موتور القایی دو قفس (موتور قفس سنجابی دوبل)

در این مقاله قصد داریم در مورد موتور القایی دو قفس، ساختمان و عملکرد آن صحبت کنیم.

فهرست مطالب

1- موتور القایی دو قفس

2- ساختمان موتور القایی دو قفس عمیق

3- عملکرد موتور القایی دو قفس عمیق

4- ویژگی‌های گشتاور سرعت موتور القایی با قفس دو جداره عمیق

5- تفاوت موتورهای تک قفس و دو قفس

————————————————–

1- موتور القایی دو قفس

به طور کلی در موتور القایی ، به طور گسترده از موتورهای القایی قفس سنجابیی استفاده می‌شود.

معادله گشتاور راه اندازی این موتور  توسط معادله زیر بدست می آید :

در جایی که ، R₂ و X₂ به ترتیب مقاومت روتور و راکتانس القایی در زمان راه اندازی هستند ، E₂ نیز  EMF تولید شده روتور است که از رابطه زیر بدست می آید

N_s سرعت RPS شار سنکرون استاتور است.

در اینجا در این معادله گشتاور راه اندازی موتور القایی Tsh با مقاومت روتور R₂ متناسب است.

اما نکته این‌است که موتور قفس سنجابی به دلیل پایین بودن مقدارمقاومت روتور گشتاور راه اندازی بسیار کمی دارد.

بنابراین برای تهیه مقادیر بالاتر مقاومت روتور در موتور القایی قفس سنجابی، روتور دو قفس مجهز به میله‌های دوبل در موتور استفاده می‌شود.

دلیل فراهم کردن مقادیر بالاتر مقاومت روتور این‌است که روتور با مقاومت بیشتر گشتاور بالاتر و بازده بیشتری را فراهم می‌کند.

موتور القای سه فاز

چرا گشتاور راه اندازی در موتور القایی قفس سنجابی ضعیف است؟

مقاومت در روتور قفس سنجابی قابل تغییر نیست ، اما این کار در موتور القایی با حلقه لغزان امکان پذیراست.

مقاومت ثابت روتور موتور قفس سنجابی بسیار کم است. در لحظه راه اندازی ، ولتاژ القایی در روتور دارای فرکانس مشابه فرکانس منبع تغذیه‌است. از این رو ، راکتانس القایی اولیه در شرایط سکون مقدار بیشتری پیدامی‌کند.

در حالت توقف فرکانس جریان روتور با فرکانس تغذیه برابراست. حال مسئله این‌است که جریان ناشی از روتور علیرغم داشتن مقدار بالاتر ، دارای اختلاف فاز زیاد و بسیار عقب تر است(بسیار پسفاز است).

بنابراین این باعث می‌شود گشتاور راه اندازی ضعیفی در حالت توقف وجود داشته‌باشد.

این گشتاور تنها 1.5 برابر از گشتاور بار کامل‌است اگرچه جریان موتور القایی در زمان راه اندازی 5 تا 7 برابر جریان بار کامل‌است. از این رو ، این روتور قفس سنجابی با یک قفس و یک میله قادر به راه اندازی بار زیاد نیست.

برای بدست آوردن گشتاور راه اندازی بالاتر باید به سراغ موتور القایی با دو قفس برویم.

————————————————–

2- ساختمان موتور القایی با دو قفس عمیق

میله‌های روتور در موتور قفس دوبل با میله‌های عمیق بصورت دو لایه می‌باشند.

لایه بیرونی دارای میله‌های با مقطع کوچک ومقاومت نسبتا زیادی است. میله ها در هر دو انتها اتصال کوتاه می باشند. بنابراین پیوند شار بسیار کمتر‌است.

و از این رو اندوکتانس بسیار کم‌است. مقاومت قفس سنجابی بیرونی نسبتاً زیاد است. مقاومت در قفس سنجابی بیرونی نسبتا زیاد‌است. مقدار مقاومت در برابر راکتانس القایی زیاد‌است.

