تفاوت الکتروموتور ترمزدار با الکتروموتور معمولی در صنعت

در بسیاری از پروژههای صنعتی، انتخاب صحیح الکتروموتور نقش مهمی در بهبود عملکرد، افزایش بازدهی و ارتقای ایمنی سیستم دارد. یکی از تصمیمهای کلیدی در این زمینه، انتخاب بین الکتروموتور معمولی و الکتروموتور ترمزدار است. هر یک از این دو نوع موتور، ویژگیها و کاربردهای خاص خود را دارند و بسته به نوع فرآیند، شرایط کاری و سطح دقت مورد نیاز، میتوانند نتایج کاملا متفاوتی ارائه دهند.
در این مقاله، با نگاهی دقیق به ساختار، نحوه عملکرد، موارد استفاده و تفاوت بین الکتروموتورهای ترمزدار و معمولی، اطلاعاتی کاربردی در اختیار شما قرار میگیرد تا بتوانید در انتخاب موتور مناسب برای پروژههای صنعتی، تصمیمی فنی و آگاهانه بگیرید.
الکتروموتور معمولی چیست؟
الکتروموتور معمولی یک دستگاه الکترومکانیکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی (حرکت چرخشی) تبدیل میکند. این موتورها با استفاده از میدان مغناطیسی ایجادشده بین استاتور (بخش ثابت) و روتور (بخش متحرک) باعث چرخش محور خروجی میشوند.
الکتروموتورهای معمولی فاقد سیستم ترمز داخلی هستند، بنابراین پس از قطع برق، معمولا بهدلیل اینرسی به چرخش خود برای مدت کوتاهی ادامه میدهند. این موتورها بهدلیل ساختار ساده، دوام بالا، هزینه نگهداری پایین و عملکرد قابلاعتماد، کاربرد گستردهای در صنعت و لوازم خانگی دارند.
اجزای الکتروموتور معمولی
اجزای اصلی الکتروموتور معمولی عبارتند از:
- استاتور (Stator): بخش ثابت موتور است که معمولا شامل سیمپیچهایی روی یک هسته آهنی میباشد. با عبور جریان برق از سیمپیچها، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد میشود که باعث چرخش روتور میگردد.
- روتور (Rotor): بخش متحرک موتور است که درون استاتور قرار دارد و در اثر میدان مغناطیسی تولید شده توسط استاتور، به چرخش درمیآید. روتور انرژی مکانیکی تولیدشده را به محور خروجی منتقل میکند تا بتوان از آن در دستگاههای مختلف استفاده کرد.
- قاب یا بدنه (Frame): بدنهی خارجی موتور است که از اجزا در برابر ضربه، گرد و غبار و رطوبت محافظت میکند.
- یاتاقانها (Bearings): قطعاتی هستند که بین روتور و قاب موتور قرار میگیرند و باعث میشوند روتور بتواند آزادانه و بدون اصطکاک زیاد بچرخد. نقش مهمی در افزایش طول عمر و کاهش صدای موتور دارند.
- کولینگ فن یا فن خنککننده (Cooling Fan): اغلب در انتهای روتور نصب میشود و هنگام چرخش روتور، هوا را به گردش درمیآورد تا گرمای تولیدشده در سیمپیچها و سایر بخشها را دفع کند و از داغ شدن بیش از حد جلوگیری نماید.
- ترمینال یا جعبه اتصال (Terminal Box): محفظهای است که سیمهای برق ورودی به موتور از طریق آن متصل میشوند. این بخش امکان اتصال ایمن به منبع تغذیه را فراهم میکند و معمولا دارای درپوش محافظ میباشد.
الکتروموتور معمولی چگونه کار میکند؟
نحوه عملکرد الکتروموتور معمولی به صورت زیر است:
- با اتصال برق به موتور، جریان الکتریکی وارد سیمپیچهای استاتور میشود.
- این جریان باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی دوار در اطراف روتور میشود.
- بر اثر نیروی مغناطیسی، روتور که در داخل این میدان قرار دارد شروع به چرخیدن میکند.
- چرخش روتور به شفت (محور خروجی) منتقل میشود و در نتیجه انرژی مکانیکی تولید میشود.
- فن خنککننده به طور همزمان کار میکند تا از داغ شدن بیش از حد موتور جلوگیری کند.
- این فرآیند تا زمانی که برق وصل باشد ادامه دارد و موتور میچرخد.
- وقتی برق قطع میشود، موتور بر اثر اینرسی و بار متصل، به تدریج متوقف میشود.
