آشنایی با الکترو موتور های تکفاز

آشنایی با الکترو موتور های تکفاز! اختراع اولین الکتروموتور در ماه می سال 1834 موفقیت چشمگیری برای ژاکوبی  محسوب می‌شود. او توانست پس از چهار سال، با اعمال تغییرات و ارتقای موتور توانست از آن برای کشیدن قایقی با 14 نفر استفاده کند. بعدها، بسیاری از محققان در سراسر جهان شروع به ساخت موتورهایی مشابه جاکوبی کردند. سرانجام، سالها بعد، این نیکولا تسلا  بود که اولین موتور القایی تک فاز  را در حین انجام آزمایشات اختراع کرد. امروزه می توانیم کاربرد موتورهای القایی تک فاز را در بسیاری از لوازم خانگی از جمله فن، ماشین ظرفشویی و ماشین لباسشویی بیابیم.

فردریش آگوست هاسلواندر از آفنبورگ/بادن دانشمند آلمانی است که برای اولین بار ایده استفاده از یک سیستم ولتاژ و جریان متناوب سه فاز را در جولای 1887 مطرح کرد. او اولین ژنراتور سنکرون سه فاز را با قطب های برجسته می سازد. با این حال، پست آلمان (مرجع پست) به دلیل ترس از اختلال در خطوط تلگراف، استفاده از دستگاه او را ممنوع اعلام می کند. درخواست های ثبت اختراع وی نیز شکست می خورد.

میخائیل دولیوو دوبروولسکی

با نام کامل میخائیل آسیپوویچ دولیوو دوبروولسکی یک مهندس برق و مخترع برجسته بود. او در سال 1862 در روسیه به دنیا آمد و بعداً شهروند سوئیس شد. وی سهم قابل توجهی در توسعه سیستم های جریان متناوب (AC) داشت. یکی از برجسته ترین دستاوردهای او سیستم برق سه فاز می‌باشد که به طور گسترده در شبکه های توزیع برق مدرن

استفاده می شود. این سیستم انتقال و توزیع نیروی الکتریکی را متحول کرد و آن را کارآمدتر و قابل اعتمادتر کرد.

در سال 1889 اولین موتور القایی-قفسی سه فازی که دوبروولسکی طراحی کرده بود به طور عملی به کار گرفته شد. موتورهایی که امروزه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بعدها، Dolivo-Dobrovolsky موتور القایی حلقه لغزش سه فاز با مقاومت های راه اندازی را نیز اختراع کرد

او اولین کسی است که متوجه شد یک سیستم سه فاز با سربندی به ستاره یا مثلث فقط به سه خط برق نیاز دارد و

بنابراین حتی از یک سیستم دو فاز (که از چهار خط استفاده می کند) هزینه کمتری دارد. در آگوست 1889 او حق اختراع ترانسفورماتور سه فاز سه پایه را دریافت کرد. این آغاز موفقیت جهانی سیستم جریان متناوب سه فاز است.

تحت رهبری دوبروولسکی و همراه ب اورلیکون  و براون،  AEG اولین خطوط انتقال برق سه فاز را در سال 1891 در طول 175 کیلومتر از لاوفن (رودخانه نکار) تا فرانکفورت آم ماین ساخت که بعدها به بازده قابل توجه 96 درصد رسید. این خطوط می توانستند در 220 کیلو وات توان و با 25 کیلو ولت کار کنند.

پنج سال بعد در اواخر سال 1896، اولین خطوط برق ایالات متحده آمریکا افتتاح شد. این خطوط به وسیله نیکولا تسلا و وستینگهاوس ساخته شده‌اند. از آبشار نیاگارا به بوفالو، نیویورک در فاصله 22 مایلی (35 کیلومتری) منتهی می شود. این خط همچنین یک سیستم سه فاز است که تسلا  در این بین از آن استقبال کرد و به ارزش آن پی برد. با این حال، سه ترانسفورماتور تک فاز مجزا در هر دو انتهای خط استفاده شد، زیرا ترانسفورماتور سه‌فاز به نام دوبروولسکی ثبت اختراع شده بود. خط آبشار نیاگارا می تواند توان خروجی تا 750 کیلو وات را در ولتاژهای تا 11 کیلو ولت ارائه دهد.

