موتورهای الکتریکی یا الکتروموتورها از جمله ارکان اساسی ماشین‌ها و سیستم‌های مختلف به شمار می‌روند که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و انرژی مورد نیاز قطعات مختلف را تأمین می‌کنند. الکتروموتورها همانند انواع تجهیزات صنعتی دیگر می‌توانند بر اساس فاکتورهای مختلفی دسته‌بندی شوند اما به صورت کلی به دو دسته الکتروموتور سنکرون و الکتروموتور آسنکرون تقسیم می‌شوند و هرکدام از آن‌ها می‌توانند ویژگی‌ها، قابلیت‌ها و کاربردهای متعددی داشته باشند. این الکتروموتورها در کنار تمامی شباهت‌ها و تفاوت‌ها از نظر عملکرد و ساز و کار متفاوت بوده و می‌توانند استفاده‌های متعددی داشته باشند. در ادامه مطلب به مقایسه الکتروموتور سنکرون و آسنکرون و بررسی کامل آن‌ها پرداخته خواهد شد.
الکتروموتور چیست؟
همان‌طور که گفته شد الکتروموتور یا موتور الکتریکی در حقیقت به سیستم و دستگاهی گفته می‌شود که می‌تواند انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کند. این موتورها از جریان برق تغذیه کرده و محور خود را به دوران در می‌آورند و این حرکت دورانی می‌تواند برای انجام کارهای مختلفی مورد استفاده قرار بگیرد. الکتروموتورها از نظر نوع برق مصرفی می‌توانند به دو دسته DC و AC تقسیم شوند که موتورهای AC به عنوان الکتروموتورهای صنعتی و موتورهای DC به عنوان الکتروموتورهای غیر صنعتی و نیمه‌صنعتی به کار می‌روند.
الکتروموتور سنکرون چیست؟
قبل از مقایسه الکتروموتور سنکرون و آسنکرون لازم است که با این دو نوع الکتروموتور آشنا شد. الکتروموتور سنکرون در اصل دستگاهی است که سرعت استاتور و روتور آن با هم برابر و مساوی سرعت سنکرون خواهد بود. این الکتروموتورها با سرعت ثابت کار می‌کنند که با فرکانس منبع تغذیه و تعداد قطب‌های موتور تعیین می‌شود و از مهم‌ترین مزایای آن این است که عملکرد آن تحت تأثیر بار وارده قرار نمی‌گیرد. این موتورها به دو منبع تغذیه احتیاج دارند و استاتور به برق AC و روتور به برق DC متصل خواهد شد و همین امر باعث می‌شود که این الکتروموتور سنکرون به عنوان موتور دو تحریکه نیز شناخته شود. این موتورها از دقت بالایی برخوردار بوده و معمولا در برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که سرعت ثابت و دقیق مورد نیاز است. می‌توان گفت مهم‌ترین مشکل الکتروموتورهای سنکرون عدم امکان راه‌اندازی به صورت خودکار است.
الکتروموتور آسنکرون چیست؟
الکتروموتور آسنکرون یا القایی نیز به نوعی از الکتروموتورها گفته می‌شود که در آن‌ها بین سرعت چرخش شفت و سرعت میدان مغناطیسی موتور تفاوت وجود دارد و همین تفاوت باعث می‌شود امکان افزایش گشتاور در آن‌ها فراهم شود. این موتور برخلاف الکتروموتور سنکرون نیاز به منبع تغذیه دوم ندارد و فقط استاتور به برق نیاز داشته و روتور جامد است و این ناهم‌زمانی (اختلاف سرعت بین میدان مغناطیسی دوار در استاتور و سرعت روتور) در این موتورها موجب ایجاد لغزش می‌شود. این موتورها با سرعت کمی کمتر از موتور سنکرون کار کرده و سرعت روتور مستقیماً با میدان مغناطیسی در حال چرخش استاتور همگام‌سازی نمی‌شود، بلکه به وسیله آن القا خواهد شد که بچرخد. اصلی‌ترین ویژگی‌های موتور آسنکرون، خودراه‌انداز بودن آن‌ها است و می‌توانند پس از اتصال استاتور به برق AC شروع به کار کنند و همین امر باعث می‌شود به اپراتور یا سیستم‌های راه‌انداز جداگانه نیازی نداشته باشند.
