up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله موتورهاي سه فاز PDF
QR code - موتورهاي سه فاز

موتورهاي سه فاز

قسمتهاي الکتريکي ماشين هاي صنعتي و نحوه تغيير سمت گردش موتورهاي سه فاز

موتور هاي چند فاز
موتورهاي چند فازه موتورهاي متناوبي هستند که به صورت دو يا سه فاز کار مي کنند . هر دو از لحاظ ساختماني مشابه بوده و فقط اتصال داخلي کلافهايشان متفاوت است . براي کاربردهايي نيازمند به توان بالاتر ، از موتورهاي القايي سه فاز AC ( يا چند فاز ) استفاده مي شود . اين موتورها از اختلاف فاز موجود بين فازهاي تغذيه چند فاز الکتريکي براي ايجاد يک ميدان الکترومغناطيسي دوار درونشان ، استفاده مي کنند . از طريق القاي الکترومغناطيسي ميدان مغناطيسي دوار در اين هاديها القاي جريان مي کند ، که در نتيجه منجر به ايجاد يک ميدان مغناطيسي متعادل کننده شده و موجب مي شود که موتور در جهت گردش ميدان به حرکت درآيد . اين نوع از موتور با نام موتور القايي معر.ف است . براي اينکه اين موتور به حرکت درآيد بايستي همواره موتور با سرعتي کمتر از بسامد منبع تغذيه اعمالي به موتور ، بچرخد ، چرا که در اين صورت ميدان متعادل کننده ها در روتور ايجاد نخواهد شد . استفاده از اين نوع موتور در کاربردهاي ترکشن نظير لوکوموتيوها ، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است ، روز به روز در حال افزايش است . به سيم پيچهاي روتور جريان ميدان جدايي اعمال مي شود تا يک ميدان مغناطيسي پيوسته ايجاد شود ، که در موتور هم زمان وجود دارد ، موتور به صورت هم زمان با ميدان مغناطيسي دوار ناشي از برق AC سه فاز ، به گردش در مي آيد . موتورهاي همزمان (سنکرون) را مي توانيم به عنوان مولد جريان هم بکار برد. سرعت موتورAC در ابتدا به فرکانس تغذيه بستگي دارد و مقدار لغزش ، يا اختلاف در سرعت چرخش بين چرخانه و ميدان ايستانه ، گشتاور توليدي موتور را تعيين مي کند . تغيير سرعت در اين نوع از موتورها را مي توان با داشتن دسته سيم پيچها يا قطب هايي در موتور که با روشن و خاموش کردنشان سرعت ميدان دوار مغناطيسي تغيير مي کند ، ممکن ساخت .
موتورهاي سه فاز
اصل ساخت اوليه و کاربردي
مانند بيشتر موتورها , يك موتورهاي القايي AC يك قسمت ثابت بيروني به نام استاتور و يك روتور كه در درون آن مي چرخد دارند , كه ميان آندو يك فاصله دقيق كارشناسي شده وجود دارد.به طور مجازي همه موتورهاي الكتريكي از ميدان مغناطيسي دوار براي گرداندن روتورشان استفاده مي كنند.يك موتور سه فاز القايي AC تنها نوعي است كه در آن ميدان مغناطيسي دوار به طور طبيعي بوسيله استاتور به خاطر طبيعت تغذيه گر آن توليد مي شود.در حالي كه موتورهاي DC به وسيله اي الكتريكي يا مكانيكي براي توليد اين ميدان دوار نياز دارند.يك موتور القايي AC تك فاز نيازمند يك وسيله الكتريكي خارجي براي توليد اين ميدان مغناطيسي چرخشي است .
در درون هر موتور دو سري آهنرباي مغناطيسي تعبيه شده است . در يك موتور القايي AC يك سري از مغناطيس شونده ها به خاطراينكه تغذيه AC به پيچه هاي استاتور متصل است در استاتور تعبيه شده اند . بخاطر طبيعت متناوب تغذيه ولتاژ AC بر اساس قانون لنز نيرويي الكترومغناطيسي به روتور وارد مي شود ( درست شبيه ولتاژي كه در ثانويه ترانسفورماتور القا مي شود ) . بنابر اين سري ديگر از مغناطيس شونده ها خاصيت مغناطيسي پيدا مي كنند . _ نام موتور القايي از اينجاست_ . تعامل ميان اين مگنت ها انرژي چرخيدن يا تورك ( گشتاور ) را فراهم مي آورد.در نتيجه موتور در جهت گشتاو بوجود آمده چرخش مي كند .
ساختمان موتورهاي سه فاز
موتورهاي سه فاز شامل سه قسمت مي باشد :
1.استاتور
2.روتور
3.کاسه ها ( قالپاق ها )
استاتور
از يک هسته آهني شياردار به صورت ثابت ساخته مي شود . داخل شيارها سه گروه کلاف به صورتي قرار مي گيرند که با هم 120 درجه الکتريکي اختلاف فاز داشته باشند . انرژي الکتريکي توليدي به صورت سه فاز از طريق استاتور به مدارهاي خارج منتقل مي گردد . استاتور از چندين قطعه باريك آلومنيوم يا آهن سبك ساخته شده است.اين قطعات بصورت يك سيلندر تو خالي به هم منگنه و محكم شده اند(هسته استاتور) با شيارهايي كه در شكا يك نشان داده شده اند.سيم پيچهايي از سيم روكش دار در اين شيارها جاسازي شده اند.هر گروه پيچه با هسته اي كه آن را فرا گرفته يك آهنرباي مغناطيسي (با دو پل) را براي كار كردن با تغذيه AC شكل مي دهد.تعداد قطبهاي يك موتور القايي AC به اتصال دروني پيچه هاي استاتوربستگي دارد.پيچه هاي استاتور مستقيما به منبع انرژي متصل اند.آنها به صورتي متصل اند كه با برقراري تغذيه AC يك ميدان مغناطيسي چرخنده توليد مي شود.
روتور
قسمت گردنده مولد از هسته آهني شياردار ساخته مي شود و داخل اين شيارها سيم هاي مسي براي توليد فوران مغناطيسي قرار مي گيرد . اين فوران به وسيله ولتاژ جريان مستقيم توليد مي شود .
در آلترناتورهاي بزرگ انرژي الکتريکي در قسمت ثابت ( استاتور ) ماشين توليد مي شود . ولي در آلترناتورهاي کوچک معمولا انرژي الکتريکي در قسمت گردنده ( روتور ) ايجاد مي شود . به قسمتي که در آن انرژي الکتريکي توليد مي شود آرميچر مي گويند .
روتور از چندين قطعه مجزاي باريك فولادي كه ميانشان ميله هايي از مس يا آلومنيوم تعبيه شده ساخته شده است . در رايج ترين نوع روتور (روتور قفس سنجابي) اين ميله ها در انتهاي خود به صورت الكتريكي و مكانيكي بوسيله حلقه هايي به هم متصل شده اند . تقريبا 90 درصد از موتورهاي القايي داراي روتور قفس سنجابي مي باشند و اين به خاطر آن است كه اين نوع روتور ساختي مستحكم و ساده دارد . اين روتور از هسته اي چند تكه استوانه اي با محوري كه شكافهاي موازي براي جادادن رساناها درون آن دارد تشكيل شده است . هر شكاف يك ميله مسي يا آلومنيومي يا آلياژي را شامل مي شود . در اين ميله ها به طور دائمي بوسيله حلقه هاي انتهايي آنها همچنان كه در شكل دو مشاهده مي شود مدار كوتاه برقرار است . چون اين نوع مونتاژ درست شبيه قفس سنجاب است ، اين نام براي آن انتخاب شده است . ميله اي روتور دقيقا با محور موازي نيستند . در عوض به دو دليل مهم قدري اريب نصب مي شوند .