انواع الکتروموتورهای تکفاز

موتورهای تکفاز القایی

الف) موتورهای القایی با فاز شکسته

موتورهای با راه‌انداز مقاومتی

موتورهای با خازن راه انداز (خازن موقتی الکترولیتی)

موتورهای با خازن دائم (روغنی) 

موتورهای دو خازنی ( دائم و موقت)

موتورهای القایی با قطب چاکدار

موتور القایی با استارت رلوکتانسی

موتور القایی با استارت دفعی

موتورهای تکفاز کموتاتور

موتور دفعی

موتور دفعی- القایی

موتورهای سری متناوب

موتور یونیورسال

موتورهای تکفاز سنکرون

الف) موتورهای رلوکتانسی

ب) موتور هیسترزیس

ج) موتورهای سنکرون

موتورهای تکفاز القایی

کاربردها

موتورهای تکفاز القایی کاربرد بسیار گسترده‌ای در صنعت دارند به ویژه برای کاربردهای کمتر از یک اسب بخار. از این موتورها  به طور گسترده برای درایو الکتریکی و نیز در دستگاه های با سرعت ثابت و کم توان (مانند ابزارهای ماشینی، دستگاه های خانگی و ماشین آلات کشاورزی) استفاده می‌شود. (به ویژه در شرایطی که منبع تغذیه سه فاز به راحتی در دسترس نیست.)

موتورهای تکفاز القایی (با توانهای  400/1 کیلو ولت تا 25/1 کیلوولت) در اسباب‌بازی‌ها، سشوارها و دستگاه‌های فروش خودکار و غیره استفاده می‌شود.

• موتور یونیورسال به طور گسترده در ابزارهای قابل حمل، جاروبرقی‌ها و تجهیزات آشپزخانه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• موتور تکفاز به دلیل ساختار ساده نسبت به موتور سه فاز از طول عمر بیشتری برخوردار است.

معایب

علیرغم اینکه این ماشین ها برای خروجی‌های کوچک بسیار مفید هستند ولی در مواردی که نیاز به خروجی با قدرت بالا وجود دارد کاربردی ندارند. در جایی که می‌توان از موتور سه‌فاز استفاده کرد معایب بسیاری شامل این موتورها می‌شود.  معایب اصلی موتورهای القایی تکفاز نسبت به موتورهای القایی سه فاز در زیر آورده شده است:

1. توان خروجی آنها در سایز یکسان و توانایی تحمل افزایش دمای یکسان، حدوداً نصف موتورهای سه فاز می‌باشد.
2. ضریب قدرت کمتری دارند.
3. راندمان کمتری دارند.
4. نسبت به موتور سه‌فاز با همان خروجی گرانتر هستند.
5. ظرفیت اضافه‌بار کم
6. این موتورها گشتاور راه‌اندازی ذاتی ندارند.

ساختمان موتورهای القایی تکفاز

موتورهای القایی تکفاز از نظر ساختمانی بسیار ساده و قوی هستند. استاتور سیم‌پیچ را در چاکهای حاشیه داخلی خود جای داده است. هادی‌های استاتور مقاومت پایینی دارند. همچنین سیم‌پیچ استارت نیز بر روی استاتور تعبیه شده است. این سیم‌پیچ دارای مقاومت بالایی می‌باشد و به صورت عمقی در چاکهای استاتور تعبیه شده است تا اندوکتانس  (ظرفیت القای مغناطیسی) قابل توجهی داشته باشند.

روتور همیشه از نوع قفس سنجابی می‌باشد. در عمل، برای برای تبدیل موقتی موتور تکفاز به موتور دو فاز هادی‌های کمکی در لایه‌های بالایی چاکهای استاتور جایگذاری می‌شوند. سیم‌پیچ کمکی دارای یک کلید جانب مرکز  در سری‌های همراه با آن است. عملکرد کلید این است که وقتی موتور به 75 درصد دور نامی خود رسید، سیم‌پیچ استارت را از مدار خارج کند. در موتورهای با راه‌انداز خازنی، یک خازن الکترولیتی با ظرفیت مناسب نیز در مدار سیم‌پیچ استارت قرارداده می‌شود.

