کامل ترین راهنمای انتخاب الکتروموتور

انتخاب الکتروموتور مناسب یک کار مهندسی دقیق است که نیازمند شناخت شما به متغیرهای مختلف است. متغیرهایی مانند تعداد فاز، مکان و نحوه نصب، شرایط محیطی کاری و حتی ارتفاع مکان نصب از سطح دریا در انتخاب شما مؤثر است. به همین دلیل در این مقاله تلاش می‌کنیم با ارائه یک راهنمای انتخاب الکتروموتور مناسب، به شما کمک کنیم تا بهترین گزینه مورد نیاز خود را خریداری کنید.

کامل ترین نکات راهنمای انتخاب الکتروموتور

در این بخش قصد داریم متغیرهای مختلفی که در انتخاب شما می‌تواند نقش اساسی داشته باشد معرفی و با هم بررسی کنیم. اگر به مشخصاتی که روی پلاک الکتروموتورها درج می‌شود دقت کنیم، معمولا 5 مورد بعنوان ویژگی‌های منحصر بفرد آن الکتروموتور نوشته شده است. ما نیز برای بررسی، با همین موارد شروع می‌کنیم. مشخصاتی که روی پلاک درج می‌شوند، عبارتند از:

1. نیاز برق و جریان الکتریکی موتور

الکتروموتورها از لحاظ مصرف انرژی الکتریکی به دو نوع AC و DC تقسیم می‌شوند. الکتروموتورهای AC دارای 2 نوع تک فاز و سه فاز هستند و الکتروموتورهای DC فقط از نوع تک فاز می‌باشند. الکتروموتورهای AC یا جریان متناوب بطور کلی دارای ویژگی‌هایی از جمله کارایی بالاتر، صدای کمتر و کاربردهای متنوع هستند. اما ویژگی مهم الکتروموتورهای DC این است که سرعت‌های متغیری ارائه می‌دهند و همچنین برای موارد کنترلی بهتر و دقیق‌تر عمل می‌کنند. به همین دلیل الکتروموتورهای DC در روباتیک و از این دست موارد کاربرد زیادی دارند.

یکی از مواردی که در زمینه الکتروموتورهای AC باید به آن اشاره کرد این است که این الکتروموتورها کاربردهای متنوع‌تری نسبت به نوع DC در صنایع سبک و سنگین دارند. در واقع اغلب الکتروموتورهایی که در قسمتهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند از نوع AC هستند. احتمالا شما نیز از آن دسته افرادی هستید که به دنبال خرید الکتروموتورهای AC هستید.

الکتروموتورهای AC خود شامل 2 نوع آسنکرون یا القایی (Induction Motors) و سنکرون (Synchronous Motors) هستند. تفاوت اصلی این دو در مکانیزم تولید میدان مغناطیسی روتور و در تفاوت سرعت روتور است. در موتور سنکرون سرعت روتور با میدان مغناطیسی استاتور برابر است ولی در موتور آسنکرون، سرعت روتور همیشه کمتر از سرعت میدان استاتور است. در نتیجه در موتور آسنکرون همواره لغزش وجود دارد. راه‌اندازی موتورهای آسنکرون با اتصال به منبع تغذیه انجام می‌شود اما موتورهای سنکرون نیاز به یک ابزار بیرونی برای راه‌اندازی دارند.

در صنعت، بیشتر از موتورهای سه فاز القایی استفاده می‌شود. این موتورها دارای هزینه کمتر و تعمیر و نگهداری آسان‌تر هستند.

2. نوع جریان

نوع جریان ورودی به الکتروموتور می‌تواند بر دو نوع تک فاز و یا سه فاز باشد. در نوع تک فاز که با برق شهری هم می‌توان آن را راه‌اندازی کرد، در کاربردهای خانگی و صنعتی سبک مورد استفاده دارند. بطور مثال استفاده در بالابر، پمپ، فن و ماشین لباسشویی و… جزو موارد رایج است. از سایر مواردی که باید به آن اشاره کرد این است که الکتروموتورهای تک فاز نهایتا تا 5 اسب بخار، تولید توان خروجی دارند. از طرف دیگر بازدهی کمتری هم نسبت به الکتروموتورهای سه فاز دارند.

اما در نوع سه فاز، برق ورودی نیز سه فاز است و برای مصارف سنگین صنعتی مورد استفاده دارند. بطور مثال مواردی مانند نوار نقاله، جرثقیل، همزن‌های صنعتی، سنگ‌شکن‌ها و… از جمله موارد استفاده سه فازها هستند.

