در دنیای موتورهای الکتریکی، الکتروموتور دو خازن، یکی از بهترین راهکارها محسوب می‌شود. این موتور با کنترل توان خازن‌ها، انعطاف‌پذیری و کارایی لازم را در حوزه‌هایی ایجاد می‌کند که متغیر بودن سرعت در آن‌ها، اجتناب‌ناپذیر است. در این مقاله، قصد داریم در مورد اصول عملیاتی، کاربردها، مزیت‌ها و محدودیت‌های این الکتروموتور بیشتر بحث کنیم و به اهمیت اجرایی آن‌ها اشاره کنیم. پس اگر قصد دارید اطلاعات بیشتری را در مورد این موتور الکتریکی کسب کنید، این مقاله از بلاگ سام تجهیز را تا پایان مطالعه کنید.
اصول عملیاتی
انواع الکتروموتور دو خازن بر اساس اصل موتور با انشقاق باز عمل می‌کند. این موتور دارای دو خازن است: خازن راه‌اندازی و خازن دائمی. هر دو خازن به‌صورت موازی با سیم‌پیچی موتور متصل می‌شوند، اما هر خازن از مدار با توجه به سرعت موردنظر، وارد عملیات شده و یا غیرفعال می‌شوند.
هنگام روشن شدن موتور، خازن راه‌اندازی موقتاً به سیم‌پیچ متصل می‌شود و شیفت فازی مضاعفی را ایجاد می‌کند. این امر به موتور کمک می‌کند تا پس از استارت خوردن، به سرعت بالاتری برسد. هنگامی‌که موتور به سرعت عملیاتی خود می‌رسد، خازن راه‌اندازی قطع می‌شود و صرفاً خازن دائمی باقی می‌ماند و موتور عملیات خود را با سرعت کمتر، ادامه می‌دهد.
ماشین آسنکرون با سیم‌پیچ اصلی و خازن راه‌انداز و دائمی (الکتروموتور دو خازن) عملکرد بسیار مطلوبی در بهبود گشتاور سرعت موتور القایی دارد به‌نحوی‌که گاه، یک سیم‌پیچ کمکی با یک خازن کوچک‌تر به‌طور دائم در مدار موتور قرار می‌گیرد. باید توجه داشت که ظرفیت خازن به‌درستی انتخاب شود. درصورتی‌که بارهای خاص در یک میدان مغناطیسی کاملاً دوار قرار داشته باشد، موتور همانند یک موتور القایی سه فاز رفتار می‌کند.
عملکرد دو خازن
خازن بزرگ‌تر صرفاً در زمان راه‌اندازی موتور، در مدار جریان دارد. عملکرد این موتور، تضمین تعادل تقریبی جریان‌های سیم‌پیچی‌های اصلی و کمکی است. پس از سرعت گرفتن موتور، کلید گریز از مرکز باز شده و صرفاً خازن دائمی در مدار سیم‌پیچ کمکی باقی می‌ماند. از طرفی، اندازه خازن دائمی به نحوی انتخاب می‌شود که جریان‌ها در بارهای عادی موتور متعادل شوند. ازاین‌رو، در موتورهای دو خازنی، خازن دائم حدود 10 تا 20 خازن راه‌اندازی است.
گشتاور موتورهای دو خازنی
الکتروموتورهای دو خازنی، گشتاور راه‌اندازی و گشتاور کار قابل‌توجهی دارند. در این موتور القایی یک‌فاز (الکتروموتور تک فاز)، دو خازن موازی در ابتدای راه‌اندازی با اتصال سری و با استفاده از سیم‌پیچ کمکی استفاده می‌شوند. یکی از این خازن‌ها به‌صورت الکترولیتی و دیگری به‌صورت روغنی است.
خازن الکترولیتی با کلید گریز از مرکز از مدار خارج می‌شود. کارکرد خازن الکترولیتی، افزایش گشتاور راه‌اندازی است. هنگامی‌که موتور راه‌اندازی می‌شود، خازن الکترولیت در %75 دور اسمی موتور با رله مغناطیسی یا کلید گریز از مرکز، از مدار خارج می‌شود و سیم‌پیچ کمکی، با سیم اصلی در مدار باقی می‌ماند.
