روتور جزء حیاتی ماشین‌های مختلف است که نیروی مکانیکی را از یک قسمت به قسمت دیگر منتقل میکند.در ماشین‌های الکتریکی، این قطعه نقش مهمی در ایجاد یا برهمکنش با یک میدان مغناطیسی دارد که امکان تولید حرکت مکانیکی یا نیروی الکتریکی را فراهم می‌نماید. در این مقاله از سام تجهیز با روتور و کاربرد آن بیشتر آشنا خواهید شد.
روتور چیست؟
اصطلاح «روتور» به قسمت چرخشی یک ماشین اطلاق میشود که نیروی مکانیکی را منتقل میکند یا با میدان مغناطیسی تعامل می‌نماید تا حرکت یا نیروی الکتریکی تولید کند. این قطعه شامل یک محور مرکزی است که در یک بدنه استوانه‌ای می‌چرخد و به سایر عناصر ماشین مانند چرخ دنده‌ها یا تیغه‌ها متصل میشود. می‌توان آن را با سیم پیچ یا یک سری آهنرباهای دائمی ساخت. چرخش این قطعه با استاتور ثابت در تعامل است تا باعث تولید برق یا حرکت مکانیکی شود.
جایگاه روتور در الکتروموتور چیست؟
این دو اصطلاح ارتباط نزدیکی با هم دارند و اغلب برای توصیف قسمت‌های مختلف یک ماشین الکتریکی در کنار هم استفاده می‌شوند. تفاوت این دو در این است که چرخانه به بخش دوار یک ماشین الکتریکی مانند موتور الکتریکی یا ژنراتور اشاره دارد. این قطعه در داخل دستگاه می‌چرخد. این قطعه می‌تواند یا زخمی و یا حاوی آهنرباهای دائمی باشد. این جزء در موتور الکتریکی بخشی است که انرژی الکتریکی را دریافت کرده و آن را به حرکت مکانیکی تبدیل میکند. در یک ژنراتور، روتور بخشی است که توسط یک منبع نیروی خارجی به حرکت در می‌آید و نیروی الکتریکی تولید میکند.
بیشتر بخوانید: اجزای الکتروموتور شامل چه بخش‌هایی است؟
اما موتور، به‌ویژه موتور الکتریکی، ماشینی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکند. موتور از دو بخش اصلی تشکیل شده است که عبارتند از استاتور و روتور. استاتور قسمت ثابت موتور است که معمولاً شامل یک سری سیم پیچ می‌باشد که وقتی جریان الکتریکی از آنها عبور میکند، میدان مغناطیسی ایجاد می‌نماید. همانطور که قبلاً ذکر شد این بخش، قسمت چرخشی است که با میدان مغناطیسی استاتور در تعامل است و انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل میکند.
به طور خلاصه، قطعه مورد نظر ما قسمت دوار یک ماشین الکتریکی است، در حالی که موتور دستگاه کاملی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکند.
ساخت و اصول کار روتور
همانطور که گفته شد، این قطعه یک جزء حیاتی است که در ماشین‌هایی مانند موتورهای الکتریکی، ژنراتورها، توربین‌ها و کمپرسورها یافت میشود. یک موتور الکتریکی از یک هسته مغناطیسی، هادی‌ها، حلقه‌های انتهایی و یک شفت تشکیل شده است. در نتیجه، این جزء مهم الکتروموتور با عبور جریان الکتریکی از سیم پیچ‌ها، با میدان مغناطیسی استاتور تعامل میکند و در نتیجه چرخش ایجاد می‌نماید. قطعه مورد نظر به گونه‌ای طراحی شده است که با میدان مغناطیسی چرخشی تولید شده توسط استاتور هماهنگ شود. با این حال، در برخی کاربردهای موتور، ممکن است اختلاف سرعت جزئی وجود داشته باشد که باعث القای جریان‌های الکتریکی در آن برای تولید گشتاور لازم برای کارکرد موتور میشود.
بیشتر بخوانید: انواع جریان الکتریکی چیست؟
انواع روتور
چرخانه‌ها بر اساس طراحی، ساخت و کاربرد به انواع مختلفی طبقه بندی می‌شوند. انواع آن شامل قفس سنجاب، زخمی، قطب برجسته، آهنربای دائمی و سیال است. این قطعات در موتورها، ژنراتورها، توربین‌ها و پمپ‌ها برای اهداف و مزایای خاص استفاده می‌شوند. انتخاب چرخانه مناسب به عواملی مانند گشتاور، سرعت، کنترل و کارایی برای کاربرد بستگی دارد.