سیم‌پیچ اصلی استاتور و سیم‌پیچ کمکی (سیم‌پیچ استارت) به صورت موازی به هم متصل شده اند و نیز آرایشی وجود دارد که به وسیله آن قطبیت سیم‌پیچ کمکی را می‌توان برعکس کرد. این امر برای تغییر جهت چرخش روتور ضروری است.

یک موتور تکفاز القایی از لحاظ فیزیکی شبیه یک موتور القایی سه فاز قفس سنجابی می‌‌باشد. بین استاتور و روتور یک فضای خالی یک‌شکل وجود دارد ولی هیچ اتصال الکتریکی بین استاتور و روتور وجود ندارد.

علیرغم این که موتور تکفاز القایی از نظر ساختمانی ساده است و ارزان تر از موتور سه فاز با همان سایز فریم می‌باشد ولی راندمان کمتر داشته و با ضریب قدرت کمتری عمل می‌کند.

نحوه عملکرد یک موتور القایی تک‌فاز

به سادگی می‌توان نشان داد که یک موتور القایی تکفاز به صورت ذاتی نمی‌تواند خود‌راه‌انداز باشد. یک موتور تکفاز القایی را در نظر بگیرید که روتور آن حرکت نمی‌کند. کافی است یک منبع تکفاز متناوب را به سیم‌پیچ‌های استاتور  متصل کنید. (فرض بر این است که سیم‌پیچ‌ راه‌انداز نداریم.)

هنگامی که منبع قدرت استاتور متصل می‌شود یک جریان متناوب از سیم‌پیچ استاتور عبور می‌کند. این امر باعث تولید یک شار مغناطیسی متناوب خواهد شد. این شار از فضای خالی بین استاتور و روتور که هوا در آن وجود دارد عبور می‌کند و با هادی‌های روتور ارتباط برقرار می‌کند. به وسیله القای الکترومغناطیسی نیروهای محرکه الکتریکی  در

هادی‌های روتور القا می‌شوند. از آنجایی که روتور یک مدار بسته را تشکیل می‌دهد، جریان ها به میله‌های روتور  القا می‌شوند. با توجه به اثر متقابل جریان‌های القایی روتور و شار مغناطیسی استاتور یک گشتاور تولید می‌شود.

دیده خواهد شد که اگر همه هادی‌های نیمه بالایی روتور قطب N را تشکیل دهند، همه ی هادی‌های نیمه پایینی روتور قطب S را تشکیل خواهند داد. در این حالت نیمه بالایی روتور گشتاوری ایجاد می‌کند که می‌تواند روتور را در جهت معینی به چرخش درآورد. نیمه پایین روتور گشتاوری دقیقاً به همان اندازه ایجاد خواهد تا روتور را دقیقاً در جهت عکس بگرداند!

این دو گشتاور برابر ولی در خلاف جهت یکدیگر همدیگر را خنثی خواهند کرد و گشتاور برآیند که منجر به چرخش روتور شود برابر صفر خواهد بود. در این حالت (بدون چرخاندن روتور از خارج) روتور به صورت ثابت خواهد ماند. به این دلیل موتور تکفاز نمی‌تواند به خودی خود گشتاور راه‌اندازی ایجاد کند.

اما اگر روتور در حرکت باشد (در هر جهتی) هنگامی که تغذیه استاتور وصل شود، میتوان نشان داد که روتور گشتاور بیشتری در همان جهت حرکت اعمال خواهد کرد. در این صورت گشتاور برآیند هر مقداری خواهد داشت به جز صفر.  در نتیجه این گشتاور سرعت گردش روتور در همان جهت حرکت اولیه افزایش خواهد یافت.

