تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - موتورهای میدان سیم پیچی شده و قفس سنجابی

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

موتور های میدان سیم پیچی شده


نحوه ایجاد میدان دوار در موتور های یک فاز
موتور های AC تک فاز
معمولی ترین موتور تك فاز موتور سنكرون قطب چاكدار است كه اغلب در دستگاههایی به كارمی روند كه گشتاور پایین نیاز دارند نظیر پنكه های برقی .اجاقهای ماكروویوو دیگر لوازم خانگی كوچك. نوع دیگر موتور ای سی تک فاز موتور القایی است، که اغلب درلوازم بزرگ نظیرماشین لباسشویی وخشك كن لباس به كار می رود. عموماً این موتور ها می‌توانند گشتاورراه اندازی بزرگتری رابااستفاده ازیک سیم پیچ راه اندازبه همراه یک خازن راه انداز و یک کلید گریزاز مرکز ایجاد كنند.
هنگام راه اندازی، خازن و سیم پیچ راه اندازی از طریق یک دسته از کنتاکت های تحت فشار فنر روی کلید گریز از مرکز دوار، به منبع برق متصل می‌شوند. خازن به افزایش گشتاور راه اندازی موتور کمک می‌کند. هنگامی که موتور به سرعت نامی رسید، کلید گریز از مرکز فعال شده، دسته کنتاکتها فعال می‌شود، خازن و سیم پیچ راه انداز سری شده را از منبع برق جدا می‌سازد، در این هنگام موتور تنها با سیم پیچ اصلی عمل می‌کند.
موتور های تک فاز از نظر نوع راه اندازی به انواع موتور با فاز شکسته- موتور با خازن موقت - موتور باخازن موقت و خازن دایم- موتور انیورسال - موتور با قطب چاکدار تقسیم بندی میشوند. در میان موتور های تک فاز موتور انیورسال که در وسایل خانگی مثل جارو برقی -چرخ گوشت کاربرد دارند از گشتاور و سرعت بالایی برخوردار هستند

فیوز
فیوزهای اتوماتیک
فیوز مینیاتوری
ساختمان فیوز فشنگی با توپی پیچی
انواع فیوز از لحاظ نوع کارکرد
فیوزهای کند کار
کنتاکتورها
ساختمان کنتاکتور
اجزای تشکیل دهنده یک نوع کنتاکتور عبارتند از
مزایای استفاده از کنتاکتورها
مزایای استفاده از کنتاکتور:
کنتاکتورها نسبت به کلیدهای دستی صنعتی مزایایی به شرح زیر دارند:
- مصرف کننده می تواند از راه دور کنترل می شود.
- مصرف کننده میتواند از چند محل کنترل شود.
- امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود
دارد.
- سرعت قطع و وصل کلید زیاد و استهلاک آن کم است.
- از نظر حفاظتی مطمئن ترند و حفاظت مطمئن تر و کامل تری دارند.
- عمر موثرشان بیشتر است.
- هنگام قطع برق،مدار مصرف کننده نیز قطع می شود و به استارت مجدد پیدا میکند؛در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلو گیری می کند.
کنتاکتور برای جریان های AC وDC ساخته میشود.تفاوت این دو کنتاکتور در این است که در کنتاکتور های AC از یک حلقه اتصال کوتاه برای جلوگیری از لرزش حاصل از فرکانس برق استفاده می شود. نیروی کششی یک مغناطیس الکتریکی جریان متناوب،متناسب با مجذور جریان عبوری از آن و در نتیجه متناسب با مجذور اندکسیون مغناطیسی است. تعداد دفعاتی که این نیرو ماکزیمم و صفر می شود، به اندازه دو برابر فرکانس شبکه خواهد گردید.در نتیجه ،در لحظاتی که مقدار نیروی کششی بیشتر از نیروی مقاوم فنر های کنتاکتور باشد ،هسته کنتاکتور جذب می شود و در لحظاتی که مقدار نیروی کششی کمتر از مقدار نیروی فنر ها شود،هسته متحرک هسته نیز آزاد شده و به محل اول خود باز می گردد.
بدین ترتیب در هسته متحرک لرزش و صدا ایجاد خواهد شد این نوسانات را می توان به وسیله یک حلقه بسته در سطح قطب ها جا سازی شده و حدود نصف تا 3/2 سطح هر قطب را پوشانده است از بین برد و لرزش آن را برطرف کرد. عمل این حلقه آن است که مانند سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتوری که در حالت اتصال کوتاه قرار گرفته است،از آن جریان القایی عبور میکند و باعث ایجاد فوران مغناطیسی فرعی در مدار هسته می شود. این فوران فرعی با فوران اطلی اختلاف فاز دارد و در زمانی که نیروی کششی حاطل از فوران اطلی صفر باشد ،نیروی کششی حاصل از فوران اصلی ماکزیمم خواهد بود و در حالتی که نیروی حاصل از فوران ماکزییم باشد ،این نیرو صفر خواهد بود و چون جمع این دو نیرو به هسته متحرک اثر میکند،نیروی کششی در هر لحظه از نیروی مقاومت فنر بیشتر خواهد بود.
ولتاژ تغذیه بوبین متفاوت است و از 24 تا 380ولت ساخته می شود. در اکثر کشورهای صنعتی برای حفاظت بیشتر ،تغذیه بوبین کنتاکتور را زیر ولتاژ حفاظت شده (65ولت)انتخاب میکنند. و یا برای تغذیه مدار فرمان ،ترانسفورماتور مجزا کننده به کار می برند.
شناخت مشخصات کنتاکتور
نوع کنتاکتور
با توجه به نوع مصرف کننده و شرایط کار ،کنتاکتورها دارای قدرت و جریان عبوری مشخصی برای ولتاژهای مختلف هستنند. بنابراین باید به جدول و مشخصات کنتاکتور توجه کافی مبذول کرد و انخاب کنتاکتور را منطبق بر مشخصات مورد نیاز قرار داد.
برای اتصال مصرف کننده به شبکه باید از کلید یا کنتاکتوری با مشخصات مناسب استفاده کرد که کنتاکت های آن تحمل جریان راه اندازی و جریان دائمی را داشته باشد و همچنین در صورت اتصال کوتاه،جریان لحظه ای زیادی که از مدار عبور می کند. و یا جرقه ای که هنگام اتصال مدار ایجاد می شود ،صدمه ای به کلید نزند.
بدین منظور و برای این که بتوانیم پس از طراحی مدار ،کنتاکتور مناسب را برای اتصال مصرف کننده به شبکه انتخاب کنیم،باید با مقادیر نامی مربوط به کنتاکتور آشنا شویم.برای انتخاب کنتاکتور در قدرت های مختلف می توان از جدول های آن استفاده کرد.