لایه داخلی دارای میله‌های با سطح مقطع بزرگ و مقاومت کم‌است. اما پیوند شار بسیار زیاد‌است. میله ها کاملاً در آهن دفن شده‌اند.

از آنجا که پیوند شار زیاد‌است، اندوکتانس نیز بسیار زیاد‌است. مقدار مقاومت در برابر راکتانس القایی ضعیف‌است.

ساختمان موتور القایی با قفس دو جداره عمیق

————————————————–

3- اصول عملکرد ساختمان موتور القایی دو قفس  عمیق

در حالت توق ، در میله‌های داخلی و خارجی ، ولتاژ و جریان با همان فرکانس منبع القامی‌شوند.

حال مسئله این‌است که بخاطر اثر پوستی کمیت های متناوب مثل ولتاژ و جریان ، راکتانس القایی XL = 2πfL)) در میله‌های عمیق یا میله‌های  داخلی بیشترمی‌شود.

از این رو جریان سعی می‌کند از طریق میله‌های بیرونی روتور جریان‌یابد.

ساختمان اصول عملکرد موتور القایی با قفس دو جداره عمیق

میله‌های بیرونی روتور مقاومت بیشتری را نشان‌می‌دهد اما راکتانس القایی ضعیف‌است.

مقاومت نهایی تا حدودی بالاتر از مقاومت روتور تک میله‌است.

مقاومت روتور با مقدار بالاتر منجر به گشتاور بیشتر در زمان راه اندازی می‌شود. هنگامی که سرعت روتور موتورهای القایی با دو قفس افزایش می‌یابد، فرکانس EMF القاشده و جریان در روتور به تدریج کاهش‌می‌یابد.

از این رو ، راکتانس القایی XL)) در میله‌های داخلی یا میله‌های عمیق کاهش می‌یابد و جریان با راکتانس القایی کمتر و مقاومت کمتری  روبرو می‌شود.

اکنون دیگر نیازی به گشتاور بیشتر نیست زیرا روتور قبلاً با گشتاور در حال کار به سرعت کامل خود رسیده‌است.

————————————————–

4- ویژگی‌های گشتاور سرعت موتور القایی با قفس دو جداره عمیق

در جایی که ، R2 و X2 به ترتیب مقاومت روتور و راکتانس القایی در زمان راه اندازی‌هستند ،

E2،EMF  القایی روتور است

Ns سرعت RPS شار استاتور سنکرون و S لغزش سرعت روتور‌است. نمودار گشتاور سرعت بالا نشان‌می‌دهد که مقاومت با مقدار بالاتر گشتاور بیشتری را در شرایط توقف فراهم‌می‌کند و حداکثر گشتاور با مقدار بالاتر لغزش حاصل‌می‌شود.

————————————————–

5- تفاوت موتورهای تک قفس و دو قفس

1- یک روتور قفس دوتایی دارای جریان راه اندازی کم و گشتاور راه اندازی بالااست.
بنابراین ، برای راه اندازی مستقیم مناسب تراست.

2- از آنجا که مقاومت موثر روتور در موتور دو قفس بالاتراست .
در زمان راه اندازی گرمایش روتور بیشتر نسبت به روتور تک قفس وجود دارد.

3- مقاومت زیاد قفس بیرونی مقاومت موتور قفس دوبل را افزایش‌می‌دهد.
بنابراین تلفات مسی در بار کامل افزایش یافته و راندمان کاهش‌می‌یابد.

4- گشتاور خروجی موتور قفس دوبل از موتور قفس تکی کوچکتراست.

5- هزینه موتور قفس دوبل در حدود 20 تا 30٪ بیشتر از موتور قفس تکی‌است.

مقالات مرتبط :

موتور القایی خطی: اصول عملکرد ، کاربرد ها و طراحی

موتور القایی تغذیه از روتور یا تغذیه معکوس

راه انداز ستاره مثلث : نقشه مدار ، اصول کارکرد و نظریه

موتور القایی تکفاز- ساختار- نحوه کار- انواع و ویژگی‌هایشان

لینک زبان اصلی مقاله :

Deep Bar Double Cage Induction Motor