تفاوت الکتروموتور با پمپ چیست ؟
پمپ ها و الکتروموتور ها عمدتاً در عملکرد و کاربرد هایشان متفاوت هستند. پمپ برای انتقال سیال استفاده می شود، در حالی که موتور نوعی انرژی را به دیگری منتقل می کند. پمپ ها و الکتروموتور ها دو مورد از مهم ترین نتایج استفاده از ابزارهای صنعتی هستند.
لیست کامل خدمات پمپ و موتور در وب سایت مگاکو موجود است. لطفاً با کارشناسان پمپ و الکتروموتور در مگاکو تماس بگیرید.
پمپ و الکتروموتور در زمینه های مختلف مهندسی مانند مهندسی مکانیک، مهندسی عمران، مهندسی برق، مهندسی خودرو، کارهای ساختمانی، رباتیک و غیره عملکرد اساسی دارند. آنها برای اهداف مختلفی به کار گرفته می شوند. هر دو دستگاه از مهم ترین اختراعاتی هستند که تاکنون در همه بخش ها و صنایع استفاده شده است.
پمپ یک ماشین مکانیکی است که برای بالا بردن یا انتقال سیالات با استفاده از مکش یا فشار استفاده می شود. شناخته شده ترین نمونه های پمپ های اولیه بشر آسیاب بادی و آسیاب آبی است که برای پمپاژ آب استفاده می شود.
الکتروموتور یک وسیله الکترومکانیکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. الکتروموتور ها در همه جا در دسترس هستند، مانند کامپیوتر، سشوار، ماشین اصلاح برقی، ماشین ظرفشویی، آسیاب قهوه و مایکروویو.
تفاوت پمپ و الکتروموتور
در این قسمت به بیان تفاوت پمپ و موتور در موارد مختلف می پردازیم اما در ابتدا بهتر است به کلیاتی از پمپ و الکتروموتور بپردازیم:
مفاهیم اولیه پمپ ها، پمپ چیست؟
پمپ ها دستگاه های مکانیکی استانداردی هستند که برای جابجایی مایعات یا گازها در داخل خط لوله یا شلنگ، اعمال مکش یا فشار یا هر دو مورد استفاده قرار می گیرند. آنها همچنین برای فشرده کردن گازها یا فشار دادن هوا به اجسام قابل باد کردن مانند لاستیک استفاده می شوند. همچنین با تولید فشار مکش ایجاد باعث می شوند مایع به سطح بالاتری برسد.
پمپ ها از انرژی مکانیکی برای جذب، فشار یا تخلیه سیالات از طریق خروجی استفاده می کنند. پمپ ها اساساً توسط منابع مختلف انرژی از جمله دستی، برق، نیروی باد و موتورها تغذیه می شوند. از آنجایی که آنها طیف گسترده ای از کاربرد ها را ارائه می دهند، پمپ ها در اشکال و اندازه های مختلف، از پمپ های شناور خانگی گرفته تا پمپ های گریز از مرکز و پمپ های صنعتی در مقیاس بزرگ، در دسترس هستند.
مفاهیم اولیه الکتروموتورها، الکتروموتور چیست؟
الکتروموتور ها ماشین های الکترومکانیکی هستند که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. موتورها تقریبا نیمی از مصرف انرژی در جهان را تشکیل می دهند. بنابراین آنها نقش مهمی در اکوسیستم انرژی جهانی دارند.
در زمینه های مهندسی و فناوری پس از اختراع الکتریسیته، موتورهای الکتریکی به عنوان یکی از بزرگترین موفقیت ها و مهم ترین طرح هایی که جهان تاکنون به خود دیده است، شناخته شده است.