طبقه بندی موتور های قفس سنجابی
موتور های قفس سنجابی القائی سه فاز بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. متناسب با هر كار برد ، مشخصه‌های خاصی از سرعت –گشتاور وسرعت جریان لازم است . باانتخاب مناسب رتور از نظر مقاومت و راكتانس و میزان عمق شیار و یا دوبل بودن آن می توان موتور ی طراحی نمود كه مشخصه های مورد نیاز را داشته باشد . موتور های با ظرفیت بالابرای كار بردهای خاص طراحی می شوند . در موتور های متوسط و كوچك (در حدود كمتر از 150كیلو وات ) طراحی بر اساس طبقه بندی های استاندارد انجام می‌شود . استانداردهای فوق با توجه به مشخصه های سرعت – گشتاور و سرعت – جریان در طول زمان و برای برآورده شدن نیازهای اكثر موتور های القائی تعیین شده اند . در كار بردهای مهندسی ، انتخاب بگونه ای انجام می شود كه مشخصه موتور به مشخصه مورد نیاز نزدیكترین حالت باشد . برخی از كشورها استاندارها ی خاصی برای خود وضع نموده اند.
یك موتور كلاس A ،دارای رتوری با مقاومت و راكتانس كم است و لغزش كوچك ، بازدهی و ضریب قدرت بالا در بار نامی ، گشتاور شكست بالا ،گشتاور راه انداز معمولی ، وجریان راه انداز ی بالایی دارد . موتور كلاس A ، رفتار مناسبی در حالت كار دائم از خود نشان میدهد . ولی رفتار راه اندازی مطلوبی ندارد. لغزش با ر كامل از 2% در موتور های با ظرفیت بالا تا 4% در موتور های با ظرفیت پائین تغییر می كند . گشتاور شكست دو برابر گشتاور نامی است . محدوده گشتاور راه اندازی از گشتاور نامی برای موتور های بزرگ تا دو برابر گشتاور نامی برای موتور های كوچك می‌باشد در موتور های بزرگ جریان راه‌اندازی 8 برابر جریان نامی و در موتور های كوچك 5 برابر جریان نامی است.
یك موتور كلاس B ، نیز دارای لغزش نامی كوچك وگشتاور راه اندازی معمولی است. جریان راه انداز موتور كلاس B ، 70 تا 80 دصد جریان راه اندازی موتور كلاسA مشابه است. زیرا راكتانس رتور یك موتور كلاس B بزرگتر از راكتانس موتور مشابه كلاس A است . گشتاور راه اندازی با استفاده از یك رتور شیار عمیق یا دوبل فراهم می شود. بعلت افزایش راكتانس پراكندگی رتور ، گشتاور شكست از2 برابر گشتاور نامی كمی كمتر است . همچنین ضریب قدرت در بار نامی كمی تقلیل می یابد .
در موتور كلاس C از رتور دوبل استفاده می شود .مقاوم رتور در لحظه راه اندازی از مقاومت موتور مشابه كلاس B بیشتر می باشد . همچنین جریان راه اندازی كوچكی دارد. در موتور كلاس C در مقایسه با كلاسB مشابه گشتاور شكست كوچكتر ، راندمان بار نامی كمتر و لغزش بار نامی بزرگتر (لغزش كمتر از 5% ) دارد.
موتور قفس سنجابی كلاس Dبه صورت تك شیار بامقاومت بزرگ و راكتانس كم طراحی می شود .گشتاور راه انداز بالا ( در حدود 3تا 4 برابر گشتاور نامی ) و جریان راه اندازی آن كوچك است .
ولی علیرغم اصلاح مشخصه در حالت راه اندازی مشخصه حالت كار دائم نا مناسبی را از خود نشان می دهد . ا زجمله می توان به لغزش با نامی بالا ( 5 الی 50 درصد) و راندمان كاری كم اشاره نمود .
كلاس F تركیبی از مشخصه های مناسب در كار ائم ( لغزش 2 الی 4 درصد ) وجریان راه اندازی كوچك را دارد . ولی در مقابل گشتاور راه انداز وشكست كمی را ایجاد می كند .به همین دلیل ، بر خلاف موتور های قفس سنجابی كار برد وسیعی ندارد.

موتور های القائی با رتور سیم بندی شده
یكی از ویژگی های موتور های القائی رتور سیم بندی شده است به موتور های قفس سنجابی آن است كه به مصالحه بین مشخصات حالت راه اندازی و كار دائم، نیازی ندارد . سیم بندی رتور بامقاومت كوچك طراحی می‌گردد و بطوریكه در حالت دائم راندمان مناسب و لغزش كوچكی ایجاد می شود.مشخصه ای راه اندازی با اضافه نمودن مقاومت درمدار رتور اصلاح می شوند .
در شرایطی كه به گشتاور راه اندازی بزرگ نیاز باشد ، مقاومت خارجی رتور چنان تعیین می كند تا بیشترین گشتاور در راه اندازی ایجاد گردد. این عمل كاهش جریان راه انداری را نیز به دنبال دارد و به محض آنكه رتور سرعت گرفت مقاومت خارجی موتور كاهش می یابد. بطور یكه موتور در مرحله راه اندازی با بیشترین گشتاور شتاب گیری می كند . از آنجائی كه قسمت اعظم تلفات رتور در مقاومت خارجی ایجاد می شود ، افزایش دمای رتور در شرایط راه اندازی كم است . انتخاب مقاومت مناسب رتور ، باعث می شود كه از بیشترین ظرفیت گشتاور استفاده شود ، بنابراین در كاربردهایی كه به راه اندازی و شرایط ترمزی پی در پی نیاز باشد(با گشتاور بالا ) از موتور رتور سیم بندی شده استفاده می شود.
بخاطر در دسترس بودن سیم بندی رتور ، قابلیت انعطاف و كنترل پذیری موتور های رتور سیم بندی شده بیش از موتور های قفس سنجابی است . زیرا هم امكان تغییر مقاومت رتور و هم تزریق ولتاژ به رتور وجود دارد . ولی در مقابل ضعفهایی نسبت به موتور قفس سنجابی دارد . از جمله می توان به قیمت بالا ، نیاز به نگهداری و تعمیر مكرر جاروبك و حلقه های لغزان رتور و كاهش استحكام رتور اشاره نمود .. لذا همانند موتور های قفس سنجابی كار برد وسیعی ندارد.