کاربردهای رایج الکتروموتورهای معمولی
مهمترین کاربردهای این الکتروموتورها عبارتند از:
- صنایع: راهاندازی ماشینآلات، نوار نقاله، پمپ و کمپرسور.
- لوازم خانگی: موتور یخچال، لباسشویی، پنکه و جاروبرقی.
- وسایل نقلیه برقی یا هیبریدی: برفپاککن، بالابر شیشه، فن رادیاتور و موتور خودروهای برقی.
- ابزار برقی: دریل، فرز، اره برقی و…
- تهویه مطبوع: فنها و کمپرسورهای کولر و هواساز.
الکتروموتور ترمزدار چیست؟
الکتروموتور ترمزدار نوعی از الکتروموتور است که علاوه بر اجزای اصلی یک موتور معمولی، به سیستم ترمز داخلی نیز مجهز شده است. این سیستم ترمز معمولا ترمز الکترومغناطیسی است و وظیفه آن توقف سریع موتور یا ثابت نگهداشتن محور در یک موقعیت خاص میباشد.
در حالت عادی، زمانی که برق قطع میشود، موتور به دلیل اینرسی (لختی) برای چند لحظه به چرخش ادامه میدهد. اما در بسیاری از کاربردها مانند بالابرها، جرثقیلها، آسانسورها، دستگاههای CNC یا نوار نقالههای عمودی، نیاز است که محور بهسرعت و با دقت متوقف شود یا در موقعیت خاصی قفل بماند. در چنین مواردی، از الکتروموتور ترمزدار استفاده میشود.
اجزای اصلی الکتروموتور ترمزدار
همانطور که گفتیم، الکتروموتور ترمزدار در واقع همان الکتروموتور معمولی است که یک سیستم ترمز به آن اضافه شده است. یعنی تمام اجزای اصلی موتورهای معمولی مثل روتور، استاتور، سیمپیچها، محور، جعبه ترمینال و… را دارد، اما برای توقف سریع و دقیق، مخصوصا در کاربردهای حساس، چند قطعه مخصوص ترمز نیز به آن افزوده شدهاند. این قطعات اضافی شامل موارد زیر هستند:
- آهنربای الکتریکی (الکترومگنت): هنگام قطع برق فعال میشود و ترمز را بهکار میاندازد.
- لنت ترمز: با فشار روی دیسک، باعث توقف چرخش محور میشود.
- دیسک ترمز: به محور موتور متصل است و نقطه تماس لنت برای توقف حرکت میباشد.
- فنر ترمز: هنگام قطع برق، لنت را به دیسک فشار میدهد تا ترمز عمل کند.
- قاب یا پوشش ترمز: اجزای ترمز را در انتهای موتور نگه میدارد و از آنها محافظت میکند.
- کابل یا ترمینال مستقل ترمز: برق مورد نیاز سیستم ترمز را بهصورت جداگانه تأمین میکند.
وجود این اجزا باعث میشود موتور در مواقع لازم، سریع، ایمن و بدون نیاز به تجهیزات کنترلی پیچیده، متوقف شود.
انواع ترمز در الکتروموتورهای ترمزدار
1: ترمز مکانیکی (الکترومکانیکی)
در این نوع ترمز، دو دیسک وجود دارد که یکی از آنها به بدنه موتور ثابت شده و دیگری به شفت متصل است. وقتی موتور خاموش است، این دو دیسک به کمک لنت و فنر به هم فشرده میمانند و جلوی چرخش شفت را میگیرند. بهمحض روشن شدن موتور، یک آهنربای الکتریکی دیسکها را از هم جدا میکند و به شفت اجازه حرکت میدهد. این نوع ترمز برای دستگاههایی مثل آسانسور، بالابر و تجهیزات حمل بار که نیاز به توقف در حالت بار دارند، بسیار کاربردی است.
2: ترمز با استفاده از اینورتر (درایو)
در این روش، کنترل توقف موتور با استفاده از درایو یا اینورتر انجام میشود. این سیستمها معمولا هوشمند هستند و قابلیت تنظیم پارامترهای عملکردی را دارند. از آنجایی که ترمز، توسط برنامهریزی دقیق و پردازندهها کنترل میشود، دقت، ایمنی و استاندارد بالایی دارند. این نوع ترمز، گزینهای عالی برای کاربردهای صنعتی حساس است.
3: ترمز جریان مستقیم (DC)
یکی از روشهای مطمئن و مؤثر برای متوقف کردن موتورهای الکتریکی، استفاده از ترمز DC است. این روش در سیستمهای پرقدرت نیز کاربرد زیادی دارد. در این حالت، زمانی که برق اصلی موتور قطع میشود، یک ولتاژ مستقیم (DC) با مقدار کم به سیمپیچهای استاتور اعمال میشود. این جریان DC باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی ثابت در موتور میشود.
