استاتور الکتروموتور چیست و چگونه کار می کند؟ در حال حاضر، پیشرفت در عملکرد الکتروموتور بهبود یافته است، به ویژه با افزایش مواد به کار رفته در موتورها. علاوه بر این، بهبود عملکرد با کمک تکنیک های بهینه سازی برای استاتور و روتور ارائه می شود. استاتور جزء ضروری ماشین های الکتریکی است که در الکتروموتور ها، ژنراتورها، روتور های بیولوژیکی، و آژیرها یافت می شود. جریان انرژی از طریق یک استاتور از قسمت چرخشی سیستم خواهد بود. در یک موتور ، استاتور یک میدان مغناطیسی دوار را برای به حرکت درآوردن آرمیچر چرخشی ارائه می دهد در حالی که در یک ژنراتور، میدان مغناطیسی دوار را به جریان الکتریکی تبدیل می کند. در دستگاه های با انرژی مایع، استاتور جریان مایع را از عنصر چرخشی سیستم هدایت می کند.

استاتور الکتروموتور چیست؟

استاتور قسمتی غیر متحرک الکتروموتور یا موتور الکتریکی است که شامل چندین سیم پیچ است. هنگامی که یک جریان متناوب به آن اعمال شود، قطبیت آن همیشه تغییر می کند. هنگامی که منبع تغذیه به استاتور داده می شود، جریان متناوب AC از سیم پیچ های استاتور برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی در سراسر میله سیم پیچ ها جریان می یابد. جریان متناوب (AC) باعث چرخش میدان مغناطیسی می شود. این شامل لایه های نازک و انباشته شده است که توسط یک سیم عایق سیم پیچی شده اند. هسته در استاتور شامل تعدادی از این لمینیت ها می شود.

محفظه استاتور الکتروموتور

محفظه استاتور الکتروموتور با آلومینیوم تا ۲۲ کیلو وات طراحی شده است، در حالی که موتورهای با خروجی بالا حاوی محفظه های استاتور چدنی هستند. استاتورها با قطب های مختلف معمولاً در ارتباط با پمپ برای تعیین نیرو و جریان از طریق سرعت استفاده می شوند. استاتور عمدتاً برای مدیریت فرکانس‌ ها، ولتاژها، خروجی‌ های مختلف طراحی شده است.

ساخت استاتور

ساخت استاتور را می توان با لمینیت های فولاد آلیاژی با کیفیت بالا انجام داد تا تلفات جریان گردابی کاهش یابد. قطعات ضروری در استاتور عبارتند از قاب بیرونی، هسته و سیم پیچ . عکس استاتور در زیر نشان داده شده است.

1. قاب بیرونی

قاب بیرونی قسمت خارجی موتور است. وظیفه اصلی این قاب پشتیبانی از هسته و همچنین قسمت های داخلی دستگاه است. در برخی از موتورها قسمت قاب بیرونی ریخته گری می شود.

2. هسته استاتور

وظیفه اصلی این هسته نگه داشتن میدان مغناطیسی نامنظم است که تلفاتی مانند جریان گردابی و پسماند را ایجاد می کند. این هسته به قاب استاتور متصل می شود جایی که هر اتصال با یک پوشش لاک مانند کمی عایق بندی می شود. به طور کلی ضخامت اتصال عمدتا از ۰٫۳ میلی متر به ۰٫۵ میلی متر تغییر می کند.

3. سیم پیچ استاتور

هسته استاتور دارای سیم پیچ های سه فاز است که از یک سیستم تغذیه ۳ فاز تامین می شود. سیم پیچ های استاتور شامل شش ترمینال است که دو تا از هر فاز به جعبه ترمینال در دستگاه متصل می‌شود.

استاتور در موتور بر اساس سرعت موتور برای تعداد مشخصی از قطب ها سیم پیچی می شود. در غیر این صورت قطب بزرگتر است، سپس سرعت موتور کاهش می یابد. به صورت بلعکس قطب ها کمتر باشد، سرعت موتور افزایش می یابد.