راه‌اندازی
زمانیكه موتور های القایی بطور مستقیم به ولتاژ خط متصل شود ، جریان راه اندازی بزرگی را می كشد . در شرایطی كه امپدانس داخلی منبع تغذیه بزرگ و یا ظرفیت جریان خروجی آن محدود باشد ، راه اندازی موتور موجب افت ولتاژ خط می شود . درنتیجه سایر بارهای متصل به آن منبع تغذیه دچار اشكال می گردند . لذا لازم است با استفاده از روشهایی ، جریان راه اندازی محدود شود . رفتار موتور های قفس سنجابی در شرایط راه اندازی با توجه به نوع آن (كلاس موتور )متفاوت می باشد ، همانطور كه در بخش 5-1-3 بدان اشاره شد . راه اندازی موتور های رتور سیم پیچی شده با افزایش مقاومت خارجی رتور انجام می شود و جریان راه اندازی نیز محدود می شو كه در بخش 5-1-4 بدان اشاره شد . روش های دیگری هم وجود دارد كه هم در مورد موتور های قفس سنجابی و هم در مورد رتور سیم بندی شده كار برد دارند . بطور مثال می توان از كاهش ولتاژ تغذیه ، تغییر فركانس استا تور و یا افزایش امپدانس استا تور نام برد. در موتور های رتور سیم بندی شده همچنین از تزریق ولتاژ درمدار رتور نیز به منظور كاهش جریان راه اندازی می توان استفاد نمود . از این روشها بجز روش افزایش امپدانس استاتور در كنترل سرعت موتور ها نیز استفاده می شود كه در قسمتهای بعدی این فصل مورد بحث قرار می گیرند.
از روشهای متعارف كاهش جریان راه اندازی ، كاهش ولتاژ تغذیه است كه توسط كلید ستاره – مثلث ویا اتوترانس انجام می شود .روش ستاره – مثلث در موتور های قابل استفاده است كه در شرایط عادی بصورت مثلث مورد بهره برداری قرار می گیرند . با تغییر سیم بندی از مثلث به ستاره ولتاژ و جریان راه اندازی با ضریب و گشتاور راه‌اندازی با ضریب تقلیل می یابند . در راه اندازی با اتو ترانس با نسبت تبدیل ar ، جریان راه اندازی و گشتاور راه اندازی به ترتیب با ضرایب و تقلیل می یابند . در هر دو روش در تغییر وضیعت از حالت راه اندازی به حالت دائم اگر از كلید استفاده شود ، امكان بروز جریان های گذرا با دامنه بالا وجو دارد . قطع كلید از منبع تغذیه باعث می‌شود كه جریان استا تور صفر شود و میدان گردان استا تور حذف شود . بواسطه ثابت زمانی بزرگ رتور جریان در رتور ادامه می‌یابد ، و میدان رتور باعث القای ولتاژ بر روی سیم‌بندی استاتور می‌گردد . فاز ولتاژ القائی در استا تور بستگی به وضیعت میدان رتور دارد و مستقل از فاز ولتاژ شبكه می باشد . در لحظه وصل مجدد موتور به شبكه ای با ولتاژ جدید ممكن است فاز ولتاژ القائی ناشی از میدان رتور و شبكه درفاز مقابل قرار گیرند و درنتیجه جریان هجومی شدیدی ایجاد گردد.
موتور های بزرگ معمولا با 2 سیم بندی در استاتور طراحی می شوند . بطوریكه در حالت عادی معمولا هر دو سیم بندی بطور موازی در مدار قرار می گیرند و در طی مرحله راه اندازی فقط یكی از سیم بندی ها در مدار قرار می گیرد. این امر باعث افزایش امپدانس معادل موتور شده و درنتیجه جریان راه اندازی محدود می شود . این روش بنام روش راه اندازی با سیم بندی كسری نامیده می شود .

ترمز كردن
همانند موتور های dc روشهای متفاوتی در ترمز الكتریكی موتور های القائی مورد استفاده قرار می گیرند كه به 3 دسته زیر تقسیم میشوند :
ترمز ژنراتور ی
ترمز با معكوس كردن تغذیه
ترمز دینامیكی یا رئوستا یی
بر خلاف موتور های dc تومر دینامیكی در موتور های القایی از چند طریق امكان پذیر است .

كنترل سرعت
در این بخش اصول روشهای كنترل سرعت محركه های الكتریكی كه در آنها ازمبدل‌های نیمه هادی كنترل شده استفاده می شود مورد بررسی قرار می گیرد . روشهای مرسوم عبارتند از :
كنترل با منبع ولتاژ متغیر فركانس ثابت
كنترل با منبع ولتاژ فركانس متغیر
كنترل مقاومت رتور
كنترل از روش تزریق ولتاژ در مدار رتور
روشهای 1و2 در مورد موتور های قفس سنجابی و رتور سیم بندی شده وروشهای 3و 4 فقط در موتور های رتور سیم بندی شده قابل استفاده هستند .

كنترل سرعت با منبع ولتاژ متغیر و فركانس ثابت
گشتاور فاصله هوایی در موتور القائی متناسب با مجذور ولتاژ تغذیه است .
شكل كلی منحنی ها ی سرعت - گشتاور مشابه است ولی با مجذور ولتاژ تغییر می نماید . كنترل سرعت ، باتغییر ولتاژ تغذیه به گونه ا ی انجام می شود كه در سرعت مورد نظر گشتاور بار بوسیله موتور تامین می شود . از آنجایی كه افزایش ولتاژ بالاتر از ولتاژ نامی مجاز نمی باشد بنا بر این در این روش ، افزایش سرعت تا سرعت نامی امكان پذیر است .
چون گشتاو در لغزش مشخص با مجذور ولتاژ متناسب است ،لذا جریان رتور مستقیما متناسب با ولتاژ تغذیه است .در نتیجه نسبت گشتاور به جریان با كاهش ولتاژ تغذیه كاهش می یابد . همچنین گشتاور موجود برای یك بار گذاری حرارتی مشخص برای موتور كاهش می یابد .گشتاور شكست نیز با مجذورولتاژ كم می شود . بنا براین بهره برداری در سرعتها ی پایین و با شرایط حرارتی طبیعی موتور ، در صورتی امكان پذیر است كه گشتاور بار با كاهش سرعت تقلیل یابد بطور مثال میتوان به بارهای پنكه ای بعنوان این دسته از بار های متغیر اشاره نمود.
برای داشتن محدوده وسیعی ا زتغییرا ت سرعت ،لازم است از موتور های با لغزش نامی بالا استفاده شود و بنا براین موتور های كلاس D قفس سنجابی با لغزش بین 10 تا 20 درصد در بار نامی و یا موتور های رتور سیم بندی شده با مقاومت خارجی بالا بكار گرفته می‌شوند. در موتور های رتور سیم‌بندی شده بواسطه آنكه تلفات مسی رتور در مقاومت خارجی ایجاد می شود ( خارج از رتور )نسبت به موتور های كلاسD مناسبتر می باشند . لذا می توان از موتور های كوچكتری نیز استفاده نمود و اما این امر لزوما منجر به داشتن محركه با هزینه پایین تر نیست ، چونكه هزینه های بالاتر مربوط به نگهداری یك موتور رتور سیم بندی شده و همچنین مقاومتها ی اضافی خارجی وجود دارد.
اگر از تلفات گردشی، تلفات مسی استاتور و تلفات هسته صرف نظر شود ،راندمان موتور از معادله (5-15) به صورت زیر بدست می آید .
(5-25)
معادلات (5-15) و (5-19) نشان می دهند كه با افزایش لغزش ، قدرت حاصله كاهش و تلفات مسی رتور افزایش می یابند . در نتیجه راندمان موتور در سرعتهای كم ، كاهش زیادی خواهد داشت .

