراحی شده باشد، نمیتواند توان استارتی معادل یک الکتروموتور استارت خازنی ایجاد نماید. گشتاور استارت یک الکتروموتور تکفاز با خازن دائمی معمولاً کم و در حدود ۳۰ تا ۱۵۰ درصد گشتاور نامی است. الکتروموتورهای تکفاز با خازن دائمی، جریان راه اندازی پایینی دارند که معمولاً در کمتر از ۲۰۰ درصد جریان نامی است که آنها را برای کاربریهایی دارای پریودهای خاموش-روشن با سرعت بالا بسیار مناسب میسازد.
این الکتروموتورهای تک فاز امتیازات فراوانی دارند. طراحی موتور الکتریکی به راحتی برای استفاده با کنترل کنندههای سرعت دوران میتواند اصلاح شود. همچنین میتوانند برای بازدهی بهینه و ضریب توان بالا در بار نامی طراحی شوند. آنها به عنوان قابل اطمینانترین الکتروموتور تک فاز مطرح میشوند. مخصوصا به این خاطر که به سوئیچ گریز از مرکز نیازی ندارند. این موتورها بسته به طراحیشان کاربری بسیار متنوعی دارند که شامل فنها، دمندهها با نیاز به گشتاور استارت کم و پریودهای کاری غیر دائمی مانند بازکنندههای درب گاراژها میشود.
الکتروموتور تک فاز القایی AC استارت با خازن / کارکرد با خازن
این نوع، همانند موتور با استارت خازنی، خازنی از نوع استارتی در حالت سری با پیچه کمکی برای گشتاور زیاد استارت دارد. همچنین مانند یک الکتروموتور با خازن دائمی، خازنی از نوع کارکرد دائم دارد که در کنار خازن استارت در حالت سری با پیچه کمکی است که بعد از شروع به کار الکتروموتور از مدار خارج میشود. این حالت سبب بوجود آمدن گشتاوری اضافی میشود. این نوع موتور الکتریکی میتواند برای بازده بیشتر طراحی شود. این الکتروموتور بخاطر خازنهای کارکرد دائم و استارت و سوئیچ گریز از مرکز آن نسبتا پر هزینه است. این الکتروموتور میتواند در بسیاری از کاربریهایی که از هر الکتروموتور تک فاز دیگری انتظار میرود استفاده شود. این کاربریها شامل ماشینهای مرتبط با چوب، کمپرسورهای هوا، پمپهای آب فشار قوی، پمپهای تخلیه و دیگر کاربردهای نیازمند گشتاورهای بالا میشوند.
الکتروموتور تکفاز القایی AC با قطب سایه دار (با حلقه اتصال کوتاه)
موتورهای تک فاز با قطب سایه دار فقط یک پیچه یا کلاف اصلی دارند و پیچه یا کلاف راه انداز ندارند. استارت خوردن بوسیله طرح خاص آن که حلقه پیوسته مسی ای را دور قسمت کوچکی از هر قطب موتور الکتریکی حلقه میکند انجام میشود. این سایه که قطب را دو تکه میکند سبب میشود که میدان مغناطیسی ای ضعیفتر در ناحیه سایه خورده نسبت به قسمت دیگر و در کنار آن بوجود آید. تعامل میان میدانها محور را به چرخش وامی دارد. چون الکتروموتور با قطب سایه خورده پیچه استارت، سوئیچ استارت و یا خازن ندارد از نظر الکتریکی ساده و ارزان است. همچنین سرعت آن را صرفا با تغییر ولتاژ یا بوسیله یک پیچه با چند دور مختلف میتوان کنترل کرد.
ساختار الکتروموتور با قطب سایه خورده از نظر مکانیکی اجازه تولید انبوه را میدهد. در حقیقت این نوع به الکتروموتورهای یکبار مصرف معروف می باشند. بدین معنی که جایگزین کردن آنها ارزانتر از تعمیر آنهاست.
الکتروموتورهای با قطب سایه دار مشخصات مثبت زیادی دارند. اما چندین مورد عیب هم دارند. گشتاور استارت کم آن معمولاً ۲۵ تا ۷۵ درصد گشتاور نامی است. آنها الکتروموتورهایی با اتلاف بالا هستند که سرعتی حدود ۷ تا ۱۰ درصد سرعت سنکرون دارند. عموماً بازده این نوع بسیار پایین است (کمتر از ۲۰ درصد). هزینه اولیه پایین آن را برای قدرت کمتر یا کاربردهای با کار کمتر مناسب میسازد. شاید وسیعترین استفاده از آنها در فنهای چند سرعته برای استفاده خانگی است. ولی گشتاور کم، الکتروموتور تک فاز دارای قطب سایه دار را برای بیشتر کاربریهای صنعتی یا تجاری که در آنها کار مداوم یا پریودهای گردش بیشتر معمول است غیر قابل استفاده میکند.
