ماشین الکتریکی
موتورهای جريان متناوبAC سنكرون

موتورهای جريان متناوبAC
1- موتورهای سنكرون
۲- موتورهای آسنكرون

موتورهای آسنكرون به علت نداشتن كلكتور و سادگی ساختمان آن بيشتر از موتور سنكرون متداول است.

مزايای موتور سنكرون:
۱- اين موتور دارای ضريب قدرت مناسب و قابل تنظيم است.
۲- بازده عالی دارد.
۳- در مقابل نوسان ولتاژ حساسيت ندارد.
۴- امكان بكار بردن آن به طور مستقيم با ولتاژ زياد وجود دارد.
۵- با تحريك مناسب هيچگونه قدرت راكتيو مصرف نمیكند و فقط قدرت اكتيو مناسب می گيرد.
۶- از اين موتور ميتوان به عنوان مولد قدرت راكتيو برای بالا بردن ضريب قدرت خط استفاده كرد.

معايب موتور سنكرون:
۱- يك وسيله راه اندازی اوليه كه موتور كمكی و غيره می باشد احتياج دارد.
۲- علاوه بر جريان متناوب برای سيم پيچ استاتور ، جريان دائم برای قطبهای آن هم مورد احتياج است در نتيجه قيمت ماشين را نسبت به مشابه خود بالا ميبرد.
۳- سرعت آن ثابت است در نتيجه قابل تنظيم است.
۴- نداشتن تحمل اضافه بار ( در صورتيكه خيلی زيادتر از حد مجاز به آن بار دهند ميايستد و دوباره بايستی آنرا راه اندازی كرد.)

كاربرد موتور سنكرون:
به خاطر راه اندازی مشكل موتور سنكرون ، مورد استفاده آن محدود است.
به خاطر سرعت ثابت آن، در موارديكه دور ثابت نياز باشد، استفاده می شود. در وسايل دقيق مانند ساعتهای الكتريكی و گرام و ….
كاربرد مهم موتور سنكرون ، برای اصلاح Cosφ است. بار روی آن قرار نداده يعنی موتور بدون بار كار ميكند در اين حالت موتور سنكرون را خازن سنكرون گويند.

معرفی چند دستگاه برای كنترل سرعت موتورهای AC :

اين دستگاهها برای كنترل سرعت موتورهای AC آسنكرون قفس سنجابی و یا سیم پیچی شده ساخته شده اند. ( ساخت شركت پرتو صنعت )

این دستگاهها قابل كنترل از راه دور بوده و می توانند به كامپیوتر یا PLC متصل شوند. همچنین با اتصال چندین دستگاه به هم امكان ایجاد شبكه بر اساس پروتكل RS485 وجود دارد. این دستگاهها می توانند بصورت مستقل و یا در سیستمهای كنترل و اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. سیستم كنترل این دستگاهها میكروپروسسوری بوده و تنظیم تمامی پارامترهای سیستمی دستگاه، بصورت نرم افزاری و از طریق پانل كنترل روی دستگاه انجام می گیرد.

مشخصات فنی و معرفی قابلیتهای دستگاههای PSMC-RM

این دستگاهها در توانهای مختلف از ۲٫۲ تا ۱۱ كیلو وات موجود می باشند. دستگاههای۲٫۲ ،۳ و ۴ كیلووات فاقد فن خنك كننده و دستگاههای ۵٫۵ ، ۷٫۵ و ۱۱ كیلووات دارای فن خنك كننده می باشند.
درایوها چه کاری انجام میدهند؟

درایو یا کنورتور فرکانس و یا کنترل کننده دور موتور برای تنظیم دور الکتروموتورهای AC (موتورهای سه فاز ) استفاده میگردد. درایوها قادرند دور موتور را از صفر تا چندین برابر دور نامی موتور و بطور پیوسته تغییر دهند.

تنظیم دور در الکتروموتورها علاوه بر منعطف نمودن پروسه های صنعتی ، در کاربردهای زیادی منجر به صرفه جوئی انرژی هم میگردد. علاوه بر آن درایوها جریان راه اندازی کشیده شده از شبکه را به میزان زیادی کاهش میدهند. بطوریکه این جریان خیلی کمتر از جریان اسمی موتور است.