موتور با روتور پیچشی
موتور با حلقه لغزان یا موتور روتور پیچشی نوعی از موتور القایی قفس سنجابی است.درحالی كه استاتور در این موتور همانند موتور قفس سنجابی است یك سری از پیچه ها را روی روتور خود دارد كه در حالت مداركوتاه نیستند ولی به یك سری از رینگهای لغزان ختم می شوند.این پیچه ها در اضافه كردن مقاومتها و خازنهای خارجی سودمندند.اسلیپ لازم برای تولید گشتاور بیشینه نهایی مستقیما با مقاومت روتور متناسب است.در موتور با حلقه لغزان مقاومت موثر روتور با اضافه كردن مقاومت خارجی میان حلقه های لغزان كاهش می یابد.
بنابراین امكان بدست آوردن لغزش بیشتر و همچنین گشتاور بیشینه نهایی در سرعتهای كمتر وجود دارد.
یك مقاومت خارجی می توانددر سرعت تقریبا صفر را نتیجه دهد كه گشتاو بیشینه نهایی بسیار زیادی با جریان استارت كم را تولید می كند.هنگامی كه موتور شتاب می گیرد مقدار مقاومت می تواند كاهش یابد تا مشخصات موتور برای كارهایی با فشار زیاد مناسب شود.هنگامی كه موتور به سرعت اصلی میرسد خازنهای خارجی از مدار خارج می شوند و این یدین معنی است كه اكنون موتور به عنوان یك موتور القایی استاندارد كار می كند.
این نوع موتور برای فشارهای مانا (كارهایی با فشار ثابت) كه درآنها گشتاور نهایی باید در سرعت تقریبا صفر تولید شده و موتور دركمترین زمان و با كمترین مصرف جریان تا سرعت بیشینه شتاب گیرد ایده آل است.



قسمت پایینی موتور با حلقه لغزان كه در آن حلقه ها به همراه مجموعه براشها است به نگهداری منظم نیاز داردكه از نظر قیمت , استاندارد بودن آن را به عنوان یك موتور قفس سنجابی غیر ممكن می كند.اگر پیچه ها كوتاهتر شوده و استارت زده شود معمولا جریان بالااز روتور در حالت متوقف عبورمی كند كه در حد 1400 درصد است.درحالیكه در این حالت درآن گشتاوری در حد 60درصد تولید مینماید كه در بسیاری از كاربریها چنین امكان پشتیبانی چنین چیزی نیست.با تغییر مقاومتهای روتور منحنی سرعت گشتاور تعدیل می گرددكه بدان وسیله سرعتی كه درآن موتور در فشاری مخصوص كارمی كند تعدیل می شود.ظرفیت تكمیل فشار میتواند سرعت را تا 50درصد سرعت سنكرون كاهش دهد.خصوصا هنگامی كه فشار , از انواعی با نیاز به گشتاور – سرعتهای مختلف مثل پرسهای چاپ یا كمپرسورها است . كاهش سرعت تا زیر 50 درصد بازده را به خاطر اتلاف انرژی در مقاومتها به شدت كاهش میدهد.این نوع موتور در كاربریهایی با چرخش با گشتاور و سرعتهای مختلف مانند پرسهای چاپ , كمپرسورها , تسمه نقاله ها , بالابرنده ها و آسانسورها مورد استفاده قرار می گیرد.
اشكالات معمول و تعمیر آنها
1-اگر یك موتور چند فاز راه نیفتد اشكال ممكن است از موارد زیر باشد:
الف) فیوز سوخته است.
ب) یاتاقانها فرسوده شده اند.
ج) بار موتور زیاد است.
د) فاز قطع شده است.
ھ) یك كلاف یا یك گروه كلاف اتصال كوتاه شده است.
و) مفتول های رتور شل شده اند.
د) اتصالات داخلی غلط می باشند.
ح) یاطاقان گریپاژ كرده.
ط) كنترولر خراب است.
ی)سیم پیچی به بدنه اتصال دارد.

2-اگر موتور چند فاز خوب كار نكند اشكالات ممكن است به شرح زیر باشند:
الف) فیوز سوخته است.
ب) یاطاقانها فرسوده شده اند.
ج) كلاف اتال كوتاه شده است.
د) فاز معكوس شده است.
ھ) فاز قطع شده است.
و) اتصالات موازی قطع اند.
ز) سیم پیچی به بدنه اتصال دارد.
ح) مفتول های رتور شل شده اند.
ط) ولتاژ با فركانس صحیح نمی باشد.

3-اگر موتور به آهستگی بچرخد ممكنست كه اشكالات زیر پیش آمده باشد:
الف)كلاف یا گروه كلاف اتال كوتاه شده باشند.
ب)كلاف یا گروه معكوس باشند.
ج) یاطاقانها فرسوده شده اند.
د) بار اضافی روی موتور افتاده است.
ھ) اتصالات غلط اند(فاز معكوس شده است.)
و) مفتول های رتور شل شده اند.

4-اگر موتور خیلی داغ شود:
الف) بار موتور زیاد است.
ب) یاطاقانها فرسوده شده اندیا تنگ می باشند.
ج) كلاف یا گروه اتال كوتاه است.
د) موتور با یك فاز می چرخد.
ھ) مفتول های رتور شل شده اند.

اساس کار موتور القایی سه فاز
با یک آهنربای نعلی شکل و یک قطعه آلومینیومی می توان مجموعه ای با محور مشترک ساخت . چنانچه آهنربا حول محور مشترک با سرعت کافی به حرکت در آید ، قطعه آلومینیومی شروع به چرخیدن در جهت آهنربا خواهد کرد . زیرا با قطع خطوط میدان مغناطیسی آهنربا توسط قطعه آلومینیومی ، در آن جریان القا شده و این جریان القایی نیز به نوبه خود یک میدان مغناطیسی به وجود می آورد که از تاثیر متقابل آن با میدان آهنربا گشتاوری ایجاد شده قطعه آلومینیومی شروع به حرکت خواهد کرد . سرعت حرکت قطعه آلومینیومی الزاما کمتر از سرعت حرکت آهنربا خواهد بود تا امکان قطع خطوط میدان توسط آن باشد . این مجموعه ساده نشان دهنده اساس کار موتور القایی است .

 

طبقه بندی موتور های قفس

سنجابی

 

 


