انواع موتورهای 3 فاز: موتورهای سنکرون و القایی
امید دلفانی
انواع موتورهای 3 فاز: موتورهای سنکرون و القایی
موتورهای 3 فاز ستون فقرات اتوماسیون و فرآیندهای صنعتی هستند. این موتورها قادر به تامین نیروی کارآمد برای طیف وسیعی از کاربردهای ماشینی و اتوماسیون هستند. با این حال، همه موتورهای 3 فاز به طور یکسان ساخته نمی شوند و می توان آنها را بر اساس ساختار و فرآیندهای آنها برای استفاده از پتانسیل الکتریکی دسته بندی کرد.
موتورهای 3 فاز، سنکرون یا آسنکرون هستند (که به عنوان موتورهای القایی نیز شناخته می شوند). موتورهای ناهمزمان (القایی) را می توان بر اساس ساختارشان به دو نوع مختلف تقسیم کرد: موتور القایی squirrel cage و موتور القایی روتور wound.
موتور سنکرون در مقابل موتور القایی
موتور سنکرون چیست؟
یک موتور سنکرون 3 فاز با سرعت سنکرون کار می کند و قطب های روتور با قطب های دوار استاتور هم تراز هستند. هنگامی که قطب ها در یک راستا قرار دارند، گفته می شود که موتور با سرعت سنکرون کار می کند. این نوع موتور همیشه با سرعت سنکرون کار می کند، یعنی سرعت متغیر با موتور سنکرون امکان پذیر نیست.
موتورهای سنکرون به منبع تغذیه DC ثانویه برای تغذیه و مغناطیسی روتور نیاز دارند، جریان DC از طریق استفاده از حلقه های تقسیم شده به موتور تغذیه می شود. همچنین می توان از آهنرباهای دائمی روی روتور استفاده کرد. از آنجایی که موتور برای کار کردن باید با سرعت سنکرون کار کند، معمولاً یک مکانیسم راه اندازی لازم است تا موتور با سرعت کار یا نزدیک به آن بچرخد تا موتور بتواند به درستی کار کند.
منبع تغذیه DC برای روتور معمولاً از منبع تغذیه AC اصلی تامین می شود و در مدار DC عرضه شده به روتور یکسو می شود، بنابراین در حالی که دو ولتاژ تغذیه متفاوت مورد نیاز است، هر دو از منبع AC ورودی 3 فاز استفاده می کنند.
موتور القایی چیست؟
موتورهای القایی بر اساس اصولی متفاوت از موتورهای سنکرون کار می کنند.
القاء فرآیند ایجاد جریان در یک هادی با قرار دادن آن در نزدیکی یا داخل یک میدان مغناطیسی متغیر است. القاء فقط در مدارهای جریان AC امکان پذیر است زیرا تغییر میدان مغناطیسی در هنگام تغییر جریان بین حالت ها است که باعث جریان القایی می شود.
موتورهای القایی از این اصل برای ایجاد گشتاور مکانیکی از تغییر مغناطیسی ثابت ایجاد شده با جریان متناوب در سیم پیچ ها استفاده می کنند. از آنجایی که استاتور با استفاده از سه فاز تغذیه می شود، یک میدان مغناطیسی دوار تولید می شود که دائماً نسبت به روتور تغییر می کند.
از آنجایی که چرخش میدان مغناطیسی نسبت به روتور است، روتور در یک حالت ثابت تلاش می کند تا میدان مغناطیسی در حال چرخش را بگیرد. این بدان معنی است که یک موتور القایی همیشه کندتر از سرعت میدان مغناطیسی دوار می چرخد.
موتورهای سنکرون
بیایید نگاهی دقیق تر به موتورهای سنکرون بیندازیم. از آنجایی که یک موتور سنکرون یک موتور القایی نیست، یک منبع الکتریکی باید به روتور متصل شود. برای اینکه سیم پیچ های روتور به درستی انرژی داده شود، نیاز به برق DC دارد.
علاوه بر منبع تغذیه DC، موتورهای سنکرون به مکانیزم راه اندازی نیاز دارند تا موتورها را به سرعت سنکرون برسانند تا موتورها بتوانند در شرایط کارکرد کار کنند.
یک موتور سنکرون را می توان به گونه ای تنظیم کرد که ضریب توان عقب مانده، یکپارچه باشد یا با تغییر تحریک در روتور. موتورهای القایی همیشه در حالت تاخیر هستند.
از آنجایی که موتورهای سنکرون اغلب پیچیده‌تر هستند، معمولاً به قطعات بیشتری نیاز دارند و بنابراین گرانتر هستند. اگرچه هزینه آنها ممکن است در ابتدا بیشتر باشد، اما آنها نسبت به موتورهای القایی کارآمدتر هستند و امکان جبران تفاوت در هزینه را در طول زمان فراهم می کنند.
