روتور چیست؟ معرفی انواع سیم پیچی‌های روتور و کاربرد آن‌ها
چرخش الکترومغناطیسی اولین ماشین چرخشی است که با کمک یک کموتاتور و همچنین آهنربا‌های الکتریکی طراحی شد. در موتور یا ژنراتور هر دو بخش مانند روتور و استاتور نقش کلیدی دارند. تفاوت اصلی بین این دو این است که استاتور بخش غیرفعال و ثابت موتور است در حالی که روتور قسمت دوار است. به طور مشابه، موتورهای آسنکرون مانند القایی و موتورهای سنکرون مانند دینام‌ها و ژنراتور‌ها شامل یک سیستم الکترومغناطیسی است که شامل یک استاتور و همچنین یک روتور می‌باشد. در موتورهای القایی دو نوع طرح مانند قفس سنجابی و زخمی وجود دارد. در دینام‌ها و ژنراتور‌ها، دو نوع طرح مانند قطب برجسته و استوانه‌ای موجود است. این مقاله به بررسی اجمالی انواع سیم پیچی روتور در موتور‌ها و ژنراتور‌ها می‌پردازد که میتواند کمک شایانی به آموزش صفر تا صد سیم پیچی موتور برای کسانی که در این رشته فعالیت میکنند داشته باشد.
چرخش الکترومغناطیسی اولین ماشین چرخشی است که با کمک یک کموتاتور و همچنین آهنربا‌های الکتریکی طراحی شد. در موتور یا ژنراتور هر دو بخش مانند روتور و استاتور نقش کلیدی دارند. تفاوت اصلی بین این دو این است که استاتور بخش غیرفعال و ثابت موتور است در حالی که روتور قسمت دوار است. به طور مشابه، موتورهای آسنکرون مانند القایی و موتورهای سنکرون مانند دینام‌ها و ژنراتور‌ها شامل یک سیستم الکترومغناطیسی است که شامل یک استاتور و همچنین یک روتور می‌باشد. در موتورهای القایی دو نوع طرح مانند قفس سنجابی و زخمی وجود دارد. در دینام‌ها و ژنراتور‌ها، دو نوع طرح مانند قطب برجسته و استوانه‌ای موجود است. این مقاله به بررسی اجمالی انواع سیم پیچی روتور در موتور‌ها و ژنراتور‌ها می‌پردازد که میتواند کمک شایانی به آموزش صفر تا صد سیم پیچی موتور برای کسانی که در این رشته فعالیت میکنند داشته باشد.
روتور چیست؟
روتور، قسمت متحرک در یک سیستم الکترومغناطیسی موتور، ژنراتور و دینام می‌باشد. به آن فلایویل، هسته مغناطیسی دوار و دینام یا آلترناتور نیز می‌گویند. در دینام، روتور شامل آهنربا‌های دائمی است که تقریباً به سمت صفحات آهنی استاتور حرکت میکنند تا جریان متناوب (AC) تولید نمایند و از حرکت موجود برای عملکرد خود استفاده می‌کند. چرخش این میتواند به دلیل برهمکنش بین میدان‌های مغناطیسی و سیم پیچ‌هایی که در ناحیه محور گشتاور ایجاد میکنند، رخ دهد.
ساختار و اصول کار روتور
در موتورهای القایی سه فاز، هنگامی که AC به روتور اعمال می‌شود، سیم پیچ‌های استاتور تقویت می‌شوند تا یک شار مغناطیسی دوار ایجاد کنند. شار، یک میدان مغناطیسی در شکاف هوا بین استاتور و روتور ایجاد می‌کند تا ولتاژی را برای تولید جریان در سراسر میله‌ها القا کند. مدار این میتواند کوتاه شود و جریان در هادی‌ها جریان یابد.
بیشتر بخوانید: تفاوت موتور الکتریکی AC و DCعمل شار و جریان چرخشی نیرویی به منظور تولید گشتاور برای شروع موتور ایجاد می‌کند. روتور در دینام را می‌توان با سیم پیچی که در ناحیه یک هسته آهنی محصور شده است طراحی نمود.
جزء مغناطیسی این را می‌توان با لایه‌های فولادی برای کمک به مهر زنی شکاف هادی به اندازه‌ها و شکل‌های دقیق ساخت. هرگاه جریان در سیم پیچ در یک میدان مغناطیسی حرکت کند، جریان می‌دانی در ناحیه هسته ایجاد می‌کند.
شدت جریان میدان عمدتاً سطح قدرت میدان مغناطیسی را کنترل می‌کند. جریان DC (جریان مستقیم) میدان را در جهت سیم پیچ سیم از طریق مجموعه‌ای از حلقه‌های لغزنده و جاروبک‌ها هدایت می‌کند.
مشابه هر آهنربایی، میدان مغناطیسی تولید شده شامل دو قطب جنوب و شمال خواهد بود. جهت حرکت موتور در جهت عقربه‌های ساعت را می‌توان از طریق آهنربا‌ها و میدان‌های مغناطیسی ثابت شده در این طرح کنترل کرد که به موتور اجازه می‌دهد در جهت خلاف جهت عقربه‌های ساعت کار کند.
