آشنایی با آرمیچر + کاربرد آرمیچر و ساختار آن

آرمیچر چیست؟

آرمیچر یکی از مهم ترین اجزای ماشین های الکتریکی (مانند الکتروموتورها یا ژنراتورها) بوده و وظیفه حمل جریان متناوب (AC) را بر عهده دارد. به همین علت داخل آرمیچر یک سیم پیچ قرار گرفته که مجموعه ای از سیم های رسانا که به دور یک هسته فولادی پیچیده شده اند، است. اگرچه آرمیچر وظیفه حمل جریان متناوب را بر عهده دارد، اما از این قطعه در انواع الکتروموتور DC که جریان ورودی مستقیم دارد، هم استفاده می شود. 

بسته به نوع الکتروموتور، آرمیچر می تواند بر روی روتور یا استاتور نصب شود و برای تولید جریان الکتریکی یا حرکت دورانی به کار رود. همچنین می توان از آرمیچر در ژنراتورها برای تبدیل نیروی مکانیکی به الکتریکی نیز استفاده نمود. طراحی و ویژگی های آرمیچر، مانند تعداد دور سیم پیچ، قطر سیم ها و شکل هسته، همگی بر راندمان، قدرت و عملکرد موتور یا ژنراتور تأثیر مستقیم دارند؛ علاوه بر این آرمیچرها باید مقاومت بالایی در برابر تنش های مکانیکی و حرارت بالای ایجاد شده در ماشین را داشته باشند. 

کاربرد آرمیچر

آرمیچر یکی از اجزای مهم در الکتروموتورها و ژنراتورهای الکتریکی به شمار می رود و به علت نقش مهمی که در تولید جریان الکتریکی و حرکت دورانی دارد، کاربردهای بسیار گسترده ای در این دستگاه ها دارد. در ادامه برخی از مهم ترین کاربردهای آرمیچر را بررسی می کنیم:

1. الکتروموتور: در موتورهای DC، آرمیچر به عنوان بخشی از روتور عمل می کند و برای تولید حرکت دورانی به کار می رود.
2. ژنراتور: در ژنراتورهای AC، آرمیچر به عنوان بخشی از استاتور عمل می کند و در ژنراتورهای DC، بخشی از روتور است.
3. سایر دستگاه های الکتریکی: آرمیچر در بسیاری از دستگاه های الکتریکی مانند خودروها، تجهیزات صنعتی، ابزارهای برقی و خانگی و ... استفاده می شود. 

نقش اصلی آرمیچر، حمل جریان در سراسر میدان الکتریکی است؛ بنابراین گشتاور شفت در موتورهای چرخشی یا نیرو در موتورهای خطی تولید می شود. هدف ثانویه آرمیچر، تولید نیروی الکتروموتور یا EMF است. اگر می خواهید درباره سایر اجزای الکتروموتورها اطلاعات کسب کنید پیشنهاد می کنیم مقاله اجزای الکتروموتور چیست را مطالعه فرمایید.

ساختار آرمیچر

ساختار آرمیچر به شکل یک استوانه یا دیسک است و سیم پیچی آن به صورت یکپارچه با یکدیگر تنیده شده و حول محور هسته آرمیچر قرار گرفته اند. هسته آرمیچر به شکل سیلندری توخالی است و معمولاً از جنس آهن یا فولاد ساخته می شود. سیم پیچ ها نیز عموماً از دو جنس مس یا آلومینیوم تولید می شوند؛ دقت داشته باشید که برندهای مطرح جهانی از سیم پیچ مسی استفاده می کنند زیرا کیفیت عملکرد دستگاه را تا حد زیادی افزایش می دهد ولی از آن جایی که سیم پیچ های آلومینیومی ارزان تر هستند برخی از شرکت ها ممکن است برای تولید آرمیچرهای خود از آن ها استفاده نمایند. ولی پیشنهاد ما همیشه استفاده از آرمیچرهایی با سیم پیچی مسی است. تعداد کلاف های سیم پیچ و شکل هسته آرمیچر با توجه به نوع دستگاه و کاربرد آن می تواند متفاوت باشد.

اجزای آرمیچر

بعد از اینکه متوجه شدیم آرمیچر چیست؟ و با کاربردها و ساختار آن آشنا شدیم، وقت آن رسیده است که اجزای آرمیچر و محتویات داخل آرمیچر را بشناسیم. به طور کلی آرمیچرها از اجزای زیر تشکیل شده اند:

1. هسته
2. سیم پیچ
3. کموتاتور
4. شفت

هسته آرمیچر

هسته آرمیچر از صفحات نازک فلزاتی مانند آهن، فولاد یا آلومینیوم ساخته می شود. ضخامت این لایه ها بستگی به فرکانس منبع دارد و تقریباً 0/5 میلی متر ضخامت دارد. به طور کلی هسته آرمیچر به شکل استوانه ای توخالی است و شفت درون آن قرار می گیرد. سیم پیچ نیز در شکاف های سطح خارجی هسته قرار می گیرند؛ این شکاف ها در بعضی نقاط به شکل مورب هستند تا از قفل شدن مغناطیسی جلوگیری کرده و چرخش نرم و یکنواختی را فراهم کنند.