مقایسه الکتروموتور سنکرون و آسنکرون
همان‌طور که گفته شد هرکدام از الکتروموتورهای سنکرون و آسنکرون از ویژگی‌ها، قابلیت‌ها، مزایا و معایب مختلفی برخوردار بوده و می‌توانند کاربردهای متعددی داشته باشند. این الکتروموتورها می‌توانند از نظر پارامترها و فاکتورهای مختلفی با همدیگر مقایسه شوند که مهم‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر هستند:
منبع تغذیه الکتروموتورها
یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های الکتروموتورهای سنکرون و آسنکرون نوع نیاز به منبع تغذیه است و بر همین اساس موتورهای سنکرون می‌توانند بر روی هر دو منبع تغذیه AC و DC کار کنند در حالی که این موتورها در اصل برای برق AC طراحی شده‌اند و برای حفظ سرعت ثابت به فرکانس خاصی نیاز دارند. الکتروموتورهای آسنکرون عمدتاً با برق متناوب، معمولاً سه فاز کار می‌کنند و می‌توانند در مدیریت فرکانس‌های متغیر تطبیق‌پذیری بالاتری در مقایسه با موتورهای سنکرون داشته باشند به همین دلیل در طیف گسترده‌ای از شرایط عملیاتی عملکرد موثرتری دارند.
تفاوت الکتروموتورها از نظر راندمان
عوامل و پارامترهای متعددی می‌توانند در میزان و نحوه عملکرد الکتروموتورها مؤثر باشند اما به صورت کلی موتورهای آسنکرون در مقایسه با موتورهای سنکرون می‌توانند کارآمدی بیشتری داشته باشند. هرکدام از این الکتروموتورها همانند انواع پمپ وکیوم می‌توانند کاربردها و مزیت‌های متعدد و منحصربه‌فردی داشته باشند اما موتورهای سنکرون به دلیل توانایی در حفظ سرعت ثابت که تلفات را کاهش می‌دهد، می‌توانند بازدهی و راندمان بالاتری داشته باشند. اگرچه الکتروموتورها آسنکرون کارایی و راندمان کمتری دارند اما از آنجایی که می‌توانند در سرعت‌های متغیر کار کنند و از استحکام بالایی برخوردارند و می‌توانند در حوزه‌های صنعتی مختلفی مورد استفاده قرار بگیرند.
میزان لغزش الکتروموتورها
دیگر فاکتور مهم در مقایسه الکتروموتور سنکرون و آسنکرون میزان لغزش آن‌ها است. در حقیقت مفهوم لغزش در الکتروموتورها بیشتر در موتورهای آسنکرون مطرح است چرا که این موتورها تحت عنوان موتورهای القایی شناخته می‌شوند و از طراحی ویژه و منحصربه‌فردی برخوردارند. در اصل طراحی این موتورها به نحوی است که بین میدان مغناطیسی دوار در استاتور و سرعت روتور، اختلاف سرعت ویژه‌ای وجود دارد و این اختلاف و ناهم‌زمانی می‌تواند منجر به لغزش در الکتروموتور شود. از آنجایی که الکتروموتورهای سنکرون با سرعت ثابت کار می‌کنند هیچ‌گونه لغزشی ندارند. در حقیقت موتورهای آسنکرون برای عملکرد خود متکی به لغزش هستند اما موتورهای سنکرون هیچ لغزشی را ندارند زیرا سرعت ثابت و هماهنگ با میدان مغناطیسی دوار را حفظ می‌کنند.
تفاوت در تأثیر بار اعمالی و سرعت روتور و استاتور
از دیگر فاکتورهایی که می‌توان الکتروموتورهای سنکرون و آسنکرون را بر اساس آن مقایسه کرد، اثر بار اعمال شده بر آن‌ها است. الکتروموتور آسنکرون می‌تواند در برابر بارهای مختلف تحمل بیشتری داشته باشد و در موقعیت‌هایی که نوسان بیشتری (ماشین‌آلات صنعتی، بلوئر هوا، پمپ هوا، فن‌ها و …) وجود دارد کاربرد داشته باشد اما الکتروموتورهای سنکرون تحمل کمتری در برابر این نوسانات خواهند داشت. این موتورها از نظر سرعت روتور و استاتور نیز متفاوت هستند و این تفاوت تحت تأثیر هماهنگی سرعت بین روتور و استاتور خواهد بود. موتورهای سنکرون دارای سرعت روتور بوده که با میدان مغناطیسی دوار استاتور هماهنگ خواهد شد و در نتیجه سرعت ثابتی ایجاد می‌گردد در حالی که در موتورهای آسنکرون، سرعت روتور القا شده و با سرعتی کمتر از میدان مغناطیسی دوار تولید شده توسط استاتور کار خواهد کرد.
