مقایسه الکتروموتور DC با AC

الکتروموتور چیست ؟ الکتروموتور، موتور الکتریکی یا دینام، وسیله‌ای است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند، این نیرو به صورت دورانی است و تبدیل انرژی با استفاده از فعل و انفعالاتی که بین میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی صورت می‌گیرد، انجام می‌شود. عملکرد موتورهای الکتریکی بر اساس قانون دست چپ فلمینگ (Fleming) تعیین می‌شود. به گونه‌ای که با عبور جریان الکتریکی از سیم‌پیچ با حضور میدان مغناطیسی، نیرویی تولید می‌شود که باعث چرخش شفت موتور می‌شود.

 موتور الکتریکی DC

موتور DC موتوری است که انرژی الکتریکی را به کمک یک آهنربا به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. چون این موتور از جریان برق مستقیم (Direct current) استفاده می کند به آن موتور DC می گویند. این احتمال وجود دارد که با گذشت زمان کموتاتور موتورهای DC فرسوده شود، به همین دلیل این موتورها به مراقبت و نگهداری بیشتری احتیاج دارند.

برای این که بفهمید عملکرد یک موتور DC چگونه است باید یک مدار الکتریکی ساده را در نظر بگیرید که انرژی مورد نیاز آن توسط یک باتری تأمین می شود. زمانی که جریان الکتریکی وارد مدار می شود در اطراف خود یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که باعث می شود آرمیچر به طور پیوسته به چرخش در بیاید. یک موتور DC از روتور یا سیم پیچ، میله های گرافیتی، کموتاتور و استاتور که یک آهنربای ثابت و نعل شکل است تشکیل شده است.

امروزه بیشتر موتورهای الکتریکی را از نوع DC می سازند تا توسط درایو های الکترونیکی صنعتی کنترل شوند. موتورهای برقی DC در بسیاری از برنامه های کاربردی در سرتا سر دنیا به کار برده می شوند مانند دستگاه های تولید کاغذ و ماشین آلات نورد آسیاب فولادی. به علت این که در موتورهای DC بین کموتاتورها جرقه ایجاد می شود در محیط های قابل اشتعال از این موتورها استفاده نمی شود.

• موتور های AC همان گونه که از نامشان پیدا است به جریان متناوب (Alternative current) برای تولید میدان الکترومغناطیسی احتیاج دارند در حالی که موتور های DC از جریان مستقیم برای این منظور استفاده می کنند.
• تفاوت دیگر این است که فرکانس تغذیه موتور DC صفر است در حالی که موتور AC با فرکانس 50 هرتز تغذیه می شود.
• موتور های DC معمولاً در جایی استفاده می شوند که سرعت موتور نیاز به کنترل بیرونی دارد. این در حالی است که موتورهای AC در برنامه هایی که عملکرد انرژی را در مدت زمانی طولانی جستجو و بررسی می کنند مورد استفاده قرار می گیرند.
• نکته دیگر این است که همه موتورهای الکتریکی DC تک فاز هستند اما موتورهای AC می توانند تک فاز یا سه فاز باشند.
• هر دو موتور AC و DC از اصل استفاده از سیم پیچ آرماتور و میدان مغناطیسی استفاده می کنند با این تفاوت که در موتور های DC آرماتور می چرخد ولی میدان مغناطیسی نمی چرخد. این نکته در موتورهای AC برعکس است یعنی آرماتور نمی چرخد اما میدان مغناطیسی دائماً در چرخش است.
• در مواقعی که درباره تعمیر و نگهداری از موتور الکتریکی نگرانی وجود دارد از موتورهای AC استفاده می شود زیرا همان طور که قبلاً گفته شد موتورهای DC به مراقبت و تعمیر بیشتری احتیاج دارند.
• در کارهایی که به سرعت ثابت با راه اندازی بار های سنگین احتیاج داریم موتورهای AC بهتر از موتورهای DC هستند.
• موتورهای AC دارای یک کنترل کننده هستند و استفاده و نگهداری از آن ها ارزان تر و مقرون به صرفه تر است در حالی که موتور های DC از اجزای متحرک زیادی تشکیل شده اند که جایگزین کردن آن ها هزینه زیادی دارد.
• میدان های چرخشی موتورهای AC و DC با همدیگر تفاوت دارد. در موتور های AC میدان مغناطیسی به دلیل چرخیدن جریان های متناوب و متقارنی که پشت سر هم قرار دارند دائماً می چرخد. این چرخش میدان مغناطیسی به علت سرعت تغییر AC است. این در حالی است که در موتورهای DC چرخش میدان مغناطیسی با تغییر کردن ولتاژ ثابت و مکان واقعی کویل متصل شده امکان پذیر است.
• روش کنترل سرعت موتورهای DC و AC نیز متفاوت است. سرعت موتورهای AC می تواند تا زمانی که سرعت جریان متناوب تغییر می کند تغییر کند اما در موتور های DC سرعت فقط زمانی تغییر می کند که سرعت روتور تغییر کند. در این موتورها سرعت روتور متناسب با ولتاژ است، پس با تغییر ولتاژ می توان سرعت موتور را تغییر داد.
• نحوه تولید گشتاور در موتور های AC و DC متفاوت است. در موتورهای القایی AC میدان چرخشی استاتور و میدان مغناطیسی چرخشی روتور برای تولید گشتاور با همدیگر تعامل دارند و سرعت های روتور و میدان مغناطیسی با یکدیگر همگام است. در موتور های DC هم میدان مغناطیسی روتور و میدان مغناطیسی استاتور برای تولید گشتاور با همدیگر تعامل دارند اما در حین چرخش میدان مغناطیسی آرماتور ثابت است.