شناخته شده ترین انواع پمپ و الکتروموتور
به طور معمول پمپ ها و الکتروموتور ها بر اساس ساختار و عملکرد به شرح زیر طبقه بندی می شوند:
برسی انواع پمپ ها
روش های مختلفی برای طبقه بندی پمپ ها وجود دارد که یکی از متداول ترین آنها طبقه بندی بر اساس فرآیندی است که پمپ بر روی سیال تأثیر می گذارد. بر این اساس پمپ ها به دو دسته اصلی پمپ های جابجایی مثبت و پمپ های دینامیکی مانند پمپ های گریز از مرکز طبقه بندی میشوند. همچنین می توان آنها را از نظر روش جابجایی به پمپ های سرعتی، پمپ های بخار، پمپ های ضربه ای، پمپ های گرانشی و پمپ های بدون سوپاپ دسته بندی کرد.
پمپ جابجایی مثبت چیست؟
پمپ های جابجایی مثبت با به دام انداختن حجم معینی در لوله تخلیه، حرکت سیالات را انجام می دهند و در طول چرخه عملکرد پمپ، حجم در حال قرارگیری ثابت می شود.
پمپ های جابجایی مثبت به دو زیر مجموعه پمپ های رفت و برگشتی و پمپ های دوار تقسیم می شوند. شکل زیر قطعات یک پمپ رفت و برگشتی را نشان می دهد. پمپ های رفت و برگشتی بر اساس مکانیزمی از نیروی متناوب و عمل مکش برای ایجاد جریان کار می کنند. پمپ از محفظه ای تشکیل شده است که منبسط و منقبض می شود و معمولاً جریان پالسی را از طریق پیستون یا حرکت دیافراگم ایجاد می کند. این مجموعه قدرتمند برای صنایعی که در آن مایعات چسبناک پمپ می شوند مناسب است.
پمپ های دوار از یک یا دو قسمت چرخان تشکیل شده اند که به گونه ای حرکت می کنند که مکش ایجاد می کنند. این سیالی را که با چرخش حرکت می کند به داخل می کشد و هنگام عبور از پمپ فشار ایجاد می کند. همانطور که پمپ کار می کند، سیال را به داخل می کشد و با همان سرعت دفع می کند که باعث جریان ثابت و منظم می شود. این ویژگی آن را به یک انتخاب مناسب برای پمپاژ طیف گسترده ای از مایعات غیر خورنده تبدیل می کند. مایعات نباید حاوی ذرات جامد باشند زیرا ممکن است قسمت های چرخان را مسدود کنند.
شکل زیر یک پمپ دوار را نشان می دهد.
پمپ دینامیک چیست؟ آشنایی با توربو پمپ
در پمپ های دینامیکی انرژی جنبشی سیال افزایش می یابد. این افزایش انرژی با طراحی خاص پمپ؛ زمانی که خروج جریان از پمپ کاهش می یابد، به انرژی پتانسیل (فشار) تبدیل می شود. پمپ های دینامیک دارای برخی ویژگی ها از جمله انتقال مداوم انرژی از پمپ به سیال هستند.
پمپ های دینامیک را می توان به پمپ های محیطی و توربوپمپ تقسیم کرد. در توربین محیطی، پروانه های توربین مانند، باعث افزایش سرعت مایع می شوند. پمپ های توربو از جمله پمپ های شناخته شده هستند. یکی از پرکاربردترین توربوپمپ ها پمپ گریز از مرکز می باشد. پمپ های گریز از مرکز از پره های دوار برای ایجاد خلاء برای انتقال مایعات از یک مکان به مکان دیگر استفاده می کنند. پمپ جریان شعاعی معمولی ترین نوع پمپ گریز از مرکز است.
برای آشنایی بیشتر با انواع پمپ ها می توانید به این لینک مراجعه کنید.
برسی انواع الکتروموتور ها
موتورهای الکتریکی به طور کلی به دو نوع کلی موتورهای AC و DC طبقه بندی می شوند.
الکتروموتور جریان مستقیم یا DC چیست؟
الکتروموتور DC یک موتور الکتریکی دوار است که انرژی الکتریکی جریان مستقیم را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. ابتدایی ترین انواع این الکتروموتور ها به نیروی ایجاد شده توسط میدان های مغناطیسی متکی هستند. تقریباً همه انواع الکتروموتورهای DC دارای مکانیزم داخلی الکترومکانیکی یا الکترونیکی برای تغییر جهت جریان به صورت دوره ای در بخشی از موتور هستند. موتورهای DC اولین کلاس موتورهایی بودند که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گرفتند زیرا این موتورها توانایی تغذیه از سیستم های توزیع برق با جریان مستقیم را داشتند.