درایوها میتوانند موتور را بطور نرم و کاملا کنترل شده استارت و استپ نمایند. زمان استارت و استپ را میتوان بدقت تنظیم نمود. این زمانها میتوانند کسری از ثانیه و یا صدها دقیقه باشد. توانائی درایو در استارت و استپ نرم موجب کاهش قابل ملاحظه تنشهای مکانیکی در کوپلینگها و سایر ادوات دوار میگردد.

کنترل کننده های دور موتور :

كنترل كننده هاي دور موتورهاي الكتريكي هر چند كه ادوات پيچيده اي هستند ولي چون در ساختمان آنها از مدارات الكترونيك قدرت استاتيك استفاده مي شود و فاقد قطعات متحرك مي باشند، از عمر مفيد بالائي برخوردار هستند . مزيت ديگر كنترل كننده هاي دور موتور توانائي آنها در عودت دادن انرژي مصرفي در ترمزهاي مكانيكي و يا مقاومت هاي الكتريكي به شبكه مي باشد . در چنين شرائطي با استفاده از كنترل كننده هاي دور مدرن مي توان از اتلاف اين نوع انرژي جلوگيري نمود . بطوريكه در برخي كاربردها قيمت انرژي بازيافت شده از اين طريق ، در كمتر از يكسال معادل هزينه سرمايه گذاري سيستم بازيافت انرژي مي شود .

 

کنترل کننده های دور موتور انواع مختلفی دارند. آنها قادرند انواع موتورهای AC و DC را کنترل کنند. قیمت کنترلرها وابسته به نوع تکنولوژی بکار رفته در ساختمان آنها میباشد.

۱- روش تثبیت نسبت ولتاژ به فرکانس(یا کنترل V/ F ثابت) : ساده ترین روش کنترل موتورهای AC روش تثبیت نسبت ولتاژ به فرکانس میباشد. اینک این روش، بطور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع کنترلرها از نوع اسکالر بوده و بصورت حلقه باز با پایداری خوب عمل میکنند. مزیت این روش سادگی سیستمهای کنترلی آن است. در مقابل این نوع کنترلرها برای کاربردهای با پاسخ سریع مناسب نمی باشند.

 

۲- روش کنترل برداری : روبوتها و ماشینهای ابزار نمونه هائی از کاربردهای با دینامیک بالا هستند. در این کاربردها روشهای کنترلی برداری استفاده میشود. در روشهای کنترلی برداری با تفکیک مولفه های جریان استاتور به دو مولفه تورک ساز و فلو ساز، و کنترل آنها با استفاده از رگولاتورهای PI ترتیبی داده میشود که موتور AC نظیر موتور DC کنترل شود. و بدین ترتیب تمام مزایای موتور DC از جمله پاسخ گشتاور سریع آنها در موتورهای AC نیز در دسترس خواهد بود.

 

۳- روش کنترل مستقیم گشتاور (Direct Torque Control ) : پاسخ گشتاور در روشهای برداری حدود ۱۰ – ۲۰msو در روشهای کنترل مستقیم گشتاور (Direct Torque Control ) این زمان حدود ۵ms است.

۱٫ برای آشنائی بیشتر با مزایای درایو لطفا اینجا را کلیک کنید.

۲٫برای آشنایی با ساختمان درایوهایAC لطفا اینجا را کلیک کنید.

۳٫ برای آشنائی با تاثیر درایو در صرفه جوئی انرژی الکتریکی لطفا اینجا را کلیک کنید.
تنظيم دور موتورهای آسنكرون :

در قسمت های قبل انواع راه اندازی اين موتورها گفته شد در اين قسمت انواع روشهای كنترل دور را می نويسم .

با دانستن رابطه Nr=[60f/p](1-S) دور موتور آسنكرون را ميتوان به طريقه های زير تنظيم نمود :

۱- تغيير فركانس ولتاژ شبكه

۲- تغيير قطبها

۳- داخل كردن مقاومت در مدار روتور

۴- تغيير ولتاژ موتور

۱- تغيير دور بوسيله تغيير فركانس : با تغيير فركانس سرعت سنكرون تغيير ميكند و دور موتور تغيير ميكند . ميتوان برای تغيير فركانس از يك مولد يا مبدل فركانس استفاده نمود . و يك يا چند موتور القايی كه در شرايط مشابهی كار می كنند بوسيله آنها تغذيه شوند . مانند موتور ماشينهای كارخانه فولاد سازی و موتورهای محرك ماشين نساجی

۲- تغيير دور بوسيله تغيير عده جفت قطبها : اين تغيير را در موتورهای آسنكرونی است كه بتوان با سيم پيچهای‌ آن تغيير قطب داد كه اين حالت در موتورهای دو سرعته ( دالاندر ) ديده می شود كه ميتوان با كليد ( دالاندر ) دور موتور را تغيير داد .

