54
ای ساده وره ت و م واع تر ا کا ر ر ط ی و ک ی ن های مکا گاه ت س د دمه ق م$ ر ی$ ظ ن ف$ ل ت خ م ای$ یه/ ر ر ن ه ا$ ی ک یها گاه ت$ س د ت خ ا$ ه و س $ ی ه ت د ی/ $ س ور خ ی/ ر ر $ ن ا، های ی$ س ه ی/ ر ر $ ن ا و ی/ ر ر $ ن ا ی ی ا ی م ی/ $ س وB ن ی ر ن ی م ی د $ ق ی ار کI ی ه ی/ $ س رB ن ی . ا ت$ س اL ک $ ی ن ی مکا$ س د ی ه م ه ی ی/ $ س ه ی ر ور$ خ در د $ ری گی ی م ار$ ه کR $ را ب. ت$ س ی ا$ س د ی ه مهای ه ی/ $ س رB ن ی ر ن رده ی$ س گ د $ یV ن ما ه ی م ی ه ا $ ق م م ه ف د $ ی م ار ی نL ک $ ی ن ی مکا$ س د ی ه مL ک $ ی ن مکا، L ک ی ن ما ی سی، L ک ی م ا ی ن ود م ر ن، واد م/ ش ن دا، ها ه ل سار ی ل ح ت و ه ی سی ن ر کی ل ا. ت س ای$ سسا ول ا$ ص، اL ک $ ی ن مکاB ان$ دس ی ه م رو ی $ ب، ی/ ر ر $ ن ا، ت ک ر$ ح و رما گ ود، $ خی$ ص ص خ ت/ ش ن دا اR $ رده و یR $ ن ار$ ه کR $ را ب،L ک $ ی ن مکاB ان$ دس ی ه م د. ی ار$ یس م رده و$ ک ی ح را$ ط ی را ی ا$ رم گ دهای $ ی ن را فها و گاه ت$ س ی و د ک ی ن ا$ کهای م م ت$ س سی ا و$ه وردهy را فها، گاه ت$ س د ی ار ع ی$ س ره ی و ی$ س گ دها $ ی ن را ف هR $ بB وان $ ت ی م ه$ ل مR جB نy ا د؛ ار $ یV کی ی م د $ ی ل و ت را ورها ت و م و$ رل یV $ ن ک مهای ت$ س سی، ای$ه روگاه ی ب ی کI ی ر ی$ ک ل اهای گاه ت$ س د ی، ک/ $ س ر نها ده $ دی رخ ح اوری $ ت ف، ر ر ی$ ل، هR $ ی ب ح را$ ط ه اب رایL ک$ م ک، ه اب رایL ک$ م ک هR $ ی ب$ س د ی ه م و ه اب رایLک$ م ک هR $ د ب $ ی ل و ت، ی ار$ ودکارس خ وL ک $ ی ن اR ریهای گاه ت$ س ، د ه $ ت و ه ت ی وعR ب مط رد. ک اره/ اسها ه اب کارخ ات ر هیR ج ت ول$ م ع د. $ ی ک ی م ل ی دR $ ی ن ی ک ی ن ا$ ک ی و م/ $ ش خ ر ح ی/ ر ر $ ن ه اR $ ی را ب کI ی ر ی$ ک ل ی ا/ ر ر $ ن ه ا$ ک ت$ س ه ای ا$ ع ط ق ی کI ی ر ی$ ک ل ور ا $ ت و م رR $ ح هR $ له ب ی$ س دو وB ن ی ود. ا/ $ ش ی م امR $ ح ت ور ا $ ت را ن/ وسط ر ت، ت س ه ا ی سی ن ر کی ل ه اR ب ی ک ی ن مکا ت ک ر ح ل ی دR ی ن کهB نy ش ا ک ع ی یا$ وره ت و ما$ د، ام یV کی ی م ش کار طي ا ی غ م رو کی ل وسط ا ت ی کI ی ر کی ل ا ورهای ت و م ر/ کی د. ا ی سی ه ر گ ی کد ی هR اب/ س م رد، لک م ع در د. ود داریR خ م و ه د، یV کی ی م کارL$ ک ری کی ل وا ر ی§ ب ر/ ن و اL ک ی ن ا ی س رو کی ل ا $ روی ی ب ر ی ظ ن ری گ ی د های ده دی اس یر اسR ن که1

موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

دستگاه های مکانیکی و طرز کار انواع موتورهای ساده

مقدمه

ان�رژی، ان�رژی خورش�یدتهیه و ساخت دستگاه هایی که انرژی های مختلف نظ��یر را ب��ه ک��ار می گیرن��د در ح��وزه ی رش��ته ی مهندس��یانرژی شیمیایی و هسته ای

مکانیک است. این رشته یکی از قدیمی ترین و گسترده ترین رشته های مهندس��ی ،س��ینماتیک، مکانیکمهندس��ی مکانی��ک نیازمن��د فهم مف��اهیمی همانن��د اس��ت.

است.الکتریسیته و تحلیل سازه ها، دانش مواد، ترمودینامیک را به کار برده و باگرما و حرکت، انرژی، نیرومهندسان مکانیک، اصول اساسی

دانش تخصصی خود، سیستم های مکانیکی و دس�تگاه ها و فراین�دهای گرم�ایی را طراحی کرده و می سازند. مهندسان مکانیک، گس��تره ی وس��یعی از دس��تگاه ها،

وموتورها را تولی��د می کنن��د؛ از آن جمل��ه می ت��وان ب��ه فراین��دهافرآورده ه��ا و ،چرخ دن��ده ها پزش��کی، دس��تگاه های الک��تریکی، نیروگاه ه��ای، سیستم های کن��ترل

تولی�د ب�ه کم�ک و مهندسی ب�ه کم�ک رایانه، طراحی به کمک رایانه، لیزرفناوری و تجهیزات کارخانه ه��ای مطبوعتهویه، دستگاه های رباتیک و خودکارسازی، رایانه

اشاره کرد. موتور الکتریکی قطعه ای است ک��ه ان��رژی الک��تریکی را ب��ه ان��رژی چرخش��ی و مکانیکی تبدیل می کند. عمل عکس آن که تبديل حرکت مکانيکي به الکتريس��يته است، توسط ژنراتور انجام مي شود. اين دو وسيله ب��ه ج��ز در عملک��رد، مش��ابه يکديگر هستند. اکثر موتورهاي الکتريکي توس��ط الکترومغن��اطيس ک��ار مي کنن��د، اما موتورهايي که بر اساس پديده هاي ديگري نظ�ير ن�يروي الکتروس�تاتيک و اث�ر

پيزوالکتريک کار مي کنند، هم وجود دارند. ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اث��ر ی��ک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعم��ال می شود. در یک موتور استوانه ای، روتور به علت گشتاوری که ناش��ی از ن��یرویی

است که به فاصله ای معین از محور روتور به روتور اعمال می شود، می گردد. اغلب موتورهای الکتریکی دوار هستنند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در ی��ک

وروت�ورموتور دوار بخش متحرک )ک�ه معم�والً درون موت�ور اس�ت( چرخان�ه ی�ا الکتریکیآهنرباهای خوانده می شود. موتور شامل استاتوربخش ثابت ایستانه یا

است که روی یک قاب س��یم پیچی شده اس��ت. گ��ر چ��ه این ق��اب اغلب آرمیچ��ر خوانده می شود، اما این واژه عموم��اً ب��ه غل��ط ب��ه ک��ار ب��رده می ش��ود. در واق��ع آرمیچر آن بخش از موتور است ک��ه ب��ه آن ولت��اژ ورودی اعم��ال می ش��ود ی��ا آن

است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می شود. با توجه به طراحیژنراتوربخش از می توانن�د ب�ه عن�وان آرمیچ�رایس�تانه ی�ا چرخانهماشین، هر ک�دام از بخش ه�ای

را در م��دارس اس��تفادهکیت ه��اییباشند. برای ساختن موتورهایی بس��یار س��اده می کنند.

1

Page 2: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

غالبا در ساختمان های مسکونی، کارگاه های کوچک،مغازه ها و فروشگاه ه��ا از شبکه برق تک فاز استفاده می شود. بنابراین برای استفاده از وسایلی همچ��ون کولر، یخچال، ماشین لباسشویی، پمپ های آب خانگی و دیگر وسایل مورد نی��از

موتور تک فاز الکتریکی احتیاج می باشد. در زندگی امروزی به با همت مهندس فرانسوی موریس لبالنس و ارائه تئوری��دو می��دانی می��دان ه��ای ضربانی، طراحی و تولیدانواع موتورهای تک فاز شروع شد و این ضعف به طور

پاک گردید.ACکلی از پرونده برق به طور کلی انواع موتورهای الکتریکی که در ش��بکه ه��ای ب��رق ت��ک ف��از جری��ان متناوب استفاده می شوند جزء ماشین های مخصوص به حساب می آیند. با این

به معرفی موتورهای الکتریکی و تشریحمقدمه درباره ی دستگاه های مکانیکی، مختصر طرز کار هر یک از آن ها پرداخته می شود.

انواع موتورهاي الکتريکي

ساده ترین نوع موتورهای الکتریکی موتور دی سی است ک��ه ب��ا ولت��اژ مس��تقیم کار می کند و دارای دو سر می باشد که وقتی به منبع انرژی مثل باطری وص��ل

ن��وع دیگ��ری از موتوره��ای الک��تریکی شود، موتور شروع ب��ه چرخی��دن می کن��د. ش��ناخته می ش��وند، اینsteper یا موتور های پله ای نام دارند ک��ه ب��ا ن��ام اس��تپر

دسته3موتورها دارای چهار الی شش سیم می باشند. این موتور ها خود دارای می باشند و در ساخت رباتها و پرینترها و دستگاه های صنعتی کاربرد دارند، سه

موتورهای پل��ه ای ب��ا مغن��اطیسدسته اصلی این موتور ها موارد زیر می باشند: دائم؛ موتورهای پله ای با مغاطیس متغیر؛ موتورهای پله ای هیبریدی.

برای راه اندازی یک موتور پله ای باید ولتاژ به ترتیب به سیم های موتور اعم��ال شود؛ برای این کار از درایور های مخصوص که با میکروکنترلر ای وی آر س��اخته

می شوند، استفاده می شود که قابل برنامه ریزی می باشند. DCموتورهاي

يکي از اولين موتورهاي دوار، اگر نگوييم اولين، توسط مايک��ل ف��ارادي در س��ال م ساخته شده بود و شامل يک سيم آويخت��ه ش��ده آزاد ک��ه در ي��ک ظ��رف1821

جيوه غوطه ور بود، مي شد. يک آهنرب��اي دائم در وس��ط ظ��رف ق��رار داده ش��ده بود. وقتي که جرياني از س��يم عب��ور مي ک��رد، س��يم ح��ول آهنرب��ا ب��ه گ��ردش در مي آم��د و نش��ان مي داد ک��ه جري��ان منج��ر ب��ه اف��زايش ي��ک مي��دان مغناطيس��ي دايره اي اطراف سيم مي شود. اين موت��ور اغلب در کالس ه��اي فيزي��ک م��دارس نشان داده مي شود، اما گاهاً ب��ه ج��اي م��اده س��مي جي��وه، از آب نم��ک اس��تفادهمي ش���������������������������������������������������������������������������������������������������ود.

داراي آرميچ��ري از آهنرب��اي الک��تريکي اس��ت. ي��ک س��وييچDCموت��ور کالس��يک گردشي به نام کموتاتور جهت جريان الکتريکي را در هر سيکل دو ب��ار ب��رعکس مي کند تا در آرميچ��ر جري��ان ياب��د و آهنرباه��اي الک��تريکي، آهنرب��اي دائمي را در

ب�ه مجموع�ه اي از ولت�اژ وDCبيرون موتور جذب و دف�ع کنن�د. س��رعت موت�ور

2

Page 3: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

جريان عبوري از سيم پيچ هاي موتور و ب��ار موت��ور ي��ا گش��تاور ترم��زي، بس��تگيدارد.

DCًسرعت موتور وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جريان است. معم��وال سرعت توسط ولتاژ متغير يا عبور جريان و با استفاده از تپها )نوعي کلي��د تغي��ير دهنده وضعيت سيم پيچ( در سيم پيچي موتور يا با داشتن يک منبع ولت��اژ متغ��ير، کنترل مي شود. به دليل اينکه اين نوع از موتور مي توان��د در س��رعت ه��اي پ��ايين گشتاوري زياد ايجاد کند، معم��والً از آن در کاربرده��اي ترکش��ن )کشش��ي( نظ��ير

لکوموتيوها استفاده مي کنند. اما به هرحال در طراحي کالسيک محدوديت هاي متعددي وجود دارد که بس�ياري از اين محدوديت ها ناشي از نياز به جاروبکهايي براي اتصال به کموتاتور اس��ت. سايش جاروبکها و کموتاتور، ايجاد اصطکاک مي کند و هر چه که س��رعت موت��ور باالتر باشد، جاروبکها مي بايست محکم تر فشار داده ش��وند ت��ا اتص��ال خ��وبي را برقرار کنند. نه تنها اين اصطکاک منجر به سر و صداي موتور مي شود، بلکه اين امر يک محدوديت باالتري را روي سرعت ايجاد مي کند و به اين معني اس��ت ک��ه جاروبکها نهايتاً از بين رفته، نياز به تعويض پيدا مي کنند. اتصال ن��اقص الک��تريکي نيز توليد نويز الکتريکي در م��دار متص��ل مي کن��د. اين مش��کالت ب��ا جابج��ا ک��ردن درون موتور با بيرون آن از بين مي روند، با قرار دادن آهنرباهاي دائم در داخل و

.سيم پيچ ها در بيرون به يک طراحي بدون جاروبک مي رسيم.موتورهای میدان سیم پیچی شده

را می ت��وان ب��ا آهنرباه��ایDCآهنرباه��ای دائم در )اس��تاتور( ب��یرونی ی��ک موت��ور الکتریکی تعویض کرد. با تغییر جریان میدان )سیم پیچی روی آهنربای الکتریکی( می توانیم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغییر دهیم. اگر سیم پیچی می��دان ب��ه صورت سری با سیم پیچی آرمیچر قرار داده شود، یک موتور گش��تاور ب��االی کم سرعت و اگر به صورت موازی قرار داده شود، یک موتور سرعت باال با گشتاور کم خواهیم داشت. می توانیم برای به دست آوردن ح��تی س��رعت بیش��تر ام��ا ب��ا گشتاور به همان میزان کمتر، جریان میدان را کم��تر هم ک��نیم. این تکنی��ک ب��رای ترکشن الکتریکی و بسیاری از کاربردهای مشابه آن ایده آل اس��ت و ک��اربرد این

تکنیک می تواند منجر به حذف تجهیزات یک جعبه دنده متغیر مکانیکی شود.

موتورهای یونیورسال

میدان سیم پیچی شده موتور ینیورسال است. اس��مDCیکی از انواع موتورهای این موتورها از این واقعیت گرفته شده است که این موتورها را می ت��وان هم ب��ا

AC بکار برد، اگر چه که اغلب عمالً این موتوره��ا ب��ا تغذی��ه AC و هم DCجریان DCکار می کنند. اصول کار این موتورها بر این اساس است که وقتی یک موتور

وص��ل می ش��ود، جری��ان هم در س��یمجری��ان متن��اوبمیدان سیم پیچی شده ب��ه

3

Page 4: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

پیچی می��دان و هم در س��یم پیچی آرمیچ��ر )و در می��دانهای مغناطیس��ی منتج��ه( همزمان تغییر می کند و بنابراین نیروی مکانیکی ایجاد شده هم��واره ب��دون تغی��یر خواهد بود. در عمل موتور بایستی به صورت خاصی طراحی ش��ود ت��ا ب��ا جری��ان

ACسازگاری داشته باشد )امپ��دانس/راکت��انس بایس��تی م��دنظر ق��رار گیرن��د( و خ��الصDCموتور نهایی عموماً دارای کارایی کمتری نسبت به یک موتور مع��ادل

خواهد بود. را روی موتورهایی که دارایACمزیت این موتورها این است که می توان تغذیه

هستند به کار برد، خصوصاً اینکه این موتورهاDCمشخصه های نوعی موتورهای دارای گشتاور راه اندازی بسیار باال و طراحی بسیار جمع و جور در سرعت های باال هستند. جنبه منفی این موتورها تعمیر و نگهداری و مشکل ق��ابلیت اطمین��ان آن هاست که به علت وجود کموتاتور ایجاد می شود و در نتیج��ه این موتوره��ا ب��ه

در دس��تگاهACندرت در صنایع مشاهده می شوند، ام��ا عم��ومی ترین موتوره��ای هایی نظیر مخلوط کن و ابزارهای برقی که گاهاً استفاده می شوند، هستند.