دليل اول آنكه موتور با كاهش صوت مغناطيسي بدون صدا كاركرده و براي آنكه از هارمونيك ها در شكاف ها كاسته شود.
دليل دوم آن است كه گرايش روتور به هنگ كردن كمتر شود . دندانه هاي روتور به خاطر جذب مغناطيسي مستقيم ( محض ) تلاش مي كنند كه در مقابل دندانه هاي استاتور باقي بمانند . اين اتفاق هنگامي مي افتد كه تعداد دندانه هاي روتور و استاتور برابر باشند .
روتور بوسيله مهار هايي در دو انتها روي محور نصب شده ; يك انتهاي محور در حالت طبيعي براي انتقال نيرو بلندتر از طرف ديگر گرفته مي شود . ممكن است بعضي موتورها محوري فرعي در طرف ديگر( غير گردنده - غير منتقل كننده نيرو ) براي اتصال دستگاههاي حسگر حالت( وضعيت ) و سرعت داشته باشند . بين استاتور و روتور شكافي هوايي موجود است . بعلت القا انرژي از استاتور به روتور منتقل مي شو د. تورك توليد شده به روتور نيرو داده و سپس براي چرخيدن به آن نيرو مي كند . صرف نظر از روتور استفاده شده قواعد كلي براي دوران يكي است .
علت دريافت انرژي الکتريکي از قسمت ثابت در آلترناتورهاي بزرگ اين است که نيروي محرکه الکتريکي ( ولتاژ ) توليد شده در آلترناتورهاي سه فاز با شکل سينوسي و با اختلاف فاز 120 درجه الکتريکي مي باشد . از آن جا که مقدار ولتاژ توليد شده در آلترناتورها نمي تواند بيش از حد مجاز باشد و انتقال اين ولتاژ با جريان هاي بالا موجب افزايش اتلاف انرژي در سيم ها و افت ولتاژ انتهاي خط ، بنابراين در ابتداي خط مقدار ولتاژ توليد شده توسط ترانسفورماتورها افزايش و در انتهاي خط در چند مرحله جهت استفاده مصرف کنندگان صنعتي و خانگي در حد ولتاژ مجاز ( 380 220 ) کاهش مي يابد . در نيروگاه هاي انرژي الکتريکي همواره به صورت سه فاز توليد مي شود ؛ زيرا :
اقتصادي تر است ، به دليل اينکه آلترناتورهاي سه فاز حجم کمتري نسبت به آلترناتورهاي تک فاز با توان مشابه دارد .
توان لحظه اي سه فاز در مصرف کننده هيچ گاه به صفر نمي رسد ، بنابراين توان سه فاز ميزان تغييرات کمتري نسبت به توان در شبکه تک فاز دارد . در راه اندازي موتورهاي سه فاز نياز به سيم پيچ راه انداز نداريم و به همين دليل حجم موتورها کاهش مي يابد . رکتيفاير هاي سه فاز ولتاژ DC شده رايپل کمتري دارد و ولتاژ خروجي جريان مستقيم در رکتيفايرهاي سه فاز نسبت به ولتاژ يکسو شده در رکتيفايرهاي تک فاز صاف تر است . اصولا موتورهاي جريان متناوب نسبت به موتورهاي جريان مستقيم داراي ساختمان ساده تر ، عمر مفيد بيشتر و تعمير و نگهداري راحت تري هستند که موجب برتري اقتصادي اين موتورها بر موتورهاي DC مي شود . ماشين هاي الکتريکي سه فاز به دو گروه اصلي ( ماشين هاي سنکرون و ماشين هاي القايي ) دسته بندي مي شوند که از نظر ساختمان ، طرز کار و کاربرد تفاوت هاي زيادي دارند . اما اساس کار هر دوي آنها ايجاد ميدان مغناطيسي دوار است در بين اين دو نوع ، ماشين AC القايي ساده تر و ارزان تر بوده و بيشتر به عنوان موتور مورد استفاده قرار مي گيرد ولي ماشين سنکرون که ساختمان پيچيده تر و قيمت گرانتري دارد اغلب به عنوان مولد به کار مي رود .
براي کاربردهاي نيازمند به توان بالاتر ، از موتورهاي القايي سه فاز AC ( يا چند فاز ) استفاده مي شود . اين موتورها از اختلاف فاز موجود بين فازهاي تغذيه چند فاز الکتريکي براي ايجاد ميدان الکترومغناطيسي دوار درونشان ، استفاده مي کنند . اغلب ، روتور شامل تعدادي هادي هاي مسي است که در فولاد قرار داده شده اند . از طريق القاي الکترومغناطيسي ميدان مغناطيسي دوار در اين هادي ها القاي جريان مي کند ، که در نتيجه منجر به ايجاد يک ميدان مغناطيسي متعادل کننده شده و موجب مي شود که موتور در جهت گردش ميدان به حرکت در آيد ، اين نوع از موتور با نام موتور القايي معروف است . براي اينکه اين موتور به حرکت در آيد بايستي همواره موتور با سرعتي کمتر از فرکانس منبع تغذيه اعمالي به موتور بچرخد ، چرا که در غير اين صورت ميدان متعادل کننده ها در روتور ايجاد نخواهد شد . موتورهاي القايي AC سه فاز به طور گسترده در کاربري هاي تجاري و صنعتي استفاده مي شوند . آنها هم به عنوان موتورهايي با روتور پيچ خورده يا قفس سنجابي دسته بندي مي شوند .
اين موتورها خود استارت هستند و از هيچ خازن يا پيچه استارت يا سوئيچ گريز از مركز يا دستگاه آغازگري استفاده نمي كنند. آنها گشتاور آغازين در درجه هاي متوسط يا بالا توليد مي نمايند.محدوده نيروي توليدي و بازده اين موتورها از متوسط تا بالا با مشابه هاي تك فازشان مقايسه مي شود.استفاده هاي عمومي آنها مانند آسيابها (و ليث ها دستگاه برنده و فرم دهنده چوب و فلز) مته فشاري پمپها كمپرسورها تسمه نقاله ها همچنين دستگاههاي چاپ دستگاههاي مزرعه سرمايش در الكترونيك و ديگر كاربريهاي مكانيكي است.
موتورهاي سه فاز در اندازه هاي مختلف از قدرتهاي کمتر از يک اسب بخار تا قدرت هاي چند هزار اسب بخار ساخته مي شوند . اين موتور تقريبا داراي مشخصه سرعت ثابت بوده و طوري طرح مي گردند که مشخصه گشتاورشان متغير باشد . بعضي از آنها داراي گشتاور راه اندازي زياد و بعضي ديگر داراي گشتاور راه اندازي کم هستند . برخي از اين موتورها طوري طراحي گشته اند که جريان راه اندازيشان نرمال و در بعضي ديگر اين جريان زياد مي باشد . اين موتورها براي ولتاژها و فرکانس هاي استاندارد ساخته مي شوند و موتورهاي سه فاز با ولتاژ دوگانه خيلي معمول است . از اين موتورها براي ماشين ابزار ، پمپ ها ، آسانسور ، پنکه ها و جرثقيل ها و بسياري وسايل ديگر استفاده مي شوند .