انواع موتورهای القایی
حال بیایید دو نوع موتور القایی را بررسی کنیم.
موتورهای قفس سنجابی (Squirrel Cage)
موتور قفس سنجابی یک موتور القایی است که نام خود را از شکل و پیکربندی روتور داخل آن گرفته است. موتورهای قفس سنجابی هیچ منبع الکتریکی متصل به روتور ندارند، آنها پتانسیل الکتریکی را در روتور صرفاً از طریق القاء به دست می آورند.
این موتورها بسیار ساده هستند و به همین دلیل می توان هزینه های نگهداری و هزینه های ساخت را تا حد زیادی کاهش داد. آنها نیازی به برس یا وارد کردن جریان DC ندارند. این موتورها برای کاربرد در محیط های سخت قوی و ناهموار هستند.
موتورهای قفس سنجابی موتورهای کوچک موثری هستند اما وقتی به عنوان موتورهای بزرگتر کیلووات بالا مورد استفاده قرار می گیرند، به دلیل جذب گشتاور بالا در هنگام راه اندازی، دارای یک نقطه ضعف هستند. به همین دلیل، آنها در کاربردهای راه اندازی با گشتاور بالا کارایی کمتری دارند، اما به طور کلی کارآمدتر از موتورهای روتور پیچشی در سایر کاربردها هستند. بدون وجود مقاومت متغیر در روتور، موتورهای قفس سنجابی توانایی کنترل سرعت را ندارند.
موتور روتور Wound
مشابه موتورهای قفس سنجابی، موتورهای روتور Wound هیچ منبع الکتریکی متصل به روتور ندارند، آنها پتانسیل الکتریکی را در روتور صرفاً از طریق فرآیند القایی به دست می آورند.
استاتور در موتور روتور Wound شبیه موتور قفس سنجابی است، اما روتور متفاوت ساخته شده است. روتور به گونه‌ای ساخته شده است که شامل حلقه‌های لغزشی و برس‌هایی است که الکتریسیته را به روتور هدایت می‌کنند، زیرا روتور در یک موتور روتور Wound عایق شده است. هدف از حلقه های لغزش ایجاد مقاومت به صورت سری با سیم پیچ های روتور در حین راه اندازی موتور است. این به کاهش جریان جریان موتور هنگام راه اندازی کمک می کند. هنگامی که موتورهای قفس سنجابی راه اندازی می شوند، جریان جریان می تواند نزدیک به 1000٪ باشد که باعث ایجاد مشکل در راه اندازی موتورهای بزرگ می شود.
موتورهای روتور Wound پیچیده تر و گرانتر از موتورهای قفس سنجابی هستند، با مکانیسم های اضافه شده برای برس ها و حلقه های لغزنده. این هزینه برای موتورهای بزرگتر که ممکن است در هنگام راه اندازی جریان بیش از حد تولید کنند، ضروری است.
افزایش گشتاور موجود در یک موتور روتور Wound باعث می شود که آنها در کاربردهای با گشتاور بالا مانند آسانسورها و نوار نقاله ها مفیدتر باشند. آنها همچنین در مواردی که سرعت موتورهای متفاوت ضروری است سودمند هستند زیرا سرعت موتور را می توان با افزودن مقاومت متغیر به مدار روتور مشابه فرآیند مورد استفاده در راه اندازی موتور تغییر داد.
موتورهای 3 فاز در یک نگاه
در حالی که قطب های یک روتور در یک موتور سنکرون با سرعت قطب های استاتور مطابقت دارد، موتورهای القایی دارای روتورهایی هستند که سعی می کنند میدان مغناطیسی را در قطب های استاتور “محصور” یا (catch) کنند.
هنگام انتخاب یک موتور 3 فاز، مهم است که نحوه استفاده از موتور، نوع محیطی که در آن استفاده می شود، بازده انرژی موتور و البته هزینه را در نظر بگیرید. موتورهای 3 فاز برای تعدادی از فرآیندهای اتوماسیون و تولید مفید هستند، اگرچه همه آنها یکسان عمل نمی کنند.
مطالب مرتبط
شیر سروو یا Servo Valve چیست؟
شیر سروو | Servo Valve
شیر سروو شباهت ساختاری و عملکردی زیادی به پروپرشنال ولو (شیرتناسبی) دارد. این ...
امید دلفانی
کاربرد اتوماسیون برق در سیستم قدرت
کاربرد اتوماسیون برق در سیستم قدرت
اتوماسیون برق
اتوماسیون برق، سیستم آن عمدتاً از سه بخش تشکیل می شود:
...
سایه | ساینا حشمتی
شیر زاویه ای
شیر زاویه ای یا Angle Valve
Angle Valve یا شیر زاویه ای نامی است که برای دو ولو ...
دیدگاهتان را بنویسید