الکتروموتور, مقالات
روش های راه اندازی موتور
ژوئن
روش های راه اندازی موتور
در این مقاله قصد داریم در مورد روش‌های راه‌اندازی موتور صحبت‌کنیم.
فهرست مطالب
1- مقدمه
2- چرا به‌روش‌های راه‌اندازی موتور‌القایی نیاز داریم؟
3- روش‌های راه‌اندازی موتور‌القایی چیست؟
4- مقایسه روش‌های راه‌اندازی موتور
————————————————–
1- مقدمه
چهار روش برای راه‌اندازی موتور‌القایی قفس سنجابی وجود دارد که شامل‌روش مستقیم ، مقاومت استاتور، اتو- ترانسفورماتور و راه‌اندازی ستاره- مثلث می‌باشد. در حالی که برای موتور‌القایی قفس سنجابی از چهار روش جهت راه‌اندازی موتور استفادهمیشود در موتورهای القایی حلقه لغزشی، راه‌اندازی به‌روش مقاومت روتور ترجیح داده‌میشود. حال، ممکن است فکر کنید که یک موتور‌القایی خود راه اندازاست، بنابراین چرا به‌روش‌های راه‌اندازی موتور‌القایی نیاز داریم؟ نگران نباشید زیرا این مقاله تمام ابهامات شما را در مورد موتور‌القایی و‌روش‌های راه‌اندازی آن برطرف می‌کند. پس تا انتهای مقاله به خواندن ادامه دهید.
————————————————–
2- چرا به‌روش‌های راه‌اندازی موتور‌القایی نیاز داریم؟
با اتصال منبع AC سه فاز به یک موتور‌القایی، یک میدان مغناطیسی دوار تولیدمی‌شود. این میدان به هادی‌های روتور متصل می‌شود و برای روتور گشتاور ایجادمی‌کند. به این ترتیب یک موتور‌القایی راه‌اندازی‌می‌شود.
اما، این فرآیند نیاز به جریان هجومی بالایی از شبکه AC دارد. پس، مشکل چیست؟
جریان بالا مورد نیاز برای یک بار خاص ممکن است باعث افت شدید ولتاژ در سیستم توزیع AC شود. همچنین بر سایر بارهای الکتریکی متصل در همان سیستم تأثیر بگذارد. حتی می‌تواند سیم‌پیچ‌های موتور را بسوزاند. در موارد شدید، ممکن است منجر به خاموشی کامل شود. اما، اگر بتوانیم جریان راه‌اندازی موتور‌القایی را محدود کنیم، می‌توانیم به راحتی از این مشکل جلوگیری کنیم. بنابراین با استفاده ازروش‌های راه‌اندازی موتور‌القایی، می‌توان جریان راه‌اندازی را به مقدار مطمئن‌کاهش داد.
————————————————–
مشاهده ویدیوی کارکرد موتورهای DC و اجزای آن
————————————————–
3- روش‌های راه‌اندازی موتور‌القایی چیست؟
تمام‌روش‌های راه‌اندازی موتور‌القایی از یک استارت برای محدود کردن جریان راه‌اندازی به مقدار مطمئن استفاده‌می‌کنند. بنابراین برای موتور‌القایی قفس سنجابی، این استارت‌ها می‌توانند یکی از موارد زیر باشند: روش‌های راه‌اندازی موتور
1- استارتر مستقیم
2- استارتر مقاومت استاتور
3- استارتر اتو-ترانسفورماتور
4- استارتر ستاره-مثلث
برای موتورهای القایی حلقه لغزش، ما از یک استارت کارآمدتر استفاده‌می‌کنیم:
– استارتر مقاومت روتور
اجازه دهید در مورد هر یک از‌این‌روش‌ها با جزئیات بیشتری صحبت کنیم.
الف. استارتر مستقیم
این‌روش، مقرون به صرفه ترین‌روش برای راه‌اندازی موتورهای القایی با توان پایین (یعنی تا 1.5 کیلو وات) است. استارت مسقیم منبع تغذیه را مستقیماً روی کنتاکت‌های موتور روشن‌می‌کند. این استارتر ولتاژ کامل را به موتور‌القایی اعمال‌می‌کند. از این رو جریان بار کامل نامی از سیم‌پیچ موتور عبورمی‌کند.