موتور قفس سنجابي
تقريبا 90 درصد موتورهاي القايي AC سه فاز از اين نوعند.كه روتور آنها از نوع قفس سنجابي است كه در ابتدا توضيح داده شد . محدوده هاي طبقه بندي نيروي آنها از يك سوم تا چند صد اسب بخار است.موتورهاي اين نوعي كه در دسته يك اسب بخار به بالا اند در مقايسه با مشابه هاي تك فاز كم هزينه ترند و مي توانند در استارت در فشارهاي سنگين تر بكار كنند.
در يك موتور قفس سنجابي ، درمرحله طراحي پارامتهاي مختلفي بايستي انتخاب شوند. يك موتور با مقاومت رتور كوچك ترجيح داده مي شود چونكه مشخصه هاي كاري ماشين بهبود مي يابد . مقاومت كوچك منجر به لغزش اسمي كوچك مي شود كه اين امر موجب بازدهي بالا و رگولاسيون سرعت خوب مي شود . با اينحال ،جريان راه اندازي را بزرگ و گشتاور راه‌اندازي كوچك مي شود . هر افزايشي در مقاومت رتور مشخصه راه‌اندازي را بهبود مي‌دهد زيرا جريان راه‌اندازي كاهش و گشتاور راه‌اندازي افزايش مي‌يابند اما مشخصه هاي كار عادي ماشين را خراب مي‌كند. گشتاور شكست معياري براي سنجش توانايي موتور در مقابل اضافه بارهاي كوتاه مدت است. رتوري بار راكتانس كوچك يك گشتاور شكست بزرگ را ايجاد مي‌كند ولي در مقابل افزايش جريان راه‌اندازي رابدنبال دارد . پس ملزمومات طراحي براي كار عادي و دائمي موتور ، و در مرحله راه اندازي متضاد هستند .
در يك موتور القايي قفس سنجابي ، يك راه اندازي خوب همراه با عملكرد دائمي عادي هنگامي بدست مي آيد كه مقاومت رتور بطور اتو ماتيك با سرعت تغيير كند ، بطويكه در حالت توقف مقاومت بزرگ و با افزايش سرعت كاهش يابد و در سرعتهاي نزديك سرعت نامي مقدار آن كاملا كوچك شود . چنين تغييراتي با وابسته كردن مقدار مقاومت رتور به فركانس رتور تحقق مي يابد. در حالت توقف ، فركانس رتور بزرگ و برابر با فركانس استاتور است . باافزايش سرعت فركانس رتور كاهش مي يابد و در سرعت نامي به محدوده 2 تا 10 درصد فركانس استاتور مي‌رسد. روتور بگونه اي طراحي مي شود كه مقاومت آن در فركانس استاتور بزرگ باشد و با كاهش فركانس رتور ،مقاومت كم مي‌شود و در فركانسي برابر 2 تا 10 درصد فركانس استاتور كوچك مي شود . اين نوع تغييرات مقاومت رتور با استفاده از رتور با ميله هاي عميق يا رتور قفس سنجابي دوبل بدست مي آيد .رتور قفس سنجابي با شيار عميق ، داراي شيارهاي عميق باريك است .
مي‌توان تصور نمود كه هادي داخل شيار توسط چند هادي داخل شيار توسط چند هادي نازك كه بصورت موازي به يكديگر متصل شده اند جايگزين بشوند . در سرعتها ي كم وقتي كه فركانس رتور بالاست تفاوت راكتانسهاي هادي‌ها باعث مي‌شود كه توزيع جريان در هادي بالا و پايين متفاوت گردد . بطوريكه هادي بالا بيشترين جريان و هادي پايين كمترين جريان را از خود عبور مي دهند .
به علت عدم توزيع يكنواخت جريان ، مقاوم موثر هادي ها افزايش و راكتانسهاي آنها كاهش مي يابد . زمانيكه سرعت به نزديكي سرعت نامي مي رسد به دليل كاهش فركانس رتور ، راكتانس لايه هاي پائيني تقليل مي يابد . لذا توزيع جريان داخل شيار عمدتا ناشي از مقاومت معادل رتور كاهش مي يابد .
رتور قفس سنجابي دوبل شامل 2 هادي اتصال كوتاه شده در هر شيار است .
طبقه بندي موتورهاي قفس سنجابي
موتورهاي قفس سنجابي القائي سه فاز بطور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرند. متناسب با هر كار برد ، مشخصه‌هاي خاصي از سرعت –گشتاور وسرعت جريان لازم است . باانتخاب مناسب رتور از نظر مقاومت و راكتانس و ميزان عمق شيار و يا دوبل بودن آن مي توان موتوري طراحي نمود كه مشخصه هاي مورد نياز را داشته باشد . موتورهاي با ظرفيت بالابراي كار بردهاي خاص طراحي مي شوند . در موتورهاي متوسط و كوچك (در حدود كمتر از 150كيلو وات ) طراحي بر اساس طبقه بندي هاي استاندارد انجام مي‌شود . استانداردهاي فوق با توجه به مشخصه هاي سرعت – گشتاور و سرعت – جريان در طول زمان و براي برآورده شدن نيازهاي اكثر موتورهاي القائي تعيين شده اند . در كار بردهاي مهندسي ، انتخاب بگونه اي انجام مي شود كه مشخصه موتور به مشخصه مورد نياز نزديكترين حالت باشد . برخي از كشورها استاندارها ي خاصي براي خود وضع نموده اند.
يك موتور كلاس A ،داراي رتوري با مقاومت و راكتانس كم است و لغزش كوچك ، بازدهي و ضريب قدرت بالا در بار نامي ، گشتاور شكست بالا ،گشتاور راه انداز معمولي ، وجريان راه انداز ي بالايي دارد . موتور كلاس A ، رفتار مناسبي در حالت كار دائم از خود نشان ميدهد . ولي رفتار راه اندازي مطلوبي ندارد. لغزش با ر كامل از 2% در موتورهاي با ظرفيت بالا تا 4% در موتورهاي با ظرفيت پائين تغيير مي كند . گشتاور شكست دو برابر گشتاور نامي است . محدوده گشتاور راه اندازي از گشتاور نامي براي موتورهاي بزرگ تا دو برابر گشتاور نامي براي موتورهاي كوچك مي‌باشد در موتورهاي بزرگ جريان راه‌اندازي 8 برابر جريان نامي و در موتورهاي كوچك 5 برابر جريان نامي است.
يك موتور كلاس B ، نيز داراي لغزش نامي كوچك وگشتاور راه اندازي معمولي است. جريان راه انداز موتور كلاس B ، 70 تا 80 دصد جريان راه اندازي موتور كلاسA مشابه است. زيرا راكتانس رتور يك موتوركلاس B بزرگتر از راكتانس موتور مشابه كلاس A است . گشتاور راه اندازي با استفاده از يك رتور شيار عميق يا دوبل فراهم مي شود. بعلت افزايش راكتانس پراكندگي رتور ، گشتاور شكست از2 برابر گشتاور نامي كمي كمتر است . همچنين ضريب قدرت در بار نامي كمي تقليل مي يابد .
در موتور كلاس C از رتور دوبل استفاده مي شود .مقاوم رتور در لحظه راه اندازي از مقاومت موتور مشابه كلاس B بيشتر مي باشد . همچنين جريان راه اندازي كوچكي دارد. درموتور كلاس C در مقايسه با كلاسB مشابه گشتاور شكست كوچكتر ، راندمان بار نامي كمتر و لغزش بار نامي بزرگتر (لغزش كمتر از 5% ) دارد.
