آرمیچر، قلب تپنده موتورها؛ شناخت انواع آرمیچر و کاربردهای آنها
- مجموعه: ابزار و ماشین آلات
آرمیچر نیروی محرکه موتور را فراهم میکند
دنیای شگفتانگیز آرمیچرها؛ سفری به قلب موتورهای الکتریکی
آرمیچر چیست؟
آرمیچر یکی از اجزای اصلی یک ماشین الکتریکی (مانند موتور یا ژنراتور) است که جریان متناوب (AC) را هدایت میکند. حتی در ماشینهای جریان مستقیم (DC) نیز به لطف کموتاتور (که بهطور دورهای جهت جریان را برعکس میکند) یا کموتاسیون الکترونیکی (مثلاً در موتور DC بدون جاروبک)، آرمیچر جریان متناوب را هدایت میکند.
آرمیچر از سیمپیچی خود که با میدان مغناطیسی ایجاد شده در فاصله هوایی بین استاتور و روتور درگیر است، محافظت و پشتیبانی میکند. استاتور میتواند یک قسمت چرخان (روتور) یا یک قسمت ثابت (استاتور) باشد.
واژه “آرمیچر” در قرن نوزدهم به عنوان یک اصطلاح فنی به معنای “نگهدارنده آهنربا” معرفی شد.
آرمیچر از سیمپیچیهای ظریف و هستهای تشکیل شده است
چگونه یک آرمیچر در یک موتور الکتریکی کار میکند؟
یک موتور الکتریکی از طریق القای الکترومغناطیسی، انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکند. این پدیده زمانی رخ میدهد که یک هادی حامل جریان در داخل یک میدان مغناطیسی مجبور به حرکت شود. در یک موتور الکتریکی، استاتور با استفاده از آهنرباهای دائمی یا الکترومغناطیس، میدان مغناطیسی دوار ایجاد میکند. آرمیچر که معمولاً روتور است، سیمپیچی آرمیچر را حمل میکند که به کموتاتور و جاروبکها متصل است. کموتاتور با چرخش آرمیچر، جهت جریان را در سیمپیچی آرمیچر تغییر میدهد تا همیشه با میدان مغناطیسی همراستا باشد. تعامل بین میدان مغناطیسی و سیمپیچی آرمیچر، گشتاور (torque) ایجاد میکند که باعث چرخش آرمیچر میشود. شفت متصل به آرمیچر، نیروی مکانیکی را به سایر دستگاهها منتقل میکند.
کاربردهای آرمیچر
آرمیچر در طیف گستردهای از کاربردها، از جمله موارد زیر، استفاده میشود:
1. موتورهای الکتریکی: آرمیچر در انواع مختلف موتورهای الکتریکی، از جمله موتورهای DC، AC، سروو موتور، موتورهای پلهای و موتورهای خطی، استفاده میشود.
موتورهای الکتریکی در طیف گستردهای از دستگاهها و تجهیزات، از جمله لوازم خانگی، ابزارآلات برقی، وسایل نقلیه، آسانسورها، پمپها و فنها، کاربرد دارند.
2. ژنراتورها: در ژنراتورها، آرمیچر در جهت مخالف موتورهای الکتریکی عمل میکند و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. ژنراتورها برای تولید برق در نیروگاهها، منازل و سایر مکانها استفاده میشوند.
3. مبدلهای الکترومغناطیسی: آرمیچر در برخی از مبدلهای الکترومغناطیسی، مانند مبدلهای DC به DC و مبدلهای DC به AC، استفاده میشود. مبدلهای الکترومغناطیسی برای تغییر ولتاژ و جریان الکتریکی در مدارهای الکتریکی استفاده میشوند.
4. بلندگوها: در بلندگوها، آرمیچر به یک دیافراگم متصل میشود و ارتعاشات مغناطیسی را به ارتعاشات مکانیکی تبدیل میکند که به عنوان صدا به گوش میرسند. بلندگوها در طیف گستردهای از دستگاهها و تجهیزات، از جمله سیستمهای صوتی، تلویزیونها، تلفنها و اسباببازیها، کاربرد دارند.
5. ابزارآلات برقی: در برخی از ابزارآلات برقی، مانند دریلها، فرزها و ارهها، از آرمیچر برای تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت دورانی استفاده میشود. این ابزارآلات برای انجام کارهای مختلف، مانند سوراخکاری، برش و سنبادهزنی، استفاده میشوند.