گشتاور یا نیروی وارد ش��ده ب��ه مح��ور منفی با تغییر جهت جریان آرمیچر، مقدار از آن گشتاور همواره مثبت ب��وده و ع��وض نمی گ��ردد. نمی شود؛ بنابراین جهت

ولت��اژ اعم��الی ب��ر موت��ور جایی که تغییر جهت جریان تنها بر اساس تغییر پالریته تغذیه جریان متن��اوب ب��ه موت��ور س��ری، امکان پذیر است بنابراین با اتصال منبع

که در جریان مستقیم دارد می تواند استفاده شود. این موتور با رفتار مشابهی ان��دازه ی ولت��اژ م��ؤثر البته بدیهی است برای عملکرد ب��دون آس��یب موت��ور، باید

جریان مستقیم باش��د. از آنج��ا منبع تغذیه متناوب، معادل مقدار ولتاژ منبع تغذیه نوع جریان متن��اوب و ی��ا مس��تقیم ک��ار کنن��د، که این موتورها می توانند با هر دو

موتورهای یونیورسال نامیده می شوند. پدیده ی عکس العمل آرمیچر با عبور جریانمتناوب از موتور سری هم ایج��اد می شود ک�ه ب�اعث تض�عیف میداناص�لی موت�ور و تغی��یر مک�ان ص�فحه ی خن��ثی می گردد.بر خالف جریان مستقیم، با اتصال موتور یونیورس��ال ب��ه جریانمتن��اوب، در هسته ی سیم پیچ تحریک نیز، تلف��ات فوک��و و هیسترزیس��ایجاد خواه��د ش��د و در نتیجه ب�رای مقابل�ه ب�ا آن بای�د جنس هس�ته از ف�والد مغناطیس�ی مرغ�وب و ب�ه

صورت ورقه ورقه ساخته شود. ب��ه ط��ور کلی ب��رای بهب��ود عملک��رد موت��ور یونیورس��ال در جری��ان متن��اوب بای��د

مالحظات ویژه ای در طراحی، ساختمان و سیم پیچی آن رعایت شود. یکی از خصوصیات موتور یونیورسال اف��زایش س��رعت آن��در بی ب��اری و ک��اهش سرعت آن در زیر بار می باشد. این همانخاصیت موتور سری است. زیرا بر اث��ر

، فوران )شار مغناطیسی قطب ها( نیز کاهش می یابدIaکاهش جریان آرمیچر بیشتری بچرخد. برای جبران ولتاژ آرمیچر رتور باید با سرعت و در نتیجه

باید توجه داشت ب��ا اتص��ال موت��ور س��ری ب��ه جری��ان متن��اوب، عالوه برمق��اومت اهمی سیم پیچ های موتور به دلیل وجود اندوکتانس آن، مقاومت الق�ایی ن�یز ب��ه مدار اضافه می شود در نتیجه امپدانس آنافزایش می یاب��د؛ بن��ابراین ب��ه نس��بت

4

Page 5: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

جریان کمتری از سیم پیچ های موتور عب��ور می اتصال موتور به جریان مستقیم،کند.

ACموتورهاي

تک فازACموتورهاي

معمول ترين موتور تک ف��از موت��ور س��نکرون قطب چاک��دار اس��ت ک��ه اغلب در دستگاه هايي به کار مي رود که گشتاور پايين نياز دارند؛ نظ��ير پنکه ه��اي ب��رقي،

ت��ک ف��ازACاجاق هاي ماکروويو و ديگر لوازم خانگي کوچک. ن��وع ديگ��ر موت��ور موتور القايي است که اغلب در لوازم بزرگ نظ�ير ماش�ين لباسش�ويي و خش�ک کن لب��اس ب��ه ک��ار مي رود. عموم��اً اين موتوره��ا مي توانن��د گش��تاور راه ان��دازي بزرگتري را با استفاده از يک سيم پيچ راه انداز به همراه ي��ک خ�ازن راه ان�داز و

يک کليد گريز از مرکز، ايجاد کنند. هنگام راه اندازي، خازن و سيم پيچ راه ان��دازي از طري��ق ي��ک دس��ته از کنت��اکت هاي تحت فشار فنر روي کليد گريز از مرکز دوار، به منبع برق متصل مي شوند. خازن به افزايش گشتاور راه اندازي موتور کمک مي کند. هنگامي ک��ه موت��ور ب��ه سرعت نامي رسيد، کلي��د گري�ز از مرک�ز فع�ال ش��ده، دس�ته کنت��اکت ه��ا فع�ال مي شود، خازن و سيم پيچ راه انداز سري شده را از منبع برق جدا مي سازد، در

اين هنگام موتور تنها با سيم پيچ اصلي عمل مي کند. سه فازACموتورهای

)ی��ا چن��دAC سه فازبرای کاربردهای نیازمند به توان باالتر، از موتورهای القایی فاز( استفاده می شود. این موتورها از اختالف فاز موجود بین فازهای تغذیه چن��د فاز الکتریکی برای ایجاد یک می��دان الکترومغناطیس��ی دوار درونش��ان، اس��تفاده

مس�ی اس��ت ک�ه در ف�والد ق�رارهادی ه�ایمی کنند. اغلب، روتور شامل تعدادی داده شده اند. از طریق القای الکترومغناطیس��ی می��دان مغناطیس��ی دوار در این

می�دان مغناطیسیهادی ها القای جریان می کند، که در نتیجه منجر ب�ه ایج�اد ی�ک متعادل کننده شده و موجب می شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت

در آید. این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف اس��ت. ب��رای اینک��ه این موت��ور ب��ه

منبع تغذیه اعمالیبسامدحرکت درآید بایستی همواره موتور با سرعتی کمتر از به موتور، بچرخد؛ چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کنن��ده های در روت��ور ایج��اد نخواه��د ش��د. اس��تفاده از این ن��وع موت��ور در کاربرده��ای ترکش��ن نظ��یر لوکوموتیوها، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است، روز به روز در حال افزایش است. به سیم پیچ های روتور جریان میدان جدایی اعمال می ش��ود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود، ک��ه در موت��ور هم زم��ان وج��ود دارد،

س��ه ف��از،ACموتور به صورت هم زمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق مولد( را می توانیم به عن��وان سنکرونبه گردش در می آید. موتورهای هم زمان )

جریان هم به کار برد.

5

Page 6: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

تغذی�ه بس�تگی دارد و مق�دار لغ�زش، ی�افرک�انس در ابتدا به ACسرعت موتور ، گشتاور تولی��دی موت��ورایستانه و میدان چرخانهاختالف در سرعت چرخش بین

را تعیین می کند. تغییر سرعت در این نوع از موتورها را می توان با داشتن دسته سیم پیچها یا قطبهایی در موتور که با روشن و خاموش کردنشان سرعت میدان

الکترونی��کدوار مغناطیسی تغییر می کند، ممکن ساخت. به هر حال با پیش��رفت منبع تغذیه، کن��ترل یکن��واخت ت��ری ب��ر رویبسامد می توانیم با تغییر دادن قدرت

سرعت موتورها داشته باشیم.موتور قفس سنجابی

سه فاز از این نوعند. روتور آن ها از ن��وعAC درصد موتورهای القایی ۹۰تقریباً قفس سنجابی است. محدوده های طبقه بندی نیروی آنها از یک سوم تا چند ص��د اسب بخار است. موتورهای این نوعی که در دسته یک اسب بخار به ب��اال ان��د در مقایسه با مشابه های تک فاز کم هزینه ترند و می توانند در استارت در فشارهای

سنگین تر به کار کنند.موتور با روتور پیچشی

موتور ب�ا حلق�ه لغ�زان ی��ا موت��ور روت��ور پیچش�ی ن��وعی از موت��ور الق�ایی قفس سنجابی است. در حالی که استاتور در این موتور همانن��د موت��ور قفس س��نجابی است یک سری از پیچه ها را روی روتور خود دارد که در حالت مدار کوتاه نیستند ولی به یک سری از رینگهای لغزان ختم می شوند. این پیچه ه��ا در اض��افه ک��ردن مقاومتها و خازن های خارجی سودمندند. اسلیپ الزم برای تولید گشتاور بیشینه نهایی مس��تقیماً ب��ا مق��اومت روت��ور متناس��ب اس��ت. در موت��ور ب��ا حلق��ه لغ��زان مقاومت موثر روتور با اض��افه ک��ردن مق��اومت خ��ارجی می��ان حلقه ه��ای لغ��زان کاهش می یابد. بنابراین امکان به دست آوردن لغزش بیشتر و همچنین گش��تاور بیشینه نهایی در سرعتهای کم��تر وج��ود دارد. ی��ک مق��اومت خ��ارجی می توان��ددر سرعت تقریباً صفر را نتیجه دهد که گشتاو بیشینه نهایی بسیار زیادی ب��ا جری��ان استارت کم را تولید می کند. هنگامی که موتور ش�تاب می گ�یرد مق�دار مق�اومت می تواند کاهش یابد تا مشخصات موت��ور ب��رای کاره��ایی ب��ا فش��ار زی��اد مناس��ب شود. هنگامی که موتور ب��ه س��رعت اص��لی می رس��د خازنه��ای خ��ارجی از م��دار خارج می شوند و این یدین معنی است ک��ه اکن��ون موت��ور ب��ه عن��وان ی��ک موت��ور القایی استاندارد کار می کند. این نوع موت��ور ب��رای فش��ارهای مان��ا )کاره��ایی ب��ا فشار ثابت( که در آن ها گشتاور نهایی باید در سرعت تقریباً صفر تولید ش��ده و موتور در کمترین زمان و با کمترین مصرف جریان تا سرعت بیشینه شتاب گیرد ایده آل است. قسمت پایینی موتور با حلقه لغ��زان ک��ه در آن حلقه ه��ا ب��ه هم��راه مجموعه براشها است به نگهداری منظم نیاز دارد که از نظ��ر قیمت، اس��تاندارد بودن آن را به عنوان یک موتور قفس سنجابی غ��یر ممکن می کن��د. اگ��ر پیچه ه��ا کوتاهتر شوده و استارت زده شود معموالً جریان باالاز روت��ور در ح��الت متوق��ف

درص��د اس��ت. در ح��الی ک��ه در این ح��الت درآن۱۴۰۰عبور می کن��د ک��ه در ح��د درصد تولی��د می نمای��د ک��ه در بس��یاری از ک��اربری ه��ا چ��نین ۶۰گشتاوری در حد

امکان پشتیبانی چنین چیزی نیست. با تغییر مقاومت های روتور منحنی س��رعت گشتاور تعدیل می گ��ردد ک��ه ب��دان وس��یله س��رعتی ک��ه درآن موت��ور در فش��اری

6

Page 7: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

مخصوص کارمی کند تعدیل می شود. ظرفیت تکمیل فشار می توان��د س��رعت را درصد سرعت سنکرون کاهش دهد. خصوصاً هنگامی که فشار، از ان��واعی ۵۰تا

با نیاز به گشتاور سرعتهای مختلف مثل پرس های چ��اپ ی��ا کمپرس��ورها اس��ت. درصد بازده را ب��ه خ��اطر اتالف ان��رژی در مقاومته��ا ب��ه۵۰کاهش سرعت تا زیر

شدت کاهش می ده��د. این ن��وع موت��ور در کاربریه��ایی ب��ا چ��رخش ب��ا گش��تاور و سرعت های مختلف مانند پرسهای چاپ، کمپرسورها، تسمه نقاله ها، باالبرنده ها

و آسانسورها مورد استفاده قرار می گیرد.موتورهای پله ای

ن��وع دیگ��ری از موتوره��ای الک��تریکی موت��ور پله ای اس��ت، ک��ه در آن ی��ک روت��ور درونی، ش��امل آهنرباه��ای دائمی توس��ط ی��ک دس��ته از آهنرباه��ایی ب��ا کن��ترل الکترونیکی روشن و خاموش شدن خ��ارجی، کن��ترل می ش��ود. ی��ک موت��ور پله ای

است. موتورهای پله ای س��ادهسلونوئید و یک DCترکیبی از یک موتور الکتریکی توس��ط بخش��ی از ی��ک سیس��تم دن��ده ای در ح��الت ه��ای موقعی��تی معی��نی ق��رار می گیرند، اما موتورهای پله ای نسبتاً کنترل شده، می توانند بس��یار آرام بچرخن��د. موتوره��ای پله ای کن��ترل ش��ده ب��ا رایان��ه یکی از فرم ه��ای سیس��تم های تنظیم موقعیت است، به ویژه وقتی که بخش��ی از ی��ک سیس��تم دیجیت��ال دارای کن��ترل

فرمان بار باشند.Stepperموت��ور پل��ه ای ) Motor اس��ت ک��هموتوره��ای الک��تریکی ( یکی از ان��واع

0,1حرکت آن کامالً دقیق و از پیش تعریف شده می باشد و با ارسال بیت های به سیم پیچ های آن می توان آن را حرکت داد.

ساختار موتور پله ای

این موتور عموماً دارای چهار قطب می باشد که سیم پیچ ه��ا ب��ر روی این چه��ار به این سیم پیچ ها در واقع1و0قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیت های

میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روت��ور مغناطیس��ی موجود در داخل موتور پله ای می شود؛ البته می بایست این س�یم پیچ ه�ا را ب�ه

ک��رد و گرن��ه موت��ور مط��ابق می��ل ش��ما نخواه��د چرخی��د؛ یکی از1 و 0ت��والی مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاوی��ه حرک��تی

درج��ه باش��د، این7مخصوص به خودش را دارد مثالً اگر موتوری زاویه حرکتش درج��ه در س��مت7موتور در هر باری که سیم پیچهایش ح��اوی ولت��اژ می ش��وند

حرکت عقربه های ساعت یا خالف جهت آن، بسته ب��ه اینک��ه س��یم پیچه��ا ب��ا چ��ه درجه چ��رخش ب��رای این موت��ور7 دار می شوند خواهد چرخید؛ این ولتاژترتیبی

محسوب می شود. با این تعری��ف متوج��ه ش��دیدstepپله ای نمونه یک پله یا یک پله کمتر یا بیش��تر200تا 100ای در یک دور کامل ممکن است،که یک موتور پله

بسته به نوع موتور خواهد داشت. شما حتی می توانید ی��ک موت��ور پل��ه ای را ب��ه صورت نیم پله یعنی ب��ا نص��ف زاوی��ه ح��رکت راه ان��دازی کنی��د. این موتوره��ا ب��ه صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند؛ در واقع منظور حرکت خیلی ریز و دقی��ق است. وقتی که شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید، متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای بیرون آمده است. در واقع این سیم ه��ا ه��ر

7

Page 8: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک س��یم بین تم��ام س��یم ه��ا مش��ترکاست.

بیتی یا دو بیتی حرکت می کند؛ در حالت یک بیتی در ه��ر1این موتور به صورت را دریافت می کند و در حالت دو بی��تی دو س��یم1لحظه تنها یک سیم پیچ پالس

را دریا فت می کنند؛ اگر این دریافت پالس به ص��ورت1پیچ در هر لحظه پالس منظم و پشت سر هم انجام شود؛ موتور نیز به ص��ورت ص��حیح ب��ه س��مت جهت

حرکت عقربه های ساعت یا خالف جهت آن حرکت خواهد کرد. ب��دون4و3و2 را تحری��ک ک��نیم. س��یم پیچ 1در حالت یک بیتی اگر اول س��یم پیچ

تحریک بای��د باش��ند جهت ح��رکت موت��ور پل��ه ای در س��مت ح��رکت عقرب��ه ه��ای است که تحریک شود و در این حالت2 نوبت سیم پیچ 1ساعت بعد از سیم پیچ

و س��پس3نیز بقیه سیم پیچ ها بدون تحریک هستند؛ بع��د از آن ن��وبت س��یم پیچ است؛ دقت کنید که در هر لحظه ی��ک س��یم پیچ تحری��ک4نوبت سیم پیچ شماره

2و3 را تحری�ک ک�نیم و س�پس ب�ه س�راغ4 سیم پیچ 1شود؛ اگر بعد از سیم پیچ برویم، موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.