آیا به تناقض نرسیدیم؟ در بالا گفتیم که محدود کردن جریان راه‌انداز ضروری‌است و این استارت اصلا جریان راه‌اندازی را سرکوب نمی‌کند؟ نکته قابل درک در اینجا این‌است که‌این‌روش به موتورهای با توان پایین محدودمی‌شود. تقاضای جریان راه‌اندازی برای این موتورها در محدوده مجاز‌است و افت ولتاژ بالایی در سیستم تغذیه ایجاد نمی‌کند. از این رو، هیچ مشکلی در اعمال یک ولتاژ نامی کامل به پایانه های موتور وجود ندارد.
این استارتر از مدار حفاظت حرارتی، اضافه ولتاژ و ولتاژ پایین تشکیل‌شده‌است. بنابراین، در صورت وجود هر گونه نوسان، مدار کنترل موتور را از شبکه تغذیه AC جدا می‌کند. بدین ترتیب، از موتور‌القایی محافظت‌می‌شود.
مزایای استارت مستقیم عبارتند از:
– مقرون به صرفه ترین استارتر‌است.
– گشتاور راه‌اندازی بالایی را فراهم‌می‌کند.
– به ترتیب خاصی برای راه‌اندازی موتور نیاز ندارند.
و معایب آن:
– فقط برای موتورهای القایی با توان پایین مناسب‌است.
– تنش جریان بالا در سراسر سیم‌پیچ موتور ظاهرمی‌شود.
ب. استارتر مقاومت استاتور
در‌این‌روش از مقاومت برای ایجاد افت ولتاژ و در نتیجه‌کاهش جریان راه‌اندازی موتور استفادهمیشود. به طوریکه در هنگام راه‌اندازی، در مدار مقاومت کامل وجود دارد. این امر باعث افت ولتاژ می گردد و در نتیجه، ولتاژ کاهش یافته در پایانه‌های موتور ظاهرمی‌شود. با افزایش سرعت موتور، مقاومت به تدریج قطع‌می‌شود.
هنگامی که موتور به سرعت کامل می رسد، تمام مقاومت ها قطع می‌شوند و یک ولتاژ نامی در ترمینال های موتور ظاهرمی‌شود. بنابراین، با این استارت، جریان راه‌اندازی و گشتاور راه‌اندازی به نسبت مربع کاهش‌می یابند.
مزایای‌این‌روش عبارتند از:
- شتاب نرم موتور را فراهم‌می‌کند.
- این‌روش‌ضریب توان بالاتری را در راه‌اندازی می‌دهد.
- برای بارهای خروجی کم، این‌روش‌نسبت به استارت ترانسفورماتور خودکار هزینه کمتری دارد.
و از معایب آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت ها گرما را دفع می‌کنند.
- در این‌روش آسان تنظیم ولتاژ برای بارهای مختلف نیست.
ج. استارتر اتو- ترانسفورماتور
در تمام‌روش‌های راه‌اندازی موتور‌القایی، هدف کاهش ولتاژ راه‌اندازی و در نتیجه‌کاهش جریان راه‌اندازی‌است. در‌این‌روش یک اتو-ترانسفورماتور این کار را انجام‌می‌دهد. روش‌های راه‌اندازی موتور
اتو-ترانسفورماتور دارای تب در نقاط 50، 60 و 80 درصد‌است. بنابراین، در ابتدا، کسری کوچک از ولتاژ نامی کامل در سراسر پایانه‌های موتور ظاهرمی‌شود.
انتخاب ولتاژ کاهش یافته، جریان راه‌اندازی موتور راکاهش می‌دهد. با افزایش سرعت موتور‌القایی، یک مکانیزم برای افزایش ولتاژ اعمال شده، تب ترانسفورماتور را تغییرمی‌دهد. هنگامی که موتور‌القایی به سرعت کامل می‌رسد، اتو-ترانسفورماتور را از مدار جدا می‌کند و در نهایت، ولتاژ نامی در پایانه‌های موتور ظاهرمی‌شود. بنابراین، با‌این‌روش، جریان خط و گشتاور راه‌اندازی به نسبت مربع‌کاهش می‌یابند.
مزایای روش استارت اتو-ترانسفورماتور عبارتند از:
- این‌روش‌کنترل سرعت، برای هر دو موتور متصل به ستاره و مثلث قابل استفاده‌است.
