الکترو موتورهای AC/DC و کاربرد های انواع آنها در صنعت.
الکتروموتور
امروزه الکتروموتور (موتور الکتریکی) کاربردهای فراوان و متنوعی در صنایع پیدا کردهاست. در تمامی کارخانه ها یا واحد های صنعتی, می توان انواع الکتروموتور را پیداکرد که با اندازه ها و توان های مختلف, بارهای گوناگون را به حرکت در می آورند. الکتروموتور ها وسایلی هستند که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکنند. الکتروموتور ها را در چهار نوع کلی موتورهایDC،موتورهای القایی یا آسنکرون،سنکرون و مخصوص وجود دارند. در این میان موتورهای القایی به دلیل سادگیساختمان آن ها، قابلیت اطمینان بالا و نیاز کم آن ها به تعمیرات، از کاربرد گسترده ایدر صنایع برخوردار شده اند. این موتورها بسته به نوع تغذیه شان در دو نوعموتورهای القایی سه فاز و تک فاز تولید و در بازار عرضه می شوند. موتورهای القاییسه فاز معمولا در صنایع و در توان های بالا در دو سطح ولتاژ فشار ضعیف و فشارمتوسط مورد استفاده قرار میگیرند، در حالی که موتورهای القایی تک فاز بیشتر درتوان های کوچک ساخته شده وقدرت آن ها از 7/5 کیلو وات بالاتر نمی رود. شکل زیر یکتقسیم بندی کلی از موتور های الکتریکی را نمایش می دهد شایان ذکر است در مقالهحاضر تنها به بررسی بخش کوچکی از انواع موتورهای الکتریکی خواهیم پرداخت واین مقاله به منظور آشنایی خوانندگان ارائه شده است.
انواع موتورهای الکتریکی
موتورهای الکتریکی جریان متناوب
الکتروموتور های جریان متناوب, انرژی الکتریکی را جذب و به انرژی مکانیکی تبدیلمی کنند این گونه موتورها به دو دسته تقسیم می شوند:
الکتروموتور های سنکرون
الکتروموتور های آسنکرون
برای راه اندازی الکتروموتور آسنکرون از یک منبع جریان متناوب استفاده می شود وولتاژ متناوب به سیم پیچی استاتور اعمال شده در نتیجه عبور جریان از سیم پیچ هامیدان مغناطیسی دوار تولید می کند. این میدان , روتور (قسمت گردان) را قطع کرده آنرا حامل جریان میکند و در اثر نیروی وارد شده از طرف میدان دوار به روتو موجبحرکت آن می شود. در الکتروموتور های سنکرون از دو منبع ولتاژ استفاده می شود بهسیم پیچ های استاتور منبع ولتاژ متناوب و به سیم پیچ های روتور منبع ولتاژ مستقیماعمال می شود. شکل زیر نحوه اتصال ولتاژ DC به سیم پیچ الکتروموتور را نمایش میدهد.
الکتروموتورهای آسنکرون به دلیل سادگی ساختمان و نداشتن کلکتور بیش تر ازالکتروموتور های سنکرون در صنعت به کار می روند الکتروموتور های آسنکرون بهصورت تک فاز و سه فاز کاربرد فراوانی دارند. توجه شود که موتورهای الکتریکیAC ازاجزای زیر تشکیل می شوند.
الکتروموتور های آسنکرون تک فاز و سه فاز
الکتروموتور های آسنکرون تنها دارای یک سیم پیچی بوده که در قسمتساکن(استاتور) قرار دارد و به سیم پیچی استاتور معروف است. این سیم پیچی ازجریان متناوب تغذیه می شود. چون جریان القای الکترومغناطیسی صورت می گیرد بهاین نوع الکتروموتور ها، موتورهای القایی نیز می گویند. ساختمان الکتروموتورآسنکرون از دو قسمت اصلی تشکیل شده می شود: 1-استاتور 2-روتور
در شکل زیر اجزای موتور آسنکرون را مشاهده می نمایید.
نام اجزا به ترتیب به این قرار است:
1- روتور
2- استاتور
3- سیم پیچ استاتور
4- بلبرینگ
5- محور دوار
6 و 7 - درپوش ها
8- فن خنک کننده
9- پلاک مشخصات الکتروموتور
10- جعبه ترمینال
11- قاب
12- محافظ فن خنک کننده
استاتور
استاتور از صفحات نازک فولاد سیلیسیم دار به ضخامت نیم میلی متر تشکیل شده کهبا قرار دادن این ورقه ها در کنار هم, استوانه ای توخالی به دست می آید. این استوانه توخالی درون یک پوسته ی چدنی پیچ شده است و در شیارهای استاتور سیم پیچهایی که از سیم های عایق تشکیل شده اند, قرار می گیرد. این سیم پیچ ها در برابر بدنهاستاتور عایق می شوند. سیم بندی الکتروموتور های آسنکرون ممکن است یک فاز یاسه فاز باشد. در شکل روبرو یک استاتور را مشاهده می کنید.
روتور قفسی سنجابی
روتور از ورقه های مخصوص فولاد که نسبت به هم عایق هستند, به شکل استوانه ساخته و بر محوری قرار داده می شود. در این محیط شیار ها یا سوراخ های تعبیه شده است. شیار ها نیمه بسته یا تمام بسته هستند. در داخل شیارهای روتور از تعدادی میله های مسی یا آلمینیومی استفاده شده که از دو طرف روتور به وسیله دو حلقه فلز یا اتصال کوتاه می شوند.
به این نوع روتورها, روتور قفسه سنجابی میگویند. در شکل زیر ساختمان روتور قفسهسنجابی نشان داده شده است بیشتر الکتروموتور های آسنکرون دارای روتور قفسه سنجابی هستند.
مزایا و عیب های الکتروموتور های آسنکرون با روتور قفسی سنجابی
ساختمان و راه اندازی الکتروموتور با روتور قفسی بسیار ساده است و به هیچ وسیلهی کمکی نیاز ندارد. تعمیر و نگه داری این گونه الکتروموتور ها به راحتی انجام میشود, اما جریان راه اندازی آن زیاد و گشتاور شروع به کار ضعیفی دارد.
الکتروموتور آسنکرون با روتور سیم پیچی
الکتروموتور آسنکرون با روتور قفسی سنجابی در لحظه راه اندازی جریان بسیاری رااز شبکه جذب کرده گشتاور راه اندازی آن کم است. برای راه حل این مشکل بجای استفاده از روتور قفسی از روتور سیم پیچی استفاده می کنیم برای این منظور روتور را مطابق شکل زیر سیم پیچی سه فاز می کنیم و آن را به صورت ستاره اتصال میدهیم.
درصد لغزش
حتما باید بین سرعت میدان چرخان استاتور اختلافی وجود داشته باشد در غیر اینصورت ولتاژی روی میله های روتور به وجود نخواهد آمد و روتور نمی چرخد. ایناختلاف سرعت را لغزش میگویند. لغزش بستگی به بار الکتروموتور دارد وجودش برایتولید گشتاور ضروری است اگر بارالکتروموتور زیاد شود سرعت روتور کم می شودوبنابراین لغزش کم می شود.
راه اندازی موتور القایی
راه اندازی موتور القایی سه فاز بسیار ساده است که از مزایای این نوع موتور محسوبمی شود. برای راه اندازی موتور القایی سه فاز کافی است تا سیم پیچی های استاتوررا به شبکه متصل کنیم. در این حالت الکتروموتور شروع به حرکت کرده و به سرعتنهایی خود می رسد. یکی از مشکلاتی که موقع راه اندازی این الکتروموتور ها خود رانشان می دهد, جریان بالایی است که در لحظه راه اندازی از شبکه گرفته می شود. اینجریان در حدود 5 تا 8 برابر جریان نامی الکتروموتور است که در شبکه هایی که ضعفطراحی دارند ممکن است در لحظه راه اندازی موتور القایی, باعث افت ولتاژ لحظه ای درخط تغذیه می شود.
این امر می تواند بر عملکرد مصرف کننده های دیگری که به خط تغذیه متصل هستند, اثر نامطلوب بگذارد. از طرف دیگر دوام این جریان, می تواند باعث سوختن سیم پیچیهای خود الکتروموتور نیز شود. بنابر این به منظور کاهش جریان راه اندازی به دنبالروش هایی می باشیم که زمان استارت جریان کم تری از طریق مصرف کننده دریافت شود. انواع روش های راه اندازی به شرح زیر می باشد.
1- قرار دادن مقاومت در مسیر روتور
2- قراردادن مقاومت در مسیر استاتور
3- با استفاده از کاهش ولتاژدر لحظه راه اندازی توسط یک اتوترانس
4- استفاده از راه اندازی ستاره-مثلث
منبع : کتاب برق صنعتی-مولفین:دکتر رضوی،علیرضا کشاورز باحقیقت، حسینفلاحی دهکی-مرکز انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین