تعریف موتور الکتریکی:

    موتور الکتریکی (Electric Motor) یا ماشین الکتریکی (Electrical Machine) انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی (kinetic energy) تبدیل می‌کند. عمل عکس آن یعنی تبدیل انرژی جنبشی به انرژی الکتریکی توسط ژنراتور (generator) که بعضا دینام(dynamo) نیز گفته می‌شود، انجام می‌شود. ساختمان کلی این دو ماشین الکتریکی به هم شبیه است و در برخی موارد یک ماشین می‌تواند هر دو نقش موتوری و ژنراتوری را بازی کند. برای مثال، موتور‌های کشش (traction motor) لوکوموتیو‌ها در قطارهای شهری که دارای ترمز دینامیکی هستند، در هر دو نقش ظاهر می‌شوند و در هنگام ترمز، انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل و باعث صرف‌ جویی در مصرف برق می‌شوند.

تاریخچه موتور الکتریکی:

    مایکل فاراده دانشمند انگلیسی برای اولین بار اثرات حرکت چرخشی و تبدیل جریان الکتریکی به نیروی مکانیکی را در سال 1821، نشان داد. مکانیزم اختراعی فاراده از یک سیم آویزان آزاد در حمام جیوه‌ای که در آن یک آهنربای دائمی (PM) قرار داده شده بود تشکیل یافته بود. هنگامی که جریان از سیم عبور می کند، سیم به دور آهنربا می چرخد. این اولین موتور الکتریکی بسیار ساده بود که توانست با تحولات و پیشرفت‌های بعدی مسیر تاریخ صنعت را متحول کند و شکل تکامل یافته آن امروزه به شکل موتور DC در صنایع مختلف دیده می‌شود تحول اساسی بعدی توسط نیکولا تسلا با اختراع موتور الکتریکی متناوب یا القایی در اواخر قرن 19 میلادی ایجاد شد و امروز بیش از نیمی از موتورهای الکتریکی در صنایع مختلف به خانواده موتورهای جریان متناوب تعلق دارد. ذکر این نکته مهم است که اختراع تسلا تنها به موتور الکتریکی محدود نبوده و وی اساسا جریان متناوب و امکان انتقال آن از مسافت‌های دور را ابداع نمود که دارای مزایای متعددی در صنایع امروزی است.

    تحول اساسی بعدی توسط نیکولا تسلا با اختراع موتور الکتریکی متناوب یا القایی در اواخر قرن 19 میلادی ایجاد شد و امروزه بیش از نیمی از موتورهای الکتریکی در صنایع مختلف به خانواده موتورهای جریان متناوب تعلق دارد. ذکر این نکته مهم است که اختراع تسلا تنها به موتور الکتریکی محدود نبوده و وی اساسا جریان متناوب و امکان انتقال آن از مسافت‌های دور را ابداع نمود که دارای مزایای متعددی در صنایع امروزی است.

تاریخچه اختراع موتور AC

اجزای الکتروموتور:

    اجرای اصلی یک موتور الکتریکی را می‌توان به صورت کلی زیر دسته‌بندی نمود:

استاتور:

    بخش ثابت به شکل ورقه‌های فلزی نازک به هم چسبیده در داخل پوسته الکتروموتور است. ایجاد میدان الکترومغناطیسی در حال چرخش به وسیله جریان الکتریکی و یا آهنرباهای ثابت وظیفه این بخش است.

روتور:

    روتور یا همان آرمیچر بر روی شافت قرار گرفته و در مرکز موتور الکتریکی در داخل استاتور قرار دارد خود دارای سیم پیچ بوده و تحت تاثیر میدان مغناطیسی استاتور می‌تواند تولید حرکت نماید جهت حرکت تولیدی طب قانون دست چپ لورنتز مشخ می‌گردد. این بخش پوششی موتور بوده معمولا از جنس چدن یا آلومینیم است که تمام اجزای موتور از جمله روتور و استاتور را در بر می گیرد.

شافت یا محور:

    میله‌ای فلزی که در امتداد روتور از دو طرف یا از یک طرف الکتروموتور بیرون آمده از یک طرف فن خنک کننده به آن متصل و از سمت دیگر برای چرخاندن بخش مکانیکی مورد نظر، استفاده می‌شود.

