تامین موتورهای صنعتی

تامین موتورهای دیزلی

موتور دیزل نوعی موتور احتراق داخلی است. موتورهای احتراق داخلی موتورهای حرارتی هستند که از طریق احتراق نوعی سوخت و یک اکسید کننده نیرو تولید می کنند. در مورد موتور دیزل، هوا و سوخت دیزل برای تولید انرژی مکانیکی فشرده می شوند.

اما دقیقاً یک موتور دیزل چگونه کار می کند؟ این یک فرآیند نسبتاً اساسی است. برای شروع، هوا به داخل سیلندرها پمپ می شود. سپس پیستون ها هوا را بین 14 تا 25 بار فشرده می کنند و گرما تولید می کنند. هنگامی که هوا فشرده شد، انژکتورهای سوخت، سوخت دیزل را به داخل سیلندرها می پاشند. وارد کردن سوخت دیزل به هوای گرم باعث مشتعل شدن مخلوط و تولید انرژی شیمیایی می شود. احتراق، پیستون را از سیلندر عقب می راند، که انرژی شیمیایی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. این فرآیند صدها تا هزاران بار در دقیقه تکرار می شود تا انرژی کافی برای تامین انرژی یک وسیله نقلیه تولید شود.

تامین انواع موتورهای دیزلی:

موتور دیزل 2 زمانه:

موتورهای 2 زمانه چرخه کامل موتور را تنها در دو زمان ارائه می دهند. در اصل، با شروع چرخه، هوا وارد سیلندر می شود و هر هوای قدیمی را دفع می کند. سپس، فرآیند فشرده سازی رخ می دهد. با نزدیک شدن پیستون به بالای سیلندر، سوخت دیزل اضافه می شود و انرژی شیمیایی تولید می کند. این انرژی پیستون را به سمت پایین هل می دهد و انرژی مکانیکی را به چرخ ها می فرستد.

موتورهای دیزلی دو زمانه معمولا سبکتر و کوچکتر از این دو نوع هستند. با این حال، کار کردن در دو زمانه به این معنی است که بیشتر مستعد ساییدگی و پارگی است، که یکی از دلایلی است که موتورهای دو زمانه کمتر رایج هستند.

موتور دیزلی به دلیل نسبت انبساط بسیار بالا و سوزاندن بدون چربی ذاتی، بالاترین راندمان حرارتی ( راندمان موتور ) در بین هر موتور احتراق داخلی یا خارجی عملی دارد، که باعث اتلاف گرما توسط هوای اضافی می شود. همچنین در مقایسه با موتورهای بنزینی بدون تزریق مستقیم از کاهش بازده کمی جلوگیری می شود، زیرا سوخت نسوخته در هنگام همپوشانی سوپاپ وجود ندارد و بنابراین هیچ سوختی مستقیماً از ورودی/پاشش به اگزوز نمی رود. موتورهای دیزلی با سرعت پایین (همانطور که در کشتی‌ها و سایر کاربردهایی که وزن کلی موتور نسبتاً بی‌اهمیت است استفاده می‌شود) می‌توانند بازده مؤثری تا 55 درصد داشته باشند.[1] توربین گاز سیکل ترکیبی (سیکل بریتون و رانکین) موتور احتراقی است که کارایی بیشتری نسبت به موتورهای دیزلی دارد، اما به دلیل جرم و ابعاد آن برای بسیاری از وسایل نقلیه از جمله شناورهای آبی و برخی هواپیماها نامناسب است. بزرگترین موتورهای دیزلی جهان که در خدمت هستند موتورهای دیزل دریایی 14 سیلندر و دو زمانه هستند. اوج قدرت هر کدام تقریبا 100 مگاوات است.

موتور دیزل 4 زمانه: در موتورهای 4 زمانه، پیستون ها دو بار بالا و پایین می روند – در مجموع چهار زمانه. پیستون ها علاوه بر ضربات تراکم و اگزوز (که در بالا توضیح داده شد) دارای ضربات برگشتی نیز هستند. اساساً، فرآیند با کشیدن هوا به داخل سیلندر در حین حرکت پیستون به سمت پایین آغاز می شود. با حرکت پیستون به سمت بالا، هوا فشرده می شود. هنگامی که پیستون به بالای سیلندر می رسد، سوخت تزریق می شود و باعث احتراق می شود. پس از احتراق، پیستون به سمت پایین هل داده می شود و انرژی مکانیکی به چرخ ها آزاد می شود. در نهایت پیستون به سمت بالا حرکت می کند تا گازهای سوخته را دفع کند.
موتورهای 4 زمانه رایج ترین نوع هستند که در اکثر کامیون ها و خودروهای دیزلی استفاده می شود.