3. جنس بدنه

جنس بدنه الکتروموتورها با توجه به کاربردهای مختلفی که دارند ساخته می‌شود. بیشتر الکتروموتورهای چدنی برای کاربری‌هایی که در واقع در شرایط سخت کاری هستند استفاده می‌شوند. خاصیت چدن باعث می‌شود استحکام کافی را داشته باشند و در برابر ضربه، خوردگی و بار مقاومت کافی را داشته باشند. اما به دلیل سنگینی آنها، نصب این الکتروموتورها هم سخت‌تر است. اما در اینگونه موارد طول عمر و دوام الکتروموتور از سختی نصب آن مهم‌تر است. این نوع الکتروموتورها مناسب کار در مناطق گرم نیستند، چرا که قابلیت انتقال گرمایی خوبی نسبت به نوع آلومینیومی ندارند. در واقع می‌توان گفت این نوع الکتروموتور در مناطق سردسیر بخوبی کار می‌کنند. این الکتروموتورها برای مواردی که نیاز به قدرت و توان بالایی داریم استفاده می‌شوند. اما باید به یاد داشته باشیم که به دلیل وزن زیاد آن بهتر است از این الکتروموتورها در جایی استفاده کنیم که احتیاج به جابجایی زیادی نداشته باشد.

اما الکتروموتورهای آلومینومی قدرت انتقال حرارتی بهتری دارند و در برابر خوردگی و سایر عوامل طبیعی استحکام کافی را دارند. علاوه بر ظاهر زیبا، به دلیل سبکی، نصب آسانی نیز دارند. الکتروموتور پوسته آلومینیومی گزینه‌های مناسبی برای زمانی هستند که توان کمتری نیاز داریم. همانطور که کمی پیشتر هم اشاره کردیم، این الکتروموتورها در برابر ضربه و شوک و فشار و… مقاومت کمتری نسبت به نوع چدنی دارند.

در هر حال هنگام انتخاب الکتروموتور به ویژگی پوسته و تناسب آن با کاربری که نیاز دارید دقت کنید. همیشه تلاش کنید الکتروموتور را از برندهایی خریداری کنید که کیفیت متناسب با نیاز شما را برآورده کرده و قیمت مناسبی نیز ارائه دهند.

4. سرعت نامی

سرعت الکتروموتور با توجه به درجه فرکانس و تعداد قطب‌ها مشخص می‌شود. هر چه تعداد قطب‌ها بیشتر باشد، سرعت موتور کمتر ولی گشتاور آن بیشتر است. مثلا سرعت یک الکتروموتور دو قطبی 2 برابر یک الکتروموتور 4 قطبی است. فرمول محاسبه سرعت نامی با توجه به فرکانس 50 هرتز برق ایران، بصورت زیر است:

[فرکانس x 120]➗تعداد قطب ها

در نتیجه سرعت نامی الکتروموتورها بصورت زیر است:

• 3000 دور در دقیقه (دو قطب)
• 1500 دور در دقیقه (چهار قطب)
• 1000 دور در دقیقه (شش قطب)

تفاوت سرعت عملیاتی و سرعت سنکرون در این است که سرعت عملیاتی سرعتی زیر بار است و اگر سرعت عملیاتی با سایر دستگاه‌ها همخوانی ندارد نیاز به تجهیزات دیگری داریم. بطور مثال با استفاده از یک اینورترو VFD می‌توان با تغییر فرکانس، سرعت را تنظیم کرد. اگر VFD نداشته باشیم باید از گیربکس‌های صنعتی برای کنترل سرعت استفاده کنیم.

باید دقت داشته باشید که  الکتروموتورها نباید با بیش از 10% سرعت نامی خود و کمتر از 50% سرعت نامی راه اندازی شوند. مثلا موتوری با سرعت 3000 دور در دقیقه را نباید با سرعتی بیش از 3300 RPM یا کمتر از 1500 RPM راه اندازی کرد.

5. توان نامی

توان مقدار انرژی الکتریکی که یک الکتروموتور بدون تجاوز از میزان مجاز حرارت می‌تواند به انرژی مکانیکی تبدیل کند. این مقدار با کیلووات (KW) یا اسب بخار (HP) اندازه‌گیری می‌شود. توان هر الکتروموتور می‌تواند به طراحی، سایز و راندمان موتور بستگی داشته باشد. برخی از این موارد را در ادامه توضیح خواهیم داد.

6. نحوه نصب

نحوه نصب الکتروموتور نیز یکی از مواردی است که باید به آن دقت کنید. الکتروموتورها به سه روش کلی یعنی فلنج، پایه، پایه و فلنج نصب می‌شوند. نصب پایه از بغل هم برای الکتروموتورهایی که جعبه ترمینال آن در بالا قرار دارد، امکان‌پذیر است. نصب صحیح الکتروموتور یکی از مهمترین مواردی است که باید به آن توجه کرد، چرا که در طول عمر آن تأثیر بسزایی دارد.

همینطور الکتروموتورهای عمود نصب نیز دارای شرایط ویژه خود هستند که در سایر مقالات ما نیز می‌توانید در مورد این الکتروموتورها بیشتر بخوانید. در هر صورت در هنگام خرید باید حتمن با توجه به نیاز کسب و کار خود الکتروموتورهای مختلف را انتخاب کنید.