کموتاتور و جاروبک:

    این قطعه در موتورهای DC در امتداد روتور و در داخل پوسته قرار دارد. به وسیله آن می‌توان جهت جریان الکتریکی روتور و در نتیجه جهت میدان آن را عوض نمود جریان بوسیله جاروبک‌ها که روی استاتور قرار دارد به کموتاتور که بخش متحرک است، تزریق می‌شود.

بلبرینگ‌ها و براکت:

    بلبرینگ‌ها و در مواردی یاتاقان‌های یک موتور الکتریکی در نزدیکی نقطه‌ای قرار دارند که امتداد روتور از قاب یا بدنه خارج می‌شود و بر روی براکت‌ها قرار می‌گیرد. بلبرینگ اجازه می‌دهد تا شافت با حداقل اصطکاک بچرخد و حرکت ناخواسته را از بین می‌برد. براکت‌ها به محافظ‌های ثابت دو طرف موتور الکتریکی که بلبرینگ‌ها در داخل آن قرار گرفته گفته می‌شود.

جعبه برق:

    اتصالات الکتریکی از طریق این جعبه به موتور الکتریکی وارد و خارج می‌شوند.

اجزای الکتروموتور

    ساختمان موتورهای الکتریکی از دو قسمت ثابت و دوار که به ترتیب به نام‌های استاتور و رتور معروف هستند، تشکیل شده‌اند. وظیفه استاتور ایجاد یک میدان مغناطیسی اطراف رتور است. ساختار استاتور از یکسری ورقه‌های فلزی تشکیل شده است که یک استوانه توخالی فلزی را تشکیل می‌دهد. درون ورقه‌های فلزی موجود در استاتور شیارهایی وجود دارد که در این شیارها سیم پیچ‌های الکتروموتور جاسازی شده‌اند که به کلاف نیز معروف می‌باشند.

    روتور نیز همانند استاتور از دو قسمت هسته و سیم‌پیچ تشکیل شده است که سیم‌پیچ‌های اطراف رتور می‌تواند از جنس مس یا آلمینیوم باشد. جنس هسته رتور معمولا رابطه مستقیمی با قدرت موتور دارد به صورتی که برای موتورهای با قدرت بالا معمولا از قفس مسی و در موتورهای با قدرت کم از قفس آلمینیومی استفاده می‌شود. در ساخت سیم‌پیچ رتور مسی از روش دایکست استفاده شده، در حالی که در سیم‌پیچ‌های آلمینیومی از روش ریخته‌گری استفاده می‌شود. روتور موتورهای القایی به دو دسته سیم‌پیچی شده و قفس سنجابی تقسیم می‌شود. برای موتورهای بزرگ معمولا از رتور قفس سنجابی با شمش مسی و برای موتورهای کوچک از شمش آلمینیومی استفاده می‌گردد.

انواع الکتروموتور:

    دسته بندی‌های متعددی برای الکتروموتورها وجود دارد معمولا دو دسته مهم موتورهای DC و موتورهای AC مهم‌ترین دسته بندی بوده انواع موتورهای الکتریکی یا الکتروموتور از نظر جریان مصرفی به دو دسته عمده تقسیم می شوند:

    • الکتروموتورهای دی سی (Direct Current) یا جریان مستقیم DC

    • الکتروموتورهای القایی (Alternative Current) یا جریان متناوب AC

    که هر کدام از این دو دسته عمده نیز به دسته موتورهای مختلفی بسته به نوع ساخت و کاربرد تقسیم بندی می‌شوند.