بخش های مختلف موتور دیزل:

موتورهای دیزلی از ده ها قطعه تشکیل شده اند.

بلوک موتور دیزل: به عنوان پایه و اساس موتور دیزل مدرن، بلوک جایی است که تمام قطعات برای فرآیند اصلی احتراق داخلی در آن قرار دارد. بلوک دارای یک فضای باز برای هر سیلندر است که در آن احتراق اتفاق می افتد.
پیستون ها – پیستون ها کف محفظه احتراق را ایجاد می کنند و در حین کار موتور در سیلندر بالا و پایین می روند. حرکت پیستون ها باعث ایجاد فشردگی هوا می شود که منجر به احتراق می شود.
سر سیلندر موتور دیزل: سر سیلندر بالای فضای باز بلوک را می بندد تا به محفظه ای برسد که در آن احتراق اتفاق می افتد. این سر می تواند یک واحد برای پوشش تمام سیلندرها یا چند واحدی باشد که یک بخش را پوشش می دهد.
سوپاپ های موتور دیزل : با بسته شدن سیلندر توسط پیستون در پایین و سر سیلندر در بالا، باید راهی برای ورود هوای تازه و خروج گازهای باقی مانده وجود داشته باشد. این جایی است که سوپاپ ها وارد می شوند. معمولاً دو سوپاپ برای جذب هوا و دو سوپاپ برای خروجی برای هر سیلندر وجود دارد.
انژکتورهای سوخت موتور دیزل: اکنون باید راهی برای دریافت سوخت در داخل سیلندر وجود داشته باشد، بنابراین چیزی برای احتراق وجود دارد. این اجزا بخش پیچیده ای از فرآیند هستند که سوخت را در الگوهای بسیار دقیق با زمان بندی بسیار کنترل شده پاشش می کنند.
میل بادامک موتور دیزل: بیشتر موتورها به جای تکیه بر یک سیستم الکتریکی برای باز کردن سوپاپ ها و تزریق سوخت، از یک فرآیند مکانیکی استفاده می کنند. چرخش‌های میل بادامک زمان‌بندی این رویدادها را توسط لوب‌هایی روی میل کنترل می‌کند که آنها را به حرکت در می‌آورد.
میله های اتصال موتور دیزل:این قطعات به یک پیستون در بازوی پایین متصل می شوند و نیروی احتراق را به میل لنگ منتقل می کنند.
میل لنگ موتور دیزل: میل لنگ حرکت خطی احتراق (بخش بالا و پایین فرآیند احتراق) را به یک حرکت چرخشی منتقل می کند.

تامین موتورهای صنعتی برقی

موتورهای الکتریکی وسایل الکتریکی هستند که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. آنها به طور گسترده ای برای تجهیزات موتوری، برق و ژنراتور مناسب هستند.موتورهای الکتریکی را می توان به طور کلی به موتورهای AC، موتورهای DC و موتورهای پله ای طبقه بندی کرد. هر کدام از این انواع موتور کاربردها، مزایا و معایب متفاوتی دارند. انتخاب نوع موتور متناسب با نیازهای برنامه شما ضروری است.

تامین انواع موتورهای الکتریکی:

تامین موتورهای DC

موتورهای DC اولین نوع موتوری بودند که به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت، زیرا می‌توانستند توسط سیستم‌های توزیع برق روشنایی جریان مستقیم موجود تغذیه شوند. آنها معمولاً با آهنرباهای دائمی در قسمت استاتیک خود نصب می شوند، اما برخی دیگر به جای آهنرباهای دائمی در استاتور خود، حاوی آهنرباهای الکتریکی هستند. سرعت یک موتور DC را می توان در محدوده وسیعی با استفاده از ولتاژ تغذیه متغیر یا با تغییر قدرت جریان در سیم پیچ های میدان کنترل کرد. موتورهای DC کوچک در اسباب بازی ها، ابزارها و لوازم خانگی استفاده می شوند.

تامین موتورهای AC

جریان متناوب به این معنی است که جریان به جای اینکه در یک جهت حرکت کند، به جلو و عقب حرکت کرده و با فرکانس معینی بر حسب هرتز تغییر جهت می دهد. اکثر کشورها از 50 هرتز (50 هرتز یا 50 سیکل در ثانیه) به عنوان فرکانس AC استفاده می کنند. تعداد انگشت شماری از 60 هرتز استفاده می کنند. استاندارد در ایالات متحده 60 هرتز برق AC است.