7. دمای محیط

استانداردی که برای دمای محیط و میزان بازدهی الکتروموتور مطرح می‌شود، دمای 40 درجه سانتیگراد است. همانطور که می‌دانید گرما، عامل بزرگی برای کاهش بازدهی و حتی خرابی محصولات الکتریکی است. به همین دلیل باید دقت کنید که اگر نیاز دارید در دمای بالاتر از 40، همان بازدهی را داشته باشید، احتمالاً باید اندازه فریم بزرگتری برای موتوری با همان رتبه انتخاب شود.

8. ارتفاع از سطح دریا

استاندارد کلی برای بازدهی الکتروموتورها تا سطح 1000 متر بالاتر از سطح دریا پیش‌بینی شده است. برای ارتفاعات بیش از 1000 متر باید رتبه‌بندی موتور از لحاظ تناسب با بازدهی مورد نظر بررسی گردد. در غیر این صورت مسلما زمان بیشتری برای بازدهی مورد نظر باید صرف شود.

9. برند الکتروموتور

10. بررسی استانداردها

ضریب نفوذ ناپذیری

همانطور که در سایر مقالات سایت نیز در مورد استانداردهای متنوع توضیح داده شده است، این استانداردها بعضا نقش حیاتی برای صنعت دارند. الکتروموتورها باید بصورت کلی میزانی از ضریب نفوذ ناپذیری را رعایت کنند. بطور مثال باید از نفوذناپذیری مناسبی برای جلوگیری از ورود رطوبت و گرد و غبار برخوردار باشند. در این استانداردها که شامل کد IP هستند تفاوتهایی در سطح این نفوذناپذیری وجود دارد. استانداردها در انواع الکتروموتور محفظه باز، حفاظت‌های IP00، IP02، IP11، IP12، IP13، IP21، IP22 و IP23 و در انواع محفظه بسته IP44، IP54، IP55 و IP56 است.

عایق‌بندی حرارتی

استاندارد دیگری که باید به آن اشاره کنیم، استاندارد حراراتی دستگاه است. این استاندارد هم مشخص می‌کند که الکتروموتور نهایتا تا چه دمایی توانایی کار مفید دارند. این درجه‌بندی دارای کلاس‌های مختلفی شامل کلاس A تا 105 درجه سانتیگراد، کلاس B تا 130 درجه سانتیگراد، کلاس F تا 155 درجه سانتیگراد و کلاس H تا 180 درجه سانتیگراد می‌باشد.

استاندارد ضد انفجار

در صورتی که محل صنعت و کسب و کار شما در جایی قرار دارد که در آن احتمال وجود گازها و گرد و غبار قابل انفجار وجود دارد، باید حتمن از الکتروموتورهای EX یا ضد انفجار استفاده کنید. این استاندارد اصلا شوخی‌بردار نیست و می‌تواند به قیمت فاجعه برای شما تمام شود. پس اگر در مکان‌هایی مانند پتروشیمی‌ها، معادن و از این دست مکان‌ها نیازمند الکتروموتور هستید احتمالا باید الکتروموتورهای ضد انفجار انتخاب کنید. پس قبل از خرید حتمن این مورد را نیز بررسی کنید. این الکتروموتورها طوری طراحی شده‌اند که هیچگونه جرقه‌ای به بیرون منتقل نمی‌شود و همینطور هیچ گاز قابل استعالی هم به آن وارد نمی‌شود.

استاندارد IE یا بازدهی

کلاس بازدهی یا راندمان IE که مشخص‌کننده میزان تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی است بصورت زیر دسته‌بندی می‌شود:

• IE1: بازدهی استاندارد
• IE2: بازدهی بالا
• IE3: بازدهی عالی
• IE4: بازدهی فوق‎العاده

این استانداردها میزان مصرف انرژی را برای شما کنترل می‌کنند. این موضوع از این جهت اهمیت دارد که قیمت انرژی در دنیا بالاست و در سراسر دنیا به دنبال مصرف انرژی کمتر برای ایجاد توازن بیشتر در محیط زیست هستند. به یاد داشته باشید که حدود 46 درصد از برق تولید در جهان توسط الکتروموتورها مصرف می‌شوند. به همین دلیل استفاده از استانداردهای بهتر، می‌تواند صنعت شما را از لحاظ هزینه‌های تولید بیمه کند. اما قیمت این الکتروموتورها نیز گرانتر هستند. البته در ایران هنوز هم استاندارد IE1 که در اروپا منسوخ شده است استفاده دارد چرا که هنوز انرژی در ایران بطور کلی نسبت به دنیا ارزانتر است.

سخن پایانی

سوالات متداول

اهمیت درجه حفاظتی چقدر است؟

جنس بدنه چدن بهتر است یا آلومینیوم؟

الکتروموتور تک فاز بهتر است یا سه فاز؟