• موتور DC :

        1. موتور سری

        2. موتور موازی

        3. موتور کامپوند

        4. موتور خود تحریک

        5. موتور مغناطیس دائم (PMDC)

• موتور AC :

        1. موتور القایی

        2. موتور سنکرون

• موتور خاص :

        1. موتورهای سروو

        2. موتور اونیورسال

        3. موتور پله‌ای

        4. موتور DC بدون جاروبک

        5. موتورهای ضد انفجار

        6. موتور هیسترزیسی

        7. موتور رلوکتانسی

        8. موتورهای القایی خطی (LIM)

موتورهای جریان مستقیم یا DC:

    نسخه اولیه این موتور توسط مایکل فاراده در سال ۱۸۲۱ میلادی اختراع شد. موتور DC یا جریان مستقیم؛ دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوئیچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس می‌کند این عمل باعکس ایجاد عمل دفع و جذب در هر بار گردش می‌گردد. به این ترتیب آرمیچر توسط آهنرباهای ثابت استاتور جذب و دفع می‌شوند. سرعت دوران موتور DC به گشتاور ترمزی بستگی دارد به عبارت دیگر به ولتاژ ورودی و گشتاور جریان ورودی وابسته است.

موتورهای الکتریکی القایی یا AC:

    در سال ۱۸۸۲ میلادی، نیکلا تسلا اصل میدان مغناطیسی چرخشی را معرفی کرد و پیشگام استفاده از یک میدان چرخشی برای نیروی کارکرد ماشین‌آلات شد این اختراع امکان ارسال برق تولیدی در سدهای آبی را برای مسافت‌های طولانی با تلفات کم فراهم نمود. جنگ بین ادیسون به عنوان مدافع جریان DC و تسلا به عنوان نظریه پرداز جریان AC منجر به جنگی با عنوان جنگ جریان‌ها گردید. ادیسون و شرکت جنرال موتور به دنبال نشان دادن خطرناک بودن جریان متناوب بودند طبق مستندات تاریخی با اتصال جریان متناوب به حیوانات و کشته شدن آنها، مردم را از خطرات این جریان مطلع می‌کردند فیلم ضبط شده موجود در آن تاریخ نمایشی از کشته شدن یک فیل با اتصال جریان متناوب را نشان می‌دهد. ادعای ادیسون و کارمندان شرکت جنرال موتور این بود که از جریان متناوب تنها برای اعدام جنایتکاران می‌توان بهره برد. در مقابل تسلا با بکارگیری یک پوشش فلزی در داخل یک گوی فلزی و برقراری جریان متناوب و عبور بی خطر جریان از مسیر لباس فلزی ادعای ادیسون را رد کردند. در پایان، جنگ جریان‌ها با پیروزی تسلا و گروه وی به پایان رسید ایده موتور القایی تسلا از سال 1888 مطرح شد که به عنوان انقلاب صنعتی دوم شناخته می‌شود قبل از ابداع میدان مغناطیسی چرخشی، موتورها با عبور مداوم رسانا از میان میدان مغناطیسی ایستا مانند موتورهایDC عمل می‌کردند. تسلا پیشنهاد کرد که کموتاتورهای یک موتور DC می‌تواند برداشته شود و دستگاه بتواند با نیروی حاصل از یک میدان چرخشی کار کند.

    دو نوع اساسی موتور AC وجود دارد که بسته به نوع روتور مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دو نوع عبارت هستند از:

موتور سنکرون (synchronous motor) :

    سرعت چرخش این موتور دقیقا متناسب با فرکانس تغذیه است.

موتور القایی یا آسنکرون (induction motor) :

    سرعت چرخش این موتور کمی کندتر از موتور سنکرون است و به طور معمول روتور قفس سنجابی مورد استفاده است.

انواع روتور در موتورهای AC:

روتورهای قفسه سنجابی (Squirrel Cage rotors) :