موتور قفس سنجابي كلاس Dبه صورت تك شيار بامقاومت بزرگ و راكتانس كم طراحي مي شود .گشتاور راه انداز بالا ( در حدود 3تا 4 برابر گشتاور نامي ) و جريان راه اندازي آن كوچك است .
ولي عليرغم اصلاح مشخصه در حالت راه اندازي مشخصه حالت كار دائم نا مناسبي را از خود نشان مي دهد . ا زجمله مي توان به لغزش با نامي بالا ( 5 الي 50 درصد) و راندمان كاري كم اشاره نمود .
كلاس F تركيبي از مشخصه هاي مناسب در كار ائم ( لغزش 2 الي 4 درصد ) وجريان راه اندازي كوچك را دارد . ولي در مقابل گشتاور راه انداز وشكست كمي را ايجاد مي كند .به همين دليل ، بر خلاف موتورهاي قفس سنجابي كار برد وسيعي ندارد.
موتورهاي القائي با رتور سيم بندي شده
يكي از ويژگي هاي موتور هاي القائي رتور سيم بندي شده است به موتورهاي قفس سنجابي آن است كه به مصالحه بين مشخصات حالت راه اندازي و كار دائم، نيازي ندارد . سيم بندي رتور بامقاومت كوچك طراحي مي‌گردد و بطوريكه در حالت دائم راندمان مناسب و لغزش كوچكي ايجاد مي شود.مشخصه اي راه اندازي با اضافه نمودن مقاومت درمدار رتور اصلاح مي شوند .
در شرايطي كه به گشتاور راه اندازي بزرگ نياز باشد ، مقاومت خارجي رتور چنان تعيين مي كند تا بيشترين گشتاور در راه اندازي ايجاد گردد. اين عمل كاهش جريان راه انداري را نيز به دنبال دارد و به محض آنكه رتور سرعت گرفت مقاومت خارجي موتور كاهش مي يابد. بطور يكه موتور در مرحله راه اندازي با بيشترين گشتاور شتاب گيري مي كند . از آنجائي كه قسمت اعظم تلفات رتور در مقاومت خارجي ايجاد مي شود ، افزايش دماي رتور در شرايط راه اندازي كم است . انتخاب مقاومت مناسب رتور ، باعث مي شود كه از بيشترين ظرفيت گشتاور استفاده شود ، بنابراين در كاربردهايي كه به راه اندازي و شرايط ترمزي پي در پي نياز باشد(با گشتاور بالا ) از موتور رتور سيم بندي شده استفاده مي شود.
بخاطر در دسترس بودن سيم بندي رتور ، قابليت انعطاف و كنترل پذيري موتورهاي رتور سيم بندي شده بيش از موتور هاي قفس سنجابي است . زيرا هم امكان تغيير مقاومت رتور و هم تزريق ولتاژ به رتور وجود دارد . ولي در مقابل ضعفهايي نسبت به موتور قفس سنجابي دارد . از جمله مي توان به قيمت بالا ، نياز به نگهداري و تعمير مكرر جاروبك و حلقه هاي لغزان رتور و كاهش استحكام رتور اشاره نمود .. لذا همانند موتورهاي قفس سنجابي كار برد وسيعي ندارد.
راه‌اندازي
زمانيكه موتور هاي القايي بطور مستقيم به ولتاژ خط متصل شود ، جريان راه اندازي بزرگي را مي كشد . در شرايطي كه امپدانس داخلي منبع تغذيه بزرگ و يا ظرفيت جريان خروجي آن محدود باشد ، راه اندازي موتور موجب افت ولتاژ خط مي شود . درنتيجه ساير بارهاي متصل به آن منبع تغذيه دچار اشكال مي گردند . لذا لازم است با استفاده از روشهايي ، جريان راه اندازي محدود شود . رفتار موتورهاي قفس سنجابي در شرايط راه اندازي با توجه به نوع آن (كلاس موتور )متفاوت مي باشد ، همانطور كه در بخش 5-1-3 بدان اشاره شد . راه اندازي موتورهاي رتور سيم پيچي شده با افزايش مقاومت خارجي رتور انجام مي شود و جريان راه اندازي نيز محدود مي شو كه در بخش 5-1-4 بدان اشاره شد . روش هاي ديگري هم وجود دارد كه هم در مورد موتورهاي قفس سنجابي و هم در مورد رتور سيم بندي شده كار برد دارند . بطور مثال مي توان از كاهش ولتاژ تغذيه ، تغيير فركانس استا تور و يا افزايش امپدانس استا تور نام برد. در موتورهاي رتور سيم بندي شده همچنين از تزريق ولتاژ درمدار رتور نيز به منظور كاهش جريان راه اندازي مي توان استفاد نمود . از اين روشها بجز روش افزايش امپدانس استاتور در كنترل سرعت موتورها نيز استفاده مي شود كه در قسمتهاي بعدي اين فصل مورد بحث قرار مي گيرند.
از روشهاي متعارف كاهش جريان راه اندازي ، كاهش ولتاژ تغذيه است كه توسط كليد ستاره – مثلث ويا اتوترانس انجام مي شود .روش ستاره – مثلث در موتورهاي قابل استفاده است كه در شرايط عادي بصورت مثلث مورد بهره برداري قرار مي گيرند . با تغيير سيم بندي از مثلث به ستاره ولتاژ و جريان راه اندازي با ضريب و گشتاور راه‌اندازي با ضريب تقليل مي يابند . در راه اندازي با اتو ترانس با نسبت تبديل ar ، جريان راه اندازي و گشتاور راه اندازي به ترتيب با ضرايب و تقليل مي يابند . در هر دو روش در تغيير وضيعت از حالت راه اندازي به حالت دائم اگر از كليد استفاده شود ، امكان بروز جريان هاي گذرا با دامنه بالا وجو دارد . قطع كليد از منبع تغذيه باعث مي‌شود كه جريان استا تور صفر شود و ميدان گردان استا تور حذف شود . بواسطه ثابت زماني بزرگ رتور جريان در رتور ادامه مي‌يابد ، و ميدان رتور باعث القاي ولتاژ بر روي سيم‌بندي استاتور مي‌گردد . فاز ولتاژ القائي در استا تور بستگي به وضيعت ميدان رتور دارد و مستقل از فاز ولتاژ شبكه مي باشد . در لحظه وصل مجدد موتور به شبكه اي با ولتاژ جديد ممكن است فاز ولتاژ القائي ناشي از ميدان رتور و شبكه درفاز مقابل قرار گيرند و درنتيجه جريان هجومي شديدي ايجاد گردد.
موتورهاي بزرگ معمولا با 2 سيم بندي در استاتور طراحي مي شوند . بطوريكه در حالت عادي معمولا هر دو سيم بندي بطور موازي در مدار قرار مي گيرند و در طي مرحله راه اندازي فقط يكي از سيم بندي ها در مدار قرار مي گيرد. اين امر باعث افزايش امپدانس معادل موتور شده و درنتيجه جريان راه اندازي محدود مي شود . اين روش بنام روش راه اندازي با سيم بندي كسري ناميده مي شود .