در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ باردار می ش�وند؛ مثالً اگ�ر اول س�یم پیچ برای ح��رکت1و 4 و در نهایت 4و3 سپس 3و2 تحریک شوند بعد سیم پیچ 2 و1

موتور پله ای بایست همین ترتیب را ت��ا م��وقعی ک��ه می خواهی��د موت��ور ح��رکت داشته باشد، ادامه دهید. حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خالف جهت

فعلی حرکت می کند.موتورهای خطی

یک موتور خطی اساساً یک موتور الکتریکی است که از ح��الت دوار در آم��ده ت��ا بجای اینکه یک گشتاور )چرخش( گردشی تولی��د کن��د، ی��ک ن��یروی خطی توس��ط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی س��یار در ط��ولش، ب��ه وج��ود آورد. موتوره��ای خطی اغلب موتورهای القایی یا پله ای هستند. می توانی��د ی��ک موت��ور خطی را در

مش��اهده کنی��د ک��ه در آن قط��ار روی زمین پ��روازمگلوی��ک قط��ار سریع الس��یر می کند.

موتور هاي جريان مستقيم تحريک مستقل

اين نوع الکتروموتورها نيز مانند ساير موتور هاي الکتريکي از نعمت گشتاور باال در لحظه راه اندازي برخوردار هستند؛ با اين تفاوت که اينجا س��رعت و گش��تاور به ولتاژ بالشتک يا همان فيلد بستگي دارد. به عنوان مثال اگر ولت��اژ ي��ک موت��ور

ولت باشد، بايد ابت�دا بالش�تک را مس�تقل از آرميچ�ر تحري�ک١٠٠تحريک مستقل ولت( و سپس آرميچر را برق دار کني��د. در اين ص��ورت موت��ور۵٠کرده )حداقل

شروع به چرخيدن ميکند. براي افزايش س��رعت ولت��اژ آرميچ��ر را ب��ه ح��د ن��امي برسانيد و ولتاژ فيلد را کاهش دهيد. براي ب��اال ب��ردن گش��تاور ولت��اژ فيل��د را ب��اال برده و توجه داشته باشيد که در اين شرايط سرعت به نسبت باال رفتن گش��تاور کاهش مي یابد. براي تغيير جهت چرخش جريان فيلد را معکوس ک��رده و هرگ��ز

بدون تحريک فيلد، آرميچر را برق دار نکنيد.

8

Page 9: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

موتورهای جریان مستقیم سری در این موتورها سیم پیچ تحریک با مدار آرمیچ��ر سری جریان س��یم پیچ تحری��کDCسری می شود واضح است که در موتورهای

موتوره��ای جری��ان مس��تقیم ش��نت در این ن��وع ب��ا جری��ان آرمیچ��ر براب��ر اس��ت. موتورها سیم پیچ تحریک، موازی مدار آرمیچر قرار می گیرد؛ بنابراین ولتاژ منبع

تغذیه به دو سر مدار تحریک و آرمیچر اعمال می گردد.ACموتورهای القایی

عمومی ترین موتورهایی هس�تند ک�ه در س�امانه های کن�ترلAC القاییموتورهای حرکت صنعتی و همچنین خانگی استفاده می شوند. طراحی س��اده و مس��تحکم، قیمت ارزان، هزینه نگه داری پایین و اتصال آسان و کام��ل ب��ه ی��ک منب��ع ن��یروی

AC امتیازات اصلی موتورهای الق��ایی ACهس��تند. ان��واع متن��وعی از موتوره��ای در ب��ازار موج��ود اس��ت. موتوره��ای مختل��ف ب��رای کاره��ای مختلفیAC الق��ایی

DC آس��انتر از موتوره��ای ACمناسب اند. ب��ا اینک��ه ط��راحی موتوره��ای الق��ایی ACاس��ت، ولی کن��ترل س��رعت و گش�تاور در ان�واع مختل��ف موتوره�ای الق��ایی

نیازمند درکی عمیقتر در طراحی و مشخصات در این نوع موتورهاست. این نکته در اساس انواع مختل��ف، مشخص��ات آنه��ا، انتخ��اب ش��رایط ب��رای ک��اربری ه��ای

را م��ورد بحث ق��رارAC الق��اییمختلف و روشهای کنترل مرکزی یک موتورهای می دهد.

یک قسمت ثابت ب��یرونی ب��ه ن��امAC القاییمانند بیشتر موتورها، یک موتورهای استاتور و یک روتور که در درون آن می چرخد دارند، که می��ان آن دو ی��ک فاص��له دقیق کارشناسی شده وجود دارد. به طور مجازی هم��ه موتوره��ای الک��تریکی از

دوار برای گرداندن روتورش��ان اس��تفاده می کنن��د. ی��ک موت��ورمیدان مغناطیسی تنها نوعی است ک��ه در آن می��دان مغناطیس��ی دوار ب��ه ط��ورAC القاییسه فاز

طبیعی به وسیله استاتور به خاطر طبیعت تغذیه گر آن تولید می ش��ود. در ح�الی به وسیله ای الکتریکی یا مکانیکی ب��رای تولی��د این می��دان دوارDCکه موتورهای

ت�ک ف�از نیازمن�د ی�ک وس�یله الک�تریکی خ�ارجیAC القایینیاز دارند. یک موتور برای تولید این میدان مغناطیسی چرخشی است. در درون ه��ر موت��ور دو س��ری

ی��ک س��ری ازACآهنربای مغناطیس��ی تعبی��ه شده اس��ت. در ی��ک موت��ور الق��ایی به پیچه های استاتور متصل است درACمغناطیس شونده ها به خاطراینکه تغذیه

ب��ر اس��اس ق��انونACاستاتور تعبیه شده اند. بخاطر طبیعت متناوب تغذیه ولتاژ لنز نیرویی الکترومغناطیسی به روتور وارد می شود )درست شبیه ولتاژی ک��ه در

القا می شود(. بنابراین سری دیگر از مغن��اطیس ش��ونده هاترانسفورماتورثانویه خاصیت مغناطیسی پیدا می کنند. تعام��ل می��ان این مگنت ه��ا ان��رژی چرخی��دن ی��ا تورک )گشتاور( را ف�راهم می آورد. در نتیج��ه موت�ور در جهت گش�تاور ب�ه وج�ود

آمده چرخش می کند.ACاجزای اصلی موتورهای القایی

استاتور

سبک ساخته شده است. هر گروهآهن یا آلومینیماستاتور از چندین قطعه باریک مغناطیسی )با دو پ��ل( را ب��رایآهنربایپیچه با هسته ای که آن را فرا گرفته یک 9

Page 10: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

ب��هAC القایی شکل می دهد. تعداد قطب های یک موتور ACکار کردن با تغذیه اتصال درونی پیچه های استاتور بستگی دارد. پیچه های استاتور مستقیماً ب�ه منب��ع

می�دان ی�ک ACانرژی متصل اند. آنها به صورتی متصل اند که با برقراری تغذی�ه چرخنده تولید می شود.مغناطیسی

روتور

روتور از چندین قطعه مجزای باریک ف��والدی ک��ه میانش��ان میله ه��ایی از مس ی��ا تعبی�ه ش�ده س�اخته شده اس�ت. در رایج ت�رین ن�وع روت�ور )روت�ور قفسآلومینیم

سنجابی( این میله ها در انتهای خود به ص��ورت الک��تریکی و مک��انیکی ب��ه وس��یله درص��د از موتوره��ای الق��ایی دارای۹۰حلقه هایی به هم متص��ل ش��ده اند. تقریب��اً

روت��ور قفس س��نجابی می باش��ند و این ب��ه خ��اطر آن اس��ت ک��ه این ن��وع روت��ور ساختی مستحکم و س��اده دارد. این روت��ور از هس��ته ای چن��د تک��ه اس��توانه ای ب��ا محوری ک��ه ش��کاف ه��ای م��وازی ب��رای ج��ادادن رس��اناها درون آن دارد تش��کیل شده است. هر شکاف یک میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را ش��امل می ش��ود. در این میله ها به ط��ور دائمی بوس��یله حلقه ه��ای انته��ایی آن ه��ا همچن��ان ک��ه در شکل دو مشاهده می شود مدار کوتاه برقرار است. چون این نوع مونتاژ درست شبیه( قفس سنجاب است، این نام ب�رای آن انتخ��اب شده اس�ت. میله ای روت�ور دقیقاً ب��ا مح��ور م��وازی نیس��تند. در ع��وض ب��ه دو دلی��ل مهم ق��دری اریب نص��ب می شوند. دلیل اول آنکه موتور با کاهش صوت مغناطیسی بدون ص��دا ک��ارکرده و ب��رای آنک��ه از هارمونیکه��ا در ش��کافها کاس��ته ش��ود. دلی��ل دوم آن اس��ت ک��ه گرایش روت��ور ب��ه هن��گ ک��ردن کم��تر ش��ود. دن��دانه های روت��ور ب��ه خ��اطر ج��ذب مغناطیس��ی مس��تقیم )محض( تالش می کنن��د ک��ه در مقاب��ل دن��دانه های اس��تاتور باقی بمانند. این اتفاق هنگ��امی می افت�د ک��ه تع�داد دن�دانه های روت��ور و اس��تاتور برابر باشند. روتور بوس��یله مهاره��ایی در دو انته��ا روی مح��ور نص��ب ش��ده؛ ی��ک انتهای محور در حالت ط��بیعی ب��رای انتق��ال ن��یرو بلن��دتر از ط��رف دیگ��ر گرفت��ه می شود. ممکن است بعضی موتورها محوری فرعی در طرف دیگر)غیر گردن�ده - غیر منتقل کننده ن�یرو( ب�رای اتص�ال دس��تگاه ه�ای حس�گر ح�الت)وض�عیت( و سرعت داشته باشند. بین استاتور و روتور ش�کافی ه�وایی موج�ود اس��ت. بعلت القا انرژی از استاتور به روتور منتقل می شود. تورک تولید شده ب��ه روت��ور ن��یرو داده و سپس برای چرخیدن به آن نیرو می کن��د. ص��رف نظ��ر از روت��ور اس��تفاده

شده قواعد کلی برای دوران یکی است.انواع موتورهای القایی

عموماً دسته بندی موتورهای القایی براساس تعداد پیچه های اس��تاتور اس��ت ک��هعبارتند از:

موتورهای القایی تک فاز

ت��ک ف��از اس��تفادهACاحتماالً بیشتر از کل ان��واع موتوره��ا از موتوره��ای الق�ایی می شود. منطقی است ک��ه بای��د موتوره��ای دارای کم��ترین گ��رانی و هزین��ه نگ��ه

تک فاز بهترین مصداق این توصیفACداری بیشتر استفاده شود. موتور القایی است. آن طور که از نام آن برمیاید این نوع از موتور تنها یک پیچه )پیچه اصلی(

10

Page 11: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

دارد و با یک منبع تغذیه تک فاز کار می کند. در تم��ام موتوره��ای الق��ایی ت��ک ف��از روتور از نوع قفس سنجابی است. موتور القایی تک فاز خ��ود راه ان��داز نیس��ت. هنگامی که موتور به یک تغذیه تک فاز متصل است، پیچ��ه اص��لی دارای جری��انی متناوب می شود. این جریان متناوب میدان مغناطیسی ای ضربانی تولید می کند. به سبب القا روتور تحری��ک می ش��ود. چ��ون می��دان مغناطیس��ی اص��لی ض��ربانی است تورکی که برای چرخش موتور الزم است به وجود نمی آید و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن می شود. از این رو موتور القایی تک فاز به دس��تگاه آغ��از گری نیاز دارد که می توان��د ض��ربات آغ��ازی را ب��رای چ��رخش موت��ور تولی��د کن��د. دستگاه آغاز گر موتوره��ای الق��ایی ت��ک ف��از اساس��اً پیچه ای اض��افی در اس��تاتور است )پیچه کمکی(. پیچه استارت می تواند دارای خازن های س��ری و ی��ا س��وئیچ گریز از مرکز باشد. هنگامی که ولتاژ تغذیه برقرار است، جریان در پیچه اص��لی به سبب مقاومت پیچه اصلی ولتاژ تغذیه را افت می دهد )ولتاژ به جری��ان تب��دیل می ش��ود(. در همین حین جری��ان در پیچ��ه اس��تارت بس��ته ب��ه مق��اومت دس��تگاه استارت به افزایش ولتاژ تغذیه تبدیل می شود. فعل و انفعال می��ان می��دان ه��ای مغناطیس��ی ک��ه پیچ��ه اص��لی و دس��تگاه اس��تارت می س��ازند، می��دان براین��دی می سازند ک��ه در جه��تی گ��ردش می کن��د. موت��ور گ��ردش را در جهت این می��دان

درصد دور مجاز خ��ود می رس��د، ی��ک۷۵برآیند آغاز می کند. هنگامی که موتور به سوئیچ گریز از مرکز پیچه استارت را از مدار خارج می کند. از این لحظه به بع��د موتور تک فاز می تواند تورک کافی را برای ادامه کارکرد خود نگ��ه دارد. ب��ه ج��ز

عموماً همه موتورهای تک فازCapacitor start / capacitor runانواع خاص دارای استفاده می شوند. hp 3/4فقط برای کاربری های باالی

از آنجا که موتورهای الکتریکی تک فاز بسیار متنوع هس��تند، ل��ذا ه��ر ی��ک بن��ا ب��ر ویژگی های خود در جایی کاربرد دارند. این موتورها در قدرت های کم معموالً تا

کیلو وات ساخته می شوند.4 عالوه بر دسترسی ساده به برق تک فاز در هر مکان، سازندگان ل��وازم خ��انگی، دلیل اصلی استفاده از موتورهای الکتریکی ت��ک ف��از را قیمت ارزان و مشخص��ه

گشتاور دور خاص این موتورها می دانند.می شوند: به طور کلی موتورهای تک فاز به سه دسته کلی تقسیم

موتور القایی تک فازموتور یونیورسال

موتور سنکرون تک فاز همان گونه که بیان شد عامل ایجاد چرخش در موتورهایالق��ایی س��ه ف��از، ایج��اد

تک فازACمیدان دوار در داخل استاتور می باشد. در صورتی که با عبور جریان از یک سیم پیچ میدانضربانی ایجاد می شود.

11

Page 12: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

برای ساختن موتور القایی تک فاز، باید بتوان ب��ا ابتکاریخ��اص می��دان دوار ایج��اد نمود. هر چند طرح های ارائ��ه ش��ده در جهت ایج��اد می��دان دوار دارای نواقص��ی

است اما برای چرخش موتورهای با توان کم کافی می باشد. در واقع چگونگی القای ولتاژ در هادی های رت��ور و چرخش�آن در موتوره�ای س��ه فاز و تک فاز شبیه یکدیگر است از این روبه دلیل س��ادگی س��اختمان موتوره��ای

آنها را از نوع قفسه سنجابی می سازند.ٔالقایی تک فاز، رتور همهالقایی تک فاز چگونگی ایجاد چرخش در موتورهای

در تش��ریح عملک��رد موتوره��ای الق��ایی، نح��وه ی ایج��اد می��دان دوار در اس��تاتورماشین از اصول اساسی می باشد.