موتور های قفس سنجابی القائی سه فاز بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. متناسب با هر كار برد ، مشخصه‌های خاصی از سرعت –گشتاور وسرعت جریان لازم است . باانتخاب مناسب رتور از نظر مقاومت و راكتانس و میزان عمق شیار و یا دوبل بودن آن می توان موتور ی طراحی نمود كه مشخصه های مورد نیاز را داشته باشد . موتور های با ظرفیت بالابرای كار بردهای خاص طراحی می شوند . در موتور های متوسط و كوچك (در حدود كمتر از 150كیلو وات ) طراحی بر اساس طبقه بندی های استاندارد انجام می‌شود . استانداردهای فوق با توجه به مشخصه های سرعت – گشتاور و سرعت – جریان در طول زمان و برای برآورده شدن نیازهای اكثر موتور های القائی تعیین شده اند . در كار بردهای مهندسی ، انتخاب بگونه ای انجام می شود كه مشخصه موتور به مشخصه مورد نیاز نزدیكترین حالت باشد . برخی از كشورها استاندارها ی خاصی برای خود وضع نموده اند.
یك موتور كلاس A ،دارای رتوری با مقاومت و راكتانس كم است و لغزش كوچك ، بازدهی و ضریب قدرت بالا در بار نامی ، گشتاور شكست بالا ،گشتاور راه انداز معمولی ، وجریان راه انداز ی بالایی دارد . موتور كلاس A ، رفتار مناسبی در حالت كار دائم از خود نشان میدهد . ولی رفتار راه اندازی مطلوبی ندارد. لغزش با ر كامل از 2% در موتور های با ظرفیت بالا تا 4% در موتور های با ظرفیت پائین تغییر می كند . گشتاور شكست دو برابر گشتاور نامی است . محدوده گشتاور راه اندازی از گشتاور نامی برای موتور های بزرگ تا دو برابر گشتاور نامی برای موتور های كوچك می‌باشد در موتور های بزرگ جریان راه‌اندازی 8 برابر جریان نامی و در موتور های كوچك 5 برابر جریان نامی است.
یك موتور كلاس B ، نیز دارای لغزش نامی كوچك وگشتاور راه اندازی معمولی است. جریان راه انداز موتور كلاس B ، 70 تا 80 دصد جریان راه اندازی موتور كلاسA مشابه است. زیرا راكتانس رتور یك موتور كلاس B بزرگتر از راكتانس موتور مشابه كلاس A است . گشتاور راه اندازی با استفاده از یك رتور شیار عمیق یا دوبل فراهم می شود. بعلت افزایش راكتانس پراكندگی رتور ، گشتاور شكست از2 برابر گشتاور نامی كمی كمتر است . همچنین ضریب قدرت در بار نامی كمی تقلیل می یابد .
در موتور كلاس C از رتور دوبل استفاده می شود .مقاوم رتور در لحظه راه اندازی از مقاومت موتور مشابه كلاس B بیشتر می باشد . همچنین جریان راه اندازی كوچكی دارد. در موتور كلاس C در مقایسه با كلاسB مشابه گشتاور شكست كوچكتر ، راندمان بار نامی كمتر و لغزش بار نامی بزرگتر (لغزش كمتر از 5% ) دارد.
موتور قفس سنجابی كلاس Dبه صورت تك شیار بامقاومت بزرگ و راكتانس كم طراحی می شود .گشتاور راه انداز بالا ( در حدود 3تا 4 برابر گشتاور نامی ) و جریان راه اندازی آن كوچك است .
ولی علیرغم اصلاح مشخصه در حالت راه اندازی مشخصه حالت كار دائم نا مناسبی را از خود نشان می دهد . ا زجمله می توان به لغزش با نامی بالا ( 5 الی 50 درصد) و راندمان كاری كم اشاره نمود .
كلاس F تركیبی از مشخصه های مناسب در كار ائم ( لغزش 2 الی 4 درصد ) وجریان راه اندازی كوچك را دارد . ولی در مقابل گشتاور راه انداز وشكست كمی را ایجاد می كند .به همین دلیل ، بر خلاف موتور های قفس سنجابی كار برد وسیعی ندارد.

موتور های القائی با رتور سیم بندی شده
یكی از ویژگی های موتور های القائی رتور سیم بندی شده است به موتور های قفس سنجابی آن است كه به مصالحه بین مشخصات حالت راه اندازی و كار دائم، نیازی ندارد . سیم بندی رتور بامقاومت كوچك طراحی می‌گردد و بطوریكه در حالت دائم راندمان مناسب و لغزش كوچكی ایجاد می شود.مشخصه ای راه اندازی با اضافه نمودن مقاومت درمدار رتور اصلاح می شوند .
در شرایطی كه به گشتاور راه اندازی بزرگ نیاز باشد ، مقاومت خارجی رتور چنان تعیین می كند تا بیشترین گشتاور در راه اندازی ایجاد گردد. این عمل كاهش جریان راه انداری را نیز به دنبال دارد و به محض آنكه رتور سرعت گرفت مقاومت خارجی موتور كاهش می یابد. بطور یكه موتور در مرحله راه اندازی با بیشترین گشتاور شتاب گیری می كند . از آنجائی كه قسمت اعظم تلفات رتور در مقاومت خارجی ایجاد می شود ، افزایش دمای رتور در شرایط راه اندازی كم است . انتخاب مقاومت مناسب رتور ، باعث می شود كه از بیشترین ظرفیت گشتاور استفاده شود ، بنابراین در كاربردهایی كه به راه اندازی و شرایط ترمزی پی در پی نیاز باشد(با گشتاور بالا ) از موتور رتور سیم بندی شده استفاده می شود.
بخاطر در دسترس بودن سیم بندی رتور ، قابلیت انعطاف و كنترل پذیری موتور های رتور سیم بندی شده بیش از موتور های قفس سنجابی است . زیرا هم امكان تغییر مقاومت رتور و هم تزریق ولتاژ به رتور وجود دارد . ولی در مقابل ضعفهایی نسبت به موتور قفس سنجابی دارد . از جمله می توان به قیمت بالا ، نیاز به نگهداری و تعمیر مكرر جاروبك و حلقه های لغزان رتور و كاهش استحكام رتور اشاره نمود .. لذا همانند موتور های قفس سنجابی كار برد وسیعی ندارد.

راه‌اندازی
زمانیكه موتور های القایی بطور مستقیم به ولتاژ خط متصل شود ، جریان راه اندازی بزرگی را می كشد . در شرایطی كه امپدانس داخلی منبع تغذیه بزرگ و یا ظرفیت جریان خروجی آن محدود باشد ، راه اندازی موتور موجب افت ولتاژ خط می شود . درنتیجه سایر بارهای متصل به آن منبع تغذیه دچار اشكال می گردند . لذا لازم است با استفاده از روشهایی ، جریان راه اندازی محدود شود . رفتار موتور های قفس سنجابی در شرایط راه اندازی با توجه به نوع آن (كلاس موتور )متفاوت می باشد ، همانطور كه در بخش 5-1-3 بدان اشاره شد . راه اندازی موتور های رتور سیم پیچی شده با افزایش مقاومت خارجی رتور انجام می شود و جریان راه اندازی نیز محدود می شو كه در بخش 5-1-4 بدان اشاره شد . روش های دیگری هم وجود دارد كه هم در مورد موتور های قفس سنجابی و هم در مورد رتور سیم بندی شده كار برد دارند . بطور مثال می توان از كاهش ولتاژ تغذیه ، تغییر فركانس استا تور و یا افزایش امپدانس استا تور نام برد. در موتور های رتور سیم بندی شده همچنین از تزریق ولتاژ درمدار رتور نیز به منظور كاهش جریان راه اندازی می توان استفاد نمود . از این روشها بجز روش افزایش امپدانس استاتور در كنترل سرعت موتور ها نیز استفاده می شود كه در قسمتهای بعدی این فصل مورد بحث قرار می گیرند.
از روشهای متعارف كاهش جریان راه اندازی ، كاهش ولتاژ تغذیه است كه توسط كلید ستاره – مثلث ویا اتوترانس انجام می شود .روش ستاره – مثلث در موتور های قابل استفاده است كه در شرایط عادی بصورت مثلث مورد بهره برداری قرار می گیرند . با تغییر سیم بندی از مثلث به ستاره ولتاژ و جریان راه اندازی با ضریب و گشتاور راه‌اندازی با ضریب تقلیل می یابند . در راه اندازی با اتو ترانس با نسبت تبدیل ar ، جریان راه اندازی و گشتاور راه اندازی به ترتیب با ضرایب و تقلیل می یابند . در هر دو روش در تغییر وضیعت از حالت راه اندازی به حالت دائم اگر از كلید استفاده شود ، امكان بروز جریان های گذرا با دامنه بالا وجو دارد . قطع كلید از منبع تغذیه باعث می‌شود كه جریان استا تور صفر شود و میدان گردان استا تور حذف شود . بواسطه ثابت زمانی بزرگ رتور جریان در رتور ادامه می‌یابد ، و میدان رتور باعث القای ولتاژ بر روی سیم‌بندی استاتور می‌گردد . فاز ولتاژ القائی در استا تور بستگی به وضیعت میدان رتور دارد و مستقل از فاز ولتاژ شبكه می باشد . در لحظه وصل مجدد موتور به شبكه ای با ولتاژ جدید ممكن است فاز ولتاژ القائی ناشی از میدان رتور و شبكه درفاز مقابل قرار گیرند و درنتیجه جریان هجومی شدیدی ایجاد گردد.
موتور های بزرگ معمولا با 2 سیم بندی در استاتور طراحی می شوند . بطوریكه در حالت عادی معمولا هر دو سیم بندی بطور موازی در مدار قرار می گیرند و در طی مرحله راه اندازی فقط یكی از سیم بندی ها در مدار قرار می گیرد. این امر باعث افزایش امپدانس معادل موتور شده و درنتیجه جریان راه اندازی محدود می شود . این روش بنام روش راه اندازی با سیم بندی كسری نامیده می شود .