از آنجا که روتور هنوز در حال چرخش است، با این میدان مغناطیسی ثابت برخورد کرده و نیرویی در خلاف جهت چرخش آن ایجاد میشود. این نیرو باعث کاهش سرعت روتور و در نهایت توقف کامل آن میشود. بعد از توقف کامل موتور، لازم است با استفاده از یک تایمر، جریان DC از مدار قطع شود تا به موتور آسیبی نرسد.
4: ترمز جریان مخالف (معکوس)
در این روش زمانی که نیاز به توقف سریع موتور داریم، ابتدا برق اصلی موتور را قطع میکنیم. سپس برای مدت کوتاهی جای دو تا از فازهای ورودی را با هم عوض میکنیم. این جابجایی فاز باعث میشود که موتور تمایل پیدا کند در جهت عکس بچرخد. اما چون هنوز در حال چرخش در جهت قبلی است، این تغییر ناگهانی باعث توقف سریع روتور میشود.
نکته مهم این است که این حالت فقط باید برای لحظهای کوتاه انجام شود و بعد با استفاده از یک مدار حفاظتی، برق قطع شود. در غیر این صورت، ممکن است موتور در جهت معکوس شروع به چرخش کند که میتواند به تجهیزات آسیب بزند. این مدل ترمز مخصوص موتورهای القایی سه فاز است،
در نهایت، انتخاب نوع ترمز به شرایط کاری موتور و سطح دقت یا ایمنی مورد نیاز بستگی دارد. ترمزهای مکانیکی برای توقف در حالت دارای بار مناسباند، ترمز اینورتر دقت و کنترل بالایی دارد، ترمز DC برای توقف آنی کاربرد دارد و ترمز جریان معکوس برای توقف سریع و پرقدرت مفید است.
نحوه عملکرد ترمز الکترومغناطیسی در الکتروموتور ترمزدار
ترمز الکترومغناطیسی در الکتروموتور ترمزدار بهگونهای طراحی شده که در حالت عادی یعنی زمانی که برق قطع میشود، ترمز فعال شود و حرکت موتور را متوقف کند. عملکرد آن به دو حالت اصلی بستگی دارد:
1. زمانی که موتور روشن است و برق جریان دارد: وقتی موتور به برق متصل میشود، جریان الکتریکی به آهنربای الکتریکی (الکترومگنت) در بخش ترمز منتقل میشود. این آهنربا یک میدان مغناطیسی ایجاد میکند که باعث میشود صفحه ترمز از دیسک جدا شود و ترمز آزاد گردد. در این حالت، محور موتور میتواند بهراحتی بچرخد و موتور بدون هیچ مانعی کار کند.
2. زمانی که موتور خاموش و برق قطع میشود: بهمحض اینکه برق قطع شود، میدان مغناطیسی از بین میرود و دیگر نیرویی برای نگهداشتن صفحه ترمز وجود ندارد.در این لحظه، فنرهای داخلی وارد عمل میشوند و صفحه ترمز را به سمت دیسکی که به محور موتور متصل است، فشار میدهند. این تماس سریع و محکم باعث میشود محور بلافاصله متوقف شود و از ادامه حرکت آن جلوگیری شود.
مزایای استفاده از الکتروموتور ترمزدار
- توقف سریع موتور هنگام قطع برق یا پایان کار.
- نگه داشتن بار در موقعیت خاص بدون نیاز به سیستمهای نگهدارنده مکانیکی.
- افزایش ایمنی در دستگاهها و تجهیزات حساس.
- مناسب برای مکانهایی با حرکت عمودی که برگشت ناگهانی بار خطرناک است.
کاربردهای رایج الکتروموتور ترمزدار
الکتروموتورهای ترمزدار نقش بسیار مهمی در بسیاری از بخشهای صنعتی ایفا میکنند. از جمله مهمترین کاربردهای آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- در سیستمهای نوار نقاله شیبدار که نیاز به توقف دقیق و ایمن دارند.
- در ماشینآلات بستهبندی و دستگاههای شیرینگ برای کنترل حرکت دقیق اجزاء
- برای عملکرد ایمن در آسانسورها و تاورکلایمرها
- در جرثقیلهای وینچی و انواع سیستمهای بالابر جهت توقف سریع بار
- در صنایع غذایی، برای دقت بالا در فرایندهای تولید و بستهبندی
- به عنوان بخشی از الکتروموتورهای گیربکسدار در کاربردهایی با نیاز به ترمزگیری لحظهای
- در توربینهای بادی، جهت توقف کنترلشده در مواقع لزوم مانند شرایط اضطراری
این موتورها به دلیل قابلیت توقف دقیق، در صنایعی که ایمنی، دقت و کنترل اهمیت بالایی دارد، بسیار پرکاربرد هستند.