ترمز كردن
همانند موتورهاي dc روشهاي متفاوتي در ترمز الكتريكي موتورهاي القائي مورد استفاده قرار مي گيرند كه به 3 دسته زير تقسيم ميشوند :
ترمز ژنراتور ي
ترمز با معكوس كردن تغذيه
ترمز ديناميكي يا رئوستا يي
بر خلاف موتورهاي dc تومر ديناميكي در موتورهاي القايي از چند طريق امكان پذير است .
كنترل سرعت
در اين بخش اصول روشهاي كنترل سرعت محركه هاي الكتريكي كه در آنها ازمبدل‌هاي نيمه هادي كنترل شده استفاده مي شود مورد بررسي قرار مي گيرد . روشهاي مرسوم عبارتند از :
كنترل با منبع ولتاژ متغير فركانس ثابت
كنترل با منبع ولتاژ فركانس متغير
كنترل مقاومت رتور
كنترل از روش تزريق ولتاژ در مدار رتور
روشهاي 1و2 در مورد موتورهاي قفس سنجابي و رتور سيم بندي شده وروشهاي 3و 4 فقط در موتورهاي رتور سيم بندي شده قابل استفاده هستند .
كنترل سرعت با منبع ولتاژ متغير و فركانس ثابت
گشتاور فاصله هوايي در موتور القائي متناسب با مجذور ولتاژ تغذيه است .
شكل كلي منحني ها ي سرعت - گشتاور مشابه است ولي با مجذور ولتاژ تغيير مي نمايد . كنترل سرعت ، باتغيير ولتاژ تغذيه به گونه ا ي انجام مي شود كه در سرعت مورد نظر گشتاور بار بوسيله موتور تامين مي شود . از آنجايي كه افزايش ولتاژ بالاتر از ولتاژ نامي مجاز نمي باشد بنا بر اين در اين روش ، افزايش سرعت تا سرعت نامي امكان پذير است .
چون گشتاو در لغزش مشخص با مجذور ولتاژ متناسب است ،لذا جريان رتور مستقيما متناسب با ولتاژ تغذيه است .در نتيجه نسبت گشتاور به جريان با كاهش ولتاژ تغذيه كاهش مي يابد . همچنين گشتاور موجود براي يك بار گذاري حرارتي مشخص براي موتور كاهش مي يابد .گشتاور شكست نيز با مجذورولتاژ كم مي شود . بنا براين بهره برداري در سرعتها ي پايين و با شرايط حرارتي طبيعي موتور ، در صورتي امكان پذير است كه گشتاور بار با كاهش سرعت تقليل يابد بطور مثال ميتوان به بارهاي پنكه اي بعنوان اين دسته از بار هاي متغير اشاره نمود.
براي داشتن محدوده وسيعي ا زتغييرا ت سرعت ،لازم است از موتورهاي با لغزش نامي بالا استفاده شود و بنا براين موتورهاي كلاس D قفس سنجابي با لغزش بين 10 تا 20 درصد در بار نامي و يا موتورهاي رتور سيم بندي شده با مقاومت خارجي بالا بكار گرفته مي‌شوند. در موتورهاي رتور سيم‌بندي شده بواسطه آنكه تلفات مسي رتور در مقاومت خارجي ايجاد مي شود ( خارج از رتور )نسبت به موتورهاي كلاسD مناسبتر مي باشند . لذا مي توان از موتورهاي كوچكتري نيز استفاده نمود و اما اين امر لزوما منجر به داشتن محركه با هزينه پايين تر نيست ، چونكه هزينه هاي بالاتر مربوط به نگهداري يك موتور رتور سيم بندي شده و همچنين مقاومتها ي اضافي خارجي وجود دارد.
اگر از تلفات گردشي، تلفات مسي استاتور و تلفات هسته صرف نظر شود ،راندمان موتور از معادله (5-15) به صورت زير بدست مي آيد .
(5-25)
معادلات (5-15) و (5-19) نشان مي دهند كه با افزايش لغزش ، قدرت حاصله كاهش و تلفات مسي رتور افزايش مي يابند . در نتيجه راندمان موتور در سرعتهاي كم ، كاهش زيادي خواهد داشت .
موتور با روتور پيچشي
موتور با حلقه لغزان يا موتور روتور پيچشي نوعي از موتور القايي قفس سنجابي است.درحالي كه استاتور در اين موتور همانند موتور قفس سنجابي است يك سري از پيچه ها را روي روتور خود دارد كه در حالت مداركوتاه نيستند ولي به يك سري از رينگهاي لغزان ختم مي شوند.اين پيچه ها در اضافه كردن مقاومتها و خازنهاي خارجي سودمندند.اسليپ لازم براي توليد گشتاور بيشينه نهايي مستقيما با مقاومت روتور متناسب است.در موتور با حلقه لغزان مقاومت موثر روتور با اضافه كردن مقاومت خارجي ميان حلقه هاي لغزان كاهش مي يابد.
بنابراين امكان بدست آوردن لغزش بيشتر و همچنين گشتاور بيشينه نهايي در سرعتهاي كمتر وجود دارد.
يك مقاومت خارجي مي توانددر سرعت تقريبا صفر را نتيجه دهد كه گشتاو بيشينه نهايي بسيار زيادي با جريان استارت كم را توليد مي كند.هنگامي كه موتور شتاب مي گيرد مقدار مقاومت مي تواند كاهش يابد تا مشخصات موتور براي كارهايي با فشار زياد مناسب شود.هنگامي كه موتور به سرعت اصلي ميرسد خازنهاي خارجي از مدار خارج مي شوند و اين يدين معني است كه اكنون موتور به عنوان يك موتور القايي استاندارد كار مي كند.
اين نوع موتور براي فشارهاي مانا (كارهايي با فشار ثابت) كه درآنها گشتاور نهايي بايد در سرعت تقريبا صفر توليد شده و موتور دركمترين زمان و با كمترين مصرف جريان تا سرعت بيشينه شتاب گيرد ايده آل است.
قسمت پاييني موتور با حلقه لغزان كه در آن حلقه ها به همراه مجموعه براشها است به نگهداري منظم نياز داردكه از نظر قيمت , استاندارد بودن آن را به عنوان يك موتور قفس سنجابي غير ممكن مي كند.اگر پيچه ها كوتاهتر شوده و استارت زده شود معمولا جريان بالااز روتور در حالت متوقف عبورمي كند كه در حد 1400 درصد است.درحاليكه در اين حالت درآن گشتاوري در حد 60درصد توليد مينمايد كه در بسياري از كاربريها چنين امكان پشتيباني چنين چيزي نيست.با تغيير مقاومتهاي روتور منحني سرعت گشتاور تعديل مي گرددكه بدان وسيله سرعتي كه درآن موتور در فشاري مخصوص كارمي كند تعديل مي شود.ظرفيت تكميل فشار ميتواند سرعت را تا 50درصد سرعت سنكرون كاهش دهد.خصوصا هنگامي كه فشار , از انواعي با نياز به گشتاور – سرعتهاي مختلف مثل پرسهاي چاپ يا كمپرسورها است . كاهش سرعت تا زير 50 درصد بازده را به خاطر اتلاف انرژي در مقاومتها به شدت كاهش ميدهد.اين نوع موتور در كاربريهايي با چرخش با گشتاور و سرعتهاي مختلف مانند پرسهاي چاپ , كمپرسورها , تسمه نقاله ها , بالابرنده ها و آسانسورها مورد استفاده قرار مي گيرد.
اشكالات معمول و تعمير آنها
1-اگر يك موتور چند فاز راه نيفتد اشكال ممكن است از موارد زير باشد:
الف) فيوز سوخته است.
