الکتروموتور, مقالات
موتور القایی ( موتور آسنکرون ): اصول کار ، انواع
بهمن
در این مقاله قصد داریم در مورد موتورالقایی (موتور آسنکرون)، نحوه کار، انواع و ویژگی های آن صحبت‌کنیم.
فهرست مطالب
1- موتورالقایی چیست؟
2- اصول کارکرد موتورالقایی
3- انواع موتورالقایی
4- راه اندازی موتور سه فاز و تک فاز
————————————————–
1- موتورالقایی چیست؟
موتورالقایی (همچنین به عنوان موتور آسنکرون شناخته می‌شود) یک موتور الکتریکی متداول ACاست.
در یک موتورالقایی، جریان الکتریکی موجود در روتور مورد نیاز برای تولید گشتاور از طریق القای الکترومغناطیسی از میدان مغناطیسی در حال چرخش از سیم‌پیچ استاتور بدست‌می‌آید.
روتور موتورالقایی می‌تواند یک روتور قفس سنجابی یا روتور نوع سیم‌پیچی باشد.
موتورهای القایی به عنوان “موتورهای آسنکرون” شناخته‌می‌شوند ، زیرا آنها با سرعتی کمتر از سرعت سنکرون آنها کارمی‌کنند. اولین چیزی که باید بفهمید – سرعت سنکرون چیست؟
سرعت سنکرون
سرعت سنکرون سرعت چرخش میدان مغناطیسی در یک ماشین الکتریکی چرخشیاستو به فرکانس و تعداد قطب های ماشین بستگی‌دارد.
موتورالقایی همیشه با سرعتی کمتر از سرعت سنکرون آن کارمی‌کند. میدان مغناطیسی چرخشی تولید شده در استاتور باعث ایجاد شار در روتور می‌شود، از این رو باعث چرخش روتورمی‌شود.
به دلیل تاخیر بین جریان شار در روتور و جریان شار در استاتور ، روتور هرگز به سرعت میدان مغناطیسی چرخشی خود (یعنی سرعت سنکرون) نمی‌رسد.
بطور اساسی دو نوع موتورالقایی وجود دارد. انواع موتورهای القایی به منبع ورودی بستگی دارند. موتورهای القایی تک فاز و موتورهای القایی سه فاز وجوددارند.
موتورهای القایی تک فاز موتوره خود راه انداز نیستند و موتورالقایی سه فاز موتور خود راه انداز(خودران) هستند .
موتورالقایی سه فاز
————————————————–
2- اصول کارکرد موتورالقایی
برای چرخش یک موتور DC ما به تحریک مضاعف نیاز داریم. در موتور DC ما یک تغذیه را به استاتور و دیگری را از طریق جاروبک به روتور می‌دهیم.
اما در یک موتورالقایی ما فقط یک تغذیه به موتور می‌دهیم ،بنابراین جالب است که بدانید چگونه یک موتورالقایی کار می‌کند. ساده است، از نام خود آن می توان فهمید که در اینجا فرآیند القایی درگیر است.
هنگامی که ما سیم‌پیچ استاتور را تغذیه می‌کنیم ، یک شار مغناطیسی به دلیل جاری شدن جریان در سیم‌پیچ ، در استاتور القا می‌شود. سیم‌پیچ روتور طوری ساخته شده‌است که هر سیم‌پیچ روترو اتصال کوتاه می‌شود.
شار استاتور سیم‌پیچ اتصال کوتاه را در روتور قطع می‌کند. همانطور که سیم‌پیچ های روتور اتصال کوتاه هستند ، مطابق قانون القاء الکترومغناطیسی فارادی ، جریان شروع به عبور از سیم‌پیچ روتور می‌کند.
هنگامی که جریان از سیم‌پیچ روتور عبور می‌کند ،شار دیگری در روتور بوجود می‌آید. حالا دو شار وجود دارد ، یکی شار استاتور و دیگری شار روتور است.
شار روتور نسبت به شار استاتور عقب تر است. به همین دلیل روتور گشتاوری را احساس می‌کند که باعث می‌شود روتور در جهت چرخش میدان مغناطیسی حرکت کند . این اصول کارکرد موتورهای القایی تک فاز و سه فاز است.
————————————————–
3- انواع موتورالقایی
این نوع موتور ها را می توان بسته به تکفاز یا سه فاز بودن آنها طبقه بندی کرد.( موتور آسنکرون)
موتورالقایی تک فاز
انواع موتورهای القایی تک فاز عبارتند از:
- موتورالقایی با سیم‌پیچ راه انداز
- موتورالقایی با خازن راه انداز
- وموتورالقایی با خازن راه انداز و خازن دائم کار
- موتورالقایی قطب چاکدار
موتورالقایی سه فاز
انواع موتورهای القایی ( موتور آسنکرون) سه فاز عبارتند از:
- موتورالقایی قفس سنجابی
- و موتورالقایی با حلقه لغزان یا همان روتور سیم‌پیچی شده
قبلا هم اشاره کردیم که موتورالقایی تک فاز یک موتور خودران(خود راه انداز) نیست و موتورالقایی سه فاز خودران(خود راه انداز) است. یک موتور خودران(خود راه انداز) چیست؟
هنگامی که موتور بدون نیروی خارجی اعمال شده به دستگاه به طور خودکار شروع به کار می‌کند ، آن موتور به عنوان ” خودران(خود راه انداز)” نامیده می‌شود.