تفاوت الکتروموتور ترمزدار و الکتروموتور معمولی
در جدول زیر، مقایسهای جامع و کامل بین الکتروموتورهای معمولی و الکتروموتورهای ترمزدار از جنبههای مختلف مانند ساختار، عملکرد، هزینه، ایمنی و … ارائه شده است.
ویژگی |
الکتروموتور معمولی |
الکتروموتور ترمزدار |
ساختار |
طراحی ساده و فاقد هرگونه سیستم ترمز |
دارای سیستم ترمز الکترومغناطیسی که به بدنه موتور متصل است |
سیستم ترمز |
ندارد |
دارد |
عملکرد هنگام قطع برق |
موتور بهتدریج و به صورت طبیعی کند و متوقف میشود. |
موتور بهمحض قطع برق بلافاصله قفل شده و متوقف میشود. |
کنترل توقف و موقعیت |
کنترل محدود بر لحظه توقف و نگه داشتن موقعیت |
امکان توقف لحظهای و نگهداری دقیق موقعیت محور موتور |
هزینه اولیه |
کمتر به دلیل سادگی ساختار |
بیشتر به دلیل اضافه شدن مکانیزم ترمز |
هزینه نگهداری |
پایینتر – نیازی به نگهداری ویژه نیست. |
بالاتر – نیازمند بررسی و سرویس دورهای سیستم ترمز |
ایمنی در عملکرد |
برای مصارف عمومی قابل قبول است. |
سطح ایمنی بالا – مناسب برای کاربردهایی با حساسیت بالا یا احتمال سقوط بار |
قابلیت توقف اضطراری |
ندارد – توقف به کندی صورت میگیرد. |
دارد – امکان توقف فوری و ایمن حتی در صورت قطع ناگهانی برق |
کاربرد صنعتی |
مناسب برای ماشینآلات عمومی با نیاز به حرکت یکنواخت یا بدون نیاز به توقف دقیق |
مناسب برای سیستمهای بالابر، جرثقیل، نوار نقالههای شیبدار، آسانسور، تاور کلایمر و غیره |
نصب و راه اندازی |
نصب ساده و سریع |
نیاز به نصب تخصصیتر برای هماهنگی سیستم ترمز با عملکرد موتور |
عمر مفید |
بالا به دلیل ساختار ساده |
ممکن است کوتاهتر شود اگر سرویس ترمز بهدرستی انجام نشود. |
این جدول نشان میدهد که انتخاب بین موتور معمولی و ترمزدار بستگی به نوع کاربرد، میزان نیاز به ایمنی و دقت در توقف یا نگهداری موقعیت دارد. برای کاربردهای حساس و عمودی، موتور ترمزدار انتخاب بهتری است، در حالیکه برای کاربردهای ساده و عمومی، موتور معمولی کافی خواهد بود.
تأثیر نوع فرآیند صنعتی در انتخاب الکتروموتور
علاوه بر مواردی که در بالا ذکر شد، نوع عملکرد فرآیند صنعتی نیز نقش مهمی در انتخاب نوع الکتروموتور دارد. به طور کلی، فرآیندها به دو دستهی پیوسته و منقطع تقسیم میشوند.
- فرآیند پیوسته: به فعالیتهایی گفته میشود که در آن ماشینآلات بهطور مداوم و بدون توقف زیاد کار میکنند. مثل نوار نقالهها، پمپهای انتقال مایعات، خطوط مونتاژ ثابت. انتخاب مناسب برای این فرآیندها، الکتروموتور معمولی است. زیرا توقف سریع یا موقعیتیابی دقیق مورد نیاز نیست.
- فرآیند منقطع: فرآیندهایی که شامل توقف و راهاندازیهای مکرر یا نیاز به توقف دقیق در موقعیت خاص هستند. مثل بالابرها، دستگاههایCNC، دربهای اتومات و جرثقیلها. انتخاب مناسب برای این فرآیندها، الکتروموتورهای ترمزدار است. زیرا نیاز به توقف سریع و نگه داشتن موقعیت بار وجود دارد.
خطرات و پیامدهای انتخاب نادرست الکتروموتور
انتخاب اشتباه بین الکتروموتور معمولی و ترمزدار، بهویژه در کاربردهای حساس صنعتی، میتواند عواقب جدی بهدنبال داشته باشد. مهمترین پیامدها عبارتاند از:
- خطرات ایمنی: در تجهیزاتی مانند بالابر، آسانسور یا دستگاههای برش، نبود ترمز مناسب میتواند منجر به سقوط، آسیب به افراد یا خرابی دستگاه شود.