تفاوت از نظر سرعت و تغییر سرعت
میزان سرعت الکتروموتورها از دیگر فاکتورهایی است که می‌تواند تفاوت آن‌ها را نشان بدهد. در اصل میزان سرعت این موتورها در ویژگی‌های عملیاتی آن‌ها نهفته است. موتورهای سنکرون با سرعت ثابت کار کرده در حالی که موتورهای آسنکرون می‌توانند با سرعت‌های متغیر عمل می‌کنند و بر اساس میزان بار و شرایط عملیاتی سازگار خواهند شد. تفاوت در کنترل سرعت می‌تواند در تعیین مناسب بودن هرکدام از الکتروموتورها برای کاربردهای خاص مؤثر باشد.
روش‌های تغییر سرعت الکتروموتور سنکرون و آسنکرون نیز می‌تواند تحت تأثیر طراحی و اصول عملکردی آن‌ها باشد. الکتروموتورهای سنکرون از سرعت محدودتری برخوردار بوده و با توجه به ثابت بودن آن به تغییرات پیچیده‌تری نیاز خواهند داشت در حالی که کنترل سرعت در الکتروموتورهای آسنکرون ساده‌تر بوده و در آن‌ها از درایوهای فرکانس متغیر برای تنظیم کارآمد سرعت موتور در محدوده مورد نیاز برای کاربردهای مختلف استفاده خواهد شد.
تطبیق‌پذیری و استحکام
این الکتروموتورها می‌توانند از نظر استحکام و تطبیق‌پذیری متفاوت باشند چرا که هرکدام طراحی متفاوتی دارند. موتورهای آسنکرون به واسطه قابلیت بالایی که در کنترل سرعت‌ها و بارهای متغیر دارند می‌توانند تطبیق‌پذیری بیشتری داشته باشند و به‌طور گسترده در صنایع و محصولات مصرفی قابل استفاده خواهند بود. الکتروموتورهای سنکرون به واسطه داشتن سرعت ثابت، میزان تطبیق‌پذیری کمتری دارند و می‌توانند بازدهی بالا و عملکرد ثباتی از خود نشان بدهند. به صورت کلی هرکدام از این الکتروموتورها می‌توانند نقاط قوت و ضعف مخصوص به خود را داشته باشند.
تفاوت در کاربردها و استفاده
هرکدام از این الکتروموتورها از ویژگی‌ها، مزیت‌ها و مشخصات ساختاری ویژه‌ای برخوردارند و می‌توانند کاربردهای متعددی داشته باشند. الکتروموتورهای آسنکرون به واسطه استحکام بالاتر، قیمت مناسب‌تر، سازگاری بیشتر با بارها و سرعت‌های مختلف و … کاربردهای بیشتری دارند و در صنایع مختلفی به کار می‌رود اما الکتروموتورهای سنکرون به طور خاص در حوزه‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به کنترل سرعت ثابت و دقیق باشد. به صورت کلی از موتورهای سنکرون در نیروگاه‌ها، صنایع تولیدی و … و به عنوان کنترل‌کننده ولتاژ استفاده می‌شود و الکتروموتورهای آسنکرون در پمپ‌ها و فن‌های گریز از مرکز، دمنده‌ها، کارخانه‌های کاغذ و نساجی، کمپرسورها و بالابرها و … استفاده می‌شوند.
جمع‌بندی نهایی
الکتروموتور سیستم و دستگاهی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و از جریان برق تغذیه کرده و محور خود را به دوران در می‌آورد و می‌تواند انواع مختلفی داشته باشد که رایج‌ترین آن‌ها الکتروموتورهای سنکرون و آسنکرون هستند. هرکدام از این الکتروموتورها می‌توانند ویژگی‌ها، قابلیت‌ها، مزایا و معایب خاص خود را داشته و کاربردهای متعددی دارند. از جمله مهم‌ترین فاکتورهای مقایسه الکتروموتور سنکرون و آسنکرون می‌توان به مواردی همچون منبع تغذیه، میزان راندمان و کارایی، میزان لغزش، تأثیر بار اعمالی و سرعت روتور و استاتور، سرعت و تغییر سرعت، تطبیق‌پذیری و استحکام، کاربردها و استفاده اشاره کرد.
