الکتروموتور, مقالات
کنترل مقاومت روتور موتور القایی
اسفند
در این مقاله قصد داریم در مورد کنترل مقاومت روتور موتور القایی صحبت کنیم.
پس با ما همراه باشید.
کنترل مقاومت روتور موتور القایی
در سال 1891 در نمایشگاه فرانکفورت ، نیکولا تسلا نوع توسعه نیافته موتور القایی چند فاز را ارائه داد.
موتورهای القایی به طور گسترده استفاده‌می‌شوند. تقریبا 80٪ موتورهای AC در جهان موتورهای القایی چند فاز هستند. بنابراین کنترل سرعت این موتور بسیار مهم‌است.
کنترل سرعت موتور القایی چند فاز با روش های مختلفی قابل انجام‌است. در اینجا در مورد کنترل سرعت موتور القایی روتور سیم پیچی شده با استفاده‌از تغییر مقاومت روتور بحث خواهیم کرد.
روش مرسوم برای تغییر مقاومت روتور با قرار دادن رئوستای متغیربصورت سری با سیم پیچ 3 فاز موتور انجام‌می‌شد. این روش کنترل سرعت با مشکلاتی روبرو بود و این از نظر اقتصادی قابل قبول نبود.
تغییر مقاومت روتور با استفاده‌از دستگاه‌های الکترونیکی قدرت انجام‌می‌شود و این روش کارآمدتری‌است. در اینجا ما نشان خواهیم داد که چگونه می‌توان به این هدف دست‌یافت.
مفهوم اساسی
معادله گشتاور برای موتور القایی چند فاز برابراست با :
در شرایط عادی کار r2/s≫ r1, x1 و بنابراین معادله بصورت زیرمی‌شود ،کنترل مقاومت روتور
این معادله نشان می‌دهد که برای گشتاور ثابت ، لغزش مستقیما با مقاومت روتور متناسب‌است. اگر مقاومت در مدار روتور افزایش یابد ، لغزش افزایش یافته و سرعت روتور کاهش می‌یابد. این روش فقط برای موتور القایی روتور سیم پیچی کاربرددارد.
از شکل 1 مشخص است که سرعت با تغییر مقاومت روتور چگونه تغییرمی‌کند.
در شرایط عملیاتی، لغزش با افزایش گشتاور افزایش‌یافته و از این رو از ویژگی های خطی پیروی می‌کنند.
برای یک منحنی بار ثابت ، سرعت از N1 به N4 به سمت رو به پایین‌است. از این شکل می‌توان حداکثر گشتاور را در زمان راه اندازی مقاومت r2 بدست آورد.
بنابراین ، این روش از دستیابی به حداکثر گشتاور در زمان راه اندازی استفاده‌می‌کند.
ویژگی ها:
اما حداکثر گشتاور مستقل مقاومت روتور طبق معادله زیراست ،کنترل مقاومت روتور
این نوع کنترل سرعت زمانی که نیاز به کنترل سرعت متناوب باشد مورد استفاده‌قرار می‌گیرد.
این نوع کنترل سرعت اشکالاتی دارد :
- رئوستائی که برای تغییر مقاومت در هر فاز استفاده‌می‌شود باعث عدم تعادل در روتورمی‌شود.
- مقاومت ها تلفات زیادی را ایجاد می‌کنند و باعث ایجاد گرما در سیستم می‌شوند.
- در صورت وجود دستگاه بزرگ اندازه رئوستا نیز بزرگ خواهد بود و در چنین حالتی به راحتی قابل حمل نیست.
- به نگهداری بیشتری نیاز دارد ، از این رو هزینه های مرتبط با آن بیشتراست.
- این روش برای اهداف اتوماسیون صنعتی قابل استفاده‌نیست زیرا باید مقدار مقاومت را به صورت دستی تغییر دهیم.
با استفاده‌از مدولاسیون پهنای پالسPWM) ) یا مدولاسیون مدت زمان پالس PDM) ) با یکسو کننده پل و ترانزیستور سوئیچینگ می‌توان مشکلات فوق را به راحتی حذف کرد.
در ادامه
مقاومت روتور همچنین با استفاده‌از مدار نشان داده‌شده در شکل (الف) می‌تواند بطور مرحله به مرحله تغییرکند.
ولتاژ خروجی AC روتور توسط یکسو کننده پل دیود اصلاح‌می‌شود و به ترکیب موازی مقاومت ثابت R و ترانزیستور سوئیچینگ نیمه هادی Tr اعمال‌می‌شود.
مقدار مؤثر مقاومت در بین ترمینال A و B به عنوان مثال ، RAB با Duty Sycle ترانزیستور Tr تغییرمی‌کند، که به نوبه خود مقاومت مدار روتور را تغییرمی‌دهد.
سلف به مدار اضافه‌می‌شود تا ریپل نا پیوستگی را در حلقه جریان dc کاهش‌دهد Id. شکل موج جریان روتور در شکل b)) نشان داده‌می‌شود، هنگامی که ریپل شکل موج نادیده گرفته‌می‌شود. بنابراین مقدار rms جریان خواهدبود.
مقاومت بین ترمینال A و B در هنگام روشن بودن ترانزیستور صفر خواهد بود و هنگام خاموش شدن ترانزیستور R خواهد بود. بنابراین مقدار متوسط مقاومت بین ترمینال ها توسط معادله زیرداده‌می‌شود :
که ، δ ، نسبت کار ترانزیستور(duty ratio)است.کنترل مقاومت روتور
توان الکتریکی مصرف شده توسط مقاومت RAB در هر فاز برابراست با :
از این معادله می‌توان پیشنهاد کرد که مقاومت مدار روتور در هر فاز به مقدار 0.5(1-δ)R افزایش می‌یابد.
بنابراین مقاومت کل مدار را می‌توان ارزیابی کرد.
بنابراین مقاومت کل روتور از Rr تا 0.5(1-δ)R متغیر است زیرا δ از 1 تا 0 متغیراست.کنترل مقاومت روتور
مزایای استفاده‌از کنترل سرعت موتور القایی با استفاده‌از دستگاه های استاتیک
- تغییرات یکنواخت مقاومت روتور.
- سادگی کار با استفاده‌از کنترل حلقه بسته.
- پاسخ سریع سیستم.
- عدم تعادل مقاومت روتور را می‌توان با استفاده‌از دستگاه های الکترونیکی قدرت از بین برد.
نتیجه
اگرچه روش کنترل سرعت موتور القایی با استفاده‌از این فناوری کارآمد است، اما همانطور که از مقاوت برای کنترل سرعت موتور استفاده‌می‌کنیم در اینجا نیز تلفات مقاومتی ایجادمی‌شود که
این امر باعث ایجاد اثر گرمای غیرضروری در موتور‌می‌شود و همچنین باعث کاهش بهره وری‌می‌شود.
به همین دلیل نمی‌توان آن را برای عملکرد در کار دائم ارائه کرد، در کاربردهای متناوب مانند جرثقیل های سقفی ، نوسانات بار و غیره استفاده‌می‌شود.
مقالات مرتبط :
موتور القایی دو قفس (موتور قفس سنجابی دوبل)
موتور القایی خطی: اصول عملکرد ، کاربرد ها و طراحی
راه انداز ستاره مثلث : نقشه مدار ، اصول کارکرد و نظریه
موتور القایی تغذیه از روتور یا تغذیه معکوس
لینک زبان اصلی مقاله :