    اغلب موتورهای AC عمومی از روتورهای قفسه سنجابی استفاده می‌کنند که در تقریبا تمام موتورهای متداول خانگی و صنعتی یافت می‌شود. روتور قفس سنجابی به خاطر شکل ظاهری که دارد به این نام معروف شده است. این روتور از حلقه‌ای در هر دو طرف، با میله‌هایی در طول روتور که به حلقه‌ها متصل‌ هستند، تشکیل شده‌اند. این میله‌ها معمولا از جنس آلومینیوم یا مسی هستند که بین ورقه‌های روتور محکم می‌شوند. عمده جریان‌های روتور از طریق میله‌های مسی یا آلومینیومی به جای ورقه‌های با مقاومت بالا و لاک‌ها جریان می‌یابند. در موتورهای با بازده بالا، اغلب از مس ریخته گری برای کاهش مقاومت در روتور استفاده می‌شود. در عمل، روتور در موتورهای قفس سنجابی به شکل سیم پیچ ثانویه در یک ترانسفورماتور عمل می‌کند هنگامی که روتور هم‌ زمان (سنکرون) با میدان مغناطیسی نمی‌چرخد، جریان‌های بزرگ روتوری ایجاد می‌شوند؛ جریان‌های بزرگ روتور، روتور را آهنربا کرده و با اثر متقابل با میدان مغناطیسی استاتور باعث می‌شوند روتور به سرعت سنکرون با میدان استاتور نزدیک شود. یک موتور قفس سنجابی بدون بار که در سرعت بسیار نزدیک به سنکرون می‌چرخد، توان الکتریکی کمی را فقط برای حفظ سرعت روتور در برابر اصطکاک و تلفات مقاومت مصرف می‌کند. هرگاه بار مکانیکی افزایش یابد توان الکتریکی مصرفی نیز افزایش می‌یابد. اکثر ماشین لباسشویی‌ها، ماشین‌های ظرف‌ شویی، فن‌ها‌ و غیره از متورهای نوع قفس سنجابی استفاده می‌کنند. یکی از معایت روتور قفس سنجابی نیروی راه انداز پائین و ثابت بودن سرعت چرخش آن است.

روتور سیم پیچی شده (Wound Rotor) :

    روتور سیم پیچی شده زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که سرعت متغیر مورد نیاز باشد. در این مورد، روتور همان تعداد قطب‌های استاتور را داراست و سیم‌پیچ‌ها از سیم‌هایی ساخته شده اند که به حلقه‌های سایشی (slip rings) روی شافت متصل‌اند. در این روتورها جاروبک‌های (brushes) کربنی، حلقه‌های سایشی را به کنترل کننده خارجی مانند مقاومت متغیر متصل می‌کنند که اجازه می‌دهد نرخ لغزش موتور تغییر کند. میله های روتور الکتروموتور را به این دلیل مورب (slip rings) طراحی می‌کنند که در تاثیر میدان‌های استاتور بر روی روتور نوعی هم پوشانی به وجود آید و از لرزش و یا قفل شدن در لحظه استارت جلوگیری به عمل آید.

    در مقایسه با روتورهای قفس سنجابی، موتورهای روتور سیم پیچی شده گران هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری حلقه‌های سایشی و جاروبک‌ها دارند؛ با این حال قبل از ظهور تجهیزات الکترونیک قدرت برای کنترل سرعت متغیر به شکل استاندارد مورد بهره‌برداری قرار می‌گرفتند. در حال حاضر اینورترهای ترانزیستوری با درایو فرکانس متغیر برای کنترل سرعت مورد استفاده قرار می‌گیرند و موتورهای روتور سیم‌پیچی شده کمتر معمول هستند.

تفاوت موتورهای قفس سنجابی و حلقه لغزش

الکتروموتور AC سنکرون:

    در دینام‌های سنکرون، استاتور و هم روتور سیم پیچی می‌شوند. هنگامی که استاتور به منبع برق متصل می شوند، میدان گردان در موتور بوجود می‌آید که با سرعت سنکرون می‌چرخد. روتور نیز سیم پیچی شده است که توسط منبع DC تغذیه می‌شود. با اتصال جریان DC به روتور، روتور شروع به گردش با میدان دوار استاتور می کند.

کاربرد الکتروموتور سنکرون:

    • از این الکتروموتور برای اصلاح ضریب توان یا کسینوس فی (Cosφ) استفاده می‌شود در این حالت بر روی محور موتور سنکرون باری قرار نمی‌گیرد یعنی موتور الکتریکی بدون بار کار می‌کند. در این حالت موتور سنکرون را خازن سنکرون هم می‌نامند و اغلب برای کارخانه‌های صنعتی و کاهش تعرفه توان راکتیو کنتور استفاده می‌شود. وقتی یک موتور سنکرون بیش‌تحریک شود، و بدون بار کار کند، مانند یک خازن عمل خواهد کرد که توان راکتیو به شبکه تزریق می‌کند.