- کاهش دقت عملکرد: در ماشینآلات CNC و سیستمهای موقعیتیابی دقیق، عدم توقف کامل باعث افت کیفیت و دقت میشود.
- آسیب به دستگاه یا محصول: توقف ناصحیح میتواند به قطعات مکانیکی یا محصولات در حال تولید آسیب برساند.
- هزینههای اضافی: اصلاح یا تعویض موتور پس از نصب، زمانبر و پرهزینه خواهد بود.
در نتیجه، انتخاب نادرست صرفا یک خطای فنی نیست؛ بلکه میتواند ایمنی، دقت و بازدهی را بهشدت تحت تأثیر قرار دهد.
جمعبندی
به طور کلی، انتخاب بین الکتروموتور معمولی و الکتروموتور ترمزدار به نوع کاربرد، شرایط کاری و سطح ایمنی مورد نیاز در پروژه شما بستگی دارد. اگر در فرآیند موردنظر، توقف سریع و دقیق، حفظ موقعیت محور یا جلوگیری از سقوط بار اهمیت دارد. مثل جرثقیلها، بالابرها یا دستگاههای CNC، الکتروموتور ترمزدار بهترین گزینه است؛ چراکه میتواند حرکت را با ایمنی و دقت بالا متوقف کند.
در مقابل، برای کاربردهای عمومی و کمخطر مانند فنها، پمپها یا نوار نقالههای افقی که توقف آنی و موقعیتیابی دقیق ضروری نیست، الکتروموتور معمولی با ساختاری سادهتر و قیمت مقرونبهصرفهتر، گزینهای مناسب و اقتصادی خواهد بود.
در نتیجه، قبل از انتخاب نوع موتور، لازم است ویژگیهای فرآیند کاری، میزان دقت موردنیاز و الزامات ایمنی پروژه را به دقت بررسی کنید تا مطمئن شوید که موتور انتخابی با نیازهای عملیاتی شما همخوانی دارد.
اگر هماکنون از الکتروموتور معمولی استفاده میکنید اما به الکتروموتور ترمزدار نیاز پیدا کردهاید، نگران نباشید. شهباز موتور امکان تبدیل الکتروموتورهای معمولی به الکتروموتور ترمزدار را با استفاده از تجهیزات تخصصی و دانش فنی فراهم کرده است. همچنین میتوانید انواع الکتروموتور تکفاز و الکتروموتور سهفاز را با کیفیت عالی و قیمت مناسب از شهباز موتور تهیه کنید. برای دریافت مشاوره رایگان تخصصی و انتخاب بهترین گزینه متناسب با نیازتان، همین حالا با ما تماس بگیرید.
سوالات متداول
1: موتور ترمزدار چیست؟
الکتروموتوری است که به آن یک ترمز الکترومغناطیسی اضافه شده تا در زمان قطع برق، شفت موتور را متوقف و در جای خود ثابت نگه دارد.
2: الکتروموتور ترمزدار چه کاربردی دارد؟
در دستگاههایی مانند بالابر، آسانسور، جرثقیل و تجهیزات CNC استفاده میشود که توقف سریع، ایمن و دقیق موتور اهمیت دارد.
3: بهتر است موتور ترمزدار آماده تهیه شود یا به موتور معمولی ترمز اضافه شود؟
در صورت امکان، استفاده از موتور ترمزدار آماده پیشنهاد میشود چون از نظر فنی هماهنگتر و مطمئنتر است. البته میتوان به موتورهای معمولی نیز ترمز اضافه کرد.
4: چگونه یک موتور را ترمزدار کنیم؟
با نصب ترمز فنری مغناطیسی در قسمت پشت موتور.
5: چگونه میتوان الکتروموتور ترمزدار تهیه کرد؟
یا موتور ترمزدار آماده خریداری شود یا برای موتور موجود، ترمز مناسب انتخاب و نصب شود. در هر دو حالت، مشاوره با کارشناس فنی توصیه میشود.
6: الکتروموتور ترمزدار را از چه برندی بخریم؟
برندهای معتبر الکتروموتور ترمزدار شامل Siemens، WEG، SEW ، ATB و VEM هستند.
7: رایجترین نوع ترمز کدام است؟
پرکاربردترین نوع، ترمز فنری الکترومغناطیسی است که در زمان قطع برق، شفت موتور را قفل میکند و مانع از حرکت آن میشود.