طرز کار موتور الکتریکی سه­فاز آسنکرون:

روتور موتور سه­فاز مانند روتور موتور تک­فاز می­باشد و از لحاظ عملکرد و ساختمان نیز هیچ تفاوتی با آن ندارد. زیرا در اینجا نیز یک روتور قفسی یا سیم­پیچی شده داریم که تحت تاثیر میدان دوار استاتور در آن جریان جاری می­گردد و بر اثر ایجاد جریان، میدان مغناطیسی در آن حاصل می­شود. میدان حاصل در روتور میدان دوار استاتور را دنبال خواهد کرد و شروع به چرخش می­کند. برای ادامه این روند سرعت روتور همیشه باید از سرعت میدان دوار استاتور کمتر باشد. زیرا لازمه اجرا شدن فرآیند فوق این است که خطوط میدان مغناطیسی استاتور هادیهای روتور را قطع کند و اگر سرعت استاتور و روتور یکی باشد، این اتفاق نخواهد افتاد.

راه­اندازی موتور الکتریکی سه­فاز آسنکرون: نحوه اتصال موتور الکتریکی به شبکه الکتریکی را راه­اندازی می­گویند. موتورهای الکتریکی آسنکرون در لحظه اتصال به شبکه الکتریکی 4 تا 7 برابر جریان نامی خود از شبکه جریان می­کشند و اگر یک موتور با توان بالا را به شبکه متصل کنیم، جریان بسیار بالایی در لحظه ابتدائی راه­اندازی از شبکه خواهد کشید.

به 3 دلیل زیر نمی­توانیم موتورهای القائی آسنکرون را به صورت معمول و مستقیم به شبکه الکتریکی وصل کنیم:

1-     اگر شبکه الکتریکی نتواند جریان بالای مورد نیاز راه­اندازی موتور را به آن تحویل دهد، نمی­توانیم با این روش موتور را راه­اندازی نماییم.

2-     از طرفی اگر هم شبکه الکتریکی بتواند جریان بالایی را در دسترس موتور قرار دهد، با فرض اینکه تعداد موتورهای زیادی در یک لحظه با هم به شبکه وصل گردند و تعدادی از آنها نتوانند از مرحله راه­اندازی عبور کنند، ما را مجبور می­سازد که با روشهای غیرمستقیم موتور را به برق متصل کنیم.

3-     بعضی از موتورها در لحظه راه­اندازی نیاز به گشتاور بالایی دارند. و چون گشتاور راه­اندازی موتورهای القائی در راه­اندازی مستقیم کوچک است، برای داشتن گشتاور راه­اندازی بالا، باید از روشهای غیرمستقیم جهت راه­اندازی موتورهای القائی، بهره ببریم.

روشهای راه­اندازی موتور الکتریکی سه­فاز آسنکرون:

1-     روش مستقیم:

2-     روش ستاره مثلث:

3-     روش راه­انداز مقاومتی:

1-     روش مستقیم: در این روش موتور را مستقیما به ولتاژ نامی آن متصل می­کنیم. از این روش جهت راه­اندازی موتورهای کوچک استفاده می­شود. با استفاده از این روش جریان راه­اندازی بالا و گشتاور راه­اندازی پائین خواهد بود. اما به دلیل کوچک بودن موتور تفاوت چندانی حس نخواهد شد.

2-     روش ستاره مثلث: از این روش جهت راه­اندازی موتورهای توان متوسط استفاده می­شود. در این روش جریان راه­اندازی پائین خواهد بود اما گشتاور راه­اندازی همچنان پایین می­باشد. این روش بر اساس تغییر در نحوه اتصال سیم­پیچها به هم و به شبکه الکتریکی می­باشد. در استاتور سه سری کلاف با اختلاف زاویه مکانیکی 120 درجه وجود دارد که برای ایجاد میدان دوار به سه­فاز با زاویه الکتریکی 120 درجه متصل می­گردد. اما هر کلاف دارای 2 سر ابتدا و انتها می­باشد و با احتساب 3 کلاف 6 ترمینال در تخته کلم خواهیم داشت. برای اتصال 6 ترمینال موجود در تخته کلم از 2 روش ستاره و مثلث استفاده می­شود که در ادامه در مورد آنها توضیح می­دهیم:

اتصال ستاره: در این روش 3 سر از 3 کلاف را به هم وصل می­کنیم و 3 سر باقی مانده را به شبکه الکتریکی وصل می­کنیم. آشنایی با اصطلاحات زیر در این مبحث ضروری است:

ولتاژ 2 فاز شبکه را نسبت به هم، ولتاژ خطی می­نامند و آن را با  نمایش می­دهند.

و جریان ورودی از شبکه به سمت موتور را جریان خطی می­نامند و آن را با  نمایش می­دهند.

و ولتاژ 2 سر یک کلاف را ولتاژ فازی می­نامند و با  نمایش می­دهند.

و جریان عبوری از یک کلاف را جریان فازی می­نامند و با نمایش می­دهند.

در اتصال ستاره رابطه   =  و =  برقرار است. و این به معنی کوچکتر بودن ولتاژ دو سر کلاف از ولتاژ شبکه  و برابری جریان خطی با جریان فازی است.

در شکل مقابل موتور، تخته کلم، نامگذای سرکلافها و نمای مداری اتصال ستاره دیده می­شود.

نماد مداری موتوری که به حالت ستاره دائم در مدار قرار گرفته است، به صورت شکل روبرو می­باشد.

اتصال مثلث: در این روش ته هر کلاف را به سر کلاف دیگر متصل می­کنیم و محلهای اتصال را به شبکه الکتریکی وصل می­کنیم.

