تحلیل جامع 10 موتور اصلی: نگاه دقیق به ساختارهای داخلی

May 21, 2025

۱. موتور القایی

که همچنین با نام موتور غیرهمفاز شناخته می‌شود، یک موتور جریان متناوب (AC) است. بر اساس تعداد فازهای برق، می‌تواند به دو نوع یک‌فاز و سه‌فاز تقسیم شود. ساختار اصلی آن شامل دو قسمت است: استاتور و روتر. علاوه بر این، شامل مولفه‌هایی مانند پوشک‌ها، دستگاه‌های برش و قاب موتور است.

۲. موتور همزمان مغناطیس دائمی (PMSM)

موتور هماهنگ مغناطیس دائمی (PMSM) یک موتور AC است که در آن بادهای استاتور و روتر مغناطیس دائمی به صورت هماهنگ چرخیده می‌شوند. با توجه به چگالی قدرت بالا، کارایی بالا و ویژگی‌های پاسخ دینامیکی عالی، PMSMs در وسایل نقلیه انرژی جدید، خودکارسازی صنعتی، فضانوردی، ابزار خانگی و زمینه‌های دیگر به کار می‌روند.

3. موتورهای IPM و SPM

موتور IPM

یک موتور مغناطیس دائمی داخلی (IPM) یک موتور تأمین کننده AC است که در آن سوپرمغناطیس‌های ساخته شده از مواد زمین نادر درون ش狭اهای روتر قرار دارند، با بادهای کویل (آرматور) ثابت شده بر روی استاتور. نسبت به نوع‌های دیگر موتورها، موتورهای IPM با کارایی بالا، قابلیت اطمینان بالا، گشتاور بالا و چگالی قدرت بالا مشخص می‌شوند.

موتور SPM

موتور مغناطیس دائمی سطحی (SPM) نیز یک نوع موتور تغذیه شونده با جریان متناوب است که در آن مغناطیس‌های فوق‌العاده بر روی سطح روتر نصب می‌شوند. موتورهای SPM نیز تورم بالا، کارایی بالا و قابلیت اعتماد بالا را ارائه می‌دهند.

مانند موتورهای IPM، موتورهای SPM نیز موتورهای هماهنگ هستند. اما در موتورهای SPM، مغناطیس‌های دائمی بر روی سطح روتر نصب می‌شوند، در حالی که ارماتور ثابت در استاتور نگهداری می‌شود. در موتورهای SPM، تورم مقاومتی کاهش می‌یابد که منجر به تورم تولیدشده کمتر نسبت به موتورهای IPM می‌شود.

4. موتور دی‌سی بدون فرش (BLDC)

یک موتور دی‌سی بدون فرش نوعی موتور دی‌سی با کامیوشن الکترونیکی است. این موتور موقعیت روتر را از طریق حسگرهای هال یا انکدرهای مغناطیسی تشخیص می‌دهد و یک کنترلر (راننده الکترونیکی) جریان را تنظیم می‌کند تا عملکرد بدون فرش را به دست آورد.

در مقایسه با موتورهای DC سنتی (BDC)، موتورهای BLDC از جابجایی‌کننده‌ها و فرش‌های مکانیکی استفاده نمی‌کنند و مزایایی مانند کارایی بیشتر، طول عمر خدماتی بیشتر، صدا کمتر و نیاز به نگهداری کمتر ارائه می‌دهند. بنابراین، آنها در وسایل نقلیه الکتریکی، درون‌روها، خانه آپارتمان‌ها، خودکارسازی صنعتی، تجهیزات پزشکی و حوزه‌های دیگر به کار می‌روند.

5. موتور DC با فرش (BDC)

یک BDC یک موتور DC است که از کامیوگر مکانیکی (فرش‌ها و کامیوگر) برای جابجایی استفاده می‌کند. این موتور به واسطه تماس فرش‌های کربنی و کامیوگر، جهت جریان را به طور مداوم تغییر می‌دهد تا روتر را به چرخش بیندازد.

هرچند که BDC‌ها در برخی کاربردها به تدریج توسط BLDC‌ها جایگزین شده‌اند، اما همچنان در بسیاری از دستگاه‌های صنعتی و مصرف‌کننده به دلیل هزینه پائین، کنترل ساده و گشتاور شروع بالا، استفاده وسیع دارند.

فناوری موتور دسی الکتریک فرش‌دار در نمودار از طراحی‌ای استفاده می‌کند که بر پایه ژنرатор بدون آهن (قاب‌های خودپشتی) ترکیب شده با سیستم جابجایی فلز نوبل یا کربن-مس و مغناطیس‌های زمین نادر یا آلنیکو است.