ترمز كردن
همانند موتور های dc روشهای متفاوتی در ترمز الكتریكی موتور های القائی مورد استفاده قرار می گیرند كه به 3 دسته زیر تقسیم میشوند :
ترمز ژنراتور ی
ترمز با معكوس كردن تغذیه
ترمز دینامیكی یا رئوستا یی
بر خلاف موتور های dc تومر دینامیكی در موتور های القایی از چند طریق امكان پذیر است .

كنترل سرعت
در این بخش اصول روشهای كنترل سرعت محركه های الكتریكی كه در آنها ازمبدل‌های نیمه هادی كنترل شده استفاده می شود مورد بررسی قرار می گیرد . روشهای مرسوم عبارتند از :
كنترل با منبع ولتاژ متغیر فركانس ثابت
كنترل با منبع ولتاژ فركانس متغیر
كنترل مقاومت رتور
كنترل از روش تزریق ولتاژ در مدار رتور
روشهای 1و2 در مورد موتور های قفس سنجابی و رتور سیم بندی شده وروشهای 3و 4 فقط در موتور های رتور سیم بندی شده قابل استفاده هستند .

كنترل سرعت با منبع ولتاژ متغیر و فركانس ثابت
گشتاور فاصله هوایی در موتور القائی متناسب با مجذور ولتاژ تغذیه است .
شكل كلی منحنی ها ی سرعت - گشتاور مشابه است ولی با مجذور ولتاژ تغییر می نماید . كنترل سرعت ، باتغییر ولتاژ تغذیه به گونه ا ی انجام می شود كه در سرعت مورد نظر گشتاور بار بوسیله موتور تامین می شود . از آنجایی كه افزایش ولتاژ بالاتر از ولتاژ نامی مجاز نمی باشد بنا بر این در این روش ، افزایش سرعت تا سرعت نامی امكان پذیر است .
چون گشتاو در لغزش مشخص با مجذور ولتاژ متناسب است ،لذا جریان رتور مستقیما متناسب با ولتاژ تغذیه است .در نتیجه نسبت گشتاور به جریان با كاهش ولتاژ تغذیه كاهش می یابد . همچنین گشتاور موجود برای یك بار گذاری حرارتی مشخص برای موتور كاهش می یابد .گشتاور شكست نیز با مجذورولتاژ كم می شود . بنا براین بهره برداری در سرعتها ی پایین و با شرایط حرارتی طبیعی موتور ، در صورتی امكان پذیر است كه گشتاور بار با كاهش سرعت تقلیل یابد بطور مثال میتوان به بارهای پنكه ای بعنوان این دسته از بار های متغیر اشاره نمود.
برای داشتن محدوده وسیعی ا زتغییرا ت سرعت ،لازم است از موتور های با لغزش نامی بالا استفاده شود و بنا براین موتور های كلاس D قفس سنجابی با لغزش بین 10 تا 20 درصد در بار نامی و یا موتور های رتور سیم بندی شده با مقاومت خارجی بالا بكار گرفته می‌شوند. در موتور های رتور سیم‌بندی شده بواسطه آنكه تلفات مسی رتور در مقاومت خارجی ایجاد می شود ( خارج از رتور )نسبت به موتور های كلاسD مناسبتر می باشند . لذا می توان از موتور های كوچكتری نیز استفاده نمود و اما این امر لزوما منجر به داشتن محركه با هزینه پایین تر نیست ، چونكه هزینه های بالاتر مربوط به نگهداری یك موتور رتور سیم بندی شده و همچنین مقاومتها ی اضافی خارجی وجود دارد.
اگر از تلفات گردشی، تلفات مسی استاتور و تلفات هسته صرف نظر شود ،راندمان موتور از معادله (5-15) به صورت زیر بدست می آید .
(5-25)
معادلات (5-15) و (5-19) نشان می دهند كه با افزایش لغزش ، قدرت حاصله كاهش و تلفات مسی رتور افزایش می یابند . در نتیجه راندمان موتور در سرعتهای كم ، كاهش زیادی خواهد داشت .

موتور با روتور پیچشی
موتور با حلقه لغزان یا موتور روتور پیچشی نوعی از موتور القایی قفس سنجابی است.درحالی كه استاتور در این موتور همانند موتور قفس سنجابی است یك سری از پیچه ها را روی روتور خود دارد كه در حالت مداركوتاه نیستند ولی به یك سری از رینگهای لغزان ختم می شوند.این پیچه ها در اضافه كردن مقاومتها و خازنهای خارجی سودمندند.اسلیپ لازم برای تولید گشتاور بیشینه نهایی مستقیما با مقاومت روتور متناسب است.در موتور با حلقه لغزان مقاومت موثر روتور با اضافه كردن مقاومت خارجی میان حلقه های لغزان كاهش می یابد.
بنابراین امكان بدست آوردن لغزش بیشتر و همچنین گشتاور بیشینه نهایی در سرعتهای كمتر وجود دارد.
یك مقاومت خارجی می توانددر سرعت تقریبا صفر را نتیجه دهد كه گشتاو بیشینه نهایی بسیار زیادی با جریان استارت كم را تولید می كند.هنگامی كه موتور شتاب می گیرد مقدار مقاومت می تواند كاهش یابد تا مشخصات موتور برای كارهایی با فشار زیاد مناسب شود.هنگامی كه موتور به سرعت اصلی میرسد خازنهای خارجی از مدار خارج می شوند و این یدین معنی است كه اكنون موتور به عنوان یك موتور القایی استاندارد كار می كند.
این نوع موتور برای فشارهای مانا (كارهایی با فشار ثابت) كه درآنها گشتاور نهایی باید در سرعت تقریبا صفر تولید شده و موتور دركمترین زمان و با كمترین مصرف جریان تا سرعت بیشینه شتاب گیرد ایده آل است.



