موتور القایی سه فاز آسنکرون

موتور آسنکرون

موتور آسنکرون به موتوری می گویند که سرعت رتور با سرعت میدان استاتور متفاوت باشد، بیشتر یا کمتر و به دلایل زیر بیشترین کاربرد را در صنعت ( کارخانه ها )  و لوازم خانگی دارند

۱- ساختمان این موتور ساده است .
۲- امکان افزایش بار در آن ها زیاد است .
۳- سرعت آن در بارهای مختلف تقریباً ثابت است .
۴- راه اندازی ساده تر .
۵- تعمیر و نگهداری راحت تر.

انواع موتور های آسنکرون

۱- موتور آسنکرون با روتور قفسه سنجابی

۲- موتور آسنکرون با روتور سیم پیچی شده


۱- الکتروموتور القایی سه فاز قفس سنجابی :

تقریبا ۹۰ درصد از الکتروموتورهای القایی AC سه فاز از این نوعند. که روتور آن ها از نوع قفس سنجابی است که قبلا توضیح داده شد. محدوده‌های طبقه بندی نیروی آن ها از یک سوم تا چند صد اسب بخار است. الکتروموتورهای سه فاز از این نوع که در محدوده یک اسب بخار به بالا قرار دارند در مقایسه با الکتروموتورهای مشابه تک فاز کم هزینه ترند و می‌توانند در زمان استارت با بارهای سنگین تر کار کنند.

روتور قفسه سنجابی از یک عدد میله مسی یا آلومینیومی که در شیارهای محیطی استوانه آهنی‌ کار گذاشته است که بر دو نوع است که نوع اول از میله های‌ گرد تشکیل شده است و در نوع دوم از میله های مستطیلی و یا به شکل دو دایره که به هم متصل و یا جدا از هم هستند تشکیل می شود . جهت جلوگیری از لرزش و صدای موتور و همچنین تمایل روتور به ایستادن و قفل شدن در زمان راه اندازی شیارهای روی روتور را بصورت مورب تعبیه می نمایند .

روتور های قفسه ای یک طبقه ، گشتاور خوبی در شروع به کار ندارند .

روتور های قفسه ای دو طبقه ،  گشتاور خوبی در شروع به کار دارند .

موارد استفاده و کاربرد موتورهای آسنکرون قفس سنجابی :

۱-   موتور آسنکرون با روتور سنجابی که روتور آن دارای یک قفسه هادی است :  برای قدرت های کم و غالباً به صورت تک فاز ساخته می شوند . موارد کاربرد آن موتورهای کولر و لباسشوئی و و یخچال و غیره می باشد .

۲-   موتور آسنکرون با روتور سنجابی که روتور آن دارای دو قفسه هادی است :  دارای‌ گشتاور شروع به کار خوب و جریان راه اندازی آن ها نیز نسبتاً کم است بنابراین می توان از این موتور در جاهایی که قدرت زیاد احتیاج است استفاده شود . کارگاه های صنعتی و بالابر ها و ….

۲- الکترو موتور القایی سه فاز قفس سنجابی با روتور سیم پیچی شده ( اسلیپ رینگ ) :

الکتروموتور با حلقه لغزان یا الکتروموتور با روتور سیم پیچی شده، نوعی از الکتروموتورهای القایی قفس سنجابی است. استاتور در این الکتروموتور همانند الکتروموتور قفس سنجابی است ولی یک سری از پیچه‌ها را روی روتور خود دارد که در حالت مدار کوتاه نیستند ولی به یک سری از رینگ های لغزان ختم می‌شوند. این پیچه‌ها در اضافه کردن مقاومت ها و خازن های خارجی بکار می روند.

لغزش لازم برای تولید گشتاور حداکثر نهایی مستقیماً با مقاومت روتور متناسب است. در الکتروموتور با حلقه لغزان مقاومت موثر روتور با اضافه کردن مقاومت خارجی میان حلقه‌های لغزان کاهش می یابد. بنابراین امکان بدست آوردن لغزش بیشتر و همچنین گشتاور حداکثر نهایی در سرعت های کمتر وجود دارد.

یک مقاومت خارجی می‌تواند سرعت تقریباً صفر را نتیجه دهد که در این حالت گشتاور حداکثر  نهایی بسیار زیادی با جریان استارت کم را تولید می‌کند. هنگامی که محور الکتروموتور شتاب می‌گیرد مقدار مقاومت می‌تواند کاهش یابد تا مشخصات الکتروموتور برای کارهایی با فشار کاری زیاد مناسب شود. هنگامی که الکتروموتور به سرعت دوران نامی می‌رسد خازن های خارجی از مدار خارج می‌شوند و این یه این معنی است که اکنون الکتروموتور به عنوان یک الکتروموتور القایی استاندارد کار می‌کند.

اسلیپ رینگ (Slip Ring)

اسلیپ رینگ (Slip Ring) یک وسیله الکترومکانیکی (Electromechanical) است که بوسیله آن می توان سیگنال های فرمان و قدرت را از یک بخش دورانی به بخش ثابت منتقل نمود.

