الکترو موتور القایی سه فاز

الکتروموتور القایی سه فاز

الکتروموتور القایی سه فاز

جهت کاربردهایی که نیازمند توان و قدرت بیشتری هستند از الکترو موتور القایی سه فاز استفاده می‌شود. این الکتروموتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای منبع تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان، استفاده می‌کنند. اغلب، روتور شامل تعدادی هادی‌های مسی است که در فولاد قرار داده شده‌اند. از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادی‌هاجریان را القا می نماید، که منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب می‌شود که محور الکتروموتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید.

این نوع از الکتروموتور با نام الکتروموتور القایی معروف است. برای اینکه محور این الکتروموتور به حرکت درآید بایستی همواره محور الکتروموتور با سرعتی کمتر از فرکانس  منبع تغذیه اعمالی به الکتروموتور بچرخد، چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کننده‌ها در روتور ایجاد نخواهد شد. استفاده از این نوع الکتروموتور در کاربردهای ترکشن نظیر لوکوموتیوها، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است، روز به روز در حال افزایش است. به سیم پیچهای روتور جریان میدان جدایی اعمال می‌شود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود، که در الکتروموتور همزمان وجود دارد، الکتروموتور به صورت همزمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز، به گردش در می‌آید. الکتروموتورهای همزمان (سنکرون) را می‌توانیم به عنوان مولد جریان هم بکار برد.

سرعت یک الکتروموتور AC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد و مقدار لغزش ( Slip – اسلیپ  یا اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان مغناطیسی استاتور ) ، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می‌کند.

ساختمان موتور القایی سه فاز

موتورهای القایی شامل سه قسمت اصلی: روتور، استاتور و محفظه می باشند. استاتور و روتور اجزایی هستند که کار تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی را انجام می دهند و محفظه از استاتور و روتور محافظت می کند.

موتورهای القایی

موتور القایی سه فاز

ساختمان استاتور

استاتور قسمت ساکن مدار الکترومغناطیسی موتورها است که شامل بدنه، هسته مغناطیسی، سیم پیچ ها و یاتاقان های سر و ته می باشد. هسته استاتور از تعداد زیادی ورقه نازک فلزی که بر روی هم پرچ شده اند تشکیل شده است. که لمینیشن نامیده می شود . این ورقه ورقه ساختن هسته کمک می کند که تلفات هسته در مقایسه با حالتی که از یک هسته یکپارچه استفاده شود، کاهش یابد.

لمینیشن استاتور

لمینیشن استاتور

 

ورقه های استاتور بر روی یکدیگر جمع شده و پرچ می شوند که حاصل آن یک سیلندر توخالی را می سازد. سیم پیچ های سه فاز موتور القایی در داخل همین شیارها قرار می گیرند و سیم پیچی استاتور را تشکیل می دهند.

سیم پیچی استاتور که هنوز ناقص است.

سیم پیچی استاتور که هنوز ناقص است.

 

هنگامی که موتور مونتاژ شده در حال کارکرد است. سیم پیچ های استاتور بصورت مستقیم به منبع تغذیه متصل می گردند هر گروه از کلاف ها، همراه با هسته آهنی که در مجاور آن قرار دارد، هنگامی که جریان برقرار می شود یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند.

سیم پیچی کامل شده استاتور

سیم پیچی کامل شده استاتور

ابعاد هسته استاتور به گونه ای است که به راحتی در بدنهٔ فولادی، چدنی یا آلومینیومی استاتور محکم می شود این بدنه به صورت پره دار ساخته می شود تا برای تهویه بهتر، سطح تماس بیشتری با هوای محیط  (سطح بیرونی) خود داشته باشد.

سیم پیچ :

استاتور موتور القایی سه فاز با توجه به محیط °۳۶۰ دایره ای شکل خود باید حداقل دارای سه سیم پیچ با اختلاف زاویه °۱۲۰ مکانی از هم مطابق شکل زیر  باشد.

 استقرار سیم پیچ های ماشین القایی و مدار الکتریکی آن

استقرار سیم پیچ های ماشین القایی و مدار الکتریکی آن

در عمل سیم پیچ های سه فاز استاتور ماشین القایی احتیاج به حداقل ۶ شیار مطابق شکل زیر دارند. سیم پیچ ها به گونه ای جاسازی می شوند که هر سیم پیچ با دیگری ۱۲۰ درجه اختلاف فاز مکانی داشته باشد. در این شکل سه دسته سیم پیچ با حروف (׳cc ,׳bb ,׳aa) مشخص شده اند. در ماشین های القایی صنعتی شیارهای استاتور بیشتر از این تعداد می باشند.

 استاتور ماشین الکتریکی سه فاز دو قطب شامل سه کلاف تک حلقه

استاتور ماشین الکتریکی سه فاز دو قطب شامل سه کلاف تک حلقه

در ماشین های القایی، سر و ته سیم پیچ ها (׳cc ,׳bb ,׳aa) را به داخل جعبه ترمینال می آورند تا به ترمینال های خروجی متصل شوند. بدین ترتیب تغییر اتصال ستاره و یا مثلث در جعبه ترمینال بسیار ساده مانند شکل زیر می باشد.

 اتصال ستاره و یا مثلث در جعبه ترمینال

اتصال ستاره و یا مثلث در جعبه ترمینال

ساختمان روتور

روتور جزئ گردان مدار الکترومغناطیسی موتورهای القایی است. رایج ترین نوع روتور مورد استفاده در موتورهای القایی سه فاز، روتورهای قفس سنجابی هستن روتور قفس سنجابی به این دلیل این گونه نام گذاری شده است که شکل آن مانند قفس سنجابی است که بر روی آن می دود. یک نمونه روتور شفت خورده در شکل زیر آورده شده است.