سیم پیچ آرمیچر

سیم پیچ آرمیچر در داخل شیارهای هسته (Gap) قرار می گیرد و به منظور جلوگیری از تماس مستقیم با هسته، عایق بندی شده است. با توجه به طراحی آرمیچر، سیم پیچ می تواند به صورت حلقوی یا موج دار باشد. در آرایش حلقوی، تعداد مسیرهای جریان برابر با تعداد قطب ها و براش ها است و پایانه انتهایی یک سیم پیچ به کموتاتور و پایانه ابتدایی سیم پیچ بعدی به همان قطب و قطعه کموتاتور متصل می شود. این مدل سیم پیچ در ماشین های با ولتاژ کم و جریان زیاد استفاده می شود.

در آرایش سیم پیچ موج دار، فقط دو مسیر جریان وجود دارد و هر دو سر پایانه هر سیم پیچ با فاصله بین قطب ها به کموتاتور متصل می شوند. این امر باعث سری شدن سیم پیچ ها و در نتیجه افزایش ولتاژ در سیم پیچ بین براش ها می شود. از این مدل سیم پیچ در ماشین هایی با ولتاژ زیاد و جریان کم استفاده می کنند.

شفت

ماشین های الکتریکی از شفت برای انتقال انرژی مکانیکی استفاده می کنند. شفت یک میله مستحکم فلزی است که بین دو بلبرینگ نصب می شود. جنس شفت معمولاً فولادی است تا علاوه بر خاصیت مغناطیسی پایین، استحکام بالایی داشته باشد و نیروهای نامتعادل را به خوبی کنترل نماید. ضخامت شفت نیز به اندازه ای انتخاب می شود که گشتاور مورد نیاز دستگاه را منتقل نماید. 

کموتاتور

کموتاتور از میله های مسی ساخته شده و هر میله با موادی مانند میکا یا پلاستیک عایق بندی شده است. کموتاتور روی شفت پرس می شود و سر سیم های خارج شده از گپ هر سیم پیچ به میله های کموتاتور متصل می شود. برای پرس کردن کموتاتور روی شفت باید آن را به صورت دقیق با شکاف تراز کرد و در زاویه ای با آرمیچر قرار گیرد که مدار مغناطیسی آن به طور مؤثری کار کند.

آرمیچر چگونه کار می کند؟

موتورهای DC شامل سه قسمت اصلی هستند:

1. روتور یا آرمیچر: که قسمت گردان موتور است.
2. استاتور: که قسمت ثابت موتور است.
3. کموتاتور: که جهت جریان را به صورت منظم و دوره ای معکوس می کند.

درون استاتور این موتورها یک آهنربای دائمی یا الکترومغناطیسی قرار گرفته و یک میدان مغناطیسی در اطراف آرمیچر به وجود می آورد. همچنین داخل آرمیچر هم یک سیم پیچ وجود دارد که با اتصال به جریان الکتریسیته، میدان مغناطیسی خود را به وجود می آورد. با اتصال جریان الکتریکی، کموتاتور جهت جریان را در سیم پیچ ها به صورت دوره ای تغییر داده و میدان های مخالف بر یکدیگر اثر گذاشته و باعث حرکت روتور می شوند.

نقش آرمیچر چیست؟

آرمیچر نقش دوگانه ای دارد؛ اولین وظیفه آن، حمل جریان در سراسر میدان الکتریکی است که گشتاور شفت در ماشین های چرخشی و نیرو را در ماشین های خطی تولید می کند و دومین وظیفه آن تولید نیروی الکتروموتور (EMF) است.

جمع بندی

ماشین های الکتریکی مانند الکتروموتورها و ژنراتورها، نقش بسیار مهمی در صنایع مختلف دارند و آگاهی درباره اجزای تشکیل دهنده و نحوه کارکرد آن ها می تواند تأثیر بسیار زیادی در تعمیر و نگهداری آن ها داشته باشد. در این مقاله سعی کردیم به زبان ساده به سوال های آرمیچر چیست؟ آرمیچر چگونه کار می کند؟ و از این قبیل پرسش ها، پاسخ بدهیم. با این وجود اگر سوال و ابهامی در مورد الکتروموتورها، ژنراتورها، اجزای آن ها و روش های تعمیر و نگهداری این وسایل دارید می توانید با کارشناسان وبسایت کالا صنعتی تماس گرفته و به صورت رایگان مشاوره و راهنمایی های لازم را دریافت نمایید.