کاربردهای الکتروموتور دو خازن
الکتروموتور دو خازن کاربرد بسیار زیادی در حوزه‌های گوناگون دارد. برخی از رایج‌ترین کاربردهای این موتور عبارت‌اند از:
- پنکه‌های سقفی و پنکه‌های اگزوز کننده: الکتروموتور دو خازن به‌طور گسترده در پنکه‌های سقفی و پنکه‌های اگزوز کننده استفاده می‌شوند. این موتورها عملیات پر سرعت را جهت جابجایی بهینه هوا و عملیات با سرعت کم جهت صرفه‌جویی در انرژی ارائه می‌کنند.
- تهویه‌های هوا و سیستم‌های HVAC: در واحدهای تهویه هوا و سیستم‌های HVAC، موتورهای دو خازنی در موتورهای پنکه‌ها جهت ایجاد جریان هوای متفاوت استفاده می‌شوند. تنظیم سرعت بالاتر موجب سهولت در سرمایش سریع می‌شود و تنظیم با سرعت کمتر سبب عملیات پیوسته با بازدهی بالاتر می‌شود.
- ابزارهای پرتابل: الکتروموتور دو خازن، در ابزارهایی مانند اره‌های گرد، دریل‌های برقی و چرخ‌های سنباده استفاده می‌شوند. مزیت این موتورها، تنظیم سرعت برای برش، دریل و سمباده کشی در شرایط متفاوت است.
- پمپ‌ها و کمپرسورها: در برخی از سیستم‌های پمپاژ و کمپرس، الکتروموتور دو خازن برای دستیابی به فشار یا نرخ جریان متفاوت استفاده می‌شود. سرعت بالاتر در صورت رسیدن به خروجی بیشتر استفاده می‌شود درحالی‌که تنظیم سرعت کمتر در عملیات ماندگار، به کارگرفته می‌شود.
بیشتر بخوانید: الکتروموتور تک خازن چیست؟
مزایای الکتروموتور دوخازن
موتورهای دو خازن، دارای مزایای متعددی هستند. این مزیت‌ها سبب شده‌اند استفاده از آن‌ها در ابزارها و دستگاه‌های مختلف، موردتوجه کارشناسان و متخصصان قرار گیرد. از مزایای کلی این موتورها، می‌توان به کار یکنواخت و گشتاور مناسب در حین کار اشاره کرد. همچنین سیم‌پیچ‌های اصلی و کمکی این موتورها، مشابه یکدیگر هستند.
برخی از مزیت‌های دیگر این موتورها عبارت‌اند از:
- امکان تنظیم با دو سرعت: یکی از مهم‌ترین مزیت‌های الکتروموتورهای دو خازنی، امکان استفاده از دو سرعت متفاوت است. بدین منظور، می‌توان از این الکتروموتورها جهت تطبیق با سرعت‌های متفاوت استفاده کرد.
- دقت بالا در کنترل سرعت: این موتورها می‌توانند سرعت را به‌دقت کنترل کنند. با وجود دو خروجی، امکان تنظیم دقیق سرعت وجود دارد و در نتیجه بهره‌برداران می‌توانند در عملیات سیستم‌های خود، سرعت موردنظر خود را لحاظ کنند.
- امکان کاهش مصرف انرژی: یکی دیگر از مزیت‌های مهم الکتروموتورهای دو خازنی، قابلیت آن‌ها در کاهش معنادار مصرف انرژی است. با توجه به‌ضرورت کاهش مصرف انرژی در بسیاری از صنایع، ارائه راهکارهایی خلاقانه مانند استفاده از الکتروموتورهای دو خازنی، بیش‌ازپیش مورد توجه قرار گرفته است.