رابطه بین سرعت و موتور را می توان به صورت زیر بیان کرد.

Ns ∝ ۱/p (or) Ns = 120f/p

نحوه کار استاتور الکتروموتور

در موتورها، استاتور یک قطعه ثابت است و وظیفه اصلی آن تولید میدان مغناطیسی دوار است. اگر استاتور در حالت بیکار باشد، انرژی الکترومغناطیسی به دلیل پدیده القای الکترومغناطیسی القا می شود.

استاتور عمدتا بر اساس پیکربندی دستگاه الکتروموتور چرخان مانند آهنربا یا آرمیچر کار می کند. آهنربای میدانی برای برقراری ارتباط با آرمیچر برای ایجاد حرکت استفاده می شود در حالی که آرمیچر تاثیر خود را از سیم پیچ های میدانی در حال حرکت روی روتور می گیرد.

در اولین موتورهای DC و ژنراتورهای DC، سیم پیچ های میدانی روی استاتور قرار می گیرند. این امر به دلیل حرمت مداوم سوئیچ برق یعنی کموتاتور ضروری است و لازم است میدان به طور مناسب در سراسر روتور دوار تراز شود. هنگامی که جریان افزایش پیدا می کند کموتاتور بزرگتر و همچنین قوی می شود.

استاتور در موتور ممکن است یک آهنربای الکتریکی و در غیر این صورت یک آهنربای دائمی باشد. از آنجایی که استاتور یک آهنربای الکتریکی است، سیم پیچ تقویت می شود که به عنوان سیم پیچ میدانی شناخته می شود.

سیم پیچ در موتور می تواند هسته آلومینیومی یا هسته آهنی باشد. اما سازندگان همیشه از سیم مسی در سیم پیچ ها مانند مواد رسانا استفاده می کنند. آلومینیوم رسانایی الکتریکی کمتری دارد، بنابراین می توان از آن به عنوان ماده جایگزین در اسب بخار جزئی (موتورهای اسب بخار) استفاده کرد، به خصوص برای مدت زمان بسیار کم.

استاتور چه کاری انجام می دهد؟

انرژی از طریق استاتور به و از روتور  چرخان جریان می یابد.

استاتور همیشه ساکن است در حالی که روتور می چرخد.

به این ترتیب استاتور می تواند به صورت زیر عمل کند:

سیم پیچ میدان (سیم پیچ میدانی یا آهنربای میدانی)، که در آن میدان مغناطیسی دوار استاتور، آرمیچر روتور را برای ایجاد حرکت به حرکت در می آورد .

آرمیچر، جایی که سیم پیچ های میدان متحرک روی روتور استاتور را تحت تأثیر قرار می دهد تا خروجی ایجاد کند.

در اینجا کاری که استاتور در ماشین آلات معمولی انجام می دهد به صورت زیر است:

الکتروموتور: در یک موتور (موتور AC یا موتور DC )، سیم پیچ میدان استاتور یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می کند تا روتور دوار را به حرکت درآورد و حرکت کاری را تولید کند.

دینام یا ژنراتور: در این دستگاه ها استاتور میدان مغناطیسی چرخان روتور را به جریان الکتریکی  تبدیل می کند.

استاتور به کاربردهای الکتروموتور محدود نمی شود، اگرچه ساختار آن ممکن است در سیستم های دیگر کمی متفاوت باشد. در سیستم های هیدرو دینامیکی (مانند مبدل گشتاور)، استاتور جریان سیال را به یا از روتور توربین چرخان سیستم هدایت می کند.

و در برخی از دستگاه ها، استاتور به جای سیم پیچ الکتریکی، یک آرایه آهنربای دائمی است. ممکن است این استاتور را در انواع خاصی از موتورهای استارت خودرو مشاهده کنید.

منبع: watelectrical