سرعت یک موتور DC را می توان در محدوده وسیعی با استفاده از ولتاژ تغذیه متغیر یا تغییر قدرت جریان در سیم پیچ های میدان آن تنظیم کرد.
موتورهای DC کوچک در ابزار، اسباب بازی ها و لوازم خانگی استفاده می شوند. موتورهای DC بزرگ در پیشرانه وسایل نقلیه الکتریکی، آسانسورها و درایوهای کارخانه های نورد فولاد استفاده می شوند.
الکتروموتور جریان متناوب یا AC چیست؟
موتور الکتریکی AC توسط یک جریان متناوب (AC) کار می کند. موتور AC معمولاً از دو بخش اصلی تشکیل شده است: یک استاتور خارجی با سیم پیچ هایی که با جریان متناوب عرضه می شود تا میدان مغناطیسی دوار ایجاد کند و یک روتور داخلی متصل به شفت خروجی که دومین میدان مغناطیسی دوار را فراهم می کند. میدان مغناطیسی روتور ممکن است توسط آهنرباهای دائمی، برجستگی رلوکتانس یا سیم پیچ های الکتریکی AC یا DC ایجاد شود.
دو نوع اصلی از موتورهای AC وجود دارد: موتورهای القایی (یا موتورهای آسنکرون) و موتورهای سنکرون. موتور القایی همیشه بر اساس یک تفاوت کوچک در سرعت بین میدان مغناطیسی دوار استاتور و سرعت محور روتور به نام لغزش کار می کند تا جریان روتور را در سیم پیچ AC روتور القاء کند. در مقابل، موتور سنکرون بر اساس القاء لغزش کار نمی کند و از قطب های برجسته، آهنربا های دائمی یا یک سیم پیچ روتور به طور مستقل برانگیخته می شود.
رشد و شناخت در موارد بالا، جایگزینی موتورهای DC با موتورهای AC را در بسیاری از بخش ها ممکن کرده است. کاربردهای متداول موتورهای AC شامل پمپ ها، تجهیزات باغ، آبگرمکن، اجاق گاز و غیره می باشد.
مقایسه و برسی عملکرد پمپ و الکتروموتور
اساس کار پمپ و الکتروموتور کاملا متفاوت است که در زیر توضیح داده شده است.
عملکرد پمپ ها به چه صورت است؟
یک پمپ از نیروهای طبیعت برای انتقال مایعات استفاده می کند. موتورهای الکتریکی پمپ را برای به حرکت درآوردن پروانه نیرو می دهند. اصل کار یک پمپ گریز از مرکز مبتنی بر دادن انرژی به مایع با استفاده از نیروی گریز از مرکز است که در اثر چرخش یک پروانه با چندین پره ایجاد می شود. تئوری اساسی کار یک پمپ گریز از مرکز شامل مراحل زیر است:
- سیال از قسمت چشمی پروانه وارد محفظه پمپ می شود.
- انرژی جنبشی با استفاده از نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط چرخش پروانه به سیال منتقل می شود و سیال به صورت شعاعی به سمت حاشیه پروانه رانده می شود.
- انرژی جنبشی سیال با هدایت آن به یک محفظه حلقوی در حال انبساط در یک پمپ گریز از مرکز از نوع پیچشی یا دیفیوزرها در یک پمپ-توربین به انرژی پتانسیل تبدیل می شود.
ساختار پمپ های گریز از مرکز در شکل زیر نشان داده شده است:
برسی عملکرد الکتروموتورها
بیشتر موتورهای الکتریکی از طریق برهمکنش بین میدان مغناطیسی موتور و جریان الکتریکی در یک سیم پیچ کار می کنند تا گشتاوری را به عنوان نیرویی که بر محور موتور اعمال می شود ایجاد کنند. برق موتورهای الکتریکی را می توان توسط منابع جریان مستقیم (DC) مانند باتری ها یا یکسو کننده ها یا منابع جریان متناوب (AC) مانند شبکه برق، ژنراتورهای الکتریکی یا اینورترها تامین کرد. یک موتور بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، یکی از اساسی ترین قوانین الکترومغناطیس کار می کند.