۳- تغيير دور با داخل كردن مقاومت در مدار روتور : در موتورهای آسنكرون با روتور سيم پيچر شده با تغيير مقاوت مدار روتور ميتوان سرعت گردش روتور را تنظيم كرد ولی چون راندمان موتور بر اثر تغيير دور تغيير ميكند در نتيجه كاربرد اين روش خيلی كم است .

۴- تغيير دور با تغيير ولتاژ : از اين روش در موتورهای كوچك مانند پنكه و … استفاده ميشود

تنظيم دور موتورهای آسنكرون :

در قسمت های قبل انواع راه اندازی اين موتورها گفته شد در اين قسمت انواع روشهای كنترل دور را می نويسم .

با دانستن رابطه Nr=[60f/p](1-S) دور موتور آسنكرون را ميتوان به طريقه های زير تنظيم نمود :

۱- تغيير فركانس ولتاژ شبكه

۲- تغيير قطبها

۳- داخل كردن مقاومت در مدار روتور

۴- تغيير ولتاژ موتور

۱- تغيير دور بوسيله تغيير فركانس : با تغيير فركانس سرعت سنكرون تغيير ميكند و دور موتور تغيير ميكند . ميتوان برای تغيير فركانس از يك مولد يا مبدل فركانس استفاده نمود . و يك يا چند موتور القايی كه در شرايط مشابهی كار می كنند بوسيله آنها تغذيه شوند . مانند موتور ماشينهای كارخانه فولاد سازی و موتورهای محرك ماشين نساجی

۲- تغيير دور بوسيله تغيير عده جفت قطبها : اين تغيير را در موتورهای آسنكرونی است كه بتوان با سيم پيچهای‌ آن تغيير قطب داد كه اين حالت در موتورهای دو سرعته ( دالاندر ) ديده می شود كه ميتوان با كليد ( دالاندر ) دور موتور را تغيير داد .

۳- تغيير دور با داخل كردن مقاومت در مدار روتور : در موتورهای آسنكرون با روتور سيم پيچر شده با تغيير مقاوت مدار روتور ميتوان سرعت گردش روتور را تنظيم كرد ولی چون راندمان موتور بر اثر تغيير دور تغيير ميكند در نتيجه كاربرد اين روش خيلی كم است .

۴- تغيير دور با تغيير ولتاژ : از اين روش در موتورهای كوچك مانند پنكه و … استفاده ميشود
روشهای مختلف راه اندازی موتورهای آسنكرون

در مورد ساختمان و مزايا و معايب اين موتورها در قسمتهای قبلی اين وبلاگ مطالبی را مشاهده كرديد در اين قسمت از راه اندازی اين موتورها مطالبی‌ را مينويسم اميدوارم مورد توجه تان قرار گيرد .

 

موتورهای آسنكرون با توجه به قدرت و ولتاژ آن به طرق مختلف راه اندازی ميشوند و با توجه به اينكه موتور در لحظه شروع به كار جريان زيادی ميكشد و اين جريان زياد علاوه بر اينكه به خود موتور صدمه ميزند به مصرف كننده های ديگری كه از اين خط تغذيه می كنند لطمه زده و كار آنها را مختل می سازد.

بنابراين برای كم كردن جريان شروع به كار موتور بايد چاره ای انديشيد؟؟

معمولاً به روشهای زير راه اندازی ميشود در نتيجه جريان راه اندازی‌ كم ميشود :

۱- به طور مستقيم

۲- توسط كليد يا مدار ستاره – مثلث

۳- توسط كمپانساتور

۴- راه اندازی بوسيله اضافه كردن مقاومت در مدار روتور

۵- راه اندازی بوسيله داخل كردن مقاومت در مدار استاتور

۱- راه اندازی موتور به طور مستقيم : برای‌ موتورهايی كه بزرگ نيستند و‌ آمپر زيادی از شبكه نمی كشند بوسيله يك كليد سه قطبی به شبكه متصل ميشوند .