نمودار موتور دسی الکتریک

همه موتورهای دسی الکتریک از سه زیر프로그رد اصلی تشکیل شده‌اند:

۱. استاتور

۲. کاور پایانی نگهدارنده فرش

3. روتر

6. موتور سردکننده با مایع

یک موتور سردکننده با مایع نوعی موتور است که از یک سیستم سردکننده با مایع برای تنظیم دماش استفاده می‌کند. نسبت به موتورهای سنتی سردکننده با هوا، موتورهای سردکننده با مایع دارای کارایی بیشتری در پخش گرما هستند و می‌توانند تحت شرایط قدرت بالا و بار سنگین عملکرد ثابتی داشته باشند.

سیستم‌های سردکننده معمولاً از سردکنی با آب (شامل محلول اتانیل گلایکول)، سردکنی با روغن یا سایر مواد سردکننده استفاده می‌کنند، با روش‌های سردکنی مانند جکت‌های سردکننده، کانال‌های سردکننده داخلی و سردکنی مستقیم روترها یا استاتورها.

مهندسین در شرکت لوسید موتورها باور دارند که مناطق مغناطیسی «مرده» ضیقی بین پیچ‌ها وجود دارد که در آنجا می‌توان کانال‌های سردکننده نازکی ایجاد کرد بدون اینکه تأثیری بر فلکس مغناطیسی داشته باشد. این کانال‌ها اجازه می‌دهد تا روغن سردکننده گرما بیشتری را از نزدیک منبع گرما (داخل مس) استخراج کند. روغن از این کانال‌های نازک از طریق سوراخ‌های پین خارج می‌شود و روغن را به پیچ‌های مسی عاری از پوشش پاشیده می‌شود.

موتور مماندگی

موتور مماندگی گشتاور خود را با استفاده از ویژگی‌های مغناطیسی مماندگی تولید می‌کند. این موتور ساختار ساده‌ای دارد، نیازی به مغناطیس دائم ندارد و مناسب محیط‌های دمای بالا است. این موتور کارآمد، قابل اتکا و کم هزینه است که آن را برای کاربردهایی که نیازمند چگالی گشتاور بالا و کارایی انرژی دارند، مناسب می‌سازد.

موتورهای مماندگی به طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شوند: موتورهای متناظر مماندگی (SynRM) و موتورهای مماندگی شماره‌گذاری‌شده (SRM).

موتور گامی

موتور گامی نوعی موتور کنترل گسسته است که در هر ورودی الکتریکی پالسی، بخش چرخان (روتور) زاویه ثابتی (زاویه گام) چرخش می‌کند که این امکان کنترل دقیق موقعیت را فراهم می‌کند. ویژگی‌های کلیدی :

• کنترل حلقه باز

موقعیت گذاری دقیق بدون سیستم بازخورد.

• گشتاور بالا و عملکرد پایدار در سرعت کم

مناسب برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق دارند.

• ساختار ساده و هزینه کم

در اتوماسیون صنعتی و الکترونیک مصرف کننده گسترده استفاده می‌شود. انواع رایج موتورهای گامی شامل موتورهای گامی مغناطیس دائمی (PM)، موتورهای گامی مقاومت متغیر (VR) و موتورهای گامی ترکیبی (HB) هستند.

9. موتور فلکس محوری

موتور فلکس محوری نوع خاصی از توپولوژی موتور است که جهت شار مغناطیسی موازی با محور موتور است، که از موتورهای فلکس شعاعی سنتی (که شار عمود بر محور است) متفاوت است.

10. موتور فراهنگی

موتور فراهنگی نوعی موتور است که از مواد فراهنگی برای بادهای آن یا مولفه‌های روتر استفاده می‌کند. نسبت به موتورهای سنتی، دارای چگالی قدرت بالاتر، کارایی بیشتر و زیان کمتری است.

مواد ابررسانه‌ای در دمای پایین مقاومت الکتریکی صفر و دیامغناطیس کامل (اثر مایسنر) نشان می‌دهند، که این موضوع به موتورها اجازه می‌دهد تا از ضیاعات مس و ضیاعات آهن بطور قابل توجهی کاهش دهند و همزمان کارایی تبدیل انرژی را بهبود بخشند.

موتورهای ابررسانه‌ای می‌توانند هم وزن کم و حجم کوچک و هم قدرت بالا را به طور همزمان داشته باشند.