روش های راه‌اندازی موتورهای القایی تکفاز

یک موتور القایی تکفاز به صورت ذاتی فاقد توانایی ایجاد گشتاور راه‌اندازی می‌باشد. روشهای متعدد راه‌اندازی موتورهای القایی تکفاز به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

الف) راه‌اندازی با فاز شکسته

ب) راه‌اندازی با قطب چاکدار

ج) راه‌اندازی با استارت دفعی

د) راه‌اندازی با رلوکتانس

یک موتور القایی تک فاز معمولن با روشی که برای راه اندازی آن استفاده می شود شناخته می شود. انتخاب یک موتور القایی مناسب و انتخاب روش راه اندازی آن به موارد ذیل بستگی دارد:

1. مشخصه‌های سرعت-گشتاور بر اساس بار. (سرعت و گشتاور بر حسب کمینه تا بیشینه بار)
2. چرخه کار
3. موارد مربوط به خطوط که برای جریان کار و جریان  راه‌اندازی منابع قدرت محدود می‌شوند.

راه‌اندازی با فاز شکسته

موتورهای القایی تکفازی که از این روش برای راه ‌اندازی آنها استفاده می‌شود؛ موتورهای فاز شکسته نامیده می‌شوند. همه ی موتورهای فاز شکسته دارای دو سیم‌پیچ استاتور می‌باشند. یک سیم‌پیچ اصلی (دائم‌کار) و یک سیم‌پیچ کمکی (سیم‌پیچ راه‌انداز). هر دوی این سیم‌پیچ‌ها به صورت موازی به همدیگر متصل هستند ولی محورهای مغانطیسی آنها 90 درجه با هم اختلاف دارند. (محل قرارگیری دو سیم پیچ در فضا نسبت به هم 90 درجه زاویه دارد.)

موتورهای فاز شکسته با راه‌اندازی مقاومتی

استاتور یک موتور القایی فاز شکسته علاوه بر سیم‌پیچ اصلی دارای یک سیم‌پیچ کمکی می‌باشد. سیم‌پیچ راه‌اندازی نسبت به سیم‌پیچ اصلی 90 درجه اختلاف زاویه دارد و عملکرد آن تنها در مدت زمان کوتاهی است که موتور در حال راه‌اندازی می‌باشد.

این دو سیم‌پیچ به گونه ای طراحی شده اند که سیم‌پیچ راه‌اندازی مقاومت بالاتر و راکتانس نسبتن پایین‌تری داشته باشد در حالیکه سیم‌پیچ اصلی دارای مقاومت پایین‌تر و راکتانس بالاتری می‌باشد. در نتیجه جریان هایی که وارد این سیم‌پیچ‌ها می‌شوند اختلاف فاز معنی داری دارند. ( 25 تا 30 درجه)

عملکرد

1. وقتی هر دو سیم‌پیچ استاتور توسط منبع تغذیه برق‌دار می‌شوند، سیم‌پیچ اصلی جریان Im  و سیم‌پیچ کمکی جریان Is را حمل می‌کند.
2. از آنجایی که سیم‌پیچ اصلی سیم‌پیچ اصلی به صورتی ساخته شده که القا پذیری بالایی داشته باشد و سیم‌پیچ کمکی به صورتی طراحی شده است که میزان مقاومت بالایی داشته باشد، جریان های Im و Is اختلاف فاز معناداری خواهند داشت. (25 تا 30 درجه) در نتیجه بین این دو سیم‌پیچ یک میدان دوار ضعیف (تقریبن به اندازه یک ماشین دو فاز) ایجاد می‌شوند که می‌تواند موتور را راه‌اندازی کند. گشتاور راه‌اندازی را می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:

TS = K. IM. IS. SINΦ

K: ثابتی است که مقدار آن بستگی به نحوه طراحی موتور دارد. هنگامی که موتور به 75 درصد سرعت سنکرون برسد، کلید گریز از مرکز باز شده و سیم‌پیچ کمکی را از مدار خارج خواهد کرد. ازین به بعد موتور به صورت تکفاز به عملکرد خود ادامه خواهد داد و تا رسیدن به سرعت نرمال شتاب خواهد گرفت. سرعت نرمال موتور کمتر از سرعت سنکرون می‌باشد و بسته به باری روی موتور می‌تواند متفاوت باشد.