6. اسباببازیها: در برخی از اسباببازیها، مانند ماشینهای کنترلی و قطارهای برقی، از آرمیچر برای تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت استفاده میشود. این اسباببازیها برای سرگرمی و آموزش کودکان استفاده میشوند.
7. کاربردهای دیگر: آرمیچر در برخی از دستگاههای دیگر، مانند چاپگرها، اسکنرها و دوربینها، نیز استفاده میشود.
قسمت های مختلف آرمیچر
اجزای آرمیچر و وظایف آنها
آرمیچر قلب تپنده موتور الکتریکی است و از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام نقش مهمی در عملکرد موتور ایفا میکنند. در ادامه به معرفی اجزای اصلی آرمیچر میپردازیم:
1. آهنربای دائمی: دو آهنربای دائمی با قطبهای مخالف در آرمیچر وجود دارند که یک میدان مغناطیسی شعاعی ایجاد میکنند. این میدان مغناطیسی برای عملکرد موتور ضروری است.
2. سیمپیچ: سیمپیچها از دیگر اجزای مهم آرمیچر هستند که در شکافهای هسته آرمیچر قرار میگیرند. وظیفه اصلی سیمپیچها تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی و ایجاد گشتاور در آرمیچر است.
3. کلکتور: کلکتور (کموتاتور) وظیفه اتصال سیمپیچها به مدار الکتریکی خارجی را بر عهده دارد. کلکتور با تغییر جهت جریان در سیمپیچها، باعث چرخش مداوم آرمیچر میشود.
4. محور: محور آرمیچر که از جنس فولاد است، وظیفه اصلی چرخش موتور را دارد. آرمیچر بر روی محور میچرخد و گشتاور تولیدی را به شفت موتور منتقل میکند.
5. زغال: زغالها در کنار کلکتور قرار میگیرند و نقش روانکننده و تولید الکتریسیته را دارند. زغالها از اصطکاک بین کلکتور و جاروبکها جلوگیری میکنند و جریان الکتریکی را از کلکتور به جاروبکها منتقل میکنند.
6. آرماتور: آرماتور مجهز به روکش آهنی است که با تولید میدان مغناطیسی، چرخش آرمیچر را ایجاد میکند. میدان مغناطیسی آرماتور با میدان مغناطیسی آهنرباهای دائمی تعامل ایجاد میکند و باعث چرخش آرمیچر میشود.
7. بالشتک آرمیچر: بالشتک وظیفه دارد که آهنرباها را در میان پوشش عایقی قرار دهد و به حرکت آرمیچر کمک کند. همچنین، بالشتک از ورود ذرات خارجی به داخل آرمیچر جلوگیری میکند.
در مجموع، تمام این اجزا با هم همکاری میکنند تا موتور الکتریکی به درستی کار کند.
انواع آرمیچر و کاربرد آنها
همانطور که در بخش قبل گفته شد، آرمیچر قلب تپنده موتور الکتریکی است و از اجزای مختلفی تشکیل شده است. تنوع این اجزا و نحوه چینش آنها، منجر به ایجاد انواع مختلف آرمیچر با کاربردهای گوناگون میشود. در ادامه به بررسی برخی از انواع رایج آرمیچر میپردازیم:
• آرمیچر سیمپیچی باز: در این نوع آرمیچر، سیمپیچیها به صورت مجزا از یکدیگر بوده و برای ایجاد مدار الکتریکی به اتصال خارجی نیازمند هستند. موتورهای DC از این نوع آرمیچر استفاده میکنند.
• آرمیچر سیمپیچی بسته: در این نوع آرمیچر، سیمپیچیها به گونهای پیچیده میشوند که نیازی به اتصال خارجی برای ایجاد مدار الکتریکی وجود ندارد.
• آرمیچر گرم: در این نوع آرمیچر، سیمپیچی به طور متناوب در اطراف سطح بیرونی و داخلی هسته استوانهای یا حلقهای پیچیده میشود. این نوع آرمیچر در موتورهای قدیمیتر رایج بود.
• آرمیچر درام: در این نوع آرمیچر، سیمپیچی در شکافهای هسته قرار میگیرد و هادیها در داخل آن تعبیه میشوند. آرمیچرهای درام به دو دسته دو لایه (دو طرفه) و چند لایه تقسیم میشوند و در موتورهای بزرگ و پرقدرت کاربرد دارند.