موتورهای الکتریکی یک نیروی خطی یا چرخشی (به شکل گشتاور) برای به حرکت درآوردن یک مکانیسم خارجی مانند یک فن ایجاد می کنند. موتورهای الکتریکی معمولاً برای چرخش مداوم یا برای حرکت خطی در فاصله قابل توجهی نسبت به اندازه آنها طراحی می شوند.
در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی استاندارد (ICE)، موتورهای الکتریکی دارای وزن کمتر و اندازه کوچک‌تر هستند و توان خروجی بیشتری را ارائه می‌کنند. همچنین، ساخت موتورها از نظر مکانیکی آسان‌تر و ارزان‌تر است، در حالی که گشتاور آنی و ثابت را با سرعت پاسخ بالاتر، راندمان بالاتر و تولید گرمای کمتر ارائه می‌دهند. با این حال، موتورها به اندازه ICE در کاربردهای متحرک مانند اتومبیل و اتوبوس در دسترس و رایج نیستند زیرا موتورها به باتری های بزرگ و گران قیمت نیاز دارند. در مقابل، ICE ها به مخازن سوخت نسبتاً کوچکی نیاز دارند.
پمپ و الکتروموتور چه کاربردی دارند؟
پمپ ها و الکتروموتورها نقش مهمی در بخش های مختلف زندگی روزمره ما و همچنین در صنایع مختلف ایفا می کنند. در این قسمت به برخی از این نقش و تاثیرات اشاره شده است.
نقش پمپ در صنعت و زندگی انسان
پمپ ها در طیف وسیعی از اهداف مانند پمپاژ آب از چاه، فیلتر و هوادهی حوضچه ها، فیلتر آکواریوم، در صنعت خودرو برای خنک کننده آب و تزریق سوخت، در صنعت انرژی برای پمپاژ نفت و گاز طبیعی و یا در صنعت استفاده می شود. برج های خنک کننده و سایر قسمت های گرمایش، سیستم های تهویه و همچنین در صنعت پزشکی از پمپ ها برای فرآیندهای بیوشیمیایی در توسعه و تولید دارو و اعضای مصنوعی بدن از جمله قلب مصنوعی و پروتز استفاده می شود.
نقش و تاثیر الکتروموتور در صنعت و زندگی انسان
الکتروموتورها تقریباً در همه جا وجود دارند، مانند فن ها، کمپرسور ها، ماشین های ظرفشویی، رباتیک، سیستم های نقلیه، وسایل نقلیه الکتریکی، بالابرها، جاروبرقی ها، ماشین های تراش، آسیاب ها، ماشین های برش و غیره.
مقایسه و برسی راندمان پمپ با الکتروموتور
هم برای پمپ و هم برای موتور، برخی تلفات انرژی مانع از کارایی 100٪ آنها می شود. در این قسمت به توضیح این موارد می پردازیم.
برسی میزان راندمان (بازدهی) پمپ ها
استهلاک انرژی در پمپ به دو نوع استهلاک هیدرولیکی و استهلاک غیر هیدرولیکی طبقه بندی می شود. دسته اول تلفاتی است که در اثر جریان سیال به پمپ رخ می دهد.
استهلاک هیدرولیکی در پمپ
در ابتدا توضیح دهیم که این اتلاف انرژی به دلیل اصطکاک درون سیال متحرک یا در دیواره لوله است. علاوه بر این، ویسکوزیته سیال نیز بر دینامیک و کارایی سیستم تأثیر دارد. همچنین ممکن است به دلیل عناصر فیزیکی استفاده شده توسط سیستم مانند شیر یا اتصالات لوله باشد.