ما دو نوع اصلی موتورهای AC را بر اساس فاز طبقه‌بندی می‌کنیم:

تک فاز
سه فاز

موتور تک فاز
موتور تک فاز با استفاده از منبع تغذیه تک فاز کار می کند. آنها شامل دو نوع سیم کشی هستند: گرم و خنثی. توان آنها می تواند تا 3 کیلووات برسد. آنها را می توان به طور عمده در خانه ها، ادارات، فروشگاه ها، شرکت های کوچک غیر صنعتی و سایر وسایل مانند دریل، تهویه مطبوع و سیستم های باز و بسته شدن درب گاراژ استفاده کرد.

موتور سه فاز
موتور سه فاز با استفاده از منبع برق سه فاز کار می کند. آنها توسط سه جریان متناوب با فرکانس مشابه هدایت می شوند که در لحظات متناوب به اوج خود می رسند. اینها می توانند تا 300 کیلووات قدرت و سرعتی بین 900 تا 3600 دور در دقیقه داشته باشند. موتور AC سه فاز به دلیل راندمان بالا و هزینه کم، بیشتر در کاربردهای صنعتی استفاده می شود.

تامین موتورهای الکتریکی خاص

انواع مختلفی از موتورهای الکتریکی ویژه وجود دارد که نسخه های اصلاح شده موتورهای دیگر هستند که برای اهداف خاص طراحی شده اند. برخی از این موتورهای الکتریکی در زیر آورده شده است.

موتور Servo

سروو موتور نوع خاصی از موتور است که برای هل دادن/کشیدن یا بلند کردن یا چرخاندن یک جسم در یک زاویه خاص استفاده می شود. سروو موتور را می توان برای کار با منبع تغذیه AC و همچنین DC طراحی کرد. سروو موتورهایی که با منبع DC کار می کنند سروو موتور DC نامیده می شوند در حالی که به موتورهایی که با AC کار می کنند سروو موتور AC می گویند. این یک موتور ساده با یک کنترلر و چند دنده برای افزایش گشتاور است.

این موتورها بر حسب کیلوگرم بر سانتی متر (کیلوگرم بر سانتی متر) رتبه بندی می شوند. وزن زیادی را مشخص می کند که سروو می تواند در یک فاصله خاص بلند کند. به عنوان مثال یک سروو با درجه 3 کیلوگرم بر سانتی متر می تواند بار 3 کیلوگرمی را که در فاصله 1 سانتی متری از محور خود قرار دارد، بلند کند. ظرفیت وزنه برداری با افزایش مسافت کاهش می یابد.

سروو موتور دارای مجموعه دنده، کنترلر، سنسور و سیستم بازخورد است. مجموعه دنده برای کاهش سرعت و افزایش چشمگیر گشتاور آن استفاده می شود. این کنترلر برای مقایسه سیگنال ورودی (موقعیت مطلوب) و سیگنال سنسور (موقعیت واقعی سروو) که از طریق سیستم بازخورد به دست می آید، استفاده می شود. کنترلر این دو سیگنال را با هم مقایسه می کند و با چرخاندن شفت موتور خطای بین آنها را برطرف می کند.

سروو موتورها دارای سه سیم هستند. دو مورد از آنها برای تامین منبع تغذیه و سومی برای کنترل موقعیت سروو استفاده می شود. با ارائه یک سیگنال ضربانی از طریق یک میکروکنترلر با استفاده از PWM (مدولاسیون عرض پالس) کنترل می شود.

سروو می تواند 90 درجه در هر جهت بچرخد و در مجموع 180 درجه می چرخد. به طور خنثی در موقعیت وسط در 90 درجه قرار دارد. می تواند با تغییر عرض پالس بین 1 میلی ثانیه و 2 میلی ثانیه بچرخد که 1 میلی ثانیه مربوط به 0 درجه، 1.5 میلی ثانیه مربوط به 90 درجه و 2 میلی ثانیه مربوط به زاویه 180 درجه شفت است.

درایو مستقیم
موتور درایو مستقیم یا موتور گشتاور نیز یکی دیگر از انواع موتورهایی است که حتی در زمان خاموش شدن، گشتاور بالایی در سرعت پایین تولید می کند. محموله مستقیماً به روتور متصل می شود بنابراین استفاده از گیربکس، تسمه، کاهنده سرعت و غیره را حذف می کند. از آنجایی که ساییدگی و پارگی مکانیکی ندارد، قابل اعتماد است و طول عمر بالایی دارد. این واقعیت که قطعات مکانیکی کمتری دارد به این معنی است که نیاز به نگهداری کمتر و هزینه کم دارد.

موتورهای خطی
موتور خطی دارای یک استاتور و روتور بدون رول است که به جای نیروی چرخشی نیروی خطی ارائه می دهد. اگر هر موتوری را برش دهید و آن را صاف روی یک سطح قرار دهید، یک موتور خطی خواهید داشت.