• آرمیچر سیمپیچی دور: در این نوع آرمیچر، انتهای هر سیمپیچ به قطعات مجاور کموتاتور متصل میشود. سیمپیچها میتوانند به صورت ساده یا چند ضلعی باشند و برای کاربردهایی با خروجی جریان بالا مناسب هستند.
• آرمیچر سیمپیچی موج: در این نوع آرمیچر، هر سیمپیچ از یک قطب N به قطب S مجاور میرود و سپس به نقطه شروع خود باز میگردد. سیمپیچی موج معمولاً برای کاربردهایی با ولتاژ و جریان بالا استفاده میشود.
• آرمیچر حلقوی: در این نوع آرمیچر، کلافها به صورت موازی به هم متصل میشوند که تعداد مسیرهای جریان را افزایش میدهد و در نتیجه جریان بالایی در آرمیچر ایجاد میشود. این نوع آرمیچر برای کاربردهایی با توان بالا مناسب است.
• آرمیچر پا قورباغه: این نوع آرمیچر ترکیبی از سیمپیچی دور و موج است که کلافهای آن به هم متصل شده و تعداد مسیرهای موازی سیمپیچها را افزایش میدهد. آرمیچر پا قورباغه برای کاربردهایی با ولتاژ و جریان بالا مناسب است.
انواع مختلف آرمیچر با طرحهای سیمپیچی گوناگون طراحی شدهاند
راهنمای انتخاب آرمیچر مناسب
انتخاب آرمیچر مناسب برای موتور الکتریکی از اهمیت بالایی برخوردار است. زیرا آرمیچر قلب تپنده موتور بوده و نقش کلیدی در عملکرد آن ایفا میکند. انتخاب آرمیچر نامناسب میتواند منجر به افت راندمان، کاهش عمر موتور و حتی خرابی آن شود. در این راهنما، به بررسی عوامل مختلفی که باید در هنگام انتخاب آرمیچر در نظر گرفته شوند، میپردازیم:
1. نوع موتور:
موتور DC: برای موتورهای DC، باید از آرمیچر سیمپیچی باز استفاده شود.
موتور AC: برای موتورهای AC، میتوان از انواع مختلف آرمیچر، از جمله سیمپیچی باز، بسته، گرم، درام، دور، موج، حلقوی و پا قورباغه استفاده کرد.
2. ولتاژ و جریان:
ولتاژ و جریان مورد نیاز موتور باید با مشخصات آرمیچر مطابقت داشته باشد. انتخاب آرمیچری با ولتاژ یا جریان کمتر از نیاز موتور، میتواند منجر به گرم شدن بیش از حد و آسیب دیدن آن شود. از طرف دیگر، انتخاب آرمیچری با ولتاژ یا جریان بیشتر از نیاز موتور، میتواند هدر رفتن انرژی و کاهش راندمان را به دنبال داشته باشد.
3. گشتاور و سرعت:
گشتاور و سرعت مورد نیاز موتور باید با مشخصات آرمیچر مطابقت داشته باشد. انتخاب آرمیچری با گشتاور یا سرعت کمتر از نیاز موتور، میتواند منجر به ناتوانی موتور در انجام وظایف خود شود. از طرف دیگر، انتخاب آرمیچری با گشتاور یا سرعت بیشتر از نیاز موتور، میتواند هدر رفتن انرژی و افزایش مصرف برق را به دنبال داشته باشد.
4. ابعاد:
ابعاد آرمیچر باید با فضای موجود در موتور مطابقت داشته باشد. انتخاب آرمیچری که بزرگتر از فضای موجود باشد، میتواند منجر به مشکلات نصب و عملکرد موتور شود.
5. کیفیت ساخت:
باید از آرمیچرهای باکیفیت و ساخته شده از مواد مرغوب استفاده شود. آرمیچرهای بیکیفیت میتوانند عمر کوتاهی داشته باشند و به سرعت خراب شوند.
6. قیمت:
قیمت آرمیچر یکی دیگر از عوامل مهمی است که باید در نظر گرفته شود. با این حال، نباید قیمت را تنها ملاک انتخاب قرار داد و باید کیفیت و عملکرد آرمیچر را نیز در نظر گرفت.
نکات تکمیلی:
• در صورت عدم آگاهی از مشخصات دقیق موتور الکتریکی، میتوانید از متخصصان و یا فروشندگان مجاز کمک بگیرید.
• قبل از نصب آرمیچر جدید، باید از سالم بودن سایر اجزای موتور، مانند سیمپیچی، کموتاتور و زغالها اطمینان حاصل کنید.