الکتروموتور القایی سه فاز
برای کاربردهای نیازمند به توان بالاتر، از موتورهای القایی سه فاز AC (یا چند فاز) استفاده میشود. این دینام ها از اختلاف فاز موجود بین فازهای منبع تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان، استفاده میکنند. اغلب، روتور شامل تعدادی هادی های مسی است که در فولاد قرار داده شدهاند. از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادی ها القای جریان میکند، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب میشود که محور الکتروموتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید. این نوع با نام موتور القایی معروف است. برای اینکه محور این الکتروموتور به حرکت درآید بایستی همواره محور با سرعتی کمتر از فرکانس منبع تغذیه اعمالی به الکتروموتور بچرخد، چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کنندههای در روتور ایجاد نخواهد شد. استفاده از این نوع الکتروموتور در کاربردهای ترکشن نظیر لوکوموتیوها، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است، روز به روز در حال افزایش است. به سیم پیچهای روتور جریان میدان جدایی اعمال میشود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود، که در الکتروموتور همزمان وجود دارد، موتور الکتریکی به صورت همزمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز، به گردش در میآید. الکتروموتورهای همزمان (سنکرون) را میتوانیم به عنوان مولد جریان هم بکار برد.
سرعت یک موتور AC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد و مقدار لغزش، یا اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان مغناطیسی استاتور، گشتاور تولیدی موتور را تعیین میکند. تغییر سرعت در این نوع از الکتروموتورها را میتوان با داشتن دسته سیم پیچهای مختلف با تعداد قطبهای مختلف در بخش استاتور که با استفاده از آنها سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر میکند، ممکن ساخت. همچنین با تغییر دادن فرکانس منبع تغذیه، می توان کنترل یکنواخت تری بر روی سرعت این نوع از موتور الکتریکی را داشت.
الکتروموتور القایی سه فاز
الکتروموتور القایی سه فاز قفس سنجابی
الکتروموتور القایی سه فاز قفس سنجابی با روتور سیم پیچی شده (اسلیپ رینگ)
الکتروموتور القایی سه فاز قفس سنجابی
تقریبا اکثر موتورهای القایی AC سه فاز از این نوع هستند. که روتور آنها از نوع قفس سنجابی است. محدودههای طبقه بندی نیروی آنها از یک سوم تا چند صد اسب بخار است. الکتروموتورهای سه فاز از این نوع که در محدوده یک اسب بخار به بالا قرار دارند در مقایسه با الکتروموتورهای مشابه تک فاز کم هزینه تر می باشند و میتوانند در زمان استارت با بارهای سنگین تر کار کنند.
الکتروموتور القایی سه فاز قفس سنجابی با روتور سیم پیچی شده (اسلیپ رینگ)
نوعی از موتورهای قفسه سنجابی که موتور با حلقه لغزان یا با روتور سیم پیچی شده است. درحالی که استاتور در این الکتروموتور همانند الکتروموتور قفس سنجابی است یک سری از پیچهها را روی روتور خود دارد که در حالت مدار کوتاه نیستند ولی به یک سری از رینگهای لغزان ختم میشوند. این پیچهها در اضافه کردن مقاومتها و خازنهای خارجی سودمند هستند. لغزش لازم برای تولید گشتاور حداکثر نهایی مستقیماً با مقاومت روتور متناسب است. در الکتروموتور با حلقه لغزان مقاومت موثر روتور با اضافه کردن مقاومت خارجی میان حلقههای لغزان کاهش می یابد. بنابراین امکان بدست آوردن لغزش بیشتر و همچنین گشتاور حداکثر نهایی در سرعت های کمتر وجود دارد.
این نوع الکتروموتور برای فشارهای استاتیکی ثابت که در آنها گشتاور نهایی باید در سرعت تقریباً صفر تولید شده و موتور الکتریکی در کمترین زمان و با کمترین مصرف جریان تا سرعت نامی شتاب گیرد ایده آل است. مقدار اضافه بار میتواند سرعت را تا ۵۰ درصد سرعت سنکرون کاهش دهد. کاهش سرعت تا زیر ۵۰ درصد بازده را به خاطر اتلاف انرژی در مقاومتها به شدت کاهش میدهد. این نوع الکتروموتور در کاربری هایی با چرخش با گشتاور و سرعت های مختلف مانند پرسهای چاپ، کمپرسور ها، تسمه نقالهها، بالابر ها و آسانسورها مورد استفاده قرار میگیرد.