، رتور حرکتی نخواه��د داش��ت.ACدر صورت اتصال موتور به شبکه برق تک فاز اما اگر با کمک یک وس��یله راه ان��داز رت��ور این موت��ور در ی��ک جهت، مثالً راس��ت گرد، به چرخش درآید رتور در همان جهت به حرکت دورانی خود ادامه می دهد. موضوع جالب توج��ه اینک��ه اگ��ر ابت��دا رت��ور ب��ه س��مت چپچرخان��ده ش��ود، ادام��ه چرخش رتور چپگرد خواهد بود؛ بنابراین می ت��وان گفت می��دان ض��ربانی موت��ور تک فاز شاملدو میدان دوار با ان��دازه ای براب��ر، یکی راس��ت گ��رد و دیگ��ری چپ گرد است. با کمک وسیله راه انداز یکی از دو می��دان ب��ر دیگ��ری غلب��ه نم��وده و

در واقع تئ��وری دو می��دانی اثب��ات می باعث چرخش رتور در یک جهت می شود. کند که میدان ضربانی برق تک فاز با مجموع دو می��دان دوار هم ان��دازه مختل��ف الجهت برابر می باشد. هر چند تش��ریح موض��وع ف��وق ب��ا رواب��ط ریاض��ی تب��یینم یگردد اما در این کتاب به مشاهدات فیزیکی آن بسنده می شود. موت��ور الق��ایی تک فاز مقدماتی گش��تاور را هاندازین��دارد و ب��ه همین دلی��ل ب��دون وس��یله ی راه انداز به چرخش در نمی آید. بنابراین باید برای راه اندازی موتور القایی تک ف��از

اندیشیده شود. تدبیری فاز القایی گفته شد، ب��ا همان طور که در تئوری ایجاد میدان دوار موتورهای سه

درجه در پوس��ته اس��تاتور و120مکانی قرار دادن سه دسته سیم پیچ با اختالفآنها میدان دوار ایجاد می شود. عبور جریان سه فاز از

درج��ه90س��یم پیچ ب��ا اختالف مک��انی همچنین اگر در پوسته اس��تاتور دو دس��ته نسبت به هم جا سازی شوند،به طوری که جری��ان عب��وری از آنه��ا دارای اختالف

باشد، می توان میدان دوار ایجاد کرد. درجه90فاز برای ایجاد چرخش در موتورهای تک فاز القایی می ت��وان از دو دس��ته س��یم پیچ استفاده کر؛د به ش��رطی ک��ه بت��وان بین جری��ان س��یم پیچ ه�ا اختالف ف��از ایج��اد

نمود. ایجاد این اختالف فاز با استفاده از یک المان مناسب انجام می شود. یکی از این دو س��یم پیچ را س��یم پیچ اص��لی و دیگ��ری را س��یم پیچ کمکی ی��ا راه

و جریان سیم پیچ راه ان��داز را ب��اImانداز می نامند. جریان سیم پیچ اصلی را با Iaنشان می دهند. هر چه اختالف ف��از جری��ان س��یم پیچ اص��لی ب��ا س��یم پیچ راه

12

Page 13: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

انداز بیشتر باشد، گشتاور راه اندازی بیشتر و میدان دوار ایجاد شده متقارن تراست.

90بیشترین گشتاور راه اندازی زمانی است که اختالف فاز جریان دو س��یم پیچ درج��ه باش��د. در این ح��الت می��دان دوارایج��اد ش��ده ک��امالً متق��ارن می باش��د. موتورهای تک فاز الق��ایی ب��ر اس��اس انتخ��اب الم��ان ایجادکنن��ده اختالف ف��از ب��ه

صورت ذیل دسته بندی می شوند:موتورهای القایی تک فاز با فاز شکسته

موتورهای القایی با خازن راه اندازموتور القایی با خازن دائم کار

موتورهای القایی دو خازنی؛موتور القایی قطب چاک دار؛

موتورهای القایی تک فاز با فاز شكسته. در این موتورها برای ایجاد اختالف فاز بین جری��ان س��یم پیچ اص��لی و را هان��داز،

از س��یم پیچ اص��لی نسبت مقاومت اهمی به القایی سیم پیچ راه انداز را بیش��تر بیش��تر خاص��یت اهمی و اختی��ار می کنن��د؛ یع��نی امپ��دانس س��یم پیچ راه ان��داز

س��لفی دارد؛ در نتیج��ه مط��ابق دی��اگرام امپدانس سیم پیچ اصلی بیشتر خاصیتسیم پیچ اختالف فاز ایجاد می شود. برداری بین جریان دو

بهترین راه افزایش نسبت مقاومت اهمی به مقاومت الق��ایی، اس��تفاده از س��یم نازک تر در سیم پیچ می باشد. ضمن آنکه با قرار گیری سیم پیچ در عمق کم��تر

یاب��د. در عم��ل ب��ا ق��رارشیارهای استاتور اثر مقاومت القایی سیم پیچ ک��اهش می دادن سیم پیچ راه ان��داز ب��ر روی س��یم پیچ اص�لی، س�یم پیچ راه ان�داز در عم�ق کمترو سیم پیچ اصلی در عمق بیشتر قرار گرفته و بدین سبب مق��اومت الق��ایی آن کمتر از مقاومت القایی سیم پیچ اصلی می شود. از آنجا ک��ه مق��اومت اهمی

در صورت ادامه کار موتور، تلفات ح��رارتی در سیم پیچ راه انداز زیاد می باشد، سیم پیچ راه ان��داز ب��اعث اف�زایش دم�ای س��یم پیچ و س��وختن آن می ش�ود. ب��ه

75همین خاطر باید پس از راه اندازی موتور و زمانی که سرعت آن ح��دوداً ب��ه ره انداز از مدار خارج گردد. درصد سرعت نامی رسید، سیم پیچ

برای این کار در بعضی موتورها مانن��د موت�ور ک�ولر از کلی��د گری��ز از مرک�ز و درمغناطیسی استفاده می شود. برخی دیگر مانند یخچال و فریزر از رله

موت��ور از ی��ک ح��د معین، کلید گریز از مرکز کلیدی است که با افزایش س��رعت عمل می کند. رله مغناطیسی نیز با افزایش نسبی جری��ان س��یم پیچ کمکی بع��د

از راه اندازی موتور سبب قطع مدار می شود.

13

Page 14: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

ش��یارهای اس��تاتور ب��ه در موتورهای القایی تک فاز، که سیم پیچ راه انداز آنها از راه مدار خارج می شود، معموالً دیگر به س��یم پیچ اص��لی تعل��ق دارن��د. سیم پیچ

یخچال، فری��زر و انداز این موتورها در وسایلی همچون پمپ های کوچک خانگی،کولرها کاربرد دارند.

موتورهای القایی با خازن راه انداز

ایجاد اختالف فاز جریان سیم پیچ اصلی و راه انداز رابه کم��ک ی��ک خ��ازن س��ری شده با سیم پیچ راه انداز نشان می ده��د. ب��ا محاس��به مق��دار مناس��ب ظ��رفیت

درج��ه90خازن می توان اختالف زاویه بین دو جریان را در زمان راه اندازی ب��ه رساند. در نتیجه گشتاور راه اندازی چنین موتوری بس�یار خ�وب می باش�د؛ زی�را

زاویه ب��ه دس��ت می بیشترین مقدار گشتاور در موتور القایی تک فاز با ایجاد اینآید.

بعد از راه اندازی موتور، عبورجریان زیاد از خازن ب��اعث س��وختن آن می ش��ود؛از مرکز از مدار خارج کرد. به همین خاطر باید خازن را توسط کلید گریز

با توجه به اینکه از خازن راه انداز جریان زیادی عبور می کن��د، بای��د ظ��رفیت آن نیز زیاد باشد. از طرفی چون این خازن مدت کوت��اهی در م��دار اس��ت؛ بن��ابراین می توان از خازن های الکترولیتی استفاده کرد؛ زیرا با در نظر گ��رفتن ظ��رفیت

الکترولیتی، حجم آنها کوچک و قیمتشان ارزان است. خازن های موتورهای القایی با خازن راه انداز مشخص��ه راه ان�دازیخوبی داش�ته و ب�ه ط��ور

دس�تگاه ه�ای چن�د ک�اره ی نج�اری و ... کلی در وس�ایلی همچ��ون کمپرس��ورها،کاربرد دارند.

موتور القایی با خازن دائم کار

اگرخازن سری شده با سیم پیچ راه انداز طوری محاسبه گ��ردد ت��ا در موق��ع راه درج��ه ش��ود،90زمان کار، اختالف ف��از تقریب��اً اندازی اختالف فاز اندک ولی در

در مدار نگه داشت. در این صورت مقدار ظرفیت خ��ازن دائم می توان خازن را کارنسبت به خازن راه انداز کمتر است و در زمان راه اندازی جری��ان کم��تری از آن عبور می کند. از طرفی چون خ��ازن دائم ک��ار م��دت زم��ان بیش��تری بای��د در مدار بماند؛ بنابراین خ��ازن الک��ترولیت ب��رای آن مناس��ب نیس��ت؛ ل��ذا خ��ازن این

می شود ک��ه قیمت آنه��ا گ��ران ت��ر از خ��ازن ه��ای موتورها از نوع روغنی انتخاب ح��الت الکترولیت است. راندمان، ضریب قدرت و گش��تاور ک��ار این موتوره��ا در

کار بسیار خوب است. به دلیل اینکه س��یم پیچ راه ان��داز از م��دار خ��ارج نمی ش��ود، در نتیج��ه س��یم پیچ اص��لی و راه ان��داز را در این موتوره�ا مانن��د هم در نظ��ر می گیرن��د و ه��ر ک��دام

می کنند. نصف شیارهای استاتور را اشغال از خصوصیات خوب این موتورها سر و صدای کم در زمان کار می باشد ؛ض��من آنکه با تغییر ولتاژ سرعتش��ان قاب��ل کن��ترل اس��ت. ب��ه همین خ��اطر در وس��ایلی

14

Page 15: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

همچون پنکه، ماشین لباسشویی خانگی و هر جایی ک��ه تغی��یر ب��ار در نقط��ه ک��اراست. نداشته باشیم، مناسب

راه انداز و دائم کار( موتورهای القایی دو خازنی )خازن

اگر در موتور القایی از هر دو خ��ازن دائمک��ار و راه ان��داز زم��ان اس��تفاده ش��ود، موتور رادو خازنی می گویند. همان طور که در بخش های پیش��ین ب��ه آن اش��اره شد خازن راه انداز از نوع الکترولیتی و با ظرفیت زیاد می باش��د؛ در ح��الی ک��ه خازن دائم کار از نوع روغنی و دارای ظ��رفیت کم اس��ت. در ابت��دای راه ان��دازی موتور، هر دو خازن با هم موازی بوده و با سیم پیچ راه انداز ب��ه ط��ور س��ری در

درص��د دور ن��امی ب��ه75مدار قرار می گیرند ؛ولی پس از رسیدن دور موتور به وسیله کلید گریز از مرکز خازن راه انداز از م��دار خ��ارج می ش��ود و تنه��ا خ��ازن روغنی درمدار باقی می ماند. به دلیل وجود این دو خازن، این ن��وع موتوره��ا هم دارای مشخصه گشتاور راه اندازی خوب می باشند و هم درزمان ک��ار آرام و بی

اص��لی و راه ان��داز ش��بیه یک��دیگر در صدا کار می کنند. در این موتورها سیم پیچ این موتوره�ا غالب��اً ج�زِء موتوره�ای ص�نعتی محس�وب می نظر گرفته می شود.

و در وس��ایلی مانن��د ماش��ین لباسش��ویی ص��نعتی، یخچ��ال ه��ای ص��نعتی، ش��وندموتورهای باالبر و … کاربرد دارند.موتور القایی قطب چاک دار

قطب های برجس��ته ی موت��ور ش��یارهایی تعبی��ه گ��ردد و یکی از چن��د اگر برروی آن قرار داده شود؛ در این صورت به این حلقه هادی اتصال کوتاه شده در داخل

نوع موتور القایی، موتورقطب چاک دار می گویند. حلقه های هادی اتصال کوتاه شده در طرفین قطب ها نقش سیم پیچ راه انداز و ایجاد کننده اختالف ف��از بین میدان اصلی و میدان قطب چاک دار را ایفا می کنند؛ زیرا می��دان الق��ا ش��ده در

درج��ه نس��بت ب��ه می��دان قطب اص��لی اختالف ف��از90حلقه های اتصال کوت��اه داش��ته و این اختالف دو می��دان در این ن��وع موتوره��ا، ب��رای ایج��اد گش��تاور راه

اندازی کافی می باشد. گشتاور راه اندازی و ضریب به�ره ی این موتوره��ا بس��یار کماس��ت و معم�والً در

وات س��اخته می ش��وند. م��زیت اص��لی این موتوره��ا150ت��وان ه��ای کم��تر از ه��ای کوچ��ک آش��پزخانه و ...باش��د. پمپ آب ک��ولر، فنس��ادگی س��اختمان آنه��ا می

هستند که از این موتورها در ساخت آن استفاده می شود. وسایلیالقایی تک فاز تغییر جهت گردش در موتورهای

به طور کلی برای تغییر جهت گردش موتورهای القایی تک فاز باید جهت جری��انیا راه انداز عوض نمود. را در یکی از سیم پیچ های اصلی

کار غالب�اً از م�دار اس�تفاده در تغییر جهت گردش موتورهای القایی با خازن دائممی شود. چون مشخصات

15

Page 16: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

س��یم پیچ اص��لی و راه ان��داز مانن��د هم می باش��ند؛ بن��ابراین می ت��وان خ��ازن را اص��لی و در جهت دیگ��ر ب��ا طوری در مدار قرار داد که در یک جهت ب��ا س��یم پیچ

سیم پیچ راه انداز سری شود. ب��ا خ��ازن دائم ک��ار کم از آنجا که جریان راه ان��دازی موتوره��ای الق��ایی ت��ک ف�از

در ش��بکه ب��رق کم��تر ایج��اد اش��کال است؛ بنابراین برای قطع و وصل پی در پی دیگر این موتور سادگی مدار تغی��یر جهت در آن می کند. همچنین از ویژگی های

در موتورهای قطب چاک دار جهت چرخش همواره ث��ابت و از س��مت می باشد.بدون چاک قطب دیگر می باشد. چاک دار یک قطب به سمت

مقایسه موتورهای القایی تک فاز دارند. موتور القایی دو هر یک از موتورهای القایی تک فاز در جای خاصی کاربرد

خازنی از بیشترین گشتاور راه اندازی برخوردار بوده و کمترین گش��تاور مرب��وطموتور قطب چاک دار است. به

فاز شکستهACموتور القایی

Inductionموت���ور ف���از شکس���ته ب���ه عن���وان start/Induction runاس���تارت( القایی/کارکرد القایی( هم شناخته می ش��ود ک��ه دو پیچ��ه دارد. پیچ��ه اس��تارت از س��یم ن��ازکتر و تع��داد دور کم��تر نس��بت ب��ه پیچ��ه اص��لی ب��رای ب��ه وج��ود آوردن مقاومت بیشتر ساخته شده است. همچنین میدان پیچه استارت در زاویه ای غ��یر از آنچه که پیچه اصلی دارد، قرار می گیرد که سبب آغاز چرخش موتور می شود. پیچه اصلی که از سیم ضخیم تری ساخته شده است، موتور را همیشه در ح��الت

درص��د۱۷۵ ت��ا ۱۰۰چ��رخش ب��اقی نگ��ه می دارد. ت��ورک آغ��ازین کم اس��ت؛ مثالً گشتاور ارزیابی شده است. موت��ور ب��رای اس��تارت جری��انی زی��اد طلب می کن��د.

درصد جریان ارزیابی شده است. ت��ورک بیش��ینه تولی��د ش��ده۱۰۰۰ تا ۷۰۰تقریباً درصد از گشتاور برآوردشده می باشد. ک��اربری ه��ای۳۵۰ تا ۲۵۰نیز در محدوده

خوب برای موتورهای فاز شکسته شامل سمباده )آسیاب(های کوچ�ک، دمن��ده ها و فن های کوچک و دیگر دستگاه هایی با نیاز به گشتاور آغازین کم ب��ا و نی��از ب��ه

اسب بخار می باشد.۱/۳ تا ۱/۲۰قدرت موتور القایی با استارت خازنی

این نوع، موت��ور اص��الح ش��ده ف��از شکس��ته ب��ا خ��ازنی س��ری ب��ا آن ب��رای بهب��ود استارت است. همانند موتور معمولی ف��از شکس��ته این ن��وع موت��ور ی��ک س��وئیچ

درص��د س��رعت ارزی��ابی ش��ده۷۵گریز از مرکز داشته که هنگامی که موتور ب��ه می رسد، پیچه اس��تارت را از م��دار خ��ارج می نمای��د. از آنج��ا ک��ه خ��ازن در م��دار

ت�ا۲۰۰استارت است، گشتاور استارت بیشتری تولید می کن�د، معم�والً در ح�دود درصد۵۷۵ تا ۴۵۰ درصد گشتاور ارزیابی شده و جریان استارت معموالً بین ۴۰۰

جریان ارزیابی شده است که بسیار کمتر از موتور فاز شکس��ته و ب��ه علت س��یم ضخیمتر در مدار استارت است. نوع اصالح شده ای از موتور با استارت خ��ازنی، موت��ور ب��ا اس��تارت مق��اومتی اس��ت. در این ن��وع موت��ور خ��ازن اس��تارت ب��ا ی��ک مق��اومت ج��ایگزین شده اس��ت. موت��ور اس��تارت مق��اومتی در کاربریه��ایی م��ورد

16

Page 17: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

استفاده قرار می گیرد که میزان گشتاور استارتینگی کمتر از مقداری ک��ه موت��ور اس��تارت خ��ازنی تولی��د می کن��د الزم اس��ت. ص��رف نظ��ر از هزین��ه این موت��ور امتیازات عمده ای نسبت به موتور استارت خازنی ن��دارد. این موتوره��ا در ان��واع مختلف کاربری های پولی و تسمه ای مانن��د تس��مه نقاله ه��ای کوچ��ک، پمپ ه��ا و دمنده های بزرگ به خوبی بسیاری از خود گردانها و ک��اربری ه��ای چ��رخ دن��ده ای

استفاده می شوند. القایی با خازن دائمی اسپلیتACموتورهای

( نوعی خازن دائماً متصل ب��ه ص��ورت س��ری ب��ه پیچ��ه اس��تارتPSCاین موتور ) دارد. این کار سبب آن می شود که پیچه استارت تا زمانی که موتور ب��ه س��رعت چرخش خود برسد، به صورت پیچه ای کمکی عمل کند. از آنجا که خازن عملکرد اصلی، باید برای استفاده مداوم طراحی ش��ده باش��د، نمی توان��د ت��وان اس��تارتی

(PSCمعادل یک موتور استارت خازنی ایجاد نماید. گشتاور استارت ی��ک موت��ور ) درصد گشتاور ارزیابی شده اس��ت. موتوره��ای )۱۵۰ تا ۳۰معموالً کم و در حدود

PSC درصد جری��ان ب��رآورد ش��ده۲۰۰( جریان استارتی پایین، معموالً در کمتر از دارند که آنها را برای کاربریهایی با سرعتهای دارای چرخه ه��ای خ��اموش روش��ن

امتی��ازات ف��راوانی دارن��د. ط��راحیPSCباال بسیار مناسب می سازد. موتوره��ای موتور به راحتی برای استفاده با کنترل کننده های سرعت می تواند اص��الح ش��ود؛ همچنین می توانند برای بازدهی بهینه و ضریب ت��وان ب��اال در فش��ار ب��رآورد ش��ده ط��راحی ش��وند. آن ه��ا ب��ه عن��وان قاب��ل اطمین��ان ترین موت��ور ت��ک ف��از مط��رح می شوند. مخصوصاً به این خ��اطر ک��ه ب��ه س��وئیچ گری��ز از مرک��ز نی��ازی ندارن��د.