در اتصال ستاره رابطه  =  و =  برقرار است. و این به معنی یکسان بودن ولتاژ دو سر کلاف و ولتاژ شبکه  و بزرگتر بودن جریان خطی از جریان عبوری از کلافها است.

در شکل مقابل موتور، تخته کلم، نامگذای سرکلافها و نمای مداری اتصال مثلث دیده می­شود.

Δ

نماد مداری موتوری که به صورت مثلث دائم در مدار قرار گرفته است، به صورت شکل روبرو می­باشد.

نتیجه: با توجه به اتصال ستاره و مثلث می­توان فهمید که ولتاژ فازی حالت مثلث رادیکال 3 برابر بزرگتر از  ولتاژ فازی در حالت ستاره است. =

بنابراین جریان فازی مثلث نیز رادیکال 3 برابر بزرگتر از  ولتاژ فازی در حالت ستاره خواهد بود. =

و بنابراین جریان خطی مثلث 3 برابر جریان خطی حالت ستاره است. =

پس می­توان در ابتدا موتور را بدون بار و در حالت ستاره راه­اندازی کرد و پس از رسیدن سرعت موتور به سرعت نامی، اتصال آن را به اتصال مثلث تغییر داد. و نهایتا آن را بوسیله کوپلینگهایی به بار متصل ساخت.

چون در حالت ستاره جریان کشیده شده از خط، 3 برابر کمتر از حالت مثلث است، وقتی موتور را بوسیله اتصال ستاره راه­اندازی می­کنیم، جریان کشیده شده از خط، حتی با توجه چند برابر بودن جریان راه­اندازی، کمتر از حالتی است که بخواهیم موتور را مستقیما بوسیله اتصال مثلث راه­اندازی کنیم. پس از رسیدن سرعت موتور به سرعت نامی، اگر آن را به حالت مثلث ببریم جریان 3 برابر خواهد شد، اما به دلیل نبودن در لحظه راه­اندازی، جریان فقط 3 برابر می­شود و نه بیشتر. و این کاملا طبیعی بوده و مشکلی را ایجاد نمی­کند.

*توجه: این روش برای موتورهایی که زیر بار راه­اندازی می­شوند مناسب نیست و بهتر است ابتدا موتور بدون بار و با روش ستاره مثلث راه­اندازی کنیم سپس بوسیله کوپلینگهایی آن را به بار متصل سازیم.

برای استفاده از این روش باید ابتدا به پلاک موتور توجه کنیم. در پلاک برای حالت ستاره و مثلث ولتاژی بیان می­شود. منطقی است که ولتاژ مجاز برای حالت ستاره بیشتر از ولتاژ مجاز برای حالت مثلث باشد. و اگر ولتاژ شبکه مورد استفاده از ولتاژ مجاز قید شده در پلاک بیشتر باشد، نمی­توانیم موتور را در آن حالت به شبکه متصل سازیم. جدول زیر توضیحات فوق را روشن می­سازد.

نماد مداری موتوری که در مدار به صورت ستاره مثلث مورد بهره­برداری قرار می­گیرد، به صورت شکل بالا می­باشد.

3-     روش راه­انداز مقاومتی: از این روش جهت راه­اندازی موتورهای توان بالا استفاده می­شود. در این روش علاوه بر این که جریان موتور از لحظه ره­اندازی تا سرعت نامی کنترل می­شود، گشتاور راه­اندازی  و همچنین گشتاور کار در بالاترین مقدار ممکن می­باشد. در این روش سیم­پیچهای روتور توسط رینگهایی در دسترس می­باشد. در هنگام راه­اندازی مقاومتهای متغییری را در مدا روتور به وسیله رینگها اضافه می­کنند و به مرور و با بالا رفتن سرعت موتور، مقدار مقاومت  متغییر را کم می­کنند. این عمل تا رسیدن سرعت موتور به سرعت نامی ادامه پیدا می­کند. با رسیدن سرعت موتور به سرعت نامی، سرهای روتور مانند روتور قفسی اتصال کوتاه خواهد شد.

این روش بهترین روش برای راه­اندازی موتور الکتریکی آسنکرون می­باشد و با این روش امکان راه­اندازی موتور در زیر بار نامی وجود دارد. اما این روش از نظر اقتصادی پرهزینه می­باشد. زیرا در این روش روتور باید سیم­پیچی شده باشد و همچنین مقاومت متغییری را برای این روش باید در نظر گرفت. و ابزاری نیز برای کنترل صحیح تغییر مقاومت راه­انداز، احتیاج است.

از جدول روبرو می­توان برای انتخاب نحوه راه­اندازی موتور استفاده کرد.

مدار راه­­اندازی موتور الکتریکی سه­فاز آسنکرون به روش مستقیم با کلید زبانه­ای به صورت شکل روبرو است:

در این مدار ولتاژ 3 فاز با وصل کلید به سمت موتور هدایت می­شود. اتصال تخته کلم به صورت مثلث سربندی می­شود. مگر اینکه موتور قابلیت اتصال به صورت مثلث را در شبکه برق موجود نداشته باشد. به عنوان مثال اگر در پلاک عنوان 380/220V - Y/Δ نوشته شده باشد. یعنی اینکه این موتور می­تواند در اتصال ستاره حداکثر به ولتاژ 380V و در اتصال مثلث حداکثر به ولتاژ 220V می­تواند متصل گردد.

بناباین اتصال مثلث این موتور به صورت مثلث در شبکه برق ایران باعث سوختن موتور خواهد شد.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: