تفاوت موتور DC با AC چيست؟

موتور هاي الكتريكي الكتريسيته را به حركت مكانيكي تبديل مي كنند. قانون كلي اين است كه زماني كه يك ماده حامل جريان برق تحت تأثير يك ميدان مغناطيسي قرار مي گيرد از سوي ميدان مغناطيسي نيرويي بر آن ماده وارد مي شود. در اين مقاله تفاوت بين موتور الكتريكي AC و DC را بررسي مي‌كنيم.

در موتور هاي استوانه اي معمولي روتور به صورت دوراني مي چرخد زيرا از فاصله معيني از روتور به آن نيروي پيچشي وارد مي شود. هر دو نوع موتور الكتريكي AC و DC از سه بخش اصلي تشكيل شده اند. روتور كه وظيفه آن تبديل انرژي الكتريكي به انرژي مكانيكي است. استاتور كه قسمت ثابت موتور است و وظيفه آن ايجاد ميدان تحريك است.

تغذيه كه وظيفه آن تأمين انرژي مورد نياز براي توليد ميدان هاي الكترومغناطيسي است. در اين مقاله مي خواهيم به بررسي موتورهاي الكتريكي و تفاوت هاي آن ها با يكديگر بپردازيم.

موتور الكتريكي AC

استاتور الكتروموتور كايجلي AC داراي سيم پيچ هايي است كه با جريان متناوب تغذيه مي شوند و با استفاده از اين جريان يك ميدان مغناطيسي دوار توليد مي كنند. روتور موتور الكتريكي AC درون سيم پيچ اين موتور مي چرخد و به شافت خروجي متصل مي گردد و با چرخش مغناطيسي گشتاور توليد مي كند.

به طور كلي دو نوع موتور الكتريكي AC وجود دارد كه در هر كدام از آن ها از روتور متفاوتي استفاده شده است. نوع اول اين موتور ها موتور حركتي القايي ناميده مي شوند كه به موتور آسنكرون نيز معروف هستند.

يك موتور حركتي القايي از ميدان مغناطيسي كه توسط جريان القايي در داخل روتور ايجاد مي شود استفاده مي كند. مزيتي كه موتورهاي AC بر موتورهاي DC دارند اين است كه هزينه تعمير و نگهداري آن ها بسيار كمتر است و براي راه اندازي و فعاليت به يك منبع DC احتياج ندارند.

نوع ديگري از موتور الكتريكي AC كه به آن موتور همزمان نيز گفته مي شود. سرعت موتور همزمان همان سرعت چرخش ميدان مغناطيسي است كه توسط استاتور ايجاد شده است و در حال چرخش است. سرعت همگام هميشه كسري صحيح از فركانس منبع انرژي است. سه نوع موتور همزمان وجود دارد كه عبارتند از : موتورهاي اكراه، موتور هيسترزيس و موتور آهنرباي دائمي.

دوره آموزش سيم پيچي موتور هاي الكتريكي با 30 درصد تخفيف در آموزشگاه فني پايتخت

موتور الكتريكي DC

موتور DC موتوري است كه انرژي الكتريكي را به كمك يك آهنربا به انرژي مكانيكي تبديل مي كند. چون اين موتور از جريان برق مستقيم (Direct current) استفاده مي كند به آن موتور DC مي گويند. اين احتمال وجود دارد كه با گذشت زمان كموتاتور موتورهاي DC فرسوده شود، به همين دليل اين موتورها به مراقبت و نگهداري بيشتري احتياج دارند.

براي اين كه بفهميد عملكرد يك موتور DC چگونه است بايد يك مدار الكتريكي ساده را در نظر بگيريد كه انرژي مورد نياز آن توسط يك باتري تأمين مي شود. زماني كه جريان الكتريكي وارد مدار مي شود در اطراف خود يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي كند كه باعث مي شود آرميچر به طور پيوسته به چرخش در بيايد. يك موتور DC از روتور يا سيم پيچ، ميله هاي گرافيتي، كموتاتور و استاتور كه يك آهنرباي ثابت و نعل شكل است تشكيل شده است.

امروزه بيشتر موتورهاي الكتريكي را از نوع DC مي سازند تا توسط درايو هاي الكترونيكي صنعتي كنترل شوند. موتورهاي برقي DC در بسياري از برنامه هاي كاربردي در سرتا سر دنيا به كار برده مي شوند مانند دستگاه هاي توليد كاغذ و ماشين آلات نورد آسياب فولادي. به علت اين كه در موتورهاي DC بين كموتاتورها جرقه ايجاد مي شود در محيط هاي قابل اشتعال از اين موتورها استفاده نمي شود.

فرق موتور الكتريكي AC با DC چيست؟

موتور هاي AC همان گونه كه از نامشان پيدا است به جريان متناوب (Alternative current) براي توليد ميدان الكترومغناطيسي احتياج دارند در حالي كه موتور هاي DC از جريان مستقيم براي اين منظور استفاده مي كنند.
تفاوت ديگر اين است كه فركانس تغذيه موتور DC صفر است در حالي كه موتور AC با فركانس 50 هرتز تغذيه مي شود.
موتور هاي DC معمولاً در جايي استفاده مي شوند كه سرعت موتور نياز به كنترل بيروني دارد. اين در حالي است كه موتورهاي AC در برنامه هايي كه عملكرد انرژي را در مدت زماني طولاني جستجو و بررسي مي كنند مورد استفاده قرار مي گيرند.
نكته ديگر در هنگام خريد موتور الكتريكي اين است كه همه موتورهاي الكتريكي DC تك فاز هستند اما موتورهاي AC مي توانند تك فاز يا سه فاز باشند.
هر دو موتور AC و DC از اصل استفاده از سيم پيچ آرماتور و ميدان مغناطيسي استفاده مي كنند با اين تفاوت كه در موتور هاي DC آرماتور مي چرخد ولي ميدان مغناطيسي نمي چرخد. اين نكته در موتورهاي AC برعكس است يعني آرماتور نمي چرخد اما ميدان مغناطيسي دائماً در چرخش است.

