موتور الکتریکی یا الکتروموتور، به گونه‌ای از موتورها گفته می‌شود که توانایی تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی را دارد. انواع موتورهای الکتریکی امروزه نقش بسیاری در زندگی روزمره افراد ایفا می‌کنند. کاربرد الکترو موتورها بسیار گسترده بوده و صنایع مختلفی را شامل می‌شود. به زبان ساده این دستگاه برای کسب انرژی مکانیکی برق مصرف می‌کند. به این منظور درون الکتروموتور دو یا چند سیمپیچ و میدان مغناطیسی وجود دارد. با عبور الکتریسیته از سیمپیچ یک میدان مغناطیسی شکل می‌گیرد. در صورت وجود سیمپیچ دیگر در کنار سیمپیچ اول، الکتریسیته درون سیمپیچ دوم القا می‌شود.
این اتفاق توسط میدان مغناطیسی رخ می‌دهد. به این ترتیب دو میدان مغناطیسی به وجود می‌آید که نسبت به هم کنش و واکنش‌هایی انجام می‌دهند. عامل چرخش سیمپیچ دوم این کنش و واکنش‌ها هستند.مقدار گشتاوری را که موتور الکتریکی تولید می‌کند، قدرت میدان‌های مغناطیسی و فاصله سیم‌پیچ‌ها تعیین می‌کنند. همچنین عامل تعیین سرعت الکتروموتور، میزان جریان الکتریسیته است که از میان سیم‌پیچ‌ها عبور می‌کند. بر اساس اصل چرخش موتور، الکتروموتورها در دو گروه AC و DC طبقه‌بندی می‌شوند.
اجزای الکتروموتور
الکتروموتور دارای بخش‌های مختلف و قطعات متفاوت است. یک الکتروموتور در ساختار خود از ۸ بخش مجزا تشکیل شده است که هر کدام از این بخش‌ها ویژگی و عملکرد متفاوتی دارند. اجزای الکتروموتور شامل موارد زیر است.
۱-بلبرینگ
بلبرینگ‌ها درون موتور الکتریکی تعبیه می‌شوند. هدف از تعبیه این قطعه در موتور به علت آسانی چرخش روتور به دور محور خود است. بلبرینگ ها باعث می‌شوند تا الکتروموتور عملکردی روان داشته باشد. در حقیقت هدف اصلی آن‌ها کم کردن اصطکاک چرخشی و حمایت از بار‌های شعاعی و محوری است. وجود بلبرینگ با مزایای دیگری نیز همراه است که از نمونه‌های آن می‌توان به کاهش سایش، خرابی و در نهایت افزایش دوام و طول عمر موتور اشاره کرد.
۲-کویل
کویل یا سیچ‌پیچ در کارکرد موتور الکتریکی نقش بسیار حیاتی دارد؛ زیرا بدون این قطعه موتور توانایی تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی را ندارد. قطعه کویل اغلب از مس تولید می‌شود. مدیریت سرعت چرخش موتور الکتریکی نیز توسط سیم‌پیچ‌ها انجام می‌شود.
۳- استاتور
این بخش عضو ثابتی از الکتروموتور است که از سیمپیچ یا تیغه‌های رسانا ایجاد شده است و موجب ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود. حرکت قسمت دیگری به نام روتور از طریق تعامل با میدان مغناطیسی‌ای که توسط استاتور ایجاد می‌شود، رخ می‌دهد.
۴-روتور
روتور بخش متحرک الکتروموتور و جزئی از سیم‌پیچی است. ساختمان اصلی این قطعه در هسته‌ای آهنی تشکیل شده است. در اصل تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی بر عهده روتور است. درون روتور تیغه‌هایی رسانا قرار گرفته‌اند و باعث حرکت الکتریسیته می‌شوند. آن‌ها همچنین با میدان مغناطیسی که استاتور ایجاد می‌کند در تماس هستند. با این وجود در مدل‌هایی از الکتروموتورها، تیغه‌های رسانا درون استاتور قرار دارند.
۵-فن
همه موتورهای الکتریکی در حین عملکرد خود بر اثر گرمای تولید شده داغ می‌شوند. فن وظیفه انتقال این گرما به هوای بیرون و هدایت هوای خنک کننده به داخل را دارد. این قطعه در درون و بیرون از موتور نصب می‌شوند.
۶-محفظه
تمام اجزای موتور الکتریکی درون محفظه‌ای از جنس آلومینیوم یا چدن قرار دارند. این محفظه وظیفه محافظت از این قطعات در برابر ضربه‌های فیزیکی یا عوامل آسیب‌زای دیگر را دارد.
۷-شکاف هوا
منظور از شکاف هوا در موتور الکتریکی فاصله‌ای است که بین دو قطعه استاتور و روتور وجود دارد. این فاصله به طور معمول ۰/۰۲۰ تا ۰/۰۵۰ اینچ است. در صورت زیاد شدن این فاصله، الکتروموتور نویز بیشتری ایجاد می‌کند و طول عمر آن بسیار کم می‌شود. برای جلوگیری از این مشکلات همچنین لازم است این شکاف در دوره‌های معینی بازبینی شود.
۸-کموتاتور
وظیفه این قطعه تغییر جهت جریان الکتریکی است. کموتاتور برای اطمینان از اینکه جریان برق درون الکتروموتور در جهت درست جریان دارد، در آن تعبیه شده است. در زمان چرخش روتور، کموتاتور هم می‌چرخد و ادامه عملکرد موتور را ممکن می‌سازد.