- تطابق با بارهای مختلف: یکی از مزایای موتورهای دو خازنی، تطابق آن‌ها با بارهایی است که در موقعیت‌های مختلف، اعمال می‌شوند. می‌توان سرعت موتورها را در کاربردهای گوناگون برحسب نوع و بارکاری موردنظر، تنظیم کرد.
- بالا بودن طول عمر: اگر بتوان موتورهای دو خازنی را به‌طور مناسب با بهره‌گیری از کارشناسان مجرب نصب و تنظیم کرد، می‌توان به طول عمر بالای این موتورها دست یافت. یکی از عوامل مهم دیگر در دستیابی به طول عمر بالای الکتروموتورهای دو خازنی، بهره‌برداری و نگهداری منظم و مناسب حین استفاده از این موتورها است.
- صرفه اقتصادی بالا: یکی از نقاط قوت الکتروموتورهای دو خازنی در مقایسه با سیستم‌هایی که کنترل سرعت پیچیده‌ای دارند، صرفه اقتصادی موتورهای دو خازن است. سادگی در ساختار و کاهش هزینه‌های عملیاتی موجب شده‌اند موتورهای دو خازنی، گزینه مناسبی استفاده باشند.
بیشتر بخوانید: علت صدای الکتروموتور چیست؟ صدای ناهنجار الکتروموتور نشانه چیست؟
محدودیت‌ها
با وجود مزیت‌های متعدد خرید الکتروموتور دو خازنی و استفاده از این موتورها در ابزارها و ادوات متفاوت، اما این موتورها همانند تمامی موتورهای دیگر، دارای محدودیت‌ها و معایبی هستند و باید راهکارهای مناسبی را برای رفع آن‌ها، اندیشید. برخی از محدودیت‌های این موتورها عبارت‌اند از:
- وزن
یکی از محدودیت‌های این موتورها، وزن بالای آن‌ها است. استفاده از دو خازن در معماری این موتورها، سبب شده است وزن این موتورها افزایش یابد. این محدودیت می‌تواند سبب بروز مشکلاتی برای نصب و حمل‌ونقل الکتروموتور شود
- فضای فیزیکی
تردیدی نیست که استفاده از دو خازن در معماری این موتورها، سبب افزایش ابعاد فیزیکی آن‌ها می‌شود. در صورت فضای محدود، ممکن است استفاده از این موتور سبب بروز مشکلاتی شود.
- عدم امکان استفاده در مصارف خانگی
امکان استفاده از الکتروموتورهای دو خازنی در وسایل و مصارف خانگی وجود ندارد، زیرا مصارف خانگی دارای 15-25 آمپر هستند. بنابراین نمی‌توان حدود 60 درصد جریان در یک واحد ساختمانی را صرفاً به یک وسیله مصرف‌کننده، اختصاص داد.
نحوه تغییر گردش جهت موتورهای دو خازنی
برای تغییر جهت گردش الکتروموتور دو خازن، باید بر اساس فرآیند شکل زیر عمل کنیم. تنها کافی است دو پیلت Vb-Va، Ua-UB را برداشته و به‌صورت افقی گذاشته تا جهت چرخش با جابجایی اتصال سیم‌پیچی کمکی نسبت به سیم‌پیچ اصلی عوض شود.
بیشتر بخوانید: آشنایی با ساختار و راهنمای عیب‌یابی و تعمیر الکتروموتور
کلام آخر
الکتروموتور دو خازن، یکی از انواع پرکاربرد موتورهای الکتریکی است که با ایجاد ظرفیت و گشتاور بالا، کاربرد گسترده‌ای در انواع تجهیزات صنعتی مانند یخچال‌های صنعتی، کمپرسورها، موتورهای بالابر و دستگاه‌های چندکاره دارد. در هنگام استفاده از این موتورها، شناخت کافی از نحوه عملکرد خازن‌ها می‌تواند به استفاده هر چه‌بهتر و درک عملکرد آن‌ها کمک کند. در این مقاله، علاوه بر تعریف الکتروموتورهای دو خازن، به بیان کاربردها و مزیت‌ها و همچنین محدودیت‌های آن‌ها پرداختیم.