الکتروموتورهای خطی
یک موتور خطی اساساً یک الکتروموتور است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش، بوجود آورد. الکتروموتورهای خطی اغلب الکتروموتورهای القایی یا پلهای هستند.
الکتروموتور پله ایی یا سرو
نوع دیگری از موتورهای الکتریکی، الکتروموتور پلهای یا سرو موتور هستند، که در آن یک روتور درونی، شامل آهنرباهای دائمی توسط یک دسته از آهنرباهایی با کنترل الکترونیکی روشن-خاموش شدن خارجی، کنترل میشود. یک الکتروموتور پلهای ترکیبی از یک الکتروموتور DC و یک سلونوئید است. الکتروموتورهای پلهای ساده توسط بخشی از یک سیستم دندهای در حالت های موقعیتی معینی قرار میگیرند، اما الکتروموتورهای پلهای کنترل شده، میتوانند بسیار آرام بچرخند. الکتروموتورهای پلهای کنترل شده با رایانه یکی ازفرمهای سیستمهای تنظیم موقعیت است، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان بار باشند.
نحوه پلاک خوانی الکتروموتور
برروی موتورهای الکتریکی پلاکی توسط کارخانه نصب می گردد که کلیه اطلاعات موتور برروی آن برای راه اندازی آورده می شود و در صورتی که موارد اعلام شده به درستی رعایت نشود موتور می سوزد و یا عمر مفید آن کاهش پیدا می کند.
No: مدل موتور که معمولا توسط کار خانه مشخص می شود.
Type: نام موتور، با داشتن نام موتور و مراجعه به شرکت سازنده می توانید اطلاعات بیشتری در مورد موتور بدست آورید.
AMPS: حداکثر جریان مجازی است که موتور برای کار کردن به آن نیاز دارد.
V: ولتاژ كاري الكتروموتور مي باشد كه نبايد ولتاژ بيشتر و يا كمتر به سيم پيچهاي الكتروموتور اعمال گردد. در صورت وجود علامت ستاره (Y) یا مثلث، ولتاژ در همان اتصال استفاده می شود (مثلا ولتاژ کاری موتور بالا 415 ولت در حالت ستاره است).
HERTZ: مشخص کننده فرکانس کاری موتور می باشد، معمولا فرکانس کاری موتور ها 50 یا 60 هرتز است.
نكته: دور الكتروموتورها با فركانس ارتباط دارد لذا الكتروموتوری كه در فركانس 50 هرتز مثلا 1500 دور می باشد همين الكتروموتور در فركانس 60 هرتز دورش ديگر 1500 نيست.
DATE: مشخص کننده تاریخ ساخت موتور است.
R.P.M: نشان دهنده دور الكتروموتور در یک دقيقه در روی شقت خروجی می باشد.
KW: مقدار توان الكتروموتور را نشان می دهد.
نكته: اگر روی الكتروموتوری نوشته شده بود 380/220 =V بدین معنی است كه اين الكتروموتور در شبكه برق 110 ولت كه برخی از كشورها استفاده می شود بايد بصورت مثلث و در كشورهای كه ولتاژ 220 ولت (ولتاژ بين يك فاز و نول) دارند مثل ايران بايد بصورت ستاره بسته شود.
IP= ميزان حفاظت الكتروموتور در مقابل گرد و غبارطبق جدول زير می باشد.
P.H= انواع حفاظتها طبق استاندارد دين 40050
P00= باز بدون حفاظت در مقابل تماس با اجسام خارجی و آب، در این مورد موتور باید در یک فضای سرپوشیده نگه داری شود.
P10= محفوظ در مقابل تماس دست و اجسام بزرگ خارجی – محافظ در مقابل آب، موتور می تواند در فضای بازو زیر باران کار کند.
P11= محفوظ در مقابل تماس دست و اجسام بزرگ خارجی – محفوظ در مقابل آب
P20= محفوظ در مقابل تماس انگشت و اجسام با وزن متوسط بدون حفاظ در مقابل آب، برای موتور باید سرپوش مناسب تهیه شود.