مزایا

• این موتورها ارزان قیمت هستند.
• موتورهای آسنکرون استهلاک پایینی دارند و هزینه تعمیر و نگهداری از آن ها کمتر است.
• راه اندازی و کنترل موتور های AC آسان تر است.
• اگر این موتورها را با استفاده از اینورتر کنترل کنند هزینه کمی به دنبال خواهد داشت.
• مهمترین مزیت موتور های AC یا القایی این است که

معایب

• دقت کنترل سرعت این موتورها پایین است.
• گشتاوری که تولید می کنند یکنواخت نیست.
• به علت این که سرعت روتور موتورهای AC با میدان دوار برابر نیست نمی توانند موقعیت را کنترل کنند.
• تلفات این موتورها زیاد و راندمان آن ها پایین است.

مزایا و معایب موتور الکتریکی DC

مزایا

• موتورهای DC در کنترل سرعت دقت قابل قبولی دارند.
• طراحی موتورهای DC ساده و قابل فهم است.
• امکان کنترل سرعت آن ها ساده است و با تغییر ولتاژ انجام می شود.
• امکان کنترل گشتاور آن ها ساده است و با تغییر جریان انجام می شود.
• گشتاور وسیع و یکنواختی تولید می کنند.
• کنترل و راه اندازی این موتورها آسان است.
• موتورهای DC در سرعت های پایین گشتاور مناسبی ایجاد می کنند.
• برای این موتورها امکان کنترل مستقل دور از گشتاور وجود دارد.

معایب

• به علت این که موتورهای DC دارای کموتاتور و جاروبک هستند استهلاک بالایی دارند و هزینه های ناشی از نگهداری و تعمیرشان زیاد است.
• موتورهای DC که قدرت بالایی دارند دارای ابعاد بسیار بزرگی هستند.
• این موتور ها نسبت به موتورهای AC قیمت بالایی دارند.
• این موتورها برای راه اندازی به جریان برق مستقیم احتیاج دارند.
• پاسخ سرعت موتورهای DC چندان قابل قبول نیست.
• راندمان این موتورها نسبتاً پایین است.

DC موتوری است که انرژی الکتریکی را به کمک یک آهنربا به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. این موتور از جریان برق مستقیم استفاده کرده و به آن موتور DC می گویند.  با گذشت زمان کموتاتور موتورهای DC فرسوده شده و به همین دلیل این موتورها به مراقبت و نگهداری بیشتری احتیاج دارند.