• جریان استارت 6 تا 8 برابر جریان نامی ‌است.
• به دلیل قیمت ارزان، موتورهای القایی با فاز شکسته ارزان‌ترین موتورهای القایی در بازار محسوب می‌شوند.
• از آنجایی که سیم‌پیچ استارت از سیم نازک ساخته شده است، چگالی جریان عبوری از آن بالا بوده و به سرعت داغ می‌شود. در صورتی که راه‌اندازی موتور بیشتر از 5 ثانیه طول بکشد احتمالن سیم‌پیچ راه‌اندازی خواهد سوخت مگر اینکه موتور به وسیله رله حرارتی داخلی محافظت شده باشد. بنابراین این موتور در شرایطی مناسب است که نیاز به راه‌اندازی های پی در پی وجود نداشته باشد.
• یکی از ویژگی‌های مهم این موتورها، داشتن سرعت متغیر است. سرعت از 2 تا 5 درصد (بر حسب کمینه و بیشینه بار) متغیر می‌باشد.

کاربردها

1. فن ها
2. ماشین های لباسشویی و ظرفشویی
3. ابزارهای کوچک و غیره

قدرت این موتورها بین 60 تا 250 وات می‌باشد.

موتورهای فاز شکسته با خازن موقت

موتور خازنی فاز شکسته مشابه موتور فاز شکسته با راه‌اندازی مقاومتی هستش به جز اینکه سیم‌پیچ راه‌انداز تعداد دور برابری با سیم‌پیچ اصلی دارد. همچنین یک خازن به صورت سری با سیم‌پیچ استارت متصل می‌گردد. مقدار خازن طوری تعیین می‌گردد که Is  نسبت به Im حدودن 80 درجه اختلاف فاز داشته باشد که به میزان قابل توجهی بیشتر از 25 درجه ای است که در موتور فاز شکسته با راه‌اندازی مقاومتی یافت ‌می‌شود. در نتیجه گشتاور راه اندازی (Ts = k. Im. Is. SinΦ) به میزان قابل توجهی نسبت به موتور مقاومتی بالاتر خواهد بود. درست همانند موتور مقاومتی درموتورهای خازنی نیز با رسیدن روتور با 75 درصد دور نامی، کلید گریز از مرکز عمل کرده و سیم‌پیچ کمکی از مدار خارج خواهد شد. ازین به بعد موتور به مانند یک موتور تکفاز عمل خواهد کرد و تا رسیدن به به سرعت نرمال شتاب خواهد گرفت.

مشخصات

1. با اینکه مشخصات راه‌اندازی موتور با راه‌اندازی خازنی نسبت به موتور با راه‌اندازی مقاومتی خیلی بهتر است، هر دوی این ماشین‌ها مشخصات کار مشابهی دارند زیرا سیم‌پیچ اصلی این دو نوع از موتور یکسان است و تفاوت فقط در راه‌‌اندازی است.
2. اختلاف فاز بین جریان راه‌اندازی و جریان کار در موتورهای خازنی 80 درجه است که در موتورهای مقاومتی حدودن 25 درجه می‌باشد. در نتیجه برای رسیدن به گشتاور راه‌اندازی یکسان، جریان راه‌اندازی در موتور های خازنی نصف موتورهای مقاومتی می‌باشد. در نتیجه سیم‌پیچ راه‌اندازی یک موتور خازنی نسبت به یک موتور مقاومتی با فاز شکسته با سرعت کمتری داغ می‌شود. در نتیجه در مواردی که نیاز به راه‌اندازی بیشتر دارند موتور خازنی بهتر است.

کاربرد

1. فریزرها
2. کولرها
3. کمپرسورها
4. پمپ‌های رفت و برگشتی
5. مواردی که نیاز به گشتاور راه‌اندازی بالایی دارند.

موتورهای تکفاز القایی با خازن راه‌اندازی و دائم در مدار

این موتورها مشابه موتورهای با خازن موقت می‌باشند با این تفاوت که سیم‌پیچ کمکی بعد از راه‌اندازی سیم‌پیچ کمکی از مدار خارج نخواهد شد. پس هر دو سیم‌پیچ هم در حالت راه‌اندازی و هم در حالت استارت به منبع تغذیه متصل هستند. دو مدل طراحی معمولن استفاده می‌شوند:

الف) همان خازنی که در راه‌اندازی مورد استفاده قرار گرفت در حین کار نیز در مدار باقی خواهد ماند. این طراحی علاوه بر از بین بردن نیاز به کلید گریز از، ضریب قدرت و کارایی موتور را افزایش می‌دهد.

