موتور های القایی در اتوماسیون صنعتی

موتور های القایی در اتوماسیون صنعتی

 

موتور القایی چیست؟

موتور القایی پرکاربردترین موتور در بین ماشین های الکتریکی است. آنها ارزان و مستحکم هستند و نگهداری آنها نسبت به موتورهای دیگر آسان تر است.

ساختمان موتورهای القایی:

موتورهای القایی دارای ساختار استاتوری شبیه به ماشینهای سنکرون می­باشند. به لحاظ ساختار روتور، موتورهای القایی را می­توان به دو نوع الکتروموتوربا روتور سیم بندی شده و روتور قفسی یا قفس سنجابی تقسیم بندی کرد. در عمده متنهای علمی نیز بر همین دو نوع کلی تقسیم بندی شده­ اند. ساختمان کلی آن شامل دو قسمت اصلی روتور و استاتور و یک قسمت نگهدارنده اجزای آن به نام محفظه می­باشند.

روتور:

در رایج‌ترین نوع روتور (روتور قفس‌سنجابی) این میله‌ها در پایانه خود به صورت الکتریکی و مکانیکی از سوی حلقه‌هایی به هم بسته شده‌اند. کمابیش ۹۰ درصد از موتورهای القایی دارای روتور قفس‌سنجابی می‌باشند و این به خاطر آن است که این نوع روتور ساختاری پایدار و ساده دارد. این روتور از هسته‌ای چند تکه استوانه‌ای با اهرمی که شکافهای همراستا برای جادادن رساناها درون آن دارد پدید آمده‌است. هر شکاف یک میله مسی یا آلومینیومی یا آلیاژی را در بر می‌گیرد. این میله‌ها با زنجیره‌های پایانی آن‌ها عمداً اتصال کوتاه می‌شوند. چون این ساختار درست مانند قفس سنجاب است، این نام برای آن گذاشته شده‌است. میله‌های گردان دقیقاً با محور موازی نیستند، به جای آن به دو دلیل مهم، کمی اریب کار گذاشته می‌شوند؛

1.موتور بدون صدا کارکرده و نیز از هارمونیک‌های شکاف کاسته شود.

2.گرایش روتور به چفت شدن (Hang) کمتر شود. دندانه‌های روتور به دلیل جذب مغناطیسی می‌کوشند که در برابر دندانه‌های استاتور باقی بمانند. این اتفاق هنگامی رخ می‌دهد که شمار دندانه‌های روتور و استاتور برابر باشند.

روتور از سوی مهارهایی (بوشن، یاتاقان) در دو سر محور سوار شده، یک سر محور برای انتقال نیرو بلندتر از طرف دیگر گرفته می‌شود. ممکن است بعضی موتورها محوری فرعی در دیگر سو (غیر گردنده – غیر فرستنده نیرو) برای نصب حسگرهای (سنسور) موقعیت و سرعت داشته باشند. بین استاتور و روتور شکافی هوایی موجود است. بعلت القا، توان از استاتور به روتور برده می‌شود. گشتاور پدید آمده، روتور را می چرخاند.

ویژگی های موتور به طور گسترده ای با ماهیت کاربردشان و نوع وظیفه ای که از آنها انتظار می رود متفاوت هستند به عنوان مثال، برنامه های کاربردی مانند:

1.سرعت ثابت

2.گشتاور ثابت

3.سرعت متغیر

4.وظیفه مداوم

5.متناوب

6.استارت پلکانی/ ناگهانی

7.استارت / توقف مکرر

انواع موتور های القایی بر اساس تعداد فاز:

1.موتور القایی سه‌فاز (خود راه انداز)

2.موتور القایی تک‌فاز (غیر خود راه انداز)

موتور القایی سه‌فاز (خود راه انداز):

موتورهای سه‌فاز به علت استفاده از برق سه‌فاز دارای اختلاف الکتریکی ۱۲۰ درجه‌ای بین هر یک از سیم‌پیچ‌های فازها هستند. این اختلاف موجب چرخیدن موتور با توجه به جهت فازها در سیم‌پیچ‌ها می‌شود و نیاز به سیم‌پیچ راه انداز را از بین می‌برد. در این موتورها با جابه جایی دو فاز می‌توان جهت چرخش این موتورها را تغییر داد.

موتور القایی تک‌فاز (غیر خود راه انداز):

این موتورها به علت استفاده از یک فاز نمی‌توانند در لحظه شروع، موتور را به حرکت درآورند چون اختلاف بین هر قطب ۱۸۰ درجه است که موتور را در حالتی قفل شده نگه می‌دارد. برای رفع این مشکل از یک سیم‌پیچ دیگر به نام سیم‌پیچ راه‌انداز استفاده می‌کنند. این سیم‌پیچ باید دارای اختلاف فاز با سیم‌پیچ اصلی موتور باشد و برای ایجاد این اختلاف فاز از خازن یا سلف استفاده می‌کنند. اختلاف فاز اندک بین جریان سیم‌پیچ اصلی و سیم‌پیچ راه‌انداز موجب حرکت روتور خواهد شد. پس از به حرکت درآمدن روتور به علت وجود اینرسی موتور در همان جهت به چرخش ادامه خواهد داد و نیازی به سیم‌پیچ راه‌انداز نخواهد بود و (در بیشتر موتورهای القایی) این سیم‌پیچ از مدار خارج می‌شود. برای تغییر جهت چرخش در این موتورها باید جهت حرکت جریان در یکی از سیم‌پیچ‌های اصلی یا راه‌انداز را برعکس کرد.

کنترل سرعت در موتور های القایی:

سرعت چرخش میدان دوار در موتورهای القایی تابع فرکانس منبع و تعداد قطب‌های استاتور است. پیش از ظهور الکترونیک قدرت، تغییر فرکانس موتورهای القایی به راحتی ممکن نبود و این کاربرد این نوع موتورها را محدود می‌کرد.

روش‌ها گوناگونی برای تغییر سرعت موتورهای القایی وجود دارد ولی رایج‌ترین روش بهره‌گیری از اینوِرتر است، با این روش می‌توان توان ورودی متوسط موتور را کنترل کرد.

در ادامه مطالب در سایت گروه مهندسی زیروان به دیگر مطالب مهم در اتوماسیون صنعتی می پردازیم…

گروه صنعتی زیروان | Zero One Group

اتوماسیون صنعتی،مشاوره،طراحی و پیاده سازی

گروه صنعتی زیروان | Zero One Group

گروه فنی مهندسی زیروان متشکل از شرکت بازرگانی زیروان سبز البرز و گروه خدمات مهندسی افشار با سالها تجربه در زمینه اجرای پروژه های صنعتی ، تهیه تجهیزات ، مشاوره ، طراحی و نصب خطوط تولید و تاسیسات کارخانجات با ارائه طیف گسترده ای از خدمات ، جایگاه اثر بخشی در جامعه اتوماسیون صنعتی کشور دارا می باشد.
با ما مشورت کنید