۲- راه اندازی ستاره – مثلث : ابتدا ولتاژ اوليه را كه بر هر فاز متصل ميشود ،‌ را كم مى كنيم سپس وقتي كه موتور به دور نرمال خود رسيد ولتاژی كه به هر فاز می رسد را زياد می كنيم .

بنابراين در لحظه اول كليد به حالت ستاره بوده يعنی ولتاژ دو سر هر فاز به u/√۳ تقليل می يابد در نتيجه موتور با توان ۳/۱ توان نامی خود كار می كند .

استعمال كليد روی انواع موتورها با روتور قفسه ای يا روتور سيم پيچی امكان پذير است . ولی در موتورهايی كه با بار زياد كار می كنند از كليد برای راه اندازی استفاده نمی شود . چون گشتاور مقاوم بار زياد است .

۳- راه اندازی توسط كمپانساتور : اين وسيله راه اندازی كه اتوترانسفورماتور كاهنده است بين موتور و شبكه قرار می گيرد . اين طريق راه اندازی به دليل اينكه جريان شروع به كار و گشتاور شروع به كار هر دو به يك نسبت پايين می آيند خيلی خوب است . ولی چون هزينه آن گران است فقط در موتورهايی كه قدرت زياد دارند استفاده می شوند.

۴- راه اندازی موتورهای قفسه ای بوسيله قرار دادن مقاومت سر راه استاتور : برای جلوگيری از عبور جريان زياد در موقع راه اندازی موتور ميتوان مقاومت هايی به طور سری سر راه سيم پيچی های موتور قرار دارد . و به تدريج كه موتور دور می گيرد دسته مقاومتهای راه انداز را به طرف چپ حركت داده در اين صورت كم كم مقاومتها از سر راه مدار خارج ميشود.

اين طريق راه اندازی به دليل تلفات انرژی در مقاومتها زياد و نيروی كشش در لحظه شروع به كار كم ، استعمال كمی دارد.

۵- راه اندازی موتورهای آسنكرون با روتور سيم پيچی با قرار دادن مقاومت سر راه روتور : تمام مقاومتهای راه انداز را سر راه سيم پيچی روتور قرار داد . بدين وسيله مقاومت مدار سيم پيچی روتور را به حداكثر مقدار خود ميرسانند و سپس استاتور را به شبكه برق وصل می كنند . مقاومت روئستای روتور به تدريج از مدار خارج ميشود .

پيدا كردن سرسيم های موتور آسنكرون UVW-XYZ

آيا می دانيد اگر موتور آسنكرونی سه فازی داشته باشيم و ۶ سر سيم ، كه سر سيم های آن مشخص نيست ، چه بايد كرد ؟؟

اگر اين سر سيم ها اشتباه وصل شود در عملكرد موتور چه تغييری حاصل می شود ؟

در سايتها و وبلاگهای مختلف در اين موضوع مطالبی ديدم كه اشتباه يا ناقص بيان شده ، سعی كردم مطالب و تجربياتی كه در زمينه سيم پيچی داشتم در اختيار شما دوستان قرار دهم . اميدوارم مطالب مورد استفاده تان قرار گيرد . خوشحال می شوم بتوانم از تجربيات شما نيز استفاده كنم .

تعيين آرايش كلافها در شيار :

موتورهای سه فاز از سه سيم پيچ تشكيل شده كه هر كدام از اين سيم پيچها ۳/۱ شيارهای استاتور را اشغال می كند . اين سيم پيچها به فاز اول (R) ، فاز دوم (S) ، فاز سوم (T) شناسايی می شوند . سيم پيچی كه از فاز R تغذيه می كند شروع سيم پيچی را (U ) و انتهای آنرا با ( X )

سيم پيچی كه از فاز S تغذيه می كند شروع سيم پيچی را (V ) و انتهای آنرا با ( Y

سيم پيچی كه از فاز T تغذيه می كند شروع سيم پيچی را (W ) و انتهای آنرا با ( Z

برای يافتن سر سيم ها‌ :

ابتدا بايد دو سر هر كلاف را پيدا كنيد از مولتی متر يا هر روش ديگری كه می شناسيد .( يك سر مولتی متر را به يك سر سيم گرفته ، سر ديگر مولتی متر را با ۵ سر سيم باقی مانده امتحان می كنيد . هر كدام كه راه داد ، آن يك كلاف سيم پيچ است . )