سخت و صلبی
این مدل به گونه‌ای است که در ماشین‌های دوار با سرعت بالا مانند توربین‌های گاز، توربین‌های بخار و موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند. آنها شکل و ساختار خود را در حین کار حفظ می‌کنند و از موادی با استحکام و سختی بالا ساخته شده‌اند که یکپارچگی و تعادل خود را حفظ می‌کنند. آنها برای ارائه پشتیبانی مکانیکی، انتقال کارآمد نیرو، و به حداقل رساندن ارتعاشات یا تغییر شکل‌هایی که می‌توانند بر عملکرد یا قابلیت اطمینان این قطعه تأثیر بگذارند، طراحی شده‌اند.
بیشتر بخوانید: انواع پمپ صنعتی و کاربرد آنها
قفس سنجابی
این نوع چرخانه معمولاً در موتورهای القایی یافت میشود که از هسته‌های آهنی چند لایه با میله‌ها و حلقه‌های رسانا تشکیل شده است که گشتاور را از میدان مغناطیسی دوار استاتور تولید میکند. آنها بادوام هستند و گشتاور راه اندازی بالایی دارند.
زخمی
این نوع در موتورهای القایی استفاده میشود و از یک هسته آهنی چند لایه تشکیل شده است که سیمی به دور آن پیچیده شده و به حلقه‌های لغزنده متصل است. با تنظیم مقاومت در مدار آن از طریق حلقه‌های لغزش می‌توان گشتاور راه اندازی و سرعت را تنظیم کرد. آنها برای کنترل دقیق سرعت و کاربردهای گشتاور راه اندازی بالاتر مانند جرثقیل و ماشین ابزار ترجیح داده می‌شوند.
قطب برجسته
از این نوع در ماشین‌های سنکرون (ژنراتورها و موتورها) شامل قطب‌های فرومغناطیسی استفاده میشود که از شفت آن بیرون می‌زنند. با تأمین DC به سیم پیچ این قطعه، قطب‌ها مغناطیسی می‌شوند و یک میدان مغناطیسی دوار همگام با فرکانس منبع تغذیه ایجاد می‌کنند. سرعت آن را می‌توان با تغییر DC یا بار تنظیم کرد. آنها در تولید برق، درایوهای صنعتی و سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر به دلیل کارایی در سرعت‌های پایین استفاده می‌شوند.
بیشتر بخوانید: ۰ تا ۱۰۰ خرید و استفاده از موتور برق
مزایای روتورها چیست؟
این قطعات حیاتی موتور در کاربردهای مختلف مزایای متعددی دارند. آنها انتقال قدرت کارآمد را فراهم می‌کنند و ماشین‌ها را قادر می‌سازند تا انرژی الکتریکی یا مکانیکی را به کار مفید تبدیل کنند. آنها همچنین کنترل دقیقی بر روی سرعت، گشتاور و سایر پارامترهای عملکرد ارائه می‌دهند که امکان عملکرد بهینه را فراهم می‌کنند. علاوه بر این، به گونه‌ای طراحی شده‌اند که قابل اعتماد و بادوام باشند و عملکرد طولانی مدت را تضمین کنند و زمان خرابی خود را به حداقل برسانند. Rotors UK کاربردهایی در ماشین‌آلات صنعتی، سیستم‌های تولید انرژی، حمل‌ونقل (از جمله صنایع هوافضا و دریایی) و بخش خودرو پیدا میکند. انتقال کارآمد نیرو کنترل دقیق بر پارامترهای سرعت، گشتاور و عملکرد طراحی قابل اعتماد و بادوام کاربرد در ماشین آلات صنعتی کاربرد در سیستم‌های تولید انرژی کاربرد در حمل و نقل (صنایع هوافضا و دریایی) کاربرد در بخش خودرو.
سخن پایانی
روتورها کاربردهای گسترده‌ای در سراسر صنایع دارند و به اهداف تبدیل انرژی، تولید نیرو، انتقال مایعات یا گازها و اندازه‌گیری حرکت کمک می‌کنند. تطبیق پذیری آنها امکان استفاده از آنها را در موتورهای الکتریکی، ژنراتورها، توربین‌ها، پمپ‌ها، کمپرسورها و ژیروسکوپ‌ها فراهم میکند. چرخانه برای برآوردن نیازهای خاص و معیارهای عملکرد هر برنامه طراحی شده‌اند و به نوعی چرخش حرکت جهان خواهند بود.