P21= محفوظ در مقابل تماس انگشت و اجسام با وزن متوسط – ضد آب
P22= محفوظ در مقابل تماس انگشت و اجسام با وزن متوسط – محفوظ در مقابل ترشح آب بطور عمودی يا مايل با زاويه بيشتر از 30 درجه نسبت به افق
P30= محفوظ در مقابل تماس با ابزار ها و غيره و اجسام خارجی سبك وزن – بدون محافظت در مقابل آب
P31= محفوظ در مقابل تماس با ابزار ها و غيره و اجسام خارجی سبک وزن – ضد آب
P32= محفوظ در مقابل تماس با ابزار ها و غيره و اجسام خارجی سبک وزن – محفوظ در مقابل ترشح آب بطور عمودی يا مايل با زاويه بيشتر از 30 درجه نسبت به افق
P40 و بالاتر: حفاظت شده در برابر کلیه عوامل خارجی
بر روی موتور ها اطلاعاتی دیگری نیز ممکن است وجود داشته باشد، کاربر می تواند با مراجعه به کاتالوگ موتور از آنها آگاهی یابد.
استاندارد تعریف شده در رابطه با IP ماشین های الکتریکی
از حرف W پس از دو رقم اعلام شده در مواردی استفاده می شود که ماشین الکتریکی طراحی شده دارای مدار باز با سیستم خنک کننده هوا و در شرایط جوی کار می کند به گونه ای که نفوذ باران و ذرات همراه باد را تحت شرایط معین به داخل ماشین الکتریکی کاهش و کنترل می کند و میزان جزیی وارد شده به داخل در عملکرد آن تاثیری ندارد مانند IP13W.
هرگاه تنها یک مشخصه از شاخص های IP برای مصرف کننده مهم باشد شاخص بی اهمیت با حرف X مشخص می شود مانند IP2X که فقط درجه حفاظت جانی مطرح شده و یا IPX4 که درجه حفاظت در مقابل رطوبت مشخص شده است.
ارقام اول: درجه حفاظت جانی تعریف شده و مشخصات آن
اولین مشخصه
شرایط عمل
0
ماشین حفاظت نشده است.
1
حفاظت شده در مقابل دست انسان و یا اجسام با قطر بیش از 50 میلی متر
2
حفاظت انجام شده در مقابل انگشتان انسان و یا اجسام با قطر بزرگتر از 12 میلی متر
3
حفاظت انجام شده در مقابل ابزارهای الکتریکی با قطر بیشتر از 2.5 میلی متر
4
حفاظت انجام شده در مقابل سیم های نازک و عایق های با قطر بیش از 1 میلی متر
5
حفاظت انجام شده داخل ماشین الکتریکی در مقابل گرد و غبار بیش از حد که برای آن زیان بار شده است.
6
حفاظت کامل در مقابل گرد و غبار
درجه حفاظت جانی تعریف شده و مشخصات آن
ارقام دوم: درجه حفاظت در مقابل رطوبت تعریف شده و مشخصات آن
درجه حفاظت
حفاظت انجام شده
0
ماشین در مقابل رطوبت هیچ حفاظتی ندارد.
1
موتور الکتریکی در برابر چکیدن آب به صورت قائم حفاظت شده است.
2
موتور الکتریکی در برابر چکیدن آب با انحراف 15 درجه نسبت به قائم محافظت شده است.
3
موتور الکتریکی در مقابل ترشح آب محافظت شده است.
4
موتور الکتریکی در مقابل پاشیدن آب محافظت شده است.
5
موتور الکتریکی در مقابل خوردن آب محافظت شده است.
6
موتور الکتریکی در مقابل سیلاب محافظت شده است.
7
موتور الکتریکی در مقابل اثرات مخرب غوطه وری محافظت شده است.
8
موتور الکتریکی توانایی قوطه وری دائم در آب را دارا می باشد.
درجه حفاظت در مقابل رطوبت تعریف شده و مشخصات آن
کلاس عایق حرارتی
با توجه به استانداردهای تعیین شده توسط انجمن بین المللی تولید کنندگان تجهیزات الکتریکی
(NEMA) NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURES ASSOCIATION
عایق بندی موتورها با توجه به درجه حرارت موتور در محیط های مختلف کاری در چهار کلاس (A, B, F, H) تعریف شده است و بر اساس این استاندارد درجه حرارت محیط 40 درجه سانتی گراد در نظر گرفته می شود و درجه حرارت تعیین شده با یک بازده حداکثر 10 درجه برای گرم ترین نقطه در مرکز پیچی (HOT SPOT) در نظر گرفته می شود.