 

هسته روتور قفس سنجابی بوسیله تجمیع کردن ورقه های نازک آهن ایجاد شده و تشکیل یک سیلندر فلزی را می دهد.

لمینیشن روتور

لمینیشن روتور

 رتور موتورهای القایی بر دو نوع است:

الف) رتور قفسی

ب) رتور سیم پیچی شده

هسته هر دو نوع رتور از ورقه های مغناطیسی دایره ای شکلی تشکیل شده اند که از مرکز آن محور فولادی رتور عبورکرده است. محور فولادی رتور بایستی از نظر مکانیکی از استحکام کافی برخوردار بوده ولی از نظر خاصیت مغناطیسی ضعیف باشد.

محفظه موتور

وظیفهٔ بدنه، پوشش نهایی ماشین القایی می باشد که هسته و سیم پیچ ها را در خود جای داده است و ضمن محافظت ماشین در برابر ورود اجسام خارجی امکان نصب موتور القایی را فراهم می کند. همچنین برای اتصال سیم پیچ ها روی بدنهٔ ماشین جعبه ترمینال ( تخته کلمپ ) قرار می گیرد. محفظه از یک بدنه (یا یوغ) و دو عدد درپوش ( یا محفظه یاتاقان ها) تشکیل شده است. استاتور درون بدنه نصب شده است. روتور درون استاتور قرار گرفته و با یک فاصله هوایی خیلی کوچک از استاتور جدا شده است. هیچ تماس و اتصال فیزیکی مستقیمی بین استاتور و روتور وجود ندارد.

موتور نیمه مونتاژ شده

موتور نیمه مونتاژ شده

محفظه اجزای داخلی موتور را از آب و بقیه عوامل محیطی محافظت می کند. درجه حفاظت موتور یا اصطلاحا IP بستگی به نوع محفظه و آب بندی آن دارد.  یاتاقان ها بر روی شفت نصب می شوند. به عنوان تکیه گاه روتور عمل کرده و به روتور اجازه می دهند که بچرخد. در برخی از موتورها مانند نمونه ای که در شکل زیر تشریح شده است. از یک فن استفاده کرده اند فن بر روی شفت نصب شده است با چرخش روتور پره فن نیز می گردد. و باعث خنک شدن الکتروموتور می شود. نمای برش خورده یک موتور کامل با تمامی اجزای تشریح شده در شکل زیر آمده است.

نمای برش خورده یک موتور القایی کامل

نمای برش خورده یک موتور القایی کامل

در موتورهای سنگین که جابه جایی آن برای افراد میسر نیست، یک قلاب در بالای بدنه ماشین پیش بینی می شود که بتوان با جرثقیل آن را جا به جا نمود.

کنترل سرعت در الکتروموتور AC ، سه فاز

۱- می‌توان با داشتن دسته سیم پیچ های مختلف با تعداد قطب های مختلف در بخش استاتور که با استفاده از آن ها سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می‌کند، ممکن ساخت.

۲- با تغییر دادن فرکانس منبع تغذیه، می توان کنترل یکنواخت تری بر روی سرعت این نوع از الکتروموتور را داشت.

دسته بندی موتورهای القایی سه فاز

به صورت کلی موتورهای القایی سه فاز به دو دسته تقسیم می شوند .

۱- موتور القایی سه فاز سنکرون 

۲- موتور القایی سه فاز آ سنکرون

موتور القایی سه فاز سنکرون 

دسته‌ای از  موتور های الکتریکی هستند که رتور در آن‌ها با سرعت ثابتی می‌چرخد. در واقع این سرعت ثابت همان سرعت میدان مغناطیسی دوار استاتور است. موتورهای سنکرون دسته‌ای از موتورهای الکتریکی هستند که روتور (قسمت دوار) در آن‌ها با سرعت ثابتی می‌چرخد. البته ثابت به این معنی که در صورت تغییر میزان بار مکانیکی روی شفت، سرعت موتور تغییر نخواهد کرد و اگر بخواهیم سرعت موتور را تغییر دهیم می‌بایست فرکانس تغذیه? آن را تغییر دهیم. روش دیگر برای تعیین سرعت چرخش روتور، تغییر تعداد قطب هاست. البته تعداد قطب‌ها جزو ویژگی‌های ذاتی موتور بوده و در زمان ساخت با توجه به نوع به نوع سیم پیچی استاتور مشخص می‌شود. برای مشاهده توضیحات بیشتر درباره موتورهای سنکرون و معایب و مزایای آن ها پیشنهاد می شود مقاله موتورهای القایی سنکرون را مطالعه فرمایید .

 

 

موتور القایی سه فاز آسنکرون 

موتور آسنکرون به موتوری میگویند که سرعت رتور با سرعت میدان استاتور متفاوت باشد … حالا یا بیشتر یا کمتر  . توجه نمایید که موتور آسنکرون  بیشترین کاربرد را در صنعت ( کارخانه ها )  و لوازم خانگی داررند. پیشنهاد می شود جهت مطالعه بیشتر درباره الکترو موتورهای القایی آسنکرون و همچنین الکتروموتور القایی سه فاز قفس سنجابی و الکترو موتور القایی سه فاز قفس سنجابی با روتور سیم پیچی شده مقاله زیر را مطالعه نمایید .