برای مثال ، ما می بینیم که وقتی سوئیچ را می زنیم ، فن بطور اتوماتیک شروع به چرخش می‌کند، بنابراین یک ماشین خود راه انداز می‌باشد.
لازم به ذکراست که فن مورد استفاده در مصارف خانگی یک موتورالقایی تک فازاست که ذاتاً خود راه انداز نیست. چگونه؟ یک سؤال ایجاد می‌شود که چگونه کار می‌کند؟ اکنون بحث خواهیم کرد.
————————————————–
4- راه اندازی موتور سه فاز و تک فاز
چرا موتور سه فاز خود راه اندازمی‌باشد؟
در یک سیستم سه فاز ، سه فاز منفرد با اختلاف فاز 120 درجه وجود دارد.
بنابراین میدان مغناطیسی در حال چرخش دارای اختلاف فاز یکسان است و باعث می‌شود روتور حرکت کند.
اگر ما سه فاز را a ، b و c در نظر بگیریم هنگامی که فاز a مغناطیسی می‌شود، روتور به سمت فاز سیم‌پیچ a حرکت می‌کند، در لحظه بعدی فاز b مغناطیسی می‌شود و روتور را جذب می‌کند (حرکت روتور به سمت سیم‌پیچ b ) و سپس فاز c .
بنابراین روتور چرخش خود را ادامه می‌دهد.
چرا موتورالقایی تک فاز خود راه انداز نیست؟
این بسیار جالب‌است که موتورالقایی تک فاز تنها یک فاز دارد اما باعث چرخش روتور می‌شود.
قبل از این، باید بدانیم که چرا یک موتورالقایی تک فاز موتور خودراه انداز نیست و چگونه می توانیم بر این مشکل غلبه کنیم.
ما می دانیم که منبع تغذیه تکفاز AC یک موج سینوسی‌است و در سیم‌پیچ استاتور توزیع شده یکنواخت، یک میدان مغناطیسی پالسی را ایجاد می‌کند.
از آنجا که می توانیم میدان مغناطیسی پالس کننده را به عنوان دو میدان مغناطیسی با چرخش متضاد فرض‌کنیم ، در نتیجه هیچ گشتاوری تولید نخواهد شد و موتور به راه نخواهد افتاد.
بعد از اعمال تغذیه ، اگر روتور در هر جهتی توسط نیروی خارجی به حرکت در بیاید سپس موتورشروع به حرکت خواهد کرد.
ما میتوانیم این مشکل را بوسیله ساخت سیم‌پیچ استاتور به دو سیم‌پیچ اصلی و کمکی حل کنیم .
ما یک خازن را به صورت سری با سیم‌پیچ کمکی متصل می‌کنیم. خازن هنگامی که جریان از طریق هر دو سیم‌پیچ جریان داشته باشد اختلاف فاز ایجادمی‌کند.
هرگاه اختلاف فاز وجود داشته باشد، روتور یک گشتاور راه اندازی تولید می‌کند و شروع به چرخش‌می‌کند.
ببینید که هنگام جدا شدن خازن از موتور، فن نمی چرخد، اما اگر با دست بچرخیم ، شروع به چرخش‌می‌کند.
به همین دلیل در موتورالقایی تک فاز از خازن استفاده‌میکنیم.
با توجه به مزایای مختلف موتورالقایی ( موتور آسنکرون)، طیف گسترده ای از کاربردهای یک موتورالقایی وجوددارد.
یکی از بزرگترین مزایای آنها راندمان بالای آنهااست – که می‌تواند به بالای 97 درصدبرسد. نقطه ضعف اصلی موتورالقایی ایناستکه سرعت موتور با بار اعمال شده متغیراست.
جهت چرخش موتورالقایی به راحتی می توان با تغییر توالی فاز تغذیه سه فاز تغییرکرد ، یعنی اگر RYB در جهت رو به جلو باشد ، RBY موتور را در جهت معکوس حرکت می‌دهد.
این در مورد موتور سه فازاست ، اما در یک موتور تک فاز ، با معکوس کردن ترمینال های خازن در سیم‌پیچ می توان جهت چرخش را عوض کرد.
مقالات مرتبط:
ویژگی های لغزش گشتاور موتورالقایی
مدار معادل موتورالقایی سه فاز و تکفاز (موتور آسنکرون)
درایو موتورهای القایی | راه اندازی، کنترل سرعت، ترمز موتورالقایی