قسمت پایینی موتور با حلقه لغزان كه در آن حلقه ها به همراه مجموعه براشها است به نگهداری منظم نیاز داردكه از نظر قیمت , استاندارد بودن آن را به عنوان یك موتور قفس سنجابی غیر ممكن می كند.اگر پیچه ها كوتاهتر شوده و استارت زده شود معمولا جریان بالااز روتور در حالت متوقف عبورمی كند كه در حد 1400 درصد است.درحالیكه در این حالت درآن گشتاوری در حد 60درصد تولید مینماید كه در بسیاری از كاربریها چنین امكان پشتیبانی چنین چیزی نیست.با تغییر مقاومتهای روتور منحنی سرعت گشتاور تعدیل می گرددكه بدان وسیله سرعتی كه درآن موتور در فشاری مخصوص كارمی كند تعدیل می شود.ظرفیت تكمیل فشار میتواند سرعت را تا 50درصد سرعت سنكرون كاهش دهد.خصوصا هنگامی كه فشار , از انواعی با نیاز به گشتاور – سرعتهای مختلف مثل پرسهای چاپ یا كمپرسورها است . كاهش سرعت تا زیر 50 درصد بازده را به خاطر اتلاف انرژی در مقاومتها به شدت كاهش میدهد.این نوع موتور در كاربریهایی با چرخش با گشتاور و سرعتهای مختلف مانند پرسهای چاپ , كمپرسورها , تسمه نقاله ها , بالابرنده ها و آسانسورها مورد استفاده قرار می گیرد.
اشكالات معمول و تعمیر آنها
1-اگر یك موتور چند فاز راه نیفتد اشكال ممكن است از موارد زیر باشد:
الف) فیوز سوخته است.
ب) یاتاقانها فرسوده شده اند.
ج) بار موتور زیاد است.
د) فاز قطع شده است.
ھ) یك كلاف یا یك گروه كلاف اتصال كوتاه شده است.
و) مفتول های رتور شل شده اند.
د) اتصالات داخلی غلط می باشند.
ح) یاطاقان گریپاژ كرده.
ط) كنترولر خراب است.
ی)سیم پیچی به بدنه اتصال دارد.

2-اگر موتور چند فاز خوب كار نكند اشكالات ممكن است به شرح زیر باشند:
الف) فیوز سوخته است.
ب) یاطاقانها فرسوده شده اند.
ج) كلاف اتال كوتاه شده است.
د) فاز معكوس شده است.
ھ) فاز قطع شده است.
و) اتصالات موازی قطع اند.
ز) سیم پیچی به بدنه اتصال دارد.
ح) مفتول های رتور شل شده اند.
ط) ولتاژ با فركانس صحیح نمی باشد.

3-اگر موتور به آهستگی بچرخد ممكنست كه اشكالات زیر پیش آمده باشد:
الف)كلاف یا گروه كلاف اتال كوتاه شده باشند.
ب)كلاف یا گروه معكوس باشند.
ج) یاطاقانها فرسوده شده اند.
د) بار اضافی روی موتور افتاده است.
ھ) اتصالات غلط اند(فاز معكوس شده است.)
و) مفتول های رتور شل شده اند.

4-اگر موتور خیلی داغ شود:
الف) بار موتور زیاد است.
ب) یاطاقانها فرسوده شده اندیا تنگ می باشند.
ج) كلاف یا گروه اتال كوتاه است.
د) موتور با یك فاز می چرخد.
ھ) مفتول های رتور شل شده اند.

اساس کار موتور القایی سه فاز
با یک آهنربای نعلی شکل و یک قطعه آلومینیومی می توان مجموعه ای با محور مشترک ساخت . چنانچه آهنربا حول محور مشترک با سرعت کافی به حرکت در آید ، قطعه آلومینیومی شروع به چرخیدن در جهت آهنربا خواهد کرد . زیرا با قطع خطوط میدان مغناطیسی آهنربا توسط قطعه آلومینیومی ، در آن جریان القا شده و این جریان القایی نیز به نوبه خود یک میدان مغناطیسی به وجود می آورد که از تاثیر متقابل آن با میدان آهنربا گشتاوری ایجاد شده قطعه آلومینیومی شروع به حرکت خواهد کرد . سرعت حرکت قطعه آلومینیومی الزاما کمتر از سرعت حرکت آهنربا خواهد بود تا امکان قطع خطوط میدان توسط آن باشد . این مجموعه ساده نشان دهنده اساس کار موتور القایی است .

تولید میدان دوار
اگر یک آهنربای دائم یا یک آهنربای الکتریکی را حول محورش بچرخانیم ، یک میدان دوار تولید می شود که در ماشین های سنکرون به همین ترتیب میدان دوار را به دست می آورند .
اما روش دیگری هم برای ایجاد میدان دوار وجود دارد : « سه سیم پیچ با اختلاف فاز مکانی 120M را به یک شبکه سه فاز با اختلاف زمانی 120M وصل می کنیم .»

نکته : به وسیله جریان سه فاز می توان میدان دوار تولید کرد بدون آنکه از آهنربای متحرک استفاده شود .
در عمل سیم پیچ ها در محیط هسته آهنی که به شکل استوانه است ، توزیع شده اند و با عبور جریان از سیم پیچ ها قطب ها تشکیل می شوند . پس به دلیل وجود اختلاف فاز مکانی 120M بین سیم پیچ ها و اختلاف فاز زمانی 120M بین جریان ها میدان دواری به وجود می آید .
نکته : اگر یک آهنربا چرخانده شود یا جریان سه فاز از طریق سیم پیچ هایی که به طور متقارن در محیط یک استوانه توزیع شده اند ، جاری گردد میدان دوار تولید خواهد شد .
ماشین های جریان متناوب سه فاز بر مبنای ایجاد میدان دوار کار می کنند و در موتور های سه فاز میدان دوار به وسیله استاتور تولید می شود .
در صورتی که میدان دوار استاتور از طریق سه سیم پیچ که نسبت به یکدیگر 120M اختلاف فاز دارند تولید شده باشد ، سرعت میدان دوار برابر فرکانس شبکه خواهد بود . میدان دوار در چنین حالتی فقط دارای یک قطب شمال و یک قطب جنوب مغناطیسی است .

نکته : سرعت میدان دوار تابع فرکانس شبکه و تعداد قطب های سیم پیچی است .
قطب های مغناطیسی همواره دوتایی بوده از این جهت سرعت میدان دوار بر مبنای تعداد جفت قطب ها محاسبه می شود :

[ دور بر ثانیه R . P . S ] F = سرعت میدان دوار
P
و از آنجا که معمولا سرعت در دقیقه مورد نظر است ، می توان سرعت میدان دوار را بر حسب دور بر دقیقه از زابطه زیر به دست آورد :
[ ns ] = R . P . M 60f ns =
P
F : فرکانس شبکه بر حسب هرتز
P : تعداد جفت قطب سیم بندی
ns : سرعت میدان دوار بر حسب دور بر دقیقه

جهت گردش میدان دوار
اگر میدان دوار در جهت عقربه های ساعت حرکت کند ، آن را راستگرد و خلاف آن را چپگرد می نامیم . با جا به جایی اتصال دو فاز از سه فاز منبع تغذیه ، می توان جهت گردش میدان دوار را تغییر داد .
لغزش ماشین القایی
در ماشین های القایی ، سرعت حرکت روتور با سرعت میدان دوار اختلاف دارد و همین اختلاف باعث القای جریان در مدار رتور می شود . مقدار این اختلاف را سرعت لغزش می نامند .