- تلفات داخلی استارت کم‌است.
- در استارت گشتاور بالاتری می‌دهد.
- برای شروع طولانی مدت مناسب‌است.
و معایب‌این‌روش عبارتند از:
- ضریب قدرت شروع کم‌است.
- هزینه آن زیاد‌است.
د. استارتر ستاره-مثلث
این‌روش با پیکربندی مجدد فیزیکی سیم‌پیچ‌های استارت، ولتاژ را کاهش‌می‌دهد. بنابراین، در هنگام راه‌اندازی، سیم‌پیچ‌ها به صورت ستاره‌ای متصل‌می‌شوند و با رسیدن موتور‌القایی به سرعت کامل، مکانیزمی مدار را به سیم‌پیچ‌های مثلث تغییرمی‌دهد.
سیم‌پیچ‌های متصل به ستاره ولتاژ را تا 57.7 درصد ولتاژ خط به خط کاهش‌می‌دهند. از این رو، باکاهش ولتاژ، جریان راه‌اندازی کاهش می‌یابد و موتور با خیال راحت راه‌اندازی‌می‌شود. همانطور که موتور به سرعت کامل می‌رسد، یک کلید تعویض، سیم‌پیچ‌های متصل به ستاره را از منبع اصلی جدامی‌کند و سیم‌پیچ‌های متصل به مثلث را دوباره وصل می‌کند. سیم‌پیچ‌های متصل به مثلث هیچ ولتاژی راکاهش نمی‌دهند و ولتاژ کامل خط به خط را به پایانه های موتورمی‌دهند. این‌روش‌جریان راه‌اندازی و گشتاور راه‌اندازی را به میزان 3/1 کاهش‌می‌دهد.
مزایای این‌روش عبارتند از:
- این‌روش‌ارزان، موثر و کارآمد‌است.
- برای بارهای اینرسی بالا مناسب‌است.
- به تعویض تب نیاز ندارد و از این رو تلفات حرارتی کم‌است.
معایب روش استارت ستاره- مثلث شامل:
- این روش فقط برای موتورهای متصل به مثلث مناسب‌است.
- کاهش ولتاژ ثابت بوده و انعطاف پذیری ندارد.
ه. استارتر مقاومت روتور
روش‌های‌راه‌اندازی موتور‌القایی که در بالا توضیح داده شد برای موتورهای القایی قفس سنجابی مناسب هستند. اما، آیا به این معنی است که ما نمی‌توانیم از آنها برای یک موتور‌القایی حلقه لغزنده استفاده کنیم؟
همه‌این‌روش‌های راه‌اندازی موتور‌القایی می‌توانند یک موتور‌القایی حلقه لغزش را راه‌اندازی کنند. اما، به جای آنها، راه‌اندازی مقاومت روتور مزایای بیشتری را ارائه می‌دهد. این‌روش به مقاومت خارجی متغیر در هر فاز مدار روتور نیاز دارد. روش‌های راه‌اندازی موتور
– نحوه عملکرد روش
موتور با یک ولتاژ نامی در پایانه های خود شروع به کار می‌کند. مقاومت بالا در روتور جریان راه‌اندازی را کاهش می‌دهد اما گشتاور راه‌اندازی را افزایش می‌دهد. با افزایش سرعت موتور‌القایی، مقاومت ها به تدریج از مدار خارج می‌شوند. با رسیدن به سرعت کامل، تمام مقاومت خارجی از مدار موتور جدا می‌شوند.
مزایای روش استارت مقاومت روتور عبارتند از:
– گشتاور راه‌اندازی بالاتری را فراهم می‌کند.
– یک محدوده گسترده از کنترل سرعت را ارائه می‌دهد.
معایب‌این‌روش راه‌اندازی شامل:
– فقط برای موتورهای القایی حلقه لغزنده مناسب‌است.
– به دلیل وجود حلقه های لغزنده و جاروبک نیاز به نگهداری بیشتری دارد.
راه‌اندازی موتور سه فاز با منبع تکفاز
————————————————–
4- مقایسه روش‌های راه‌اندازی موتور
در جدول زیر مقایسه ای میان‌روش‌های پرکاربرد برای راه‌اندازی موتور صورت گرفته‌است.
————————————————–
مراجع
Induction motor starting methods: DOL, Star-Delta & more
Methods of Starting Three Phase Induction