برای آشنایی بیشتر با نحوه عملکرد این نوع موتور می توانید مقاله اسلیپ رینگ (Slip Ring) چیست؟ را مطالعه نمایید .

باتوجه به مقاله بالا اسلیپ رینگ یا حلقه لغزان به همراه جاروبک ها که در قسمت انتهایی موتور نصب می گردند به سرویس و نگهداری منظم نیاز دارند که همین امر باعث افزایش هزینه های استفاده از این نوع موتور القایی می گردد .

برای تولید گشتاوری در حد ۶۰ درصد در حالت توقف باید پیچه ها را کوتاهتر و سپس اقدام به استارت زدن موتور نمود که معمولا این کار باعث عبور جریان بالایی ( در حد ۱۴۰۰ درصد ) از موتور در حالت توقف می شود که همین امر باعث می شود که این موتور در بیشتر مواقع گزینه مناسبی برای استفاده در سیستم نباشد . با تغییر مقاومت های روتور منحنی سرعت گشتاور تعدیل می‌گردد که بدین وسیله سرعتی که در آن الکتروموتور در بار مشخصی کارمی کند تعدیل می‌شود. مقدار اضافه بار می‌تواند سرعت را تا ۵۰ درصد سرعت سنکرون کاهش دهد کاهش سرعت تا زیر ۵۰ درصد بازده را به خاطر اتلاف انرژی در مقاومت ها به شدت کاهش می‌دهد.

کاربرد این نوع موتور

این نوع الکتروموتور برای فشارهای استاتیکی ثابت که درآن ها گشتاور نهایی باید در سرعت تقریباً صفر تولید شده و الکتروموتور درکمترین زمان و با کمترین مصرف جریان تا سرعت نامی شتاب گیرد ایده‌آل است. این نوع الکتروموتور در کاربری هایی با چرخش ، گشتاور و سرعت های مختلف مانند پرس های چاپ، کمپرسورها، تسمه نقاله‌ها، بالابر‌ها و آسانسورها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نکات قابل توجه در رابطه با ماشین های القایی رتور سیم پیچی عبارتست از:

الف) تعداد شیارهای رتور همواره کمتر از تعداد شیارهای استاتور است.

ب) تعداد قطب های سیم پیچی رتور باید برابر با تعداد قطب های سیم پیچی استاتور باشد.

 سیم پیچ های رتور اغلب با اتصال ستاره به هم وصل می شوند و سه سر دیگر سیم پیچ ها توسط حلقه های لغزان و جاروبک به بیرون رتور جهت اتصال به مقاومت راه انداز انتقال داده می شوند. بدین ترتیب در ماشین های القایی رتور سیم پیچی، امکان دسترسی به مدار داخلی رتور وجود دارد.

گاهی در صنعت می توان موتورهای القایی رتور سیم پیچی شده ای یافت که سیم پیچ های رتور آن با اتصال مثلث به هم وصل شده باشند.


مزایا و معایب این دو رتور نسبت به یکدیگر

مزایای موتور آسنکرون با روتور قفسه ای

۱-راه اندازی موتور آسنکرون با روتور قفسه ای بر خلاف موتور سنکرون خیلی ساده می باشد یعنی نه به موتور فرعی و نه به جریان دائم که در موتورهای سنکرون مورد احتیاج بود ، احتیاج دارد.
۲-ساختمان این موتور ساده است .
۳-امکان افزایش بار در آن ها زیاد است .
۴-سرعت آن در بارهای مختلف تقریباً ثابت است .
۵-ضریب قدرت بهتری نسبت به موتور آسنکرون با روتور سیم پیچی‌ شده دارد .

معایب موتور آسنکرون با روتور قفسه ای :

۱-در موقع شروع به کار جریان زیادی‌ از منبع تغذیه می گیرد .
۲-گشتاور شروع به کار آن کم می‌باشد .
۳-در زمانی که بار آن به حد کافی نیست ضریب قدرتش کم است .
۴-در مقابل تغییر فشار الکتریکی حساسیت دارد .
۵-تنظیم تعداد دور آن ها مشکل می باشد .

مزایای موتور آسنکرون با روتور سیم پیچی شده :

۱-در زمان شروع به کار گشتاور قوی دارد .
۲- بر خلاف موتور آسنکرون با روتور قفسه ای که جریان شروع به کار آن ها کم است جریان شروع به کار کمی‌ دارد .
۳- سرعت آن در مقابل بارهای مختلف تقریباً ثابت است .
۴- تعداد دور آن تا حدی قابل تنظیم است .( با کم و زیاد کردن رئوستای راه انداز )
۵- می توان تا حدی بار آن را زیاد کرد .

معایب موتورهای آسنکرون با روتور سیم پیچی شده :

۱- در مقابل تغییر ولتاژ حساسیت دارد .
۲- ضریب قدرت آن در زمانی که بار به حد نرمال نیست کم می باشد .
۳- ضریب قدرت آن ها نسبت به ضریب قدرت موتور آسنکرون با روتور قفسه ای کمتر است.