بسته به طراحیشان کاربری بسیار متنوعی دارند که شامل فنها،PSCموتورهای دمنده ها با نیاز به گشتاور استارت کم و چرخه های کاری غیر دائمی مانن��د تنظیم

دستگاهها )طرز کارها(، عملگر درگاهها و بازکننده های درب گاراژها می شود. القایی استارت با خازن/ کارکرد با خازنACموتورهای

این موتور، همانند موتور ب��ا اس��تارت خ��ازن، خ��ازنی از ن��وع اس��تارتی در ح��الت سری با پیچه کمکی برای گشتاور زیاد استارت دارد. همچ��نین مانن��د ی��ک موت��ور

PSCخازنی از نوع کارکرد که در کن��ار خ��ازن اس��تارت در ح��الت س��ری ب��ا پیچ��ه کمکی است که بعد از شروع به کار موت��ور از م��دار خ��ارج می ش��ود. این ح��الت سبب به وجود آمدن گشتاوری در حد اضافی می شود. این نوع موتور می تواند... و بازده بیشتر طراحی شود. این موتور به خ��اطر خازنه��ای ک��ارکرد و اس��تارت و سوئیچ گریز از مرکز آن پرهزینه است. این موتور می تواند در بسیاری از کاربری هایی که از هرموتور تک فاز دیگری انتظار می رود استفاده شود. این کاربری ه��ا شامل ماشین های مرتبط با چوب، کمپرسورهای هوا، پمپ های آب فشار قوی،

اس��ب۱۰ ت��ا ۱پمپ های تخلیه و دیگر کاربردهای نیازمند گشتاورهای باال در ح��د بخار می شوند.

با قطب سایه دارACموتور القایی

موتورهای با قطب سایه دار فقط یک پیچه اصلی دارند و پیچ�ه اس�تارت ندارن�د. استارت خوردن ب��ه وس��یله ط��رح خ��اص آن ک��ه حلق��ه پیوس��ته مس��ی ای را دور

17

Page 18: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

قسمت کوچکی از هر قطب موتور حلقه می کند، انجام می ش��ود. این س��ایه ک��ه قطب را دو تکه می کند، سبب می شود که میدان مغناطیس��ی ای ض��عیف ت��ر در ناحیه سایه خورده نسبت به قسمت دیگر و در کنار آن به وجود آید. تعامل می��ان میدان ها محور را به چرخش وامی دارد. چون موتور با قطب سایه خورده پیچ�ه استارت، سوئیچ استارت و یا خازن ندارد از نظر الکتریکی ساده و ارزان اس��ت. همچنین سرعت آن را صرفاً با تغییر ولتاژ یا به وس��یله ی ی��ک پیچ��ه ب��ا چن��د دور مختل��ف می ت��وان کن��ترل ک��رد. س��اخت موت��ور ب��ا قطب س��ایه خ��ورده از نظ��ر مکانیکی اجازه تولید انبوه را می دهد. در حقیقت این موتورها به موتوره��ای ی��ک بار مصرف معروفند. بدین مع��نی ک��ه ج��ایگزین ک��ردن آنه��ا ارزان��تر از تعم��یر آن هاست. موتورهای با قطب سایه دار بسیاری مشخصات مثبت دارند. اما چن��دین

درص��د۷۵ ت��ا ۲۵م��ورد بی فای��دگی هم دارن��د. گش��تاور اس��تارت کم آن معم��والً ۷گشتاور برآوردی است. این موتور موتوری با اتالف باالست که سرعتی ح��دود

درصد سرعت س��نکرون دارد. عموم��اً ب��ازده این ن��وع موت��ور بس��یار پ��ایین۱۰تا درصد(. هزینه اولیه پایین آن را برای قدرت کمتر یا کاربردهای ب��ا۲۰است )زیر

کار کمتر مناسب می سازد. شاید وسیع ترین استفاده از آن ه�ا در فن ه��ای چن��د سرعته برای استفاده خانگی اس��ت. ولی گش��تاور کم موت��ور دارای قطب س��ایه دار را ب��رای بیش��تر ک��اربری ه��ای ص��نعتی ی��ا تج��اری ک��ه در آنه��ا ک��ار م��داوم ی��ا

چرخه های گردش بیشتر معمول است غیر قابل استفاده می کند.موتورهای وانکل

یک موتور دورانی، یک موتور احتراق داخلی اس��ت درس��ت مث��ل موت��ور اتومبی��ل ولی کامالً متفاوت با موتور های مرس��وم پیس��تونی ک��ار می کن��د. در ی��ک موت��ور پیستونی حجم مشخصی از فضا )سیلندر( متناوبا چهار کار متفاوت را انج��ام می دهد. مکش، تراکم، احتراق، و خروج دود. موتور دورانی همین ک��ار را انج��ام می دهد اما هر کدام در جای مخصوص خود انجام می شود و این شبیه این است که برای هر کدام از چهار مرحله یک س��یلندر جداگان��ه داش��ته باش��یم و پیس��تون ب��ه

طور پیوسته از یکی به بعدی حرکت کند. موتور دورانی که مخ��ترع آن دک��تر فلیکس وانک��ل ب��ود، گ��اهی موت��ور وانک��ل ی��ا موت��ور دورانی وانک��ل نامی��ده می ش��ود. در این تحقی��ق می آم��وزیم ک��ه موت��ور

دورانی چگونه کار می کند. مانند یک موت��ور پیس��تونی، موت��ور دورانی از فش��ار تولی��د ش��ده هنگ��ام اح��تراق مخلوط سوخت و هوا استفاده می کند. در موتور پیستونی، این فشار در سیلندر جمع می شود و پیستون را به جل��و و عقب می ران��د. می��ل لن��گ ح��رکت رفت و

برگشتی پیستون ها را به حرکت دورانی تبدیل می کند. در یک موتور دورانی، فشار حاصل از احتراق،در ی��ک اتاق��ک ایج��اد می ش��ود ک��ه این اتاقک قسمتی از فضای موتور است که به وسیله ی وجه روتور مثلثی شکل

پدید می آید و موتور دورانی از این اتاقک به جای پیستون استفاده می کند.Mazdaروتور و محفظه ی یک موتور دورانی در RX-7این قسمت ه��ا ج��ایگزین

پیستون ها، سیلندر ها، سوپاپ ها، میل سوپاپ و می��ل لن��گ در موت��ور پیس��تونی18

Page 19: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

می شود.روتور مسیری را طی می کند که در این مسیر هر سه گوش روتور ب��ا محفظه در تماس باقی می ماند و سه حجم مجزای گاز را ایج�اد می کن�د.وق�تی روت��ور می چرخ��د،این س��ه حجم متناوب��اً منبس��ط و منقبض می ش��وند. همین انقباض و انبساط است ک��ه ه��وا و س��وخت را ب��ه داخ��ل موت��ور می کش��د،آن را متراکم می کند و انرژی قابل استفاده آن را می گیرد و سپس دود را خ��ارج می

کند. شرکت مزدا در تولید و توسعه ی خودرو هایی که از موتور دورانی اس��تفاده می

ب��ه ف��روش رس��ید موف��ق1978 ک��ه در RX-7کنند سابقه ی طوالنی دارد. مزدا ترین خودرو با موتور دورانی بوده است. ولی قبل از آن خودرو ها، کامیون ه��ا و

Cosmoحتی اتوبوس هایی با موتور دورانی تولید شده بودند.س��رآغاز آن ه��ا ن��یز sport بود.آخرین سالی ک��ه 1967در RX-7 1995 در آمریک��ا فروخت��ه ش��د س��ال

بود ولی موتور دورانی در آینده ی نزدیک به بازار برمی گردد. خودرو جدیدی از شرکت مزدا اس��ت ک��ه ی��ک موت��ور دورانی جدی��د وRX-8مزدا

را عرضه کرده است.این موتور که موت��ور بین المللی س��الRenesisبرتر به نام روتوره می باش��د2 نامیده شد،به صورت طبیعی مکش دارد و یک موتور 2003

اسب بخار است.250که قدرت آن موتور دورانی یک سیستم جرقه و تحوی�ل س�وخت دارد ک�ه ش�بیه ب�ه قس�متهای مشابه در موتور پیستونی هستند.در ادامه ب��ه مع��رفی بخش ه��ای اص��لی موت��ور

دورانی می پردازیم: روتور سه سطح محدب دارد که هر کدام همانند یک پیستون عمل می کن��د. ه��ر سطح یک فرورفتگی دارد که حجم مخلوط هوا و س��وخت را در موت��ور اف��زایش

می دهد. در قسمت انتهایی هر سطح یک تیغه ی فلزی وجود دارد که اتاقک احتراق را آب بندی می کند و مانع خروج مواد از اتاقک احتراق می شود. همچ��نین حلق��ه ه��ای فلزی در هر طرف روتور وجود دارند ک��ه ب��ه اط��راف اتاق��ک اح��تراق محکم می

شوند. روتور یک سری دندانه های داخلی دارد که در مرکز یک لبه بری��ده ش��ده ان��د.این دندانه ها با چرخ دنده ه��ایی ک��ه ب��ه بدن��ه ی موت��ور محکم ش��ده ان��د درگ��یر می شوند.این در گیر شدن مسیر و جهت ح��رکت روت��ور در داخ��ل بدن��ه را مش��خص

می کند. بدنه تخم مرغی شکل اس�ت. ش��کل اتاق��ک اح�تراق ب�ه گون��ه ای ط��راحی ش��ده است که سه راس روتور همواره در تماس با دیواره ی اتاقک خواهند بود و س��ه

حجم جدای گاز را ایجاد می کنند. هر قسمت بدنه به یک مرحله از عمل اح��تراق اختص��اص دارد.این چه��ار مرحل��هعبارتن���������������د از: مکش- ت���������������راکم-اح���������������تراق-تخلی���������������ه. مجراهای مکش و تخلیه در بدنه طراحی شده ان��د. این مجراه��ا س��وپاپ ندارن��د.

19

Page 20: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

اگ��زوز خ��ودرو مس��تقیماً ب��ه مج��رای تخلی��ه وص��ل می ش��ود. مج��رای مکش همی ساسات وصل می شود.مستقیماً به دریچه

محور خروجی قطعه های گردی دارد ک��ه خ��ارج از مرک��ز)خ��ارج از مح��ور میل��ه( نصب شده ان��د. ه��ر روت��ور روی یکی از این قطع�ات خ��ارج از مرک��ز نص��ب می شود. این قطعه ها تقریباً شبیه میل لنگ عمل می کنند. هنگامیکه روت��ور مس��یر خودش را درون بدنه طی می کند، به این قطعه ها فشار می آورد و از آن جایی که قطع�ه ه��ا خ�ارج از مرک�ز ان��د، ن�یروی اعم�ال ش��ده از روت�ور ب��ه قطع�ه ه�ا

گشتاوری بر میله وارد می کند و آن را می چرخاند. یک موتور دورانی به صورت الیه ای سر هم می شود. موتور دو روت��وره ک��ه م��ا

الیه اصلی دارد که به وسیله حلق��ه ای از غالف ه��ای دراز کن��ار5بررسی کردیم هم نگه داشته شده اند و سیال خنک کننده که در راه های مخصوص خود جریان

دارد همه ی قطغات را در بر می گیرد. دو الیه ی انتهایی شامل مهره ها، یاتاقان ها و شفت خ��روجی می باش��د. آن ه��ا همچنین دو قسمت اتاقک را که شامل روتور ها می شوند، را به هم متص��ل می کنند. سطح داخلی این قطعات خیلی صاف و صیقلی می باشد که کمک می کند مهره های روی روتور کار خود را به خوبی انجام دهند.یک دریچه ورودی ب��ر روی هر کدام از این قطعات انتهایی وج��ود دارد. الی��ه ی بع��دی )از ب��یرون ب��ه داخ��ل( اتاقک تخم مرغی شکل روتور است که دریچه ه��ای اگ��زوز را ش��امل می ش��ود. قطعه میانی شامل دو دریچه ورودی می باشد که هر ک��دام از آن ه��ا ب��رای یکی از روتور هاست. این قطعه عالوه بر این دو روت��ور را از یک��دیگر مج��زا می کن��د لذا سطوح خارجی آن بسیار صاف است. قطعه ی می��انی ب��رای ه��ر روت��ور ی��ک

دریچه ورودی دیگر فراهم می کند. در مرکز هر روتور یک چرخ دنده ی بزرگ داخلی وج��ود دارد ک��ه روی ی��ک چ��رخ دنده ی کوجک تر حرکت می کند که این چرخ دن��ده ی کوچ��ک ب��ه اتاق��ک موت��ور متصل شده است. این قسمت آن چیزی است ک��ه چ��رخش روت��ور را ایج��اد می

کند. روتور همچنین روی پوسته بزرگ و دایروی شفت خروجی حرکت می کند. موتورهای دورانی چرخه ی چهار زمانه ای را طی می کنند ک��ه ش��بیه چرخ��ه ای س��ت ک��ه موت��ور پیس��تونی در آن ک��ار می کن��د؛ ولی در موت��ور دورانی نح��وه ی رسیدن به هدف کامال متفاوت است. قلب یک موتور دورانی، روتور آن است که

معادل پیستون در موتورهای پیستونی می باشد. روتور روی یک پوسته ی بزرگ دایروی روی شفت خروجی نصب می ش��ود. این پوسته از خط مرکزی شفت انحراف دارد و مانن��د ی��ک دس��ته اه��رم در جرثقی��ل های کوچک عمل می کند و به روتور قدرت الزم برای چرخاندن ش��فت خ��روجی را می دهد. هنگامی که روتور درون اتاقک می چرخد، پوسته را حول دایره هایی

دور می چرخد.3می چرخاند که به ازای هر دور روتور، پوسته هنگامی که روتور درون اتاقک می چرخد سه قسمتی که توسط روتور در فضای اتاقک از هم جدا می شوند، حجمشان تغییر می کند. این تغییر حجم باعث ایج��اد

20

Page 21: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

عملیاتی شبیه به پمپ کردن می شود. حال به بررسی هر کدام از چه��ار مرحل��هی موتور دورانی می پردازیم.