    • از این موتورها هم بعنوان ژنراتور سنکرون و هم بعنوان الکتروموتور سنکرون می‌توان استفاده نمود.

    • بدلیل آنکه موتور الکتریکی سنکرون، دور ثابتی دارد در تجهیزات مانند ساعت‌های الکتریکی که نیازمند این خصوصیت است مورد استفاده قرار می گیرد.

مزایای الکتروموتور سنکرون:

        1. در مقابل نوسان ولتاژ حساسیت ندارد.

        2. بازده بسیار بالایی دارد.

        3. موتور پله‌ای

        4. دارای ضریب قدرت مناسب و قابل تنظیم است.

نقاط ضعف الکتروموتور سنکرون:

        1. سرعت این الکتروموتور ثابت است و قابلیت تنظیم برای سرعت‌های بالاتر و یا پایین‌تر را ندارد.

        2. این الکتروموتور قابلیت تحمل بار اضافه را ندارد.

        3. علاوه بر جریان متناوب برای سیم پیچ استاتور، جریان دائم برای قطب‌های این موتور الکتریکی نیز مورد نیاز است در نتیجه قیمت این الکتروموتور را نسبت به موارد مشابه خود بالاتر می‌برد.

        4. به یک وسیله راه انداز اولیه که می‌تواند موتور کمکی باشد احتیاج دارد.

نحوه عملکرد موتور سنکرون

الکتروموتور AC آسنکرون:

    الکتروموتور آسنکرون یک نوع موتور الکتریکی است که بر اساس اصول الکترومغناطیسی کار می‌کند. این موتور با استفاده از جریان الکتریکی در بخش استاتور، میدان مغناطیسی را تولید کرده و با این میدان، روتور را به گردش در می‌آورد. الکتروموتور آسنکرون به دلیل ساختار و عملکرد خاص خود، در بسیاری از صنایع از جمله صنعت خودروسازی، نفت و گاز، و تولید برق استفاده می‌شود.

    کارکرد آن با ایجاد یک میدان مغناطیسی دوار می‌باشد که بوسیله سیم پیچ های درون استاتور تولید می‌شود. میدان مغناطیسی ایجاد شده بر روتور اثر گذاشته موجب تولید قطب های مغناطیسی هم نام و غیر هم نام و عمل جذب و دفع می‌گردد و در نهایت موجب حرکت چرخشی موتور می‌شود.

مزایای الکتروموتور آسنکرون قفس سنجابی:

        1. به دلیل قیمت مناسب و سادگی در طراحی در بسیاری از صنایع جایگزین موتورهای دیگر شده است.

        2. ساختار ساده و قطعات کمی دارد که باعث افزایش قابلیت اطمینان آن می‌شود.

        3. سرعت گردش این دینام در بارهای مختلف تقریبا ثابت است.

        4. تغییر بار باعث از حرکت ایستادن این نوع نمی‌شود.

        5. نسبت به الکتروموتورهای سیم پیچی شده (Slip Ring) دارای ضریب قدرت بهتری هستند.

        6. نقاط ضعف الکتروموتور آسنکرون قفس سنجابی

        7. زمانی که با کار کم در حال کار است، ضریب قدرتش کاهش می‌یابد.

        8. تغییر دور این نوع با روش کاهش ولتاژ غیر ممکن است و نیاز به دستگاه (AC Drive) برای این کار دارد.

        9. الکتروموتورهای آسنکرون قفس سنجابی به تغییرات ولتاژ حساس هستند و در صورت کم شدن ولتاژ جریان جریان آن به همان نسبت افزایش می یابد.

        10. گشتاور پایینی دارد.

        11. در هنگام استارت این موتور الکتریکی جریان زیادی را از شبکه در حدود 3 تا 7 برابر جریان نامی می‌گیرند.

چنانچه بیان گردید سه معیار خرید یک الکتروموتور به شرح زیر است:

       1- خرید الکتروموتور بر اساس قدرت (توان)

       2- خرید الکتروموتور بر سرعت چرخش

       3- خرید بر اساس نوع محفظه الکتروموتور

در این بخش به بند سوم از موضوع معیارهای خرید الکتروموتور، یعنی معیار خرید بر حسب استانداردهای موجود برای محفظه الکتروموتور می‌پردازیم. جهت مطالعه موارد 1 و 2 از معیارهای خرید الکتروموتور، مقاله

معیارهای انتخاب الکتروموتور

را ببینید.