ب) در نوع دیگر طراحی از دو خازن برای راه‌اندازی موتور استفاده می‌شود. خازن کوچکتر به صورت دائمی به سیم‌پیچ کمکی متصل خواهد ماند. خازن بزرگتر فقط در راه‌اندازی موتور نقش دارد و پس از رسیدن روتور به 75 درصد دور نامی، از مدار خارج می‌گردد. پس از آن موتور به صورت تکفاز کار خواهد کرد.

مشخصات

1. سیم‌پیچ کمکی و خازن می‌تواند به گونه ای طراحی شود که در هر باری عملکردی بهینه دو فاز داشته باشد. در این صورت برخلاف سایر موتورهای تکفازکه گشتاور ضربانی ایجاد می‌کنند، گشتاور ثابت ایجاد خواهد کرد.
2. به دلیل گشتاور ثابت، موتور فاقد لرزش خواهد بود.

کاربردها

• بیمارستان
• استودیوها
• جاهای دیگری که سکوت مهم است.

موتورهای با قطب چاکدار

موتورهای قطب چاکدار در توان های کمتر از 40 وات، به دلیل ساختمان بسیار ساده محبوبیت بالایی دارند. این موتورها دارای قطبهای برجسته روی استاتور می‌باشند. روتور این موتورها از نوع قفس سنجابی  می‌باشند. بخشی از هر قطب توسط یک حلقه اتصال کوتاه پوشیده شده که به آن پیچۀ سایه‌ای  گفته می‌شود.

• همزمان با قسمت OA  از نمودار چرخه جریان متناوب (تصویر شماره 16) میدان مغناطیسی افزایش یافته و نیروی محرکه در پیچه ی سایه ای القا می‌گردد. بنا به قانون لنز جریان حاصل در پیچه ی سایه ای در جهتی خواهد بود که در برابر تغییرات میدان از خود مقاومت نشان دهد. بنابراین میدان در قسمت چاکدار قطب ضعیفتر خواهد شد در حالیکه در قسمت دیگر قطب قوی‌تر خواهد شد. (تصویر شماره 16)
• همزمان با قسمت AB  از نمودار چرخه جریان متناوب (تصویر شماره 16) میدان تقریبن به بیشینه مقدار رسیده و بدون تغییر خواهد شد. در نتیجه، توزیع میدان پیرامون قطب یک‌شکل خواهد بود زیرا هیچ جریانی وارد پیچه ی سایه‌ای نمی‌شود. (تصویر شماره 16).

با کاهش میدان (قسمت BC از نمودار چرخه جریان متناوب)، جریانی در پیچه ی سایه‌ای القا می‌شود تا با کاهش جریان مقابله کند. بنابراین میدان در قسمت چاکدار قطب تقویت و در قسمت دیگر قطب تضعیف خواهد شد.

تأثیر پیچه ی سایه‌ای این است که خطوط میدان مغناطیسی در سطح قطب از قسمت بدون سایه به قسمت سایه دار جا به جا شود. این میدان در حال تغییر مانند یک میدان ضعیف  دوار است میدانی که در از قسمت بدون چاک به قسمت چاکدار قطب در حالت دوران است.

روتور از نوع قفس‌سنجابی بوده و تحت تأثیر میدان دوار استاتور قرار می‌گیرد. در نتیجه یک گشتاور راه‌اندازی ایجاد می‌شود. به محض این که گشتاور استارت شروع به چرخاندن روتور کند، گشتاور بیشتر توسط موتور القایی تک‌فاز ایجاد خواهد شد. موتور تا رسیدن به سرعتی کمتر از سرعت سنکرون شتاب گرفته و به صورت تکفاز کار خواهد کرد.

مشخصات

• طراحی بسیار ساده و عدم استفاده از کلید گریز از مرکز
• گشتاور راه‌اندازی، راندمان و ضریب قدرت بسیار پایین می‌باشند.