سیم پیچ های آرمیچر به صورت خطی طراحی شده اند که جریان 3 فاز را برای تولید میدان مغناطیسی حمل می کند. میدان مغناطیسی نمی چرخد در عوض در یک خط مستقیم حرکت می کند. میدان مغناطیسی با میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهنربای دائمی مسطح که در زیر آن قرار دارد، تعامل دارد. برهمکنش بین آنها یک نیروی خطی بر روی یکدیگر ایجاد می کند بنابراین آرمیچر به جلو یا عقب حرکت می کند.

این یک موتور AC با یک کنترل کننده مانند موتور سروو است. برق به قسمت اولیه موتور که دارای سیم پیچی است تامین می شود. میدان مغناطیسی خود را تولید می کند که قطبیت آن به فاز منبع AC بستگی دارد. قسمت ثانویه موتور یک آهنربای دائمی است که میدان مغناطیسی آن با میدان مغناطیسی قطعه اصلی تعامل دارد و در نتیجه با ایجاد نیروی خطی آن را جذب و دفع می کند. مقدار جریان نیرو را تعیین می کند در حالی که سرعت تغییر جریان سرعت قطعه اولیه را تعیین می کند.

استپر موتور
موتور پله ای یا استپ موتور یک موتور DC بدون جاروبک است که چرخش کامل آن به تعدادی مرحله مساوی تقسیم می شود. چنین موتوری به جای چرخش مداوم در مراحل (درجات ثابت) می چرخد. چنین حرکات پله ای دقت بالایی را ارائه می دهد که در رباتیک مورد استفاده قرار می گیرد.
استپر موتور بر روی پالس کار می کند. هر پالس موتور را یک پله حرکت می دهد. دقت موتور به تعداد مراحل در هر دور بستگی دارد. اندازه مراحل در طول طراحی آن تعیین می شود. با این حال، سرعت موتور را می توان با استفاده از قطار پالس فرکانس متغیر کنترل کرد. کنترل کننده داخل سروو موتور با هر پالس یک پله روتور را به جلو یا عقب می برد.

برای موقعیت یابی دقیق و دقیق آن استفاده می شود. گشتاور کامل را در حالت سکون ارائه می دهد. به دلیل طراحی بدون برس نیاز به نگهداری کمتری دارد. بنابراین بسیار قابل اعتماد هستند و عمر طولانی دارند.

موتور پله ای به دلیل موقعیت یابی دقیق خود در ماشین های صنعتی مورد استفاده برای ساخت اتوماتیک محصولات، ماشین های مبتنی بر CNC استفاده می شود. همچنین کاربردهایی در ابزار و ماشین آلات پزشکی و همچنین دوربین های امنیتی پیدا کرد. Stepper به طور گسترده در ابزارهای الکترونیکی و سایر سیستم های الکترونیکی هوشمند استفاده می شود.

موتور یونیورسال
موتور یونیورسال نوع خاصی از موتور است که می تواند با منبع تغذیه AC و DC کار کند. این یک موتور پیچ خورده سری است که در آن سیم پیچ های میدان به صورت سری به سیم پیچ های آرمیچر متصل می شوند. آنها حداکثر گشتاور راه اندازی را با سرعت عملیاتی بالا ارائه می دهند.

از آنجایی که سیم پیچ ها به صورت سری به هم متصل می شوند، جهت جریان از طریق هر دو سیم پیچ ثابت می ماند حتی اگر جهت جریان چندین بار در یک ثانیه معکوس شود. اگرچه ممکن است موتور در AC به دلیل واکنش سیم پیچ ها کندتر کار کند.

کاربرد موتورهای الکتریکی

ماشین‌های الکتریکی – اینها بر روی برقی که عمدتاً از باتری‌های خودروها به دست می‌آید کار می‌کنند. آنها نیروی مکانیکی را از موتورهای الکتریکی به جای موتورهای احتراقی دریافت می کنند.

مصارف صنعتی – فرآیندهای مختلفی در انواع صنایع وجود دارد که در آنها به نیروی مکانیکی از موتورهای الکتریکی نیاز داریم، مانند اختلاط، بلند کردن، کشیدن و غیره.

اسباب بازی های الکتریکی – اسباب بازی هایی که برخی از حرکات را انجام می دهند به موتور الکتریکی نیاز دارند.

خانه – ما برای زندگی راحت به بسیاری از وسایل برقی متکی هستیم که به موتورهای الکتریکی نیاز دارند، مانند تهویه مطبوع، پنکه برقی، جاروبرقی، پمپ آب، آسیاب، میکسر و غیره.