محفظه یک الکتروموتور، تمامی اجزای داخلی موتور الکتریکی را از رطوبت و مواد شیمیایی و مواد خورنده و یا تماس ذرات و اشیاء محافظت می‌کند. هم‌چنین محفظه موتور الکتریکی تجهیزات و افراد را در برابر حرارت بالای تولید شده توسط الکتروموتور محافظت می‌کند و امنیت را برای تجهیزات و افراد اطراف دستگاه فراهم می‌آورد. صدا و لرزش تولیدی الکتروموتور را تا حدود زیادی می‌گیرد و امکان فعالیت ایمن برای افراد اطراف تجهیز را فراهم می‌کند. به طور کلی دو دسته‌بندی کلی در خصوص محفظه الکتروموتورها به شکل زیر وجود دارد.

• الکتروموتورهای محفظه باز (open)

• الکتروموتورهای محفظه بسته (closed)

    موتورهای محفظه باز بعنوان الکتروموتور امن (Safe) یا معمولی شناخته می‌شود. در یک موتور معمولی امکان تبادل آزادانه هوا از خارج موتور در اطراف سیم پیچ‌ها وجود دارد، در حالی که از ورود قطره‌های مایع یا ذرات خارجی به الکتروموتور جلوگیری می‌شود.

    به طور کلی دو نوع دسته‌بندی برای استاندارد محفظه الکتروموتورها وجود دارد بر اساس استاندارد امریکایی NEMA و در استاندارد اروپایی IEC این مورد با نام حفاظت بدنه یا International protection یا IP تعریف شده است. در ادامه انواع محفظه موتور الکتریکی بر اساس استاندارد NEMA را با مزایا و معایب هر یک بررسی می‌کنیم.

• استاندارد محفظه NEMA:

    استاندارد NEMA بیش از 20 نوع از حفاظت بدنه برای ماشین‌های با محفظه بسته و دارای سیم پیچی داخلی معرفی کرده است. در اینجا به موارد رایج و پر استفاده محفظه‌های الکترموتور می‌پردازیم.

انواع محفظه الکتروموتور بر اساس استاندارد NEMA

محفظه ضد چکه باز Open Drip Proof (ODP):

    الکتروموتور را در برابر ورود چکه قطرات مایع از بالا و زاویه عمود بر موتور تا زاویه 15 درجه نسبت به خط فرضی عمود بر الکتروموتور محفاظت می‌کند. این نوع محافظت به هوای بیرونی اجازه می‌دهند تا به راحتی وارد الکتروموتور شود و میان سیم پیچی الکتروموتور بچرخد و الکتروموتور را به صورتی کارامد خنک کند. استفاده از الکتروموتور با این نوع محفظه برای شرایط میحطی خشک و تمیز و محیط های داخلی بدون آلودگی اولویت دارد.

الکتروموتور با محفظه ضد چکه باز (ODP) بر اساس استاندارد امریکایی NEMA

کاملا محصور با فن خنک کننده Totally Enclosed Fan-Cooled (TEFC):

    این نوع محفظه الکتروموتور پر مصرف‌ترین و معمول‌ترین نوع الکتروموتورمحسوب می‌شود. از آنها برای مصارف پمپ‌ها و فن‌ها و کمپرسورها و سیستم‌های تسمه‌ای استفاده می‌شود. محفظه‌های الکتروموتورهای با محفظه TEFC طوری طراحی شده‌اند که داخل و خارج موتور را کاملا جدا می‌کنند. اما بدنه کاملا عایق یا ضد آب نیست. یک فن خارج که روی شافت از سمت عقب الکتروموتور نصب شده است هوا را از قسمت بیرون موتور به داخل می‌دمد تا آن را خنک کند.