مکش: فاز مکش هنگامی آغاز می شود که نوک روتور از دریچه ی ورودی عبور می کند.وقتی که دریچه مکش باز می شود در ابتدا حجم این قسمت در ح��داقل مقدار خود است و با ادامه حرکت روتور حجم افزایش می یابد و ه��وا ب��ه داخ��ل

کشیده می شود. وق��تی راس دیگ��ر روت��ور از دریچ��ه مکش عب��ور می کن��د دیگ��ر ه��وایی وارد این

قسمت نمی شود و مرحله تراکم آغاز می شود. تراکم: همچنان که روتور به حرکت خ��ود ادام��ه می ده��د، حجم ه��وا ک��اهش می یابد و مخلوط هوا و سوخت متراکم می شود. زمانی که وج��ه روت��ور ب��ه مقاب��ل شمع ها می رسد، حجم این قسمت به حداقل مقدار خ��ود نزدی��ک می ش��ود. در

این هنگام عملیات احتراق آغاز می شود. : اکثر موتور های دورانی دو شمع دارند؛ زیرا اگر تنه��ا ی��ک ش��مع وج��وداحتراق

داشت به خاطر اینکه اتاقک احتراق نس��بتا دراز اس��ت، جرق��ه نمی توانس��ت ب��هخوبی و با سرعت مناسب گسترش پیدا کند.

وقتی شمع ها جرقه می زنند، مخلوط هوا و س��وخت آتش می گ��یرد و اف��زایش فشار روتور را به حرکت در می آورد. فشار حاص��ل از اح��تراق ب��اعث می ش��ود که روتور در جهتی حرکت کند که حجم اف��زایش یاب��د. گازه��ای اح��تراق منبس��ط می شوند و با حرکت دادن روتور نیروی محرکه تولی��د می کنن��د ت��ا هنگ��امی ک��ه

نوک روتور به دریچه تخلیه برسد. هنگامی که نوک روتور از دریچه ی تخلیه عبور می کن��د، گازه��ای اح��تراق: تخلیه

که فشار باالیی دارند از اگزوز خارج می شوند. همچنان که روتور به حرکت خود ادامه می دهد، اتاقک منقبض می شود و گازهای باقی مانده را به بیرون ه��دایت می کند. زمانی که حجم به حداقل مقدار خود نزدی��ک می ش��ود، ن��وک روت��ور از

کنار دریچه ی مکش عبور می کند و چرخه دوباره تکرار می شود. نکته ی ظریف در مورد موتور دورانی این است که هر کدام از س��ه وج�ه روت�ور همواره در حال طی کردن یک قسمت چرخه هستند )در یک دور چ��رخش کام��ل روتور، سه بار مرحله احتراق وجود دارد(. ولی شفت خروجی ب��ه ازای ه��ر دور چرخش روتور سه دور می زن��د ک��ه این یع��نی ب��ه ازای ه��ر دور چ��رخش ش��فت

خروجی یک مرحله احتراق داریم. وی��ژگی ه��ای متع��ددی وج��ود دارد ک��ه موت��ور دورانی را از ی��ک موت��ور پیس��تونی

معمولی متمایز می کند: در موت��ور دورانی تع��داد قس��مت ه��ای متح��رک ب��ه م��راتب کم��تر از ی��ک موت��ور پیستونی مشابه است.یک موتور دورانی دو روتوره سه قسمت متحرک دارد: دو روتور و یک ش��فت خ�روجی. ح�تی س�اده ت�رین موت�ور پیس�تونی چه�ار س�یلندر،

21

Page 22: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

قس��مت متح��رک دارد: پیس��تون ه��ا، می��ل بادام��ک، س��وپاپ ه��ا، ف��نر40حداقل سوپاپ ها، رقاصک ها، تسمه تایم، چرخ دنده ها و میل لنگ، میله های رابط.

این تعداد کم قسمت های متحرک، قابلیت اطمینان موتورهای دروانی را باال می برد. به همین دلیل است که بعضی از سازندگان فض��اپیما، موتوره��ای دورانی را

ترجیح می دهند. همه ی قسمت های موتور دورانی در یک جهت و ب��ه ط��وریکنواختی حرکت:

پیوسته می چرخند و تغییر جهت های ناگهانی )مانند پیستون ها( وجود ندارد. موتورهای دورانی از نظر داخلی به وسیله ی وزنه های تعادلی چرخان ،که برای

از بین بردن ارتعاشات نصب شده اند، متعادل می شوند. تحویل نیرو در موتورهای چرخان نیز یکنواخت تر انجام می شود. از آنجاک��ه ه��ر

درج��ه پای��ان می یاب��د و ش��فت90مرحله احتراق در چرخس روتور به اندازه ی خروجی به ازای هر دور روتور، سه دور می زند، بنابراین هر مرحله احتراق پس

درجه چرخش شفت خروجی پایان می یاب�د. این ب�دان مع�نی اس��ت ک�ه270از از ه��ر دور چ�رخش ش��فت خ�روجی، ن�یروی4/3یک موت�ور ت�ک روت��وره، ب�رای

محرکه تولید می کند. این را مقایسه کنید با یک موتور تک س��یلندر پیس��تونی ک��ه از ه��ر4/1 درجه از دو دوران کامل اتفاق می افتد )یعنی 180در آن احتراق در چرخش میل لنگ(

س��رعت3/1از آن جا که روتور ها با سرعتی به ان��دازه آرامتر بودن حرکت: شفت خروجی می چرخند، قسمت های متحرک موتور دورانی آرامتر از قسمت های موتور پیستونی حرکت می کنن��د. ک��ه این موض��وع ق��ابلیت اطمین��ان موت��ور

های دورانی را افزایش می دهد. معم��وال س��اختن ی��ک موت��ور چرخ�ان س��خت ت��ر از موت��ور پیس��تونیچالش ها:

است. هزینه های تولی��د ب��االتر می باش��د زی��را تع�داد موتوره��ای دورانی ک��ه تولی��د می

شوند به اندازه تعداد موتورهای پیستونی نیست. موتوره��ای دورانی معم��والً س��وخت بیش��تری مص��رف می کنن��د زی��را ب��ازده

.ترمودینامیکی موتور دورانی کم است

موتورهای دیزل

کلمه دیزل نام یک مخترع آلمانی به نام دک��تر رودل��ف دی��زل اس��ت ک��ه در س��ال را به ثبت رس�اند، ب�ه اح�ترام اینموتورهای احتراق داخلی نوع خاصی از 1892

مخترع اینگونه موتورها را موتورهای دیزل می نامند.

22

Page 23: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

موتورهای دیزل، به انواع گسترده ای از موتورها گفته می شود که ب��دون نی��از ب��ه یک جرقه الکتریکی می توانند ماده سوختنی را ش��عله ور س��ازند. در این موتوره��ا برای شعله ور ساختن سوخت از حرارت های باال استفاده می شود. به این ش��کل که ابتدا دمای اتاقک احتراق را بسیار باال می برند و پس از اینک��ه دم��ا ب��ه ان��دازه

کافی باال رفت ماده سوختنی را با هوا مخلوط می کنند. نی��از اس��ت.اکس��یژنبرای سوزاندن یک م��اده س��وختی ب��ه دو عام��ل ح��رارت و

می ش��ود و س��پسمحفظه س��یلندراکسیژن از طریق مجاری ورودی موتور وارد فشرده می گردد. این فشردگی آن چنان زیاد است ک��ه ب��اعثپیستونبه وسیله

ایجاد حرارت بسیار باال می گردد. سپس عامل سوم یعنی ماده سوختنی به گرماو اکسیژن افزوده می شود که در نتیجه آن سوخت شعله ور می شود.

میالدی آکروید استوارت حق امتی��از س��اخت موت��وری را دری��افت1890در سال م��تراکم می گردی��د و س��پس )ب��هس��یلندر موت��ورکرد که در آن ه��وای خ��الص در

منظور جلوگ��یری از اش��تعال پیش رس( س��وخت ب��ه داخ��ل ه��وای م��تراکم ش��ده تزریق می ش��د، این موتوره��ای ب��ا فش��ار پ��ایین بودن��د. و ب��رای مش��تعل س��اختن سوخت تزری��ق ش��ده از ی��ک المپ الک��تریکی و ی��ا روش ه��ای دیگ��ر در خ�ارج از

سیلندر استفاده می شد. طراحی شده ای را بهموتور دکتر رودلف دیزل آلمانی حق امتیاز 1892در سال

ثبت رساند که در آن اشتعال ماده سوختنی، بالفاصله بعد از تزری��ق س��وخت ب��ه داخل سیلندر انجام می گرفت. این اشتعال عامل حرارت زی��ادی ب��ود ک��ه در اث��ر

زغالتراکم زیاد هوا به وجود می آمد. وی ابتدا دوست داشت که موتور وی پودر را بسوزاند ولی به سرعت به نفت روی آورد و نتایج قابل توجهی گرفت.سنگ

طی سال های متمادی پس از اختراع موت��ور دی��زل، از این ن��وع موت��ور عم��دتاً و منحصراً در کارهای درجا و سنگین از قبیل تولی��د ب��رق، تلمب��ه ک��ردن آب، ران��دن قایق های مس��افری و ب��اری و همچ��نین ب��رای تولی��د ق��درت جهت رف��ع بعض��ی از نیازهای کارخانجات استفاده می شد. این موتورها سنگین، کم سرعت، دارای یک

بودند.چهارزمانهیا چند سیلندر و از نوع دوزمانه یا پیشرفت بیشتر موتورهای دیزل، تا توسعه سیستم های پیشرفته تزری��ق س��وخت

طول کشید. در این سال ه��ا راب��رت ب��وش تولی�د انب��وه پمپ ه�ای1930در دهه سوخت پاش خود را آغاز کرد. توسعه پمپ های سوخت پاش )پمپ های انرژکت��ور( با توسعه موتورهای کوچکی که برای استفاده در خودروها مناسب بودند متع��ادل

شد. ب��ه ب��ازار1925موتورهای دیزل سبکتری ک��ه سرعتش�ان ن��یز ب��اال ب��ود در س��ال

عرضه شدند. با آنک��ه پیش��رفت در س��اخت این موتوره��ا کن��د ب��ود. ام��ا در س��ال موتورهای دیزل قابل اطمین��ان ک��ه ب��ه خ��وبی ط��راحی ش��ده بودند و چن��د1930

سیلندر و سریع نیز بودند به بازار عرضه شد. این پیشرفت تا پایان جن��گ جه��انی دوم برای مدتی کند بود. لیکن از آن تاریخ تاکنون ط��راحی و تولی��د این موتوره��ا به ط��ریقی پیش��رفت نم��وده اس��ت ک��ه ام��روزه اس��تفاده گس��ترده و فراگ��یر از

موتورهای دیزل را شاهد هستیم. 23

Page 24: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

ب�ر مبناه�ای مختلفیموتوره�ای اح�تراق داخلیموتورهای دیزل نیز مانن�د س��ایر قابل طبقه بندی هستند. مثالً می توان موتورهای دیزل را بر حسب مقدار دفع��ات

به موتورهای دی��زل دوزمان��ه و ی��ا موتوره��ایمیل لنگاحتراق در هر دور گردش دیزل چهارزمانه تقسیم بندی نموده و یا بر حس��ب ق��درت تولی��دی ک��ه ب��ه ش��کل اس��ب بخ�ار بی��ان می گ�ردد. ی�ا ب��ر حس��ب تع�داد س��یلندر و ی��ا ش��کل قرارگ�یری

ی��اVس��یلندرها ک��ه ب��ر این اس��اس ب��ه دو ن��وع موتوره��ای خطی و موتوره��ای خورجینی تقسیم بندی می کردند و ...

موتوره��ایساختار موتورهای دیزل نه تنها در سیستم تغذیه و تنظیم س��وخت ب��ا تفاوت می کند. بنابراین س��اختارهای بس��یار مش��ابهی می��ان ایناشتعال جرقه ای

موتورها وجود دارد و تنه��ا تف��اوت س��اختمانی آن ه��ا قطع��ات زی��ر اس��ت ک��ه درموتورهای دیزل وجود دارد و در سایر موتورهای احتراق داخلی وجود ندارد.

ساختار موتورهای دیزل

وظیفه تنظیم میزان سوخت و ت��امین فش��ار الزم جهت پاش��شپمپ انژکتور: سوخت را به عهده دارد.

باعث پودر شدن سوخت و گازبندی اتاقک احتراق می شوند. انژکتورها: ب��اعث جداس��ازی م��واد اض��افی و خ��ارجی از س��وختفیلترهPPای سPPوخت:

می شوند. می بایست غیرقابل اش��باع ب��وده و در براب��ر فش��ارلوله های انتقال سوخت:

پایداری نمایند. باعث افزایش هوای ورودی به سیلندر می شوند. توربوشارژر:

همانگونه که اشاره شد موتورهای دیزل بر اساس نح��وه ک��ارکردن ب��ه دو دس��ته زمان��ه تقس��یم می ش��وند. لیکن در ه��ر دوی این موتوره��ا2 زمانه و 4موتورهای

چهار عمل اصلی انجام می گردد که عبارتند از مکش یا تنفس - تراکم - انفجار و تخلیه اما بر حسب نوع موتورها ممکن است این مراحل مج��زا و ی��ا ب��ه ص��ورت

توام انجام گیرند.

سیکل موتورهای دیزل چهارزمانه

از باالترین مکان خود )نقطه مرگ باال( به طرف پ��ایین ترین مک��ان خ��ودپیستون بس��تهس��وپاپ تخلیه )نقطه مرگ پایین( حرکت می کن��د در این زم��ان سیلندردر

باز است. با پایین آم��دن پیس��تون ی��ک خال نس��بی در س��یلندرسوپاپ هوااست و ایج��اد می ش��ود و ه��وای خ��الص از طری��ق مج��رای س��وپاپ ه��وا وارد س��یلندر می گردد. در انتهای این زمان سوپاپ هوا بسته شده و ه��وای خ��الص در س��یلندر

حبس می گردد.

24

Page 25: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

پیستون از نقطه مرگ پایین به طرف باال )تا نقطه م�رگ ب�اال( ح�رکت می کن�د و در حالیکه هر سوپاپ بسته اند )سوپاپ هوا و سوپاپ تخلیه( هوای داخل س��یلندر

برابر می رسد. فشار داخل س��یلندر20 تا 15متراکم می گردد و نسبت تراکم به اتمس��فر ب��اال می رود و ب��ر اث��ر این ت��راکم زی��اد ح��رارت ه��وا داخ��ل40تا ح��دود

درجه سانتیگراد می رسد.600سیلندر به شدت افزایش یافته و به حدود در انتهای زمان تراکم در حالیکه هر دو س��وپاپ همچن��ان بس��ته اند و پیس��تون ب��ه نقطه مرگ باال می رسد مقداری سوخت روغنی )گازوئیل( به درون هوا فش��رده و داغ موجود در محفظ��ه اح��تراق پاش��یده می ش��ود و ذرات س��وخت در اث��ر این درجه حرارت زیاد محترق می گردند. پس از خاتمه تزریق سوخت عمل س��وختن

از زمان قدرت ادامه پیدا می کند.3/2تا حدود فشار زیاد گازهای منبسط شده )به علت احتراق( پیستون را به طرف پایین و تا

ب��ه میل لن��گ منتق��لش��اتوننقطه مرگ پایین می راند. حرکت پیستون از طری��ق می ش��ود و م��وجب گ��ردش میل لن��گ می گ��ردد. در این مرحل��ه ح��رارت گازه��ای

درجه سانتیگراد می رسد و فشار داخل س�یلندر ت�ا ح�دود2000مشتعل شده به اتمسفر افزایش می یابد.80

با رسیدن پیستون ب��ه نقط��ه م��رگ پ��ایین در مرحل��ه ق��درت، س��وپاپ تخلی��ه ب��از می شود و به گازهای سوخته تحت فشار اولیه اجازه می دهد سیلندر را ترک کند. پس پیستون از نقطه مرگ پایین به ط��رف ب��اال ح��رکت می کن��د و تم��ام گازه��ای سوخته را بیرون از سیلندر می راند. در پایان پیستون یکبار دیگر به ط��رف پ��ایین

حرکت می کند و با شروع زمان تنفس سیکل جدیدی آغاز می گردد. سیکل موتور دوزمانه دیزل

در این ن��وع موتوره��ای دوزمان��ه س��وپاپ تنفس ه��وای ت��ازه، نظ��یر آنچ��ه در ذکر شد وجود ندارد. و به جای آن در فاصله معینی از س��هموتورهای چهارزمانه

سیلندر، مجراهایی در بدنه سیلندر تعبیه شده است. ک��ه پیس��تون در قس��متی از مسیر خود جلوی آنها را می بندد، اصول کار این موتوره��ا در دوزم��ان اس��ت، ک��ه