• در هنگام نصب آرمیچر جدید، باید به نکات ایمنی توجه کرده و از ابزار و تجهیزات مناسب استفاده کنید.
• با انتخاب آرمیچر مناسب، میتوانید از عملکرد بهینه، راندمان بالا و عمر طولانی موتور الکتریکی خود اطمینان حاصل کنید.
آرمیچر نقشی اساسی در زندگی روزمره ما ایفا میکند
سوالات متداول درباره آرمیچر
1. تفاوت بین آرمیچر و کموتاتور چیست؟
آرمیچر مجموعهای از سیمپیچیها و هستهای است که میدان مغناطیسی را در موتور الکتریکی یا ژنراتور ایجاد میکند. کموتاتور یک بخش مکانیکی چرخان است که جهت جریان الکتریکی در سیمپیچی آرمیچر را تغییر میدهد. در موتورهای DC، کموتاتور برای تبدیل جریان متناوب (AC) تولید شده توسط سیمپیچی به جریان مستقیم (DC) مورد نیاز موتور استفاده میشود.
2. عمر مفید آرمیچر چقدر است؟
عمر مفید آرمیچر به عوامل مختلفی از جمله کیفیت ساخت، شرایط کار و نگهداری بستگی دارد. به طور کلی، آرمیچرهای باکیفیت که در شرایط مناسب کار و نگهداری میشوند، میتوانند چندین سال عمر مفید داشته باشند.
3. چگونه میتوان از آرمیچر مراقبت کرد؟
برای مراقبت از آرمیچر، باید به نکات زیر توجه کنید: از آرمیچر در شرایط مناسب کار و نگهداری کنید. رمیچر را به طور مرتب تمیز و عاری از گرد و غبار و آلودگی نگه دارید. از آرمیچر در برابر ضربه و آسیب محافظت کنید. به طور مرتب از آرمیچر برای اطمینان از عملکرد صحیح آن بازرسی کنید.
4. علائم خرابی آرمیچر چیست؟
برخی از علائم خرابی آرمیچر عبارتند از: جرقه زدن و دود دادن ، از دست دادن قدرت ، گرم شدن بیش از حد ، صدای غیرعادی و لرزش
5. در صورت خرابی آرمیچر چه باید کرد؟
اگر مشکوک به خرابی آرمیچر هستید، باید اقدامات زیر را انجام دهید:
- موتور را خاموش کنید.
- آرمیچر را از موتور خارج کنید.
- آرمیچر را با یک آرمیچر جدید یا سالم جایگزین کنید.
- موتور را دوباره مونتاژ کنید و آن را روشن کنید.
6. آیا میتوان آرمیچر را تعمیر کرد؟
در برخی موارد، ممکن است امکان تعمیر آرمیچر وجود داشته باشد. با این حال، به طور کلی، تعویض آرمیچر با یک آرمیچر جدید سادهتر و مقرون به صرفهتر است.
7. از کجا میتوان آرمیچر خرید؟
آرمیچرها را میتوان از فروشگاههای لوازم الکتریکی، فروشگاههای آنلاین و همچنین از سازندگان موتور الکتریکی خریداری کرد.
8. آیا میتوانم خودم آرمیچر را تعویض کنم؟
تعویض آرمیچر فرآیندی نسبتاً ساده است که با کمی دانش فنی و ابزار مناسب میتوان آن را انجام داد. با این حال، اگر در انجام کارهای فنی تجربه ندارید، توصیه میشود که تعویض آرمیچر را به یک تعمیرکار مجاز بسپارید.
جمعبندی
آرمیچر قلب تپنده موتور الکتریکی است و نقشی اساسی در تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی یا بالعکس ایفا میکند. تنوع انواع آرمیچر و طرحهای مختلف سیمپیچی، امکان بهبود عملکرد موتور، افزایش راندمان و کاهش هزینهها را فراهم میکند. انتخاب آرمیچر مناسب برای هر کاربرد نیازمند بررسی دقیق نیازها و مشخصات سیستم الکتریکی مورد نظر است. در این مقاله، به بررسی اجزای مختلف آرمیچر، انواع مختلف آن، کاربردها و سوالات متداول پرداختیم. امیدواریم این اطلاعات برای شما مفید بوده باشد و در انتخاب و استفاده از آرمیچر به شما کمک کند.
گردآوری:بخش دانش کسب و کار بیتوته