مروری بر مدارهای سه فاز
ولتاژها و جریان ها در یک مدار سه فاز
اتصال مثلث
عملکرد موتور های القایی سه فاز
موتور های القایی تک فاز

احتمالا بیشتر از كل انواع موتور ها از موتور های القایی AC تك فاز استفاده می شود.منطقی است كه باید موتور های دارای كمترین گرانی و هزینه نگه داری بیشتر استفاده شود. موتور القایی AC تك فاز بهترین مصداق این توصیف است.آن طور كه از نام آن برمیاید این نوع از موتور تنها یك پیچه (پیچه اصلی) دارد و با یك منبع تغذیه تك فاز كار می كند.در تمام موتور های القایی تك فاز روتور از نوع قفس سنجابی است.
موتور القایی تك فاز خود راه انداز نیست.هنگامی كه موتور به یك تغذیه تك فاز متصل است پیچه اصلی دارای جریانی متناوب می شود.این جریان متناوب میدان مغناطیسی ای ضربانی تولید می كند.بسبب القا روتور تحریك می شود.چون میدان مغناطیسی اصلی ضربانی است توركی كه برای چرخش موتور لازم است بوجود نمی آید و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن می شود.از این رو موتور القایی تك فاز به دستگاه آغاز گری نیاز داردكه می تواندضربات آغازی را برای چرخش موتور تولید كند.
دستگاه آغاز گر موتور های القایی تك فاز اساسا پیچه ای اضافی در استاتور است (پیچه كمكی) كه در شكل سه نشان داده شده است.پیچه استارت می تواند دارای خازنهای سری ویا سوئیچ گریز از مركز باشد.هنگامی كه ولتاژ تغذیه برقرار است جریان در پیچه اصلی بسبب مقاومت پیچه اصلی ولتاژتغذیه را افت میدهد (ولتاژ به جریان تبدیل می شود).در همین حین جریان در پیچه استارت بسته به مقاومت دستگاه استارت به افزایش ولتاژ تغذیه تبدیل می شود.فعل و انفعال میان میدانهای مغناطیسی كه پیچه اصلی و دستگاه استارت می سازند میدان برایندی میسازند كه در جهتی گردش می كند. موتور گردش را در جهت این میدان برایند آغاز میكند.
هنگامی كه موتور به 75 درصد دور مجاز خود می رسد یك سوئیچ گریز از مركز پیچه استارت را از مدار خارج می كند.از این لحظه به بعد موتور تك فاز می تواند تورك كافی را برای ادامه كاركرد خود نگه دارد.
بجز انواع خاص دارای Capacitor start / capacitor run عموماهمه موتور های تك فاز فقط برای كاربری های بالای 3/4 hp استفاده می شوند.
بسته به انواع تكنیكهای استارت موتور های القایی تك فاز AC در دسته بندی ای وسیع آن گونه كه در شكل زیر توصیف شده قرار دارند.


موتور القایی با فاز شکسته
موتور یک فاز خازن دائمی
موتور های یک فاز با خازن راه انداز یا موتور با راه انداز خازنی
موتور های دو خازنی

موتور های اونیورسال
یکی از انواع موتور های DC میدان سیم پیچی شده موتور ینیورسال است. اسم این موتور ها از این واقعیت گرفته شده است که این موتور ها را می‌توان هم با جریان DC و هم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً این موتور ها با تغذیه AC کار می‌کنند. اصول کار این موتور ها بر این اساس است که وقتی یک موتور DC میدان سیم پیچی شده به جریان متناوب وصل می‌شود، جریان هم در سیم پیچی میدان و هم در سیم پیچی آرمیچر (و در میدانهای مغناطیسی منتجه) هم‌زمان تغییر می‌کند و بنابراین نیروی مکانیکی ایجاد شده همواره بدون تغییر خواهد بود. در عمل موتور بایستی به صورت خاصی طراحی شود تا با جریان AC سازگاری داشته باشد (امپدانس/راکتانس بایستی مدنظر قرار گیرند) و موتور نهایی عموماً دارای کارایی کمتری نسبت به یک موتور معادل DC خالص خواهد بود.
مزیت این موتور ها این است که می‌توان تغذیه AC را روی موتور هایی که دارای مشخصه‌های نوعی موتور های DC هستند بکار برد، خصوصاً اینکه این موتور ها دارای گشتاور راه اندازی بسیار بالا و طراحی بسیار جمع و جور در سرعتهای بالا هستند. جنبه منفی این موتور ها تعمیر و نگهداری و مشکل قابلیت اطمینان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ایجاد می‌شود و در نتیجه این موتور ها به ندرت در صنایع مشاهده می‌شوند، اما عمومی‌ترین موتور های AC در دستگاههایی نظیر مخلوط کن و ابزارهای برقی که گاهاً استفاده می‌شوند، هستند .
موتور با قطب چاکدار
موتور های سه فاز تبدیل شده
موتور القایی AC با قطب سایه دار
موتور های با قطب سایه دار فقط یك پیچه اصلی دارند و پیچه استارت ندارند.استارت خوردن بوسیله طرح خاص آن كه حلقه پیوسته مسی ای را دور قسمت كوچكی از هر قطب موتور حلقه می كند انجام می شود.این سایه كه قطب را دو تكه می كند سبب می شود كه میدان مغناطیسی ای ضعیفتر در ناحیه سایه خورده نسبت به قسمت دیگر و در كنار آن بوجود آید.تعامل میان میدانها محور را به چرخش وامی دارد.
چون موتور با قطب سایه خورده پیچه استارت , سوئیچ استارت ویا خازن ندارد از نظر الكتریكی ساده و ارزان است.همچنین سرعت آن راصرفا با تغییر ولتاژ یا بوسیله یك پیچه با چند دور مختلف می توان كنترل كرد.



ساخت موتور با قطب سایه خورده از نظر مكانیكی اجازه تولید انبوه را میدهد.درحقیقت این موتور ها به موتور های یك بار مصرف معروفند.بدین معنی كه جایگزین كردن آنها ارزانتر از تعمیر آنهاست.

موتور های با قطب سایه دار بسیاری مشخصات مثبت دارند.اما چندین مورد بی فایدگی هم دارند.گشتاور استارت كم آن معمولا 25 تا 75 درصد گشتاور برآوردی است.این موتور موتور ی با اتلاف بالاست كه سرعتی حدود 7 تا 10 درصد سرعت سنكرون دارد.عموما بازده این نوع موتور بسیار پایین است (زیر 20 درصد).
هزینه اولیه پایین آن را برای قدرت كمتر یا كاربردهای با كار كمتر مناسب می سازد.شاید وسیعترین استفاده از آنها در فنهای چند سرعته برای استفاده خانگی است.ولی گشتاور كم موتور دارای قطب سایه دار را برای بیشتر كاربریهای صنعتی یا تجاری كه در آنها كار مداوم یا چرخه های گردش بیشتر معمول است غیر قابل استفاده می كند.شكل 9 منحنی سرعت - گشتاور را برای انواع موتور القایی AC تك فاز نشان می دهد.



 



http://vahidned.mihanblog.com/page/2

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :