الکتروموتورهای تک فاز یا AC موتورهایی هستند که تغذیه ورودی آنها توسط ولتاژ 220 ولت یا برق شهر تامین می شوند، این موتورها معمولاً در لوازم خانگی یا کاربردهای صنعتی تک فاز که در آنها به گشتاور و توان بالایی نیاز نیست مورد استفاده قرار می گرند.
در ساخت وسایلی همچون کولر آبی، ماشین ظرفشویی و لباسشویی، جاروبرقی، پمپ آب و غیره از موتورهای تک فاز استفاده شده است.
مزایای موتورهای تک فاز به شرح زیر می باشد:
- نصب و راه اندازی ساده
- کاربری آسان
- ضریب قدرت بالا
- قابلیت تغییر سرعت
معایب موتورهای تک فاز به شرح زیر می باشد:
- مصرف انرژی زیاد
- گشتاور کم
- عدم توانایی با سرعت پایین
- ایجاد جریان گردابی
- هزینه تعمیر و نگهداری زیاد
- کنترل موقعیت ضعیف
در رابطه با رنج توان موتورهای تک فاز می توان گفت، از آنجا که کنتورهای استفاده شده در منازل و مراکز تجاری اجازه استفاده مصرف کننده ها بیشتر از حدود 15 آمپر را نمیدهند بنابراین رنج توان موتور مورد استفاده در این مصارف باید 200 وات تا حداکثر 3.7 کیلووات باشد.
انواع الکتروموتورهای تک فاز
- موتور تک فاز با فاز شکسته
- موتور تک فاز با خازن راه انداز یا مقاومت راه انداز
- موتور تک فاز با خازن دایم کار
- موتور تک فاز دو خازنه
- موتور تک فاز قطب چاک دار یا قطب سایه دار
موتور تک فاز با فاز شکسته
این نوع از موتورها دارای دو سیم پیچ با نامهای سیم پیچ اصلی و سیم پیچ کمکی می باشند که از نظر موقعیت با هم 90 درجه اختلاف فاز دارند و غالباً روتور اینگونه موتورها از نوع قفس سنجابی است.
سیم پیچ کمکی یا راه انداز را با سیم نازکتر و تعداد دور کمتر نسبت به سیم پیچ اصلی در نظر میگیرند که اینکار باعث افزایش امپدانس در سیم پیچ کمکی می شود، امپدانس سیم پیچ کمکی بیشتر خاصیت اهمی و امپدانس سیم پیچ اصلی بیشتر خاصیت سلفی دارد که همین امر باعث ایجاد اختلاف فاز بین سیم پیچ اصلی و کمکی می شود.
- بیشتر بخوانید: الکتروموتور چینی کایجیلی
با روشن شدن موتور امپدانس اهمی در سیم پیچ کمکی زیاد می شود ودر صورت تداوم کار موتور تلفات حرارتی افزایش یافته و سبب سوختن سیم پیچ کمکی خواهد شد، جهت جلوگیری از سوختن سیم پیچ کمکی زمانی که سرعت موتور به 75 درصد سرعت نامی خود رسید توسط کلید گریز از مرکز یا رله مغناطیسی سیم پیچ کمکی از مدار خارج میشود و سیم پیچ اصلی در مدار باقی میماند، از رله مغناطیسی در کمپرسور یخچال و فریزر و از کلید گریز از مرکز در موتور کولر آبی استفاده میکنند.
ویژگی های موتور تک فاز با فاز شکسته به صورت زیر می باشد:
- گشتاور راه اندازی متوسط
- جریان راه اندازی کم
- دارای توان کمتر از یک اسب بخار یا 746 وات
- ارزان قیمت بودن
موتور تک فاز با خازن راه انداز
این نوع الکتروموتور در واقع نوع اصلاح شده موتور با فاز شکسته است و از یک خازن که با سیم پیچ راه انداز سری شده در ساخت موتور استفاده شده است، وجود خازن در مدار راه انداز باعث افزایش گشتاور راه اندازی می شود که حدود 200 تا 300 درصد گشتاور نامی موتور است و جریان راه اندازی آن نیز حدود 350 تا 575 درصد جریان نامی می باشد.
این جریان بسیار کمتر از مقدار جریان راه اندازی در موتور با فاز شکسته است، این امر بدان علت است که در سیم پیچ راه انداز از سیم ضخیم تر استفاده شده است تا امپدانس سیم پیچ راه انداز بیشتر شود، در این موتور نیز از کلید گریز از مرکز جهت خارج کردن سیم پیچ راه انداز در صورت رسیدن سرعت موتور به 75 درصد سرعت نامی استفاده شده است.
- بیشتر بخوانید: الکتروموتور چینی کایجیلی
موتور تک فاز با مقاومت راه انداز: نوع اصلاح شده موتور با خازن راه انداز موتور با مقاومت راه انداز است، در این نوع از موتورها مقاومت جایگزینی خازن در مدار راه انداز شده است، از موتور با مقاومت راه انداز در کاربردهایی استفاده می شود که به گشتاور راه اندازی کمتری نسبت به موتور با خازن راه انداز نیاز است، این موتورها راندمان و کارایی خوبی در مواردی که از تسمه، پولی یا جعبه دنده ( گیربکس ) استفاده شده دارند، مثل نقاله های کوچک، دمنده ها، پمپ ها و غیره.
موتور تک فاز با خازن دائم کار
در این موتورها از یک خازن روغنی جهت افزایش اختلاف فاز بین سیم پیچ اصلی و کمکی استفاده شده است و برای خارج کردن سیم پیچ کمکی از مدار دیگر نیازی به رله یا کلید گریز از مرکز نیست.
- بیشتر بخوانید: الکتروموتور ضد جرقه وگ
گشتاور راه اندازی این موتورها 50 تا 100 درصد گشتاور نامی است و راندمان بالایی دارند، این موتورها چون ضریب قدرت بالایی دارند از سر و صدای کمتری نسبت به موتور با مقاومت راه انداز برخوردارند، کنترل دور این موتورها توسط تغییر ولتاژ به سادگی امکان پذیر است و همچنین می توان به سرعت جهت چرخش موتور را تغییر داد.
در مواقعی که تغییر جهت چرخش موتور به سرعت باید انجام شود، موتور تک فاز را بصورت دو فاز سیم پیچی میکنند سپس توسط یک خازن روغنی دایم کار و یک تایمر یا کلید جهت چرخش موتور را معکوس می کنند، این نوع سیم پیچی بیشتر در ماشینهای قلاویزکاری، حدیده کاری، ماشین لباسشویی و ظرفشویی، آبمیوه گیری، پنکه رومیزی و سقفی که نیاز است تا موتور بصورت چپگرد و راست گرد حرکت کند و همچنین جهت چرخش آن به سرعت معکوس شود استفاده می شود.
موتور تک فاز دو خازنه
موتورهایی که در ساخت آنها از دو خازن استفاده شده است گشتاور راه اندازی بالایی دارند، در این موتورها ابتدا دو خازن را بصورت موازی به هم متصل کرده سپس با یکی از سیم پیچ های اصلی یا کمکی به صورت سری وصل می کنند، یکی از خازنها روغنی و دیگری الکترولیتی است، معمولا ظرفیت خازن الکترولیتی چند برابر ظرفیت خازن روغنی است.
در هنگام راه اندازی و پس از رسیدن سرعت موتور به 75 درصد سرعت نامی خازن الکترولیتی توسط کلید گریز از مرکز یا رله از مدار خارج شده و خازن روغنی بهمراه سیم پیچ اصلی در مدار باقی می ماند، در این موتورها تعداد دور سیم و ضخامت سیم در سیم پیچ اصلی و کمکی مشابه همدیگر است.
- بیشتر بخوانید: الکتروموتور کایجیلی سه فاز
موتورهای دو خازنه در دستگاههایی مثل بالابرها، کمپرسورها، دستگاههای برش کاری نجاری، یخچال های صنعتی و عموماً در مواقعی که به گشتاور راه اندازی بالا و گشتاور زیاد حین انجام کار نیاز است مورد استفاده قرار می گیرند، برای تغییر جهت چرخش در موتورهای دو خازنه فقط کافی است دو سر سیم پیچ ها با یکدیگر تعویض شوند که این کار توسط کلید چپگرد و راستگرد قابل انجام است.
موتور تک فاز قطب چاک دار
در موتورهای قطب چاک دار یا قطب سایه دار استاتور به شکل یک چهار ظلعی است که از قرار گرفتن چندین ورقه آلومنیومی یا فولادی ساخته می شود، متداول ترین نوع این موتور دارای یک استاتور نامتقارن است که فقط یک سیم پیچ دارد و فاقد سیم پیچ یا خازن راه انداز است و به همین خاطر قیمت مناسب تری نسبت به سایر موتورها دارد.
این موتورها به جای سیم پیچ راه انداز قطب برجسته دارند که قسمتی از هر یک از قطبها بوسیله یک حلقه اتصال کوتاه که به حلقه سایه معروف است پوشانده شده است.
- بیشتر بخوانید: الکتروموتور موتوژن
سیم پیچ در قطبها شاری متغیر با زمان القا میکند و وقتی شار قطبها تغییر کند ولتاژ و جریانی در قطبها القا می شود که با تغییرات اولیه شار مخالفت می کند و همین مخالفت باعث به تاخیر افتادن تغییرات شار در حلقه های سایه می شود و در نتیجه بین دو میدان مغناطیسی موجود در استاتور که در خلاف جهت یکدیگر در گردش هستند مقداری عدم تعادل یا اختلاف فاز ایجاد می شود، جهت چرخش از سمت ناحیه بدون سایه به سمت ناحیه سایه دار که حلقه ها نیز در این ناحیه هستند می باشد.
ویژگی های موتور قطب چاک دار به صورت زیر می باشد:
- ساختمانی ساده دارند.
- کوچک هستند.
- ارزان قیمت هستند.
- جهت چرخش آنها را می توان توسط یک کلید تغییر داد..
- سرعت چرخش آنها را توسط جعبه دنده ها می توان به هر سرعتی تغییر داد حتی کمتر از یک دور در ماه.
- گشتاور راه اندازی کمی دارند.
- به جاروبک، کلکتور و کلید گریز از مرکز نیاز ندارند.
موتور قطب چاک دار در دستگاه هایی همچون پنکه های رومیزی، پمپ آب و پمپ کولر از موتورهای سایه دار استفاده شده است.