ب) ياتاقانها فرسوده شده اند.
ج) بار موتور زياد است.
د) فاز قطع شده است.
ھ) يك كلاف يا يك گروه كلاف اتصال كوتاه شده است.
و) مفتول هاي رتور شل شده اند.
د) اتصالات داخلي غلط مي باشند.
ح) ياطاقان گريپاژ كرده.
ط) كنترولر خراب است.
ي)سيم پيچي به بدنه اتصال دارد.
2-اگر موتور چند فاز خوب كار نكند اشكالات ممكن است به شرح زير باشند:
الف) فيوز سوخته است.
ب) ياطاقانها فرسوده شده اند.
ج) كلاف اتال كوتاه شده است.
د) فاز معكوس شده است.
ھ) فاز قطع شده است.
و) اتصالات موازي قطع اند.
ز) سيم پيچي به بدنه اتصال دارد.
ح) مفتول هاي رتور شل شده اند.
ط) ولتاژ با فركانس صحيح نمي باشد.
3-اگر موتور به آهستگي بچرخد ممكنست كه اشكالات زير پيش آمده باشد:
الف)كلاف يا گروه كلاف اتال كوتاه شده باشند.
ب)كلاف يا گروه معكوس باشند.
ج) ياطاقانها فرسوده شده اند.
د) بار اضافي روي موتور افتاده است.
ھ) اتصالات غلط اند(فاز معكوس شده است.)
و) مفتول هاي رتور شل شده اند.
4-اگر موتور خيلي داغ شود:
الف) بار موتور زياد است.
ب) ياطاقانها فرسوده شده انديا تنگ مي باشند.
ج) كلاف يا گروه اتال كوتاه است.
د) موتور با يك فاز مي چرخد.
ھ) مفتول هاي رتور شل شده اند.
اساس کار موتور القايي سه فاز
با يک آهنرباي نعلي شکل و يک قطعه آلومينيومي مي توان مجموعه اي با محور مشترک ساخت . چنانچه آهنربا حول محور مشترک با سرعت کافي به حرکت در آيد ، قطعه آلومينيومي شروع به چرخيدن در جهت آهنربا خواهد کرد . زيرا با قطع خطوط ميدان مغناطيسي آهنربا توسط قطعه آلومينيومي ، در آن جريان القا شده و اين جريان القايي نيز به نوبه خود يک ميدان مغناطيسي به وجود مي آورد که از تاثير متقابل آن با ميدان آهنربا گشتاوري ايجاد شده قطعه آلومينيومي شروع به حرکت خواهد کرد . سرعت حرکت قطعه آلومينيومي الزاما کمتر از سرعت حرکت آهنربا خواهد بود تا امکان قطع خطوط ميدان توسط آن باشد . اين مجموعه ساده نشان دهنده اساس کار موتور القايي است .
توليد ميدان دوار
اگر يک آهنرباي دائم يا يک آهنرباي الکتريکي را حول محورش بچرخانيم ، يک ميدان دوار توليد مي شود که در ماشين هاي سنکرون به همين ترتيب ميدان دوار را به دست مي آورند .
اما روش ديگري هم براي ايجاد ميدان دوار وجود دارد : « سه سيم پيچ با اختلاف فاز مکاني 120M را به يک شبکه سه فاز با اختلاف زماني 120M وصل مي کنيم .»
نکته : به وسيله جريان سه فاز مي توان ميدان دوار توليد کرد بدون آنکه از آهنرباي متحرک استفاده شود .
در عمل سيم پيچ ها در محيط هسته آهني که به شکل استوانه است ، توزيع شده اند و با عبور جريان از سيم پيچ ها قطب ها تشکيل مي شوند . پس به دليل وجود اختلاف فاز مکاني 120M بين سيم پيچ ها و اختلاف فاز زماني 120M بين جريان ها ميدان دواري به وجود مي آيد .
نکته : اگر يک آهنربا چرخانده شود يا جريان سه فاز از طريق سيم پيچ هايي که به طور متقارن در محيط يک استوانه توزيع شده اند ، جاري گردد ميدان دوار توليد خواهد شد .
ماشين هاي جريان متناوب سه فاز بر مبناي ايجاد ميدان دوار کار مي کنند و در موتورهاي سه فاز ميدان دوار به وسيله استاتور توليد مي شود .
در صورتي که ميدان دوار استاتور از طريق سه سيم پيچ که نسبت به يکديگر 120M اختلاف فاز دارند توليد شده باشد ، سرعت ميدان دوار برابر فرکانس شبکه خواهد بود . ميدان دوار در چنين حالتي فقط داراي يک قطب شمال و يک قطب جنوب مغناطيسي است .
نکته : سرعت ميدان دوار تابع فرکانس شبکه و تعداد قطب هاي سيم پيچي است .
قطب هاي مغناطيسي همواره دوتايي بوده از اين جهت سرعت ميدان دوار بر مبناي تعداد جفت قطب ها محاسبه مي شود :
[ دور بر ثانيه R . P . S ] F = سرعت ميدان دوار
P
و از آنجا که معمولا سرعت در دقيقه مورد نظر است ، مي توان سرعت ميدان دوار را بر حسب دور بر دقيقه از زابطه زير به دست آورد :
[ ns ] = R . P . M 60f ns =
P
F : فرکانس شبکه بر حسب هرتز
P : تعداد جفت قطب سيم بندي
ns : سرعت ميدان دوار بر حسب دور بر دقيقه
جهت گردش ميدان دوار
اگر ميدان دوار در جهت عقربه هاي ساعت حرکت کند ، آن را راستگرد و خلاف آن را چپگرد مي ناميم . با جا به جايي اتصال دو فاز از سه فاز منبع تغذيه ، مي توان جهت گردش ميدان دوار را تغيير داد .
لغزش ماشين القايي
در ماشين هاي القايي ، سرعت حرکت روتور با سرعت ميدان دوار اختلاف دارد و همين اختلاف باعث القاي جريان در مدار رتور مي شود . مقدار اين اختلاف را سرعت لغزش مي نامند .
مروري بر مدارهاي سه فاز
ولتاژها و جريان ها در يک مدار سه فاز
اتصال مثلث
عملکرد موتورهاي القايي سه فاز
موتورهاي القايي تک فاز
احتمالا بيشتر از كل انواع موتورها از موتورهاي القايي AC تك فاز استفاده مي شود.منطقي است كه بايد موتورهاي داراي كمترين گراني و هزينه نگه داري بيشتر استفاده شود. موتور القايي AC تك فاز بهترين مصداق اين توصيف است.آن طور كه از نام آن برميايد اين نوع از موتور تنها يك پيچه (پيچه اصلي) دارد و با يك منبع تغذيه تك فاز كار مي كند.در تمام موتورهاي القايي تك فاز روتور از نوع قفس سنجابي است.
موتور القايي تك فاز خود راه انداز نيست.هنگامي كه موتور به يك تغذيه تك فاز متصل است پيچه اصلي داراي جرياني متناوب مي شود.اين جريان متناوب ميدان مغناطيسي اي ضرباني توليد مي كند.بسبب القا روتور تحريك مي شود.چون ميدان مغناطيسي اصلي ضرباني است توركي كه براي چرخش موتور لازم است بوجود نمي آيد و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن مي شود.از اين رو موتور القايي تك فاز به دستگاه آغاز گري نياز داردكه مي تواندضربات آغازي را براي چرخش موتور توليد كند.