کاربردها

این موتورها برای مواردی که نیاز به قدرت بسیار پایین دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند:

1. فن های کوچک
2. اسباب‌بازی ها
3. سشوارها
4. فن‌های رومیزی و غیره

(توان این موتورها کمتر از 40 وات می‌باشد)

موتورهای سری متناوب (موتورهای یونیورسال)

موتورهای یونیورسال بدون توجه به قطبیت منبع تغذیه در جهت معین به چرخش در می‌آیند. آیا می‌توانید تصور کنید که یک موتور جریان مستقیم با جریان متناوب کار کند؟؟؟؟ خب، در اینصورت به آن موتور یونیورسال گفته خواهد شد! بدیهی است بایستی در موتور جریان مستقیم تغییراتی ایجاد شود تا بتواند با منبع تغذیه متناوب کار کند. تغییرات اعمالی عبارتند از:

1. کل مدار مغناطیسی به منظور کاهش تلفات جریان گردابی   به صورت لایه لایه شده است. از این رو نسبت به موتورهای جریان مستقیم گرانتر می‌باشند.
2. سیم‌پیچ حداقل دور ممکن را دارا خواهد بود تا راکتانس میدان پیچه را به کمینه میزان ممکن برساند.
3. شار میدان مغناطیسی زیادی با استفاده از (میدان مغناطیسی با مقاومت پایین) ایجاد خواهد شد.
4. وقتی که موتور با برق متناوب کار می‌کند، جرقه قابل توجهی بین جاروبک‌ها  و کموتاتور  ایجاد می‌شود. این امر به دلیل این است که شار مغناطیسی متناوب جریان‌های بالایی در پیچه‌هایی که به وسیله جاروبکها اتصال کوتاه شده‌اند ایجاد می‌کند. هنگامی که پیچه‌های اتصال کوتاه شده کنتاکت را از کموتاتور جدا می‌کنند، جرقه بالایی تولید می‌شود. می‌توان با استفاده از لیدهای با مقاومت بالا برای اتصال کویل‌ها به کموتاتور ازین امر جلوگیری نمود.

ساختار

ساختار موتورهای سری متناوب بسیار شبیه به موتورهای سری مستقیم می‌باشد. موتورهای یونیورسال هم با منبع جریان مستقیم کار می‌کنند هم با منبع جریان متناوب. همچنین گشتاور در هر دو حالت (مستقیم و متناوب) تقریبن برابر خواهد بود. به همین دلیل است که به این موتورها، یونیورسال گفته می‌شود.

نحوه عملکرد

این نوع از موتورهای الکتریکی می توانند به خوبی با جریان متناوب AC کار کنند. چرا که جهت جریان آرمیچر و جریان میدان با منبع تغذیه به صورت همزمان تغییر می کند و در نتیجه در یک جهت گشتاور خالصی تولید می شود که این جهت توسط قطب هسته اصلی آن و قطعات کموتاتور مشخص می شود. دقت کنید که در این نوع از موتورها بر خلاف همه موتورهایی ک درباره آنها صحبت کردیم، در این نوع از موتورها هیچ میدان دواری تولید نمی‌شود!

در ادامه بخوانید: انواع روش های راه اندازی موتور القایی سه فاز

مشخصات

سرعت دوران این موتورها مقادیر بسیار بالایی دارد (تا 20 هزار دور در دقیقه !) ولی این موتورها نمی‌توانند بار زیادی را تحمل کنند. حتا موتورهای بسیار کوچک سری متناوب اغلب قادر هستند سرعتی بیشتر از 1500 دور در دقیقه داشته باشند.

• دارای گشتاور راه‌اندازی بالایی هستند.
• در حداکثر بار، ضریب قدرت 90 درصد می‌باشد ولی در طی راه‌اندازی و نیز در اضافه‌بار، ضریب قدرت کمتر خواهد بود.

کاربردها

این موتورها با دارا بودن سایز کوچک و سرعت بالا و گشتاور راه اندازی بالا می‌توانند برای موارد زیر مناسب باشند:

1. جاروبرقی
2. اره برقی
3. دریل
4. ریش‌تراش
5. ابزار آلات و غیره