الکتروموتور با محفظه ضد چکه باز (ODP) بر اساس استاندارد امریکایی NEMA

محفظه کاملا محصور با خنک کننده آب به هوا Totally Enclosed Water-to-Air Cooled (TEWAC):

    روش‌های حفاظتی با استفاده از فن خنک‌کننده تنها باعث جابجایی هوای گرم اطراف سیم‌پیچ‌ها به خارج محفظه شده حال آنکه برای الکتروموتورهای بزرگ نیاز به روش‌های پیشرفته‌تری برای خنک‌سازی هستیم. این نوع حفاظت برای موتورها و ژنراتورهای بزرگتر در موتور های القایی تا 30 مگاوات و موتور های سنکرون تا 100 مگاوات مناسب است. محفظه های TEWAC از یک مبدل حرارتی برای خنک نگه داشتن کارآمد موتور استفاده می‌کند. مبدل حرارتی حاوی مایعاتی مانند آب یا گلیکول است که گرما را از هوای در گردش موتور به داخل خود می‌کشد.

    این نوع حفاظت دارای بهترین راندمان و خنک‌کنندگی است و کمترین صدا را در مقایسه با مدل‌های دیگر تولید می‌کند. این نوع پیکر بندی به عنوان قابل اطمینان‌ترین گزینه در نظر گرفته می‌شود و در صورت طراحی مناسب برای استفاده در محیط‌های دارای گرد و غبار و کثیف، مناسب است.

الکتروموتور با محفظه کاملا محصور با خنک کننده آب به هوا (TEWAC) بر اساس استاندارد امریکایی NEMA

محفظه‌های بسته بدون تهویه Totally Enclosed Non-Ventilated (TENV):

    موتور ها با محفظه بسته TENV خیلی شبیه به نوع TEFC است. تفاوت در این است که فن خنک کننده وجود ندارد و تنها گردش مختصر هوای اطراف برای خنک شدن موتور کفایت است. اصولا برای الکتروموتورهای کوچک مناسب است موتور های با این نوع محفظه در موارد با محافظت و نگهداری سخت‌گیرانه‌تری استفاده شوند.

    بدنه موتور در این مورد کاملا بسته نیست ولی از ورود و خروج آزادانه هوا به داخل موتور جلوگیری می‌کند. در مواردی که الکتروموتور در معرض آلودگی و نم قرار دارد مورد استفاده قرار می‌گیرند . اما برای استفاده در موارد خیلی مرطوب یا محیط های با خطر اشتعال و انفجار مناسب نیستند .برای مثال در هنگام استفاده از آنها باید تا حد امکان از روشن و خاموش کردن مکرر موتور خودداری شود تا دمای داخل موتور از حد مجاز بیشتر نشود.

الکتروموتور با محفظه‌های بسته بدون تهویه (TENV) بر اساس استاندارد امریکایی NEMA

محافظت شده آب و هوای نوع 1 Weather Protected Type I (WPI):

    این نوع محفظه‌ها نسخه تقویت شده نوع ODP (ضد چکه باز) بوده دارای یک صفحه محافظ هستند که از ورود ذرات و اشیا بزرگ به داخل موتور جلوگیری می‌کنند.

محافظت شده آب و هوای نوع 2 Weather Protected Type II (WPI):

    الکتروموتورهای دارای این نوع محفظه‌، نسخه ترکیب‌شده محفظه‌های ضد چکه باز (ODP) و محافظت شده آب و هوای نوع 1 (WP1) هستند. این نوع الکتروموتور، دارای تهویه خارجی بوده و به هوا اجازه می‌دهد با سرعت بالا و با جدا کردن هوای داخل موتور و خارج موتور بدون ورود به اجزای داخلی موتور از آن خارج شود.

بدنه مقاوم در برابر شستشو Washdown (WDN):

    این نوع محفظه مخصوص موتورهایی است که نیاز به ضد عفونی شدن و تمیز کردن دائمی دارند. برای مثال در صنایع دارو سازی و فراورده های غذایی و نوشیدنی ها و تولیدات پزشکی این نوع الکتروموتور ها استفاده فراوان دارند .این محفظه برای مقاومت در برابر شستشوی با فشار و استفاده در محیط‌های با رطوبت بالا طراحی شده است. اما برای استفاده در محیط‌های خطرناک و قابل اشتعال مناسب نیست.