دستگاه آغاز گر موتورهاي القايي تك فاز اساسا پيچه اي اضافي در استاتور است (پيچه كمكي) كه در شكل سه نشان داده شده است.پيچه استارت مي تواند داراي خازنهاي سري ويا سوئيچ گريز از مركز باشد.هنگامي كه ولتاژ تغذيه برقرار است جريان در پيچه اصلي بسبب مقاومت پيچه اصلي ولتاژتغذيه را افت ميدهد (ولتاژ به جريان تبديل مي شود).در همين حين جريان در پيچه استارت بسته به مقاومت دستگاه استارت به افزايش ولتاژ تغذيه تبديل مي شود.فعل و انفعال ميان ميدانهاي مغناطيسي كه پيچه اصلي و دستگاه استارت مي سازند ميدان برايندي ميسازند كه در جهتي گردش مي كند.موتور گردش را در جهت اين ميدان برايند آغاز ميكند.
هنگامي كه موتور به 75 درصد دور مجاز خود مي رسد يك سوئيچ گريز از مركز پيچه استارت را از مدار خارج مي كند.از اين لحظه به بعد موتور تك فاز مي تواند تورك كافي را براي ادامه كاركرد خود نگه دارد.
بجز انواع خاص داراي Capacitor start / capacitor run عموماهمه موتورهاي تك فاز فقط براي كاربري هاي بالاي 3/4 hp استفاده مي شوند.
بسته به انواع تكنيكهاي استارت موتورهاي القايي تك فاز AC در دسته بندي اي وسيع آن گونه كه در شكل زير توصيف شده قرار دارند.
موتور القايي با فاز شکسته
موتور يک فاز خازن دائمي
موتورهاي يک فاز با خازن راه انداز يا موتور با راه انداز خازني
موتورهاي دو خازني
موتورهاي اونيورسال
يکي از انواع موتورهاي DC ميدان سيم پيچي شده موتور ينيورسال است. اسم اين موتورها از اين واقعيت گرفته شده است که اين موتورها را مي‌توان هم با جريان DC و هم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً اين موتورها با تغذيه AC کار مي‌کنند. اصول کار اين موتورها بر اين اساس است که وقتي يک موتور DC ميدان سيم پيچي شده به جريان متناوب وصل مي‌شود، جريان هم در سيم پيچي ميدان و هم در سيم پيچي آرميچر (و در ميدانهاي مغناطيسي منتجه) هم‌زمان تغيير مي‌کند و بنابراين نيروي مکانيکي ايجاد شده همواره بدون تغيير خواهد بود. در عمل موتور بايستي به صورت خاصي طراحي شود تا با جريان AC سازگاري داشته باشد (امپدانس/راکتانس بايستي مدنظر قرار گيرند) و موتور نهايي عموماً داراي کارايي کمتري نسبت به يک موتور معادل DC خالص خواهد بود.
مزيت اين موتورها اين است که مي‌توان تغذيه AC را روي موتورهايي که داراي مشخصه‌هاي نوعي موتورهاي DC هستند بکار برد، خصوصاً اينکه اين موتورها داراي گشتاور راه اندازي بسيار بالا و طراحي بسيار جمع و جور در سرعتهاي بالا هستند. جنبه منفي اين موتورها تعمير و نگهداري و مشکل قابليت اطمينان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ايجاد مي‌شود و در نتيجه اين موتورها به ندرت در صنايع مشاهده مي‌شوند، اما عمومي‌ترين موتورهاي AC در دستگاههايي نظير مخلوط کن و ابزارهاي برقي که گاهاً استفاده مي‌شوند، هستند .
موتور با قطب چاکدار
موتورهاي سه فاز تبديل شده
موتور القايي AC با قطب سايه دار
موتورهاي با قطب سايه دار فقط يك پيچه اصلي دارند و پيچه استارت ندارند.استارت خوردن بوسيله طرح خاص آن كه حلقه پيوسته مسي اي را دور قسمت كوچكي از هر قطب موتور حلقه مي كند انجام مي شود.اين سايه كه قطب را دو تكه مي كند سبب مي شود كه ميدان مغناطيسي اي ضعيفتر در ناحيه سايه خورده نسبت به قسمت ديگر و در كنار آن بوجود آيد.تعامل ميان ميدانها محور را به چرخش وامي دارد.
چون موتور با قطب سايه خورده پيچه استارت , سوئيچ استارت ويا خازن ندارد از نظر الكتريكي ساده و ارزان است.همچنين سرعت آن راصرفا با تغيير ولتاژ يا بوسيله يك پيچه با چند دور مختلف مي توان كنترل كرد.
ساخت موتور با قطب سايه خورده از نظر مكانيكي اجازه توليد انبوه را ميدهد.درحقيقت اين موتورها به موتورهاي يك بار مصرف معروفند.بدين معني كه جايگزين كردن آنها ارزانتر از تعمير آنهاست.
موتورهاي با قطب سايه دار بسياري مشخصات مثبت دارند.اما چندين مورد بي فايدگي هم دارند.گشتاور استارت كم آن معمولا 25 تا 75 درصد گشتاور برآوردي است.اين موتور موتوري با اتلاف بالاست كه سرعتي حدود 7 تا 10 درصد سرعت سنكرون دارد.عموما بازده اين نوع موتور بسيار پايين است (زير 20 درصد).
هزينه اوليه پايين آن را براي قدرت كمتر يا كاربردهاي با كار كمتر مناسب مي سازد.شايد وسيعترين استفاده از آنها در فنهاي چند سرعته براي استفاده خانگي است.ولي گشتاور كم موتور داراي قطب سايه دار را براي بيشتر كاربريهاي صنعتي يا تجاري كه در آنها كار مداوم يا چرخه هاي گردش بيشتر معمول است غير قابل استفاده مي كند.شكل 9 منحني سرعت - گشتاور را براي انواع موتور القايي AC تك فاز نشان مي دهد.
موتورهاي ميدان سيم پيچي شده
نحوه ايجاد ميدان دوار در موتورهاي يک فاز
موتورهاي AC تک فاز
معمولي ترين موتور تك فاز موتور سنكرون قطب چاكدار است كه اغلب در دستگاههايي به كارمي روند كه گشتاور پايين نياز دارند نظير پنكه هاي برقي .اجاقهاي ماكروويوو ديگر لوازم خانگي كوچك. نوع ديگر موتوراي سي تک فازموتورالقايي است، که اغلب درلوازم بزرگ نظيرماشين لباسشويي وخشك كن لباس به كار مي رود. عموماً اين موتورها مي‌توانند گشتاورراه اندازي بزرگتري رابااستفاده ازيک سيم پيچ راه اندازبه همراه يک خازن راه انداز و يک کليد گريزاز مرکز ايجاد كنند.
هنگام راه اندازي، خازن و سيم پيچ راه اندازي از طريق يک دسته از کنتاکت هاي تحت فشار فنر روي کليد گريز از مرکز دوار، به منبع برق متصل مي‌شوند. خازن به افزايش گشتاور راه اندازي موتور کمک مي‌کند. هنگامي که موتور به سرعت نامي رسيد، کليد گريز از مرکز فعال شده، دسته کنتاکتها فعال مي‌شود، خازن و سيم پيچ راه انداز سري شده را از منبع برق جدا مي‌سازد، در اين هنگام موتور تنها با سيم پيچ اصلي عمل مي‌کند.