در واقع در هر دور چرخش میل لنگ اتفاق می افتد. پیستون از نقطه مرگ پایین به طرف باال و تا نقطه مرگ باال حرکت می کن��د. در این زمان پیستون پس از عبور از جلو مجاری تنفس هوای تازه را ت�ا ح�د معی�نی م��تراکم می س��ازد. در ط��ول این زم��ان س��وپاپ تخلی��ه ک��ه در قس��مت فوق��انی

سیلندر و در داخل سه سیلندر قرار دارد کماکان بسته مانده است. در انتهای زمان اول مقداری سوخت روغنی )گازوئیل( ب��ه ص��ورت پودرش��ده ب��ه درون هوای متراکم ش��ده و داغ موج��ود در محفظ��ه اح��تراق پاش��یده می ش��ود و ذرات سوخت محترق می گردد. فشار زیاد گازهای مح��ترق ش��ده پیس��تون را ب��ه

در مس��یر ح��رکت رو ب��ه پ��ایین خ��ود جل��و مج��اریپیس��تونطرف پایین می راند. تنفس هوای تازه را باز می کند. در این موقع هوای ت��ازه ب��ه ش��دت وارد س��یلندر می گ��ردد. در همین ح��ال س��وپاپ تخلی��ه ن��یز ب��از می گ��ردد و گازه��ای حاص��ل از

25

Page 26: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

احتراق بوسیله هوای تازه از سیلندر خارج می گردند. پس از رسیدن پیستون ب��هنقطه مرگ پایین سیکل جدیدی آغاز می شود.

dCi 2.0موتور ديزل جديد

که توسط اتح��اد dCi 2.0الگونا اولين خودرويى خواهد بود که از موت�ور ج�دي�د 1995رنو- نيسان ط��راحى وتولي��د شده اس��ت، به��ره مى ب��رد. دراين موت��ور ک��ه

سى سى حجم دارد، از جزئى ترين فن آورى هاى جديد ب��ه دس��ت آم��ده در زمين��ه موتوره��اى دي��زلى اس��تفاده شده اس��ت. اين موت��ور قدرتمن��د، کم مص��رف و اقتصادى است و در عين حال بس��يارتميز مى باش��د و آالين��دگى آن ن��اچيز اس��ت. همچنين قرار است اين موتور در قدرت ها و گشتاورهاى مختلف عرضه ش��ود ت��ا

. بتوان از آن در مدل هاى ديگر رنو استفاده کرد ح��اوى جدي��دترين فن آورى ه��اى ب��ه دس��ت آم��ده در زمين��ه dCi 2.0اين موت��ور

موتورهاى ديزلى مى باشد؛ همچ�نين سيس�تم آيرودينامي��ک داخلى و پيش�رفته ب�ه کار رفته در آن به انژکتورهاى پيزوالکتريک اجازه مى دهد تا به بهترين نحو عم��ل کنند و اين در حالى است که سيستم آکوستيک بکار رفته در آن، آسايش و ل��ذت

.بى نظيرى را براى سفر فراهم مى کند دن��ده مجه��ز اس��ت،6اين موتور که به يک گيربکس جديد دستى )غيراتوماتي��ک(

قرار است بنا به شرايط بازارهاى مختلف بر روى انواع مختلفى از مدل هاى رنو. نصب شود

سوپاپ براى هر سيلندر مى باشد تا سوخت و هوا4داراى dCi 2.0موتور ديزل به طور همگن با هم مخلوط ش��وند. عالوه ب��ر آن مج��ارى ورودى و خ��روجى ب��ر روى سر سيلندر مقابل هم قرارگرفته اند؛ به طوري که در هر سمت، ميله اى که به سرسيلندر متص��ل مى ش��ود عملک��رد س��وپاپ هاى ورودى و خ��روجى را تنظيم مى کند. به اين ترتيب پرشدن س��يلندر و خ��روج گازه��اى س��وخته ش��ده از آن ب��ه بهترين وجه انجام مى گيرد. همچنين با استفاده از يک سيستم توزي��ع زنج��يره اى،

.برثبات و طول عمرموتورافزوده شده است سوپاپ مى باشد ک��ه ورودى و خ��روجى آن ه��ا مقاب��ل هم4هر سرسيلندر حاوى

قرارگرفته ان��د. به اين ت��رتيب سرس��يلندر کن��ترل دقي��ق وظ��ريفى را ب��ر روى آئروديناميک اتاق��ک س��وخت ايف��ا مى کن��د. تف��اوت زاوي��ه بين کانال ه�اى ورودى و خروجى موجب يک اثر "چ��رخش" مض��اعف ش��ده ک��ه ب��ه مخل��وط ش��دن ه��وا و

.سوخت کمک مى کند مجهز به يک سيستم کنترل انژکتور ازنوع پيزوالکتريک مى باشد dCi 2.0موتور

که ساخته شرکت بوش مى باشد که سرعت و دقت تزريق)انژکس��يون( س��وخت برابر نسبت ب��ه ي��ک سيس��تم4را بهتر مى کند. نتيجه آن که اين سيستم بيش از

انژکسيون سلنوئيد کالسيک سريع تر عمل مى کند. با اين سرعت باال مى توان ت��ا تزريق)انژکسيون( در هر سيکل ايجاد کرد.) دو پيش تزريق، يک تزريق اص��لى5

(.و دو پس تزريق

26

Page 27: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

پيش تزريق ها با محدود ک��ردن س��رو ص��داهايى ک��ه مشخص��ه موتوره��اى دي��زلى هستند، ب��اعث ک��اهش ص��دا ش��ده و آکوس��تيک موت��ور را بهب��ود مى بخش��ند. پس تزريق ها نيز موجب اشتعال بهتر تزريق اصلى و سوختن دوده ها مى شود. به اين ترتيب انتشار آالين��ده ها ح��تى قب��ل از اينک��ه گازه��ا اتاق��ک س��وخت را ت��رک کنن��د ک��اهش مى ياب��د. روش ديگ��ر ب��راى ک��اهش انتش��ار آالين��ده ها ه��دايت مس��تقيم و بازگرداندن بخش��ى از گازه��اى زائ��د خ��روجى ب��ه قس��مت ورودى اس��ت. م��يزان چرخش گازهاى زائد خروجى ب��ه قس��مت ورودى براس��اس پارامتره��اى مختل��ف

.موتور و توسط دريچه اى که جريان داخل را تنظيم مى کند کنترل مى شودانژکتورپيزوالکتريک

فن آورى پيزوالکتريک از عبور جريان الکتريسيته از يک دسته الک��ترود و قطع��ات سراميک استفاده مى شود. به اين ترتيب کششى ايجاد مى شود که منجر به بلن��د شدن سوزن انژکتور مى شود. مزيت استفاده از اين فن آورى س��رعت آن اس��ت که باعث مى شود تا ميزان سوخت تزري�ق ش�ده ب�ه دقت کن�ترل و تنظيم ش�ود. پيش تزريق ها اتاقک س��وخت را گ��رم مى کنن��د و آن را ب��راى ورود تزري��ق اص��لى آماده مى کنند. پس تزريق ها نيز منج��ر ب��ه ادام��ه اش��تعال ايج��اد ش��ده از تزري��ق

.اصلى مى شوند تا دوده ها و مواد زائد ايجاد شده بسوزندفيلتر ذره اى با قابليت احياء دوره اى

اين فيلتر ذره اى که در قسمت خروجى ق��راردارد، ذرات دوده و خاکس��تر س��اتع شده از سوخت گازوئيل در حين فرايند احتراق را به دام مى اندازد. هنگ��امى ک��ه اين فيلتر پر مى شود، موتور يک سيکل احيا را براه مى اندازد. به اين ترتيب که با يک پس تزريق اضافى منجر به افزايش دماى گازه��اى خ��روجى مى ش��ود. وق��تى که دما از يک حد باالتر برود، دوده هاى درون فيل��ترذره اى اکس��يد ش��ده و از بين مى روند، فيلتر تميز شده و مجدداً مى تواند نقش خود را دربه دام انداختن ذرات

.به خوبى ايفا کندPK4 گيربکس جديد

)مى باش��د ک��ه در کارخان��ه کلئ��ون PK4 موتور جديد مجهز به يک گيربکس جديدCléon ��)رنو در نورماندى( Normandy ��)توليد ش��ده اس��ت. اين گ��يربکس دس��تى

ک��ه در PK 6 دنده مى باش��د از گ��يربکس6 محور و 3)غير اتوماتيک( که داراى حال حاضر از آن در موتورهاى با دور ب��اال اس��تفاده مى ش��ود، اس��تخراج ش��ده و

ب��ه کم��ک بلبرين��گ ه��ا و PK4متناسباً تغييراتى در آن ايجاد شده است. گيربکس دور در دقيق��ه )360دن��ده هاى تق��ويت ش��ده، قادراس��ت ت��ا گش��تاورى مع��ادل

360Nm ��)ايجاد کند. کارتر اين گيربکس از جنس آلومينيوم فشرده اس��ت ک��ه در همچ��نين از ي��ک PK4. کيل��وگرم است5/54عين ق��درت زي��اد وزن آن تنه��ا

.ديفرانسيل کروى فشرده بهره مى برد ب��ا به��ره گ��يرى از جدي��دترين پيش��رفت هاى ف��وق م��درن، PK4 درگ��يربکس

سروص��داهاى ناش��ى از گيربکس ه��اى دس��تى ک��اهش يافت��ه اس��ت. کارتره��اى برجسته که نزديکتر به محورها و چرخ دنده ها تعبي��ه ش��ده ان��د، پدي��ده رزون��انس

27

Page 28: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

آکوستيک را محدود کرده م��وجب ک��اهش س��ر و ص��دا مى ش��وند. دن��ده عقب ب��ه گونه اى مقارن طراحى شده که مى توان قب�ل از توق�ف کام�ل اتومبي��ل آن را در دنده عقب گذاشت. اين خصوص��يت ن��يز يکى ديگ��ر از ج��ذابيت هاى اين سيس��تم

. جديد انتقال قدرت مى باشدموتور چهار زمانه

اس��ت و ب��ه موتوره��اییFour-cycle-Engiueاین عبارت ترجمه عب��ارت انگلیس��ی اتالق می شود که کار خود را در چهار ک��ورس پیس��تون انج��ام می دهن��د. )ح��رکت

از باالترین مکان خود در سیلندر تا پایین ترین جای خود در سیلندر را یکپیستون کورس پیستون می گویند(. در بیان فنی این موتورها را موتورهای با چرخه چه��ار

است. Four-Stroke-cycle-Engiueمرحله ای می گویند که معادل عبارت به طور کلی موتورهای احتراق داخلی بر مبنای دفعات توان در ه��ر دور چ�رخش موتور ب��ه دو دس��ته کلی موتوره��ای دو زمان��ه و موتوره��ای چه��ار زمان��ه تقس��یم می ش��وند. موتوره��ای دوزمان��ه از لح��اظ س��اختاری س��اده ترند لیکن موتوه��ای

چهارزمانه کارایی بیشتری دارند. اولین ق��دم مهم ب��رای توس��عه موتوره��ای چهارزمان��ه در اواس��ط ق��رن ن��وزدهم میالدی انجام گرفت. در این زمان یک مهن��دس فرانس��وی ب��ه ن��ام »ب��ودور ش��ا« چهار اصل اساسی را برای کار کردن موتورهای احتراقی ارائه کرد. که در واق��ع توسعه این اصول و بکارگیری آن ها ب��اعث س��اخته ش��دن موتوره��ای چهارزمان��ه

گردید. این اصول به قرار زیرند:اتاقک احتراق باید کوچکترین نسبت سطح به حجم ممکن را داشته باشد.

فرآیند انبساط باید تا حد ممکن سریع انجام شود. تراکم در ابتدای مرحله انبساط باید تا حد امکان زیاد باشد.

کورس انبساط می بایست تا حد امکان زیاد باشد. پس از تالشهای فراوانی که برای محق��ق ک�ردن این اص��ول در س��اخت موتوره��ا

یک مهندس آلم��انی ب��ه ن��ام »ان.ای.ات��و« توانس��ت1876انجام گرفت در سال موتوری را به ثبت برساند که همان چرخ��ه چهارزمان��ه را ب��ه ک��ار می بس��ت. این چهار عمل عبارتند از : مرحله مکش، مرحله تراکم، مرحله ت��وان، مرحل��ه تخلی��ه

که در اکثر موتورهای امروزی بکار می روند. انواع موتورهای چهار زمانه

موتوره��ای چه��ار زمان��ه ب��ه دو دس��ته کلی تقس��یم می ش��وند ک��ه عبارتن��د از: که در این موتورها برای مشتعل س��اختن س��وخت از موتورهای اشتعال جرقه ای

در این موتوره�ا ب�رای مش�تعل ک�ه موتورهای دی�زلیک جرقه استفاده می شود. س��اختن س��وخت از ح��رارت ایج��اد ش��ده در محفظ��ه س��یلندر و اتاق��ک اح��تراق

استفاده می شود )این حرارت باال به علت فشردگی زیاد سیال ایجاد می شود(.

28

Page 29: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

تف��اوت موتوره��ای اش��تعال ج��رقه ای و موتوره��ای دی��زل در این اس��ت ک��ه در موتورهای اش��تعال ج��رقه ای در مرحل��ه مکش مخل��وط ه��وا س��وخت )ک��ه اغلب

است( وارد سیلندر می شود و پس از آنکه در مرحل��ه ت��راکمگاز طبیعی یا بنزین این مخلوط در اتاقک اح��تراق فش��رده ش��د در ی��ک زم��ان مناس��ب )زم��ان بن��دی

اشتعال( عمل انفجار مخلوط مذکور به وسیله یک جرقه انجام می گیرد. در حالی که در موتورهای دیزل در مرحله مکش هوای خ��الی ب��ه داخ��ل محفظ��ه سیلندر مکیده می شود و در مرحله تراکم نیز فقط هوای خالی در اتاق�ک انفج��ار فشرده می شود، لیکن میزان فشردگی در موتورهای دیزل بیش��تر از موتوره��ای اشتعال جرقه ای است. این فشردگی باال باعث ایجاد حراست زیادی می گردد که

به محض ورود سوخت در مرحله توان باعث احتراق آن می گردد. ساختمان موتور چهارزمانه

موتوره��ای چه��ار زمان��ه خ��ود گ��روهی از موتوره��ای اح��تراق داخلی هس��تند. موتورهای احتراق داخلی ب��رای ک��ار ک��ردن ب��ه ی��ک س��ری قطع��ات و سیس��تم ها نیازمندند. نظیر سیستم سوخت رسانی، بدنه موتور، سیستم سوپاپ ها، سیستم خنک کننده و ... لیکن موتورهای چهارزمان��ه دارای مکانیس��م هایی می باش��ند ک��ه انج��ام چه��ار مرحل��ه مکش، ت��راکم، ت��وان و تخلی��ه را ب��ه ص��ورت مج��زا ممکن می سازد )در موتورهای دوزمان��ه مراح��ل مکش و ت��وان و تخلی��ه و ت��راکم ب��ا هم

انجام می شوند( این مکانسیم ها عبارتند از: ک��ه عم��ل ورود و )سیستم سوخت رسانی و تنظیم سوخت، سیس��تم س��وپاپ ها

خروج گازها را به طور دقی��ق کن��ترل می کن��د(، مانیفول��د ه��وا و مانیفول��د دود وسیستم زمان بندی اشتعال.

طرز کار هر دو نوع موتوره�ای چهارزمان��ه یع��نی موتوره��ای اش��تعال ج��رقه ای و تا حد زیادی شبیه به هم است. لیکن در مواردی ن��یز ب��ا یک��دیگرموتورهای دیزل

تفاوت دارد در ذیل اصول کلی کار موتورهای چهارزمانه را ذکر می کنیم. در اولیه مرحله سوپاپ ورودی هوا همزمان با حرکت رو به پایین پیس��تون درون سیلندر باز می شود. با این عمل مخلوط ه��وا و س��وخت )در موتوره��ای اش��تعال جرقه ای( و هوای خالی )در موتورهای دیزل( وارد محفظه سیلندر شده و آنجا را

پر می کند. مرحله بعد از لحظه ای شروع می ش��ود ک��ه پیس��تون از پ��ایین ترین نقط��ه مک��انی خود شروع می کند به حرکت رو به باال. در این مرحله هر دو س��وپاپ ه��وا و دود بسته اند. پیستون سیال موج��ود در محفظ��ه س��یلندر را در داخ��ل اتاق��ک اح��تراق

واقع در سه سیلندر فشرده می کند. در مرحله بعد س��یال موج�ود در اتاق�ک اح�تراق منفج��ر می گ�ردد )در موتوره�ای اشتعال ج�رقه ای اینک��ار ب�ه وس��یله ی��ک جرق�ه الک��تریکی و در موتوره�ای دی��زل بواسطه تزریق سوخت انجام می ش��ود( در این مرحل��ه ن��یز س��وپاپ ها بس��ته اند.