محفظه ضد انفجار الکتروموتور EX:

    الکتروموتور های ضد انفجار یا ضد جرقه که به EX معروف هستند جهت بهره‌برداری در محیط‌های مستعد برای جلوگیری از ایجاد اشتعال و انفجار در داخل موتور طراحی شده‌اند. کاربردهای فراوانی در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی که دارای گازهای اشتعال‌زا هستند، دارند.

الکتروموتور با محفظه‌ ضد انفجار تولید شرکت موتوژن تبریز بر اساس استاندارد امریکایی NEMA

• استاندارد محفظه IP:

    درجه حفاظت IP از سه بخش برای نشان دادن سطح حفاظتی بهره برده و به صورت کلی، درجه حفاظت IP شامل دو رقم است که گاهی اوقات یک حرف نشان دهنده مواد خاص، خطرات یا موارد آزمایشی به انتهای آن افزوده می‌شود.

    عدد اول درجه حفاظت IP بین 0 تا 6 است و میزان محافظت در برابر نفوذ اجسام جامد مانند گرد و غبار را نشان می دهد. عدد دوم در درجه حفاظت IP عددی بین 0 تا 9 است که نشان دهنده کیفیت مقاومت در برابر نفوذ رطوبت در زاویه ها، شدت‌ها و فشارهای مختلف قرار گرفتن در معرض یا غوطه وری است. در بعضی موارد ممکن است یک حرف اضافه در انتهای درجه حفاظت IP اضافه شود.

جدول محافظت در برابر نفوذ اجسام جامد (عدد اول در استاندارد IP)

عدد دوم در استاندارد IP نشانه حفاظت در برابر مایعات به شرح جدول زیر است:

جدول محافظت در برابر ورود آب و یا مایعات به الکتروموتور (عدد دوم در استاندارد IP)

خلاصه توضیحات بالا را در شکل زیر به همراه راهنمای گرافیکی می‌توان مشاهده نمود:

استاندارد محفظه الکتروموتورها بر اساس استاندارد اروپایی IP NEMA

    به عنوان یک مثال می‌توان به موتور کولر با سطح استاندارد IP22 اشاره کرد که اولین عدد 2 نشان دهنده محافظت در برابر اجسام جامد بزرگتر از 12 میلی متر مثل انگشت و دومین عدد 2 نشان دهنده حفاظت در برابر بارش عمودی قطره‌های آب می‌باشد. این استاندارد با استاندارد محفظه ضد چکه باز یا ODP در سری استاندارد NEMA برابری می‌کند. مثال دیگر می‌توان به استاندارد IP در موتورهای ضد انفجار به IP55 اشاره کرد اولین عدد 5 نشان دهنده محافظت جزئی در برابر گرد و غبار و سایر ذرات و دومین 5 نشان دهنده حفاظت شده در برابر جت آب از تمام جهات است که با استاندارد سیستم خنک کنندگی فن (TEFC)در معیار NEMA برابری می‌کند. شکل زیر مقایسه این دو برای کاربردهای معمولی (مثل موتور کولر) تا کاربردهای صنعتی خاص (مثل موتورهای ضد انفجار) را نشان می‌دهد.

مقایسه استاندارد محفظه IP در دو الکتروموتور کولر با IP22 (شکل سمت راست) و الکتروموتور ضد انفجار با IP55 (شکل سمت چپ)

تفاوت IP (حفاظت بدنه) با نوع محفظه الکتروموتور چیست ؟

    شاخص نوع محفظه الکتروموتور (enclosure type) با استاندارد NEMA در کشور امریکا تعریف شده خیلی عمومی و تعریفی هستند در حالی که شاخص حفاظت بدنه (IP) با استاندارد IEC در اروپا ارائه و با تعریف کدهای دو رقمی خیلی دقیق نوع حفاظت در برابر مایعات و جامدات را مشخص می‌کند.

    به عنوان مثال نوع محفظه ضد چکه باز یا ODP با نوع حفاظت بدنه با IP22 در استاندارد اروپایی برابری می‌کند. و نوع محفظه کاملا بسته یا محصور باIP54 حدودا برابری می‌کند. موتورهای IP55 موجود در بازار اکثر از نوع محفظه بسته با سیستم خنک کنندگی فن (TEFC) هستند.