در مواقعي كه درباره تعمير و نگهداري از موتور الكتريكي نگراني وجود دارد از موتورهاي AC استفاده مي شود زيرا همان طور كه قبلاً گفته شد موتورهاي DC به مراقبت و تعمير بيشتري احتياج دارند.
در كارهايي كه به سرعت ثابت با راه اندازي بار هاي سنگين احتياج داريم موتورهاي AC بهتر از موتورهاي DC هستند.

موتورهاي AC داراي يك كنترل كننده هستند و استفاده و نگهداري از آن ها ارزان تر و مقرون به صرفه تر است در حالي كه موتور هاي DC از اجزاي متحرك زيادي تشكيل شده اند كه جايگزين كردن آن ها هزينه زيادي دارد.
ميدان هاي چرخشي موتورهاي AC و DC با همديگر تفاوت دارد. در موتور هاي AC ميدان مغناطيسي به دليل چرخيدن جريان هاي متناوب و متقارني كه پشت سر هم قرار دارند دائماً مي چرخد. اين چرخش ميدان مغناطيسي به علت سرعت تغيير AC است. اين در حالي است كه در موتورهاي DC چرخش ميدان مغناطيسي با تغيير كردن ولتاژ ثابت و مكان واقعي كويل متصل شده امكان پذير است.
روش كنترل سرعت موتورهاي DC و AC نيز متفاوت است. سرعت موتورهاي AC مي تواند تا زماني كه سرعت جريان متناوب تغيير مي كند تغيير كند اما در موتور هاي DC سرعت فقط زماني تغيير مي كند كه سرعت روتور تغيير كند. در اين موتورها سرعت روتور متناسب با ولتاژ است، پس با تغيير ولتاژ مي توان سرعت موتور را تغيير داد.

نحوه توليد گشتاور در موتور هاي AC و DC متفاوت است. در موتورهاي القايي AC ميدان چرخشي استاتور و ميدان مغناطيسي چرخشي روتور براي توليد گشتاور با همديگر تعامل دارند و سرعت هاي روتور و ميدان مغناطيسي با يكديگر همگام است. در موتور هاي DC هم ميدان مغناطيسي روتور و ميدان مغناطيسي استاتور براي توليد گشتاور با همديگر تعامل دارند اما در حين چرخش ميدان مغناطيسي آرماتور ثابت است.
با توجه به تفاوت هايي كه درباره آن ها توضيح داده شد مي توان نتيجه گرفت كه محرك هاي موتور هاي AC و DC، همچنين عملكرد و كاربرد هاي آنان با همديگر كاملاً متفاوت است.

مزايا و معايب موتور هاي آسنكرون يا AC

مزايا

اين موتورها ارزان قيمت هستند.
موتورهاي آسنكرون استهلاك پاييني دارند و هزينه تعمير و نگهداري از آن ها كمتر است.
راه اندازي و كنترل موتور هاي AC آسان تر است.
اگر اين موتورها را با استفاده از اينورتر كنترل كنند هزينه كمي به دنبال خواهد داشت.
مهمترين مزيت موتور هاي AC يا القايي اين است كه

معايب

دقت كنترل سرعت اين موتورها پايين است.
گشتاوري كه توليد مي كنند يكنواخت نيست.
به علت اين كه سرعت روتور موتورهاي AC با ميدان دوار برابر نيست نمي توانند موقعيت را كنترل كنند.
تلفات اين موتورها زياد و راندمان آن ها پايين است.
مزايا و معايب موتور الكتريكي DC

مزايا موتورهاي DC

موتورهاي DC در كنترل سرعت دقت قابل قبولي دارند.
طراحي موتورهاي DC ساده و قابل فهم است.
امكان كنترل سرعت آن ها ساده است و با تغيير ولتاژ انجام مي شود.
امكان كنترل گشتاور آن ها ساده است و با تغيير جريان انجام مي شود.
گشتاور وسيع و يكنواختي توليد مي كنند.
كنترل و راه اندازي اين موتورها آسان است.
موتورهاي DC در سرعت هاي پايين گشتاور مناسبي ايجاد مي كنند.
براي اين موتورها امكان كنترل مستقل دور از گشتاور وجود دارد.

معايب

به علت اين كه موتورهاي DC داراي كموتاتور و جاروبك هستند استهلاك بالايي دارند و هزينه هاي ناشي از نگهداري و تعميرشان زياد است.
موتورهاي DC كه قدرت بالايي دارند داراي ابعاد بسيار بزرگي هستند.
اين موتور ها نسبت به موتورهاي AC قيمت بالايي دارند.
اين موتورها براي راه اندازي به جريان برق مستقيم احتياج دارند.
پاسخ سرعت موتورهاي DC چندان قابل قبول نيست.
راندمان اين موتورها نسبتاً پايين است.

منبع