29

Page 30: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

انرژی آزاد شده از سوختن مواد فسیلی باعث ایجاد نیروی فش��ارندگی پیس��تونمی گردد که باعث پایین رفتن پیستون می شود.

در مرحل��ه بع��د گازه��ای ناش��ی از س��وختن س��یال تم��ام محفظ��ه س��یلندر را پ��ر کرده اند؛ در این مرحله سوپاپ دود باز می شود تا گازهای داغ ناش��ی از اح��تراق را از طریق مانیفولد دود از موتور خارج کند. حرکت رو به باالی س��یلندر ن��یز ب��ه

عمل تخلیه گازها کمک می کند. انج��ام ش��دهمی��ل لنگپس از طی شدن این چهار مرحله که در دو دور چ��رخش

است. یک چرخه موتور چهار زمانه انجام شده است و ب��رای ادام��ه ی��افتن تولی��د توان این چرخه دوباره به ترتیب ف��وق و از مرحل��ه اول از س��ر گرفت��ه می ش��ود. الزم به ذکر است که اکثر موتورهای ام��روزی بیش از ی��ک س��یلندر دارن��د ک��ه در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. لیکن این مراحل در همه آن ها ب��ه ص��ورت همزم��ان اتف��اق نمی افت��د. مثالً هیچ وقت ممکن نیس��ت ک��ه در دو س��یلندر عم��ل انفج��ار صورت گیرد. این امر به خاطر شکل بخصوص میل لنگ و نیز ک��ار ک��ردن موت��ور

است. موتورهای چهارزمانه ام��روزه پرک��اربردترین موتوره��ای اح��تراقی هس��تند ک��ه در طی��ف وس��یعی از خودروه��ا ب��ه ک��ار می رون��د. و علت آن ن��یز ش��تاب ب��االی این

موتورها و نیز کارآیی و انعطاف پذیری زیاد این موتورهاست. موتور درون سوز

Intrerموت��ور درون س��وز ی��ا موت��ور اح��تراق داخلی ترجم��ه عب��ارت انگلیس��ی combustion Engineاست و به موتورهایی گفته می ش��ود ک��ه س��وخت در داخ��ل

محفظه موتور سوزانده می شود. یک موتور احتراق داخلی وسیله است که انرژی محبوس در سوخت های فس��یلی

تبدیل کرده وانرژی مکانیکی را به LPG، گازوئیل و یا نفت، گاز مایع بنزیننظیر ، خ�ارج از پوس��ته موت�ور، ب�ه ص�ورت چ�رخشمی�ل لنگآن را در انته�ای ش�فت

صفحه فالیویل در اختیار مصرف کننده می گذراد. اولین تجربه کارآ و قابل ذکر در زمینه ساخت موتوه��ای اح��تراق داخلی در س��ال

میالدی اتفاق افتاد. در این سال یک مخ��ترع آلم��انی ب��ه ن��ام »ان.ای.ات��و«1876 موفق شد که یک موتور احتراق داخلی، چهار زمانه را به ثبت برساند ک��ه اص��ول کار موتور در حال حاضر اصول کار موتوره��ای رایج اس��ت. از آن ت��اریخ ب��ه بع��د تحول چندانی در ساختمان این موتورها از لحاظ کارکردی اتفاق نیافت��اده اس��ت. بلکه مدل های مختلف و انواع پیشرفته تری س��اخته ش��ده اند ک��ه ب��ا نمون��ه اولی��ه

موتوری توس��ط »وانک��ل« س��اخته ش��د ک��ه1957بسیار مشابهند؛ البته در سال اگر چه اصول موتورهای اتو را به کار می برد، لیکن ساختمان آن متفاوت است.

انواع موتورهای احتراق داخلی

30

Page 31: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

این موتورها را به دسته کلی موتور چهار زمان��ه و موتوره��ای دو زمان��ه می ت��وان تقسیم کرد. اصول کاری این موتوره��ا مش��ابه اس��ت؛ لیکن نح��وه عم��ل آنه��ا ب��ه

علت تفاوت های ساختاری اندکی متفاوت است.موتور چهارزمانه

این موتورها در واقع همان موتورهایی هستند که توسط اتو اختراع شدند و وج��ه تسمیه آنها این اس�ت ک�ه این موتوره�ا ب�رای ه�ر انفج��ار )مرحل�ه تب�دیل ان�رژی سوخت ب��ه ان��رژی مک��انیکی( می بایس�ت چه�ار مرحل��ه مکش، ت��راکم، انفج��ار و

تخلیه را انجام دهند.موتورهای دوزمانه

مخترعین هم عصر اتو اعتقاد داشتند که وجود تنه��ا ی��ک مرحل��ه ت��وان در دو دور چرخش موتور، زیان بزرگی است؛ بنابراین توج��ه خ��ود را ب��ه موت��وری معط��وف کردند که در هر دور چ��رخش دارای ی��ک انفج��ار ب��ود. این ک��ار ب��ا ت��رکیب ک��ردن

ب��ه عن��وان ی��ک مرحل��ه و ت�رکیب تخلی��ه و ت�راکم ب�هدم و بازدممراحل انفجار و عنوان مرحله بعدی صورت می گیرد.

معیارهای دیگر جهت طبقه بندی موتورهای احتراق داخلی

روش دیگر برای طبقه بندی این موتورها )اعم از دوزمان��ه ی��ا چه�ار زمان��ه( ذک��ر کردن تعداد سیلندرهای این موتورهاست. در این موتورها سیلندرها ک��ه در واق��ع واحدهای تولید انرژی مکانیکی می باشند در کنار یکدیگر ق��رار می گیرن��د. ب��ر این اساس موتورهای متنوعی ساخته شده اند ک��ه ان��واع مت��داول آنه��ا می توانن��د ی��ک س��یلندر، دو س��یلندر، س��ه س��یلندر، چه��ار س��یلندر، ش��ش س��یلندر، هش��ت، ده و دوازده و در مواردی بیست و چهار سیلندر باشد. البته معیارهای دیگری نیز برای طبقه بندی این موتورها به کار می رود؛ مثالً اگر نحوه آرایش س��یلندرها را معی��ار

V، موتوره��ای موتوره��ای خطیدر نظر بگیریم می توانیم موتوره��ا را ب��ه ان��واع: شکل یا خورجینی و موتورهای ش�عاعی تقس�یم بن�دی ک�نیم و ی�ا اینک�ه می ت�وان برای طبقه بندی موتورها از حجم آن ها استفاده کرد ک��ه عب��ارت اس��ت از حجم کل پیستون های آن ها زمانی که در نقطه مرگ پ�ایین باش�ند. روش دیگ�ر ب�رای

طبقه بندی این موتورها، نحوه مشتعل شدن سوخت در این موتورها است. گازهای ناشی از احتراق از محفظه سیلندر تخلیه می شود. البته این چهار مرحله

و2 و 1در موتور چهارزمانه اتف��اق می افت��د و در موتوره��ای دو زمان��ه مراح��ل با یکدیگر تواما انجام می شوند. به ه��ر ح�ال پس از انج��ام مرحل��ه4 و 3مراحل

انفجار )توان( انرژی آزاد شده از سوختن ماده سوختنی آزاد شده است و باعث می گ��ردد. از آنج��ایی ک��ه ح��رکت پیس��تون ب��ه ص��ورت رفت وپیس��تونح��رکت

به ی��ک قطع��ه دیگ��ر درحرکت دورانیبرگشتی است. برای تبدیل این حرکت به به نام میل لنگ نیاز است ک��ه ب��ه پیس�تون ی�ا پیس�تونها )ب��ر حس�ب تع�دادموتور

سیلندر موتور( متصل ش��ده و ح��رکت رفت و برگش��تی را ب��ه ح��رکت چرخش��یتبدیل می کند.

31

Page 32: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

موتوره��ای اح��تراق داخلی ب��رای درس��ت ک��ار ک��ردن ب��ه سیس��تم ه��ای مختلفی نیازمندند ک��ه همگی می بایس��ت ب��ه دقت و نح��و مطل��وب وظیف��ه خ��ود را انج��ام دهند. اجزا و سیستم های تشکیل دهنده یک موتور احتراق داخلی را می ت��وان ب��ه

شرح زیر برشمرد. می باش��د. ب��ر رویپیستون است که محل باال و پایین رفتن موتورقسمت اصلی

سیلندر ق��رار می گ��یرد و مح��ل ق��رار گ��یری س��وپاپ ها ، ش��مع ها و ... می باش��د. قطعه متحرکی است ک��ه در داخ��ل س��یلندر ب��اال و پ��ایین می رود و ب��ه می��ل لن��گ متصل است. تبدیل کننده حرکت رفت و برگشتی به حرکت چرخشی اس��ت. ب��ه س��اختارهایی گفت��ه می ش��وند ک��ه محفظ��ه س��یلندر را ب��ه ه��وای ب��یرون مرب��وط می کن��د. وظیف��ه رس��اندن و تنظیم م��یزان س��وخت مص��رفی را ب��ر عه��ده دارد. وظیفه کن��ترل دم��ای ک��اری موت��ور را ب��ه عه��ده دارد. جهت کم ک��ردن س��ایش و انتقال حرارت موتور به کار می رود. جهت اشتعال سوخت و ایجاد جرقه ک��اربرد دارد. )موتوره��ای دی��زل فاق��د این سیس��تم می باش��د( جهت زم��ان بن��دی ورود

و خ��روج دود ب��ه ک��ار می رون��د. )موتوره��ای دوزمان��هآزمایش های مربوط به هوا فاقد این سیستم اند(. رینگ های پیستون، می��ل بادام��ک، چ��رخ لنگ��ر ی��ا فالپوی��ل،

یاتاقان ها، کاورنر، و... نحوه حرکت موتورهای الکتریکی

ح�رکت می کن�د. کلی�دلک�تریکیحاال بیایید ببینیم چه اتفاق می افت�د ک�ه موت�ور ا چگونه کار می کنن��د، فهمی��دن نح��وه عملک��ردموتورهای الکتریکی فهمیدن اینکه

آهن ربای الکتریکی است آهن ربای الک��تریکی مبن��ای ک��ار موتوره��ای الک��تریکیاست.

سانتی متر بردارید و به دور میخی بپیچید و دو سر آن��را ب��ه10اگر سیمی حدود زمانیکه جریان از سیم عب��ور می کن��د ی��ک می��دان؛دو سر یک باطری وصل کنید

مغناطیسی در اطراف سیم ایجاد می شود و آن میخ تبدیل ب�ه آهنرب�ا می ش�ود. این میدان تا زمانی که جریان از سیم عبور می کند وج�ود دارد؛ یع�نی ت�ا زم�انی که دو سر سیم به باطری متصل باشد و زمانی ک��ه این اتص��ال قط��ع ش��ود، این

وSمیدان نیز از بین می رود. آن سر میخ که به قطب مثبت باطری وصل شده می نامیم؛ حال اگر یک آهنNسر دیگر را که به قطب منفی باطری وصل شده

ربای نعلی شکل بردارید و این میخ را ب��ه ص��ورت معل��ق در وس��ط این آهن رب��ا میخNقرار دهید به طوری که میخ کامال افقی قرار گیرد، در ص��ورتی ک��ه قطب

آهن ربای نعلی شکل ق��رار بگ��یرد و قطب دیگ��ر میخ ن��یز ب��هNدر مقابل قطب میخ درN درجه خواه��د چرخ��د، ت��ا قطب 180همین صورت در این وضعیت میخ

آهن رب��ا ق��رار بگ��یرد.N میخ در مقاب��ل قطب S آهنرب��ا و قطب Sمقاب��ل قطب هم��انطور ک��ه میدانی��د دو قطب متض��اد هم��دیگر را ج��ذب و دو قطب همس��ان همدیگر را دفع می کنند که ح��رکت میخ ن��یز در آهن رب��ای نعلی ش��کل ب��ه همین

صورت است. نیز در واقع از همین قانون پیروی می کند ما هر ب��ارموتورهای الکتریکی حرکت

Nکه در یک موتور پله ای یک سیم پیچ را تحریک می کنیم در واقع قطب ه��ای , Sرا در داخل موتور ایج��اد می ک�نیم و روت��ور ن��یز مث��ل آن میخ و ب��ا اس��تفاده از

32

Page 33: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

قانون جذب و دف�ع قطب ه�ا ب�ه ح�رکت در می آی��د و این ح�رکت هم�ان چ�یزیاست که ما به صورت فیزیکی از موتور مشاهده می کنیم.

نتیجه گیری

در این تحقیق ابت�دا ب�ه مع�رفی مختص�ر دس�تگاه ه�ای مک�انیکی پرداخت�ه ش�د و انواع موتورهای الک��تریکیسپس طرز کار انواع موتورهای ساده بررسی گردید.

معرفی گردیده و طرز کار هر یک به طور خالصه ش��رح داده ش��د. یکی از اولین داراي آرميچريDC موتور کالسيک هستند.DCموتورهای الکتریکی ، موتورهای

از آهنرباي الکتريکي است. يک س��وييچ گردش��ي ب��ه ن��ام کموت��اتور جهت جري��ان الکتريکي را در هر سيکل دو بار ب��رعکس مي کن��د ت��ا در آرميچ��ر جري��ان ياب��د و آهنرباهاي الکتريکي، آهنرب��اي دائمي را در ب��يرون موت��ور ج��ذب و دف��ع کنن��د. ب��ا تغییرات و اضافه کردن اجزای دیگر به این نوع کالسیک موت��ور، می ت��وان ان��واع

معرفی ش��ده ان��د. ن��وعDCبیشتری را ساخت که در زیر مجموعه ی موتورهای هستند که ب��ا توج��ه ب��ه مط��الب نتیج��ه میACدیگر موتورهای ساده، موتورهای

AC الق�ایی موتوره�ای های بیشتری دارن�د. قابلیتDCشود که نسبت به موتورهای عم��ومی ترین موتوره��ایی هس��تند ک��ه در س��امانه های کن��ترل ح��رکت ص��نعتی و

کارایی بهتریACهمچنین خانگی استفاده می شوند. و نسبت به دیگر موتورهای یکی دیگ��ر از ان��واع را نشان می دهند. که به ان��واع مختلفی تقس��یم می ش��وند.

یک موتور دورانی، یک موت��ور موتور وانکل موتورهای ساده موتور وانکل است. احتراق داخلی است درست مثل موتور اتومبیل ولی کامالً متفاوت با موتور های مرسوم پیستونی کار می کن�د. در ی�ک موت�ور پیس�تونی حجم مشخص�ی از فض�ا )سیلندر( متناوبا چهار کار متفاوت را انج��ام می ده��د. مکش، ت��راکم، اح��تراق، و خروج دود. شرکت مزدا در تولید و توسعه ی خودرو ه��ایی ک��ه از موت��ور دورانی استفاده می کنند سابقه ی طوالنی دارد.آخرین نوع موتورهای مع��رفی ش��ده در این تحقی��ق، موتوره��ای دی��زل اس��ت. در این موتوره��ا ب��رای ش��عله ور س��اختن سوخت از حرارت های باال استفاده می شود. به این شکل که ابت��دا دم��ای اتاق��ک احتراق را بسیار باال می برند و پس از اینکه دما به ان��دازه ک��افی ب��اال رفت م��اده

نامیده می dCi 2.0 نوع جدید این موتورها سوختنی را با هوا مخلوط می کنند. ب�ه موتوره�ایی اتالق می ش�ود ک�ه ک�ار خ�ود را در چه�ارموتور چهار زمانه شود.

کورس پیستون انجام می دهند. موتورهای چهار زمان��ه ب��ه دو دس��ته کلی تقس��یم ک��ه در این موتوره��ا ب��رای موتوره��ای اش��تعال ج��رقه ایمی شوند که عبارتند از:

در ک��ه موتوره��ای دی��زلمشتعل ساختن سوخت از یک جرقه استفاده می ش��ود. این موتورها برای مش��تعل س��اختن س��وخت از ح��رارت ایج��اد ش��ده در محفظ��ه

نح��وه ح��رکت موتوره��ایسیلندر و اتاقک احتراق استفاده می شود. در آخ��ر ن��یز الکتریکی شرح داده شده است.

33

Page 34: موتورهای میدان سیم پیچی شدهgsia.tums.ac.ir/Images/UserFiles/37501/file/دستگاه... · Web viewسیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند

34