انواع سیم پیچی روتور
سیم پیچی روتور‌ها به انواع مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند. برخی از آن‌ها عبارتند از:
- صلب
- قفس سنجابی
- کلافی یا زخمی
- قطب برجسته
- استوانه‌ای
روتور صلب
این یک نوع مکانیکی سیستم چرخشی است. به صورت اختیاری میتواند یک دستگاه صلب سه بعدی باشد. با استفاده از سه زاویه به نام زوایای اویلر می‌توان آن را در فضا تنظیم کرد. نوع خطی یک نوع صلب خاص است که به سادگی از دو زاویه برای معرفی استفاده می‌کند. به عنوان مثال، در مولکول دو اتمی، بسیاری از مولکول‌های عمومی با سه بعد مانند آمونیاک آب یا متان وجود دارند. در اینجا آب از نوع نامتقارن، آمونیاک از نوع متقارن و متان از نوع کروی است.
روتور قفس سنجابی
در این نوع روتور، سیم‌پیچ روتور از هادی‌هایی به شکل میله‌های مسی یا آلومینیومی که در شکاف‌های نیمه بسته یک هسته آن چند لایه قرار گرفته‌اند، تشکیل شده است. برای تسهیل مسیر بسته در مدار آن، هر دو طرف میله‌های آن توسط حلقه‌های انتهایی اتصال کوتاه می‌شوند.
روتور کلافی یا زخمی
این یک نوع روتور با هسته استوانه‌ای شکل است که با لمینیت فولادی طراحی شده است و شامل شکاف‌هایی برای نگه داشتن سیم ها‌ی باشد که به طور مجزا در فاصله ۱۲۰۰ به طور مساوی قرار دارند و در یک پیکربندی Y جهت‌گیری می‌شوند. پایانه‌های این سیم پیچ‌ها برای اتصال به سه حلقه لغزنده همراه با جاروبک‌های روی شفت خارج می‌گردند.
جاروبک‌های روی حلقه‌های لغزشی به مقاومت‌های ۳ فاز خارجی اجازه می‌دهند که به صورت سری به سیم پیچ‌ها متصل شوند تا کنترل سرعت را فراهم کنند.
مقاومت‌های بیرونی به کسری از روتور تبدیل می‌شوند تا هنگام راه‌اندازی موتور، گشتاور زیادی تولید کنند. لازم به ذکر است هنگامی که سرعت موتور افزایش می‌یابد، می‌توان مقاومت را به صفر کاهش داد.
روتور قطب برجسته
روتور یک آهنربای بزرگ با قطب‌های ساخته شده از لایه فولادی است که از هسته آن بیرون زده است. قطب‌ها با جریان مستقیم یا آهنربا‌های دائمی، مغناطیسی می‌شوند. آرمیچر با سیم پیچ سه فاز به سه حلقه لغزنده با جاروبک‌هایی که بر روی آن‌ها سوار شده است وصل شده و روی شفت نصب می‌گردند.
سیم پیچ میدان، روی این قطعه پیچیده می‌شود که میدان مغناطیسی را ایجاد می‌نماید و سیم پیچ آرمیچر روی استاتور است که در آن ولتاژ القا می‌شود. جریان مستقیم از یک محرک خارجی یا از یک پل دیودی که بر روی محور این قطعه نصب شده، یک میدان مغناطیسی تولید می‌کند و به سیم پیچ‌های میدان دوار انرژی می‌دهد و جریان متناوب به سیم پیچ‌های آرمیچر به طور همزمان انرژی می‌دهد.
روتور استوانه‌ای
روتور استوانه‌ای شکل داری یک محور فولادی جامد با شکاف‌هایی می‌باشد که در طول بیرونی سیلندر به منظور نگه داشتن سیم پیچ‌های میدان این وسیله که میله‌های مسی چند لایه داخل شکاف‌ها قرار گرفته‌اند و توسط گوه‌ها محکم می‌شوند، ساخته شده است. شکاف‌ها از سیم پیچ‌ها عایق شده و در انتهای این وسیله توسط حلقه‌های لغزنده نگه داشته می‌شوند. یک منبع جریان مستقیم خارجی با جاروبک‌هایی که در امتداد حلقه‌ها قرار دارند به حلقه‌های لغزنده متصل، به هم متصل می‌شود. جاروبک‌ها با حلقه‌های لغزنده دوار تماس الکتریکی برقرار میکنند. جریان DC همچنین از طریق تحریک بدون جاروبک از یکسوساز نصب شده بر روی محور دستگاه که جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می‌کند، تأمین می‌شود.
بیشتر بخوانید: تفاوت موتورهای دو زمانه و چهار زمانهکاربرد سیم پیچی‌های مختلف روتور
کاربرد‌ها عمدتاً شامل موارد زیر می‌باشد:
- موتورهای خودرو
- یخچال‌های صنعتی
- برف کوب‌ها
- در صنایع غذایی برای تأمین هوای پاک
- پزشکی
- اهداف بهداشتی
- در کامیون‌های سیلو برای واحد‌های تحت فشار به منظور جابجایی مواد خشک مانند پلاستیک، گرانول، ماسه، سیمان، آهک، سیلیکات و آرد.
منبع : پایتخت فناوری
0 دیدگاه
ثبت دیدگاه