موتورهاي تک فاز از نظر نوع راه اندازي به انواع موتور با فاز شکسته- موتور با خازن موقت -موتور باخازن موقت و خازن دايم-موتور انيورسال -موتور با قطب چاکدار تقسيم بندي ميشوند. در ميان موتورهاي تک فاز موتور انيورسال که در وسايل خانگي مثل جارو برقي -چرخ گوشت کاربرد دارند از گشتاور و سرعت بالايي برخوردار هستند
فيوز
فيوزهاي اتوماتيک
فيوز مينياتوري
ساختمان فيوز فشنگي با توپي پيچي
انواع فيوز از لحاظ نوع کارکرد
فيوزهاي کند کار
کنتاکتورها
ساختمان کنتاکتور
اجزاي تشکيل دهنده يک نوع کنتاکتور عبارتند از
مزاياي استفاده از کنتاکتورها
مزاياي استفاده از کنتاکتور:
کنتاکتورها نسبت به کليدهاي دستي صنعتي مزايايي به شرح زير دارند:
- مصرف کننده مي تواند از راه دور کنترل مي شود.
- مصرف کننده ميتواند از چند محل کنترل شود.
- امکان طراحي مدار فرمان اتوماتيک براي مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود
دارد.
- سرعت قطع و وصل کليد زياد و استهلاک آن کم است.
- از نظر حفاظتي مطمئن ترند و حفاظت مطمئن تر و کامل تري دارند.
- عمر موثرشان بيشتر است.
- هنگام قطع برق،مدار مصرف کننده نيز قطع مي شود و به استارت مجدد پيدا ميکند؛در نتيجه از خطرات وصل ناگهاني دستگاه جلو گيري مي کند.
کنتاکتور براي جريان هاي AC وDC ساخته ميشود.تفاوت اين دو کنتاکتور در اين است که در کنتاکتور هاي AC از يک حلقه اتصال کوتاه براي جلوگيري از لرزش حاصل از فرکانس برق استفاده مي شود. نيروي کششي يک مغناطيس الکتريکي جريان متناوب،متناسب با مجذور جريان عبوري از آن و در نتيجه متناسب با مجذور اندکسيون مغناطيسي است. تعداد دفعاتي که اين نيرو ماکزيمم و صفر مي شود، به اندازه دو برابر فرکانس شبکه خواهد گرديد.در نتيجه ،در لحظاتي که مقدار نيروي کششي بيشتر از نيروي مقاوم فنر هاي کنتاکتور باشد ،هسته کنتاکتور جذب مي شود و در لحظاتي که مقدار نيروي کششي کمتر از مقدار نيروي فنر ها شود،هسته متحرک هسته نيز آزاد شده و به محل اول خود باز مي گردد.
بدين ترتيب در هسته متحرک لرزش و صدا ايجاد خواهد شد اين نوسانات را مي توان به وسيله يک حلقه بسته در سطح قطب ها جا سازي شده و حدود نصف تا 3/2 سطح هر قطب را پوشانده است از بين برد و لرزش آن را برطرف کرد. عمل اين حلقه آن است که مانند سيم پيچ ثانويه ترانسفورماتوري که در حالت اتصال کوتاه قرار گرفته است،از آن جريان القايي عبور ميکند و باعث ايجاد فوران مغناطيسي فرعي در مدار هسته مي شود. اين فوران فرعي با فوران اطلي اختلاف فاز دارد و در زماني که نيروي کششي حاطل از فوران اطلي صفر باشد ،نيروي کششي حاصل از فوران اصلي ماکزيمم خواهد بود و در حالتي که نيروي حاصل از فوران ماکزييم باشد ،اين نيرو صفر خواهد بود و چون جمع اين دو نيرو به هسته متحرک اثر ميکند،نيروي کششي در هر لحظه از نيروي مقاومت فنر بيشتر خواهد بود.
ولتاژ تغذيه بوبين متفاوت است و از 24 تا 380ولت ساخته مي شود. در اکثر کشورهاي صنعتي براي حفاظت بيشتر ،تغذيه بوبين کنتاکتور را زير ولتاژ حفاظت شده (65ولت)انتخاب ميکنند. و يا براي تغذيه مدار فرمان ،ترانسفورماتور مجزا کننده به کار مي برند.
شناخت مشخصات کنتاکتور
نوع کنتاکتور
با توجه به نوع مصرف کننده و شرايط کار ،کنتاکتورها داراي قدرت و جريان عبوري مشخصي براي ولتاژهاي مختلف هستنند. بنابراين بايد به جدول و مشخصات کنتاکتور توجه کافي مبذول کرد و انخاب کنتاکتور را منطبق بر مشخصات مورد نياز قرار داد.
براي اتصال مصرف کننده به شبکه بايد از کليد يا کنتاکتوري با مشخصات مناسب استفاده کرد که کنتاکت هاي آن تحمل جريان راه اندازي و جريان دائمي را داشته باشد و همچنين در صورت اتصال کوتاه،جريان لحظه اي زيادي که از مدار عبور مي کند. و يا جرقه اي که هنگام اتصال مدار ايجاد مي شود ،صدمه اي به کليد نزند.
بدين منظور و براي اين که بتوانيم پس از طراحي مدار ،کنتاکتور مناسب را براي اتصال مصرف کننده به شبکه انتخاب کنيم،بايد با مقادير نامي مربوط به کنتاکتور آشنا شويم.براي انتخاب کنتاکتور در قدرت هاي مختلف مي توان از جدول هاي آن استفاده کرد.

تعريف و ريشه لغوي رس ، ذرات بسيار ريز پولکي شکل ميکا ، کانيهاي رسي وساير کانيها مي باشد رسها معمولا ذراتي با اندازه کوچکتر از 002 0 ميليمتر تعريف مي ش ...

اغلب کودکان به علل مختلف و در زمان هاي گوناگون دچار اسهال مي شوند، اما آنچه جاي اميدواري است اين است که اسهال هاي عفوني معمولاً طولاني مدت نيست و بيش ...

هندسه مطالعه انواع روابط طولي و اشکال و خصوصيات آنها است. اين دانش همراه با حساب يکي از دو شاخه قديمي رياضيات است. واژه هندسه عربي شده واژه «اندازه» د ...

کوسه يکي از آبزيان نسبتاً بزرگ است.اقيانوس ها ۷۰ درصد از سطح زمين را پوشش و بيش از ۲۰ هزار گونه از ماهي ها را در خود جاي داده اند که از اين تعداد نزدي ...

يکي از بهترين تعريف هايي که از مهندسي برق شده است, اين است که محور اصلي فعاليت هاي مهندسي برق, تبديل يک سيگنال به سيگنال ديگر است که البته اين سيگنال ...

● از موتور براي تبديل انرژي الکتريکي به انرژي مکانيکي استفاده مي شود. بسته به کارکرد ربات ، توان مصرفي ، دقت لازم و پارامترهايي از اين قبيل نوع موتور ...

کيسه هاي هواي خودرو چگونه کار مي کنند؟ طي سال هاي طولاني کمربندهاي ايمني تنها وسيله مهارکننده کنش پذير در خودروها بوده اند. در عين حال در اين مدت بحث ...

موتورهاي دوراني (وانکل) زير مجموعه موتورهاي احتراق داخلي مي باشند. اما شيوه کار آنها با موتورهاي رايج پيستوني کاملاً متفاوت است. در موتورهاي پيستوني ي ...

دانلود نسخه PDF - موتورهاي سه فاز