کاربرد الکتروموتور
در دنیای مدرن موتورهای الکتریکی در زمینه‌های مختلف استفاده می‌شوند. الکتروموتورها نیز در دنیای امروز بسیار جایگاه ویژه‌ای دارند. از جمله کاربرد از این موتورهای الکتریکی می توان به نوارد زیر اشاره کرد.
۱-حمل و نقل
الکتروموتورها به عضوی جدایی ناپذیر از حمل و نقل مدرن تبدیل شده‌اند. وسایل نقلیه الکتریکی همانند اتوبوس، قطار، تراموا، اتوموبیل‌ها و حتی کشتی‌ها برای تامین انرژی خود از موتورهای الکتریکی استفاده می‌کنند. آن‌ها علاوه بر کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و حفظ محیط زیست، نسبت به موتورهای احتراقی مقرون به صرفه‌تر هستند.
۲-تهویه، سرمایش و گرمایش
موتورهای الکتریکی در تولید این سیستم‌ها برای محیط‌های گوناگون خانگی، صنعتی و حتی تهویه ماشین‌های برقی دیگر به کار می‌روند.
۳-صنایع
بسیاری از ماشین‌آلات مورد استفاده در کارخانه‌ها از جمله لیفتراک‌ها از موتورهای برقی استفاده می‌کنند. فن‌ها، پمپ‌ها، تسمه نقاله و آسانسور‌ها دستگاه‌های دیگری هستند که در ساختار خود به موتورهای الکتریکی احتیاج دارند. آن‌ها همچنین در فرآیند‌های تولید فلزات، مواد غذایی و پلاستیک نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند. تولید با سرعت بالا و بدون وقفه از جمله مزیت‌های اساسی این موتورها در صنایع مختلف است.
۴-لوازم خانگی
جاروبرقی، کولر، پنکه، لباسشویی، سشوار و بسیاری از لوازم خانگی مورد استفاده ما دارای موتور الکتریکی هستند.
مزایای استفاده از الکتروموتور
برای داشتن یک انتخاب بهینه و متناسب با شرایط مختلف، لازم است به مزایا و معایب الکتروموتورها دقت بیشتری داشته باشید. این موتورهای الکتریکی دارای مزایای بسیاری هستند که از نمونه‌های آن می‌توان به عدم ایجاد الودگی صوتی اشاره کرد. در حقیقت برخلاف موتورهای احتراقی، موتورهای برقی در حین کار صدای بسیار کمی تولید می‌کنند. این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در منازل و ادارات مناسب می‌کند. همچنین این موتور از راندمان بالایی نیز برخوردار است.
اتلاف انرژی موتورهای برقی تنها ۵ درصد است و ۹۵ درصد انرژی مصرفی خود را صرف تولید انرژی مکانیکی می‌کنند. به همین دلیل الکتروموتورها برای صرفه‌جویی در انرژی و کاهش هزینه‌ها ایده‌آل هستند.
از دیگر مزایای استفاده از الکتروموتورها می‌توان به عدم نیاز به تعمیر و رسیدگی مداوم اشاره کرد. برخلاف موتورهای احتراقی به دلیل کم بودن تعداد قطعات متحرک این موتورها، آن‌ها نیازی به روغن‌کاری مداوم ندارند. این موضوع هزینه‌های نگهداری و سرویس موتور را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
موتورهای الکتریکی همچنین می‌توانند مدیریت دقیقی روی موقعیت، سرعت و گشتاور داشته باشند. به همین علت در صنایع رباتیک یا ماشین‌آلاتی که دقت در آن‌ها حیاتی است بسیار مناسب هستند. این موتورهای الکتریکی به هیچ عنوان باعث آلودگی محیط نمی‌شوند. در مکان‌هایی که مقررات سختگیرانه‌ای نسبت به تمیزی وجود دارد، این موتورها کاملا قابل اعتماد هستند.
معایب استفاده از الکتروموتورها
الکتروموتورها علاوه بر داشتن مزایای بسیار از معایبی نیز برخوردارند که از نمونه‌های ان می توان به قیمت بالای آن‌ها اشاره کرد. این موتورهای الکتریکی در مقایسه با موتورهای احتراقی یا مدل‌های دیگر، از قیمت بسیار بالایی برخوردارند. برای تولید الکتروموتورها از قطعات پیچیده‌ای استفاده می‌شود که هزینه بالایی دارند و به همین علت قیمت محصول نهایی افزایش می‌یابد. از معایب دیگر این موتور وابستگی آن به انرژی الکتریسیته است
در حقیقت تامین پایدار انرژی برق برای حفظ عملکرد الکتروموتورها حیاتی است. این موتورها در شرایطی مانند قطعی یا اختلال در جریان برق از کار می‌افتند و نسبت به نوسانات ولتاژ برق حساسیت زیادی دارند.
وزن آن‌ها نیز بسیار زیاد بوده زیرا در ساخت قطعات الکتروموتورها از مواد سنگینی مانند فلزات استفاده می‌شود، که وزن موتور را افزایش می‌دهد. ابعاد بزرگ و تعداد زیاد این قطعات از جمله دلایل دیگر وزن بالای موتورهای برقی است. به دلیل این ویژگی منفی، در فضا‌های کوچک یا دستگاه‌هایی که لازم است سبک باشند نمی‌توان از الکتروموتورها استفاده کرد.
الکتروموتورها دستگاه‌هایی متصل به انرژی الکتریکی با ولتاژ بالا هستند. برای جلوگیری از خطرات جانی ضروری است تعمیر و سرویس این موتورها توسط یک فرد متخصص انجام شود. کارشناسان با استفاده از ابزار‌های صحیح و قطعات مناسب طول عمر موتورهای برقی را افزایش می‌دهند.