تلفات هیدرولیکی ناشی از جریان گردش سیال، اصطکاک و پدیده شوک یا گردابی است.
برهمکنش بین جریان گردشی و جریان اولیه باعث می شود که سرعت خروجی جریان ها یکنواخت نباشد. علاوه بر این، اتلاف انرژی در اصطکاک به دلیل سطح توربین در تماس با سیال اتفاق می‌افتد. بنابراین، اصطکاک باعث تغییر جهت جریان سیال می شود. زاویه ورودی نامناسب به تیغه یکی از این عوامل است.
استهلاک غیر هیدرولیکی در پمپ
اتلاف انرژی غیر هیدرولیکی به طور کلی به تلفات مکانیکی و تلفات نشت مربوط می شود. تلفات نشتی به دو دسته تلفات نشت داخلی و خارجی تقسیم می شوند. نشت داخلی به دلیل فاصله نامناسب بین محفظه و پروانه رخ می دهد که باعث جریان ناخواسته به سمت مکش می شود. تلفات نشتی خارجی نیز به دلیل مشکلات در آب بندی پوسته دستگاه و آب بندی یاتاقان ها رخ می دهد.
تلفات مکانیکی ناشی از اصطکاک دیسک بین پروانه و مایع است که فاصله بین پروانه و بدنه را پر می کند. اینها همچنین به دلیل اصطکاک مکانیکی در نقاط تماس مانند یاتاقان ها رخ می دهد.
تمام تلفات ذکر شده باعث می شود که توان خروجی یک پمپ با انرژی قابل دسترس سیال حاصل از عملکرد پمپ برابر نباشد. بنابراین، راندمان یک پمپ به شرح زیر است:
η=QΔP/P
که در آن Q دبی بر حسب m3/s، Δp اختلاف فشار کل بین خروجی و ورودی پمپ و Pورودی، توان مورد نیاز پمپ است.
برسی میزان راندمان (بازدهی) الکتروموتور ها
استهلاک در توان الکتریکی در مقاومت سیم پیچ روتور اولیه و استاتور ثانویه را می توان به صورت معادله زیر بیان کرد:
P=IRR
که در آن، R و I به ترتیب مقاومت (در Ω) و جریان (در A) هستند.
استهلاک آهن، نوع دیگری از اتلاف انرژی و کاهش راندمان، نتیجه انرژی مغناطیسی تلف شده زمانی است که میدان مغناطیسی موتور به هسته استاتور اعمال می شود.
تلفات مکانیکی شامل اصطکاک در قسمت‌های موتور مانند یاتاقان‌ها و سایر قسمت‌های دستگاه مانند فن خنک‌کننده هوا است.
تلفات سرگردان آنهایی هستند که پس از تلفات مس، تلفات آهن و تلفات مکانیکی باقی می مانند. بیشترین سهم از اتلاف انرژی سرگردان انرژی های هارمونیک تولید شده در هنگام کار موتور تحت بار است. این انرژی ها به صورت جریان در سیم پیچ مسی، اجزای شار هارمونیک در اجزای آهنی و نشتی در هسته ورقه ای تلف می شوند.
تفاوت بین موتور و پمپ چیست. حداقل دو مثال برای هر دو مورد ارائه دهید؟
آسیاب بادی و آسیاب آبی که برای پمپاژ آب استفاده می شود، شناخته شده ترین نمونه های پمپ ها هستند. موتور الکتریکی یک ماشین الکترومکانیکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. کامپیوترها، ریش تراش برقی، سشوار، آسیاب قهوه، ماشین ظرفشویی و مایکروویو همگی دارای موتور هستند.
پمپ وسیله ای است که از نیروهایی مانند هوا برای انتقال سیالات استفاده می کند. از آنجا که قسمت متحرک شروع به حرکت می کند، هوا از مسیر به جلو رانده می شود. اینها معمولاً توسط موتورهای الکتریکی که یک کمپرسور را کار می کنند روشن می شوند. در نتیجه جریان آب، ممکن است خلاء جزئی ایجاد شود که بعداً با هوای اضافی پر می شود.
