آشنایی با مشخصه های فنی در الکتروموتور سه فاز
الکتروموتور سه فاز یک گونه بسیار متداول از موتور های الکتریکی است که برای بهره گیری از نیروی برق نیاز به تامین هر سه فاز از برق شهری را دارد. در نمونه های آشناتر که می تواند الکتروموتور تک فاز باشد، وجود یک فاز در کنار نول می تواند چرخش نهایی موتور را تامین نماید؛ اما در الکتروموتور های سه فاز نیاز است تا اختلاف فاز هر سه فاز را بر سر سیم پیچ های استاتور داشته باشیم.
وجود برق سه فاز در الکتروموتور سه فاز باعث خلق یک میدان الکترومغناطیسی دوار در فضای داخلی استاتور شده و در نهایت این میدان مغناطیسی دوار باعث خواهد شد تا روتور به گردش درآید. به این ترتیب می توانید در شفت خروجی الکتروموتور سه فاز، شاهد خلق نیرو های بسیار قدرتمند مکانیکی باشید.
دلایل محبوبیت بالا در استفاده از الکتروموتور سه فاز
تامین برق شهری در حالت سه فاز استاندارد شده، لاجرم مصرف کنندگان را به سمتی می کشاند که نیاز است تا از انواع الکتروموتور سه فاز و یا تک فاز استفاده کنند. از این رو می توان حضور دائمی و همیشگی برق استاندارد شهری را در ۲۲۰ ولت تک فاز و همچنین ۳۸۰ ولت سه فاز، دلیل اصلی در محبوبیت بالای این نوع از الکتروموتور ها دانست.
در این بین از آنجا که برق خانگی از انواع تک فاز ۲۲۰ ولت می باشد، عمده تجهیزات خانگی و یا مصارف این دست از مصرف کنندگان بر پایه استفاده از الکترو موتور تک فاز خواهد بود؛ اما موتور های تک فاز قادر به تامین قدرت های بالا نیستند و در عین حال توانایی راه اندازی خودکار را ندارند و همچنین از شرایط تعمیر و نگهداری به مراتب دقیق تری به نسبت انواع الکتروموتور های سه فاز برخوردار هستند. از این رو اگر نیاز باشد که بخواهیم قدرت های بالایی را تأمین کنیم، لاجرم باید از توانمندی الکتروموتور سه فاز بهره مند باشیم. به همین جهت است که در مراکز صنعتی می توان به راحتی از وجود برق سه فاز بهره مند بود. استفاده از الکتروموتور سه فاز بسیار فراگیر می باشد.
ویژگی های مطلوب در مشخصه های الکتروموتور سه فاز
طیف بسیار گسترده ای از انواع الکتروموتور ها ابداع شده است و همگی آنها با تأمین اهدافی خاص مورد استفاده قرار می گیرند. در این بین تنها برخی از گونه ها از انواع الکتروموتور ها هستند که می توانند در هر فضایی و با تأمین طیف گسترده ای از نیاز های صنعتی مورد بهره برداری باشند. الکتروموتور های سه فاز یک مدل عام در طراحی انواع موتور ها است. اینگونه از موتور های الکتریکی مزایایی دارند که می توانند دلیل اصلی در کاربرد های وسیع آنها باشند.
طراحی ساده:
تمام آن چیزی که همراه با خلق یک الکتروموتور سه فاز شاهد آن خواهید بود، توری قفس سنجابی است که در بطن یک استاتور سیم پیچی شده قابلیت گردش پیدا می کند. این طراحی بسیار ساده است. از این رو، چه در هنگام ساخت و چه در زمان مصرف تا خرابی ها و حتی تعمیرات چندان زحمتی متوجه فعالان صنعتی نخواهد کرد.
قیمت مقرون به صرفه:
به نسبت توان، انواع الکتروموتور سه فاز از رنج قیمتی بسیار بهتری نسبت به دیگر انواع موتور های الکتریکی برخوردار هستند. حتی از این حیث می توانند با گونه های دیگر موتور، مانند موتور های بنزینی و دیزلی نیز رقابت کنند. الکتروموتور سه فاز می تواند قدرت بسیار بالایی را مادامیکه هزینه تمام شده تا میزان مصرف انرژی بسیار اندکی که دارد، تامین نماید.
شرایط بهره برداری آسان:
کافی است برق سه فاز را همراه با سه سیم از یک کابل چهار رشته بر سر کلمپ الکتروموتور های سه فاز برسانید. آنگاه به راحتی الکتروموتور شما به گردش در خواهد آمد. به این ترتیب می توان انواع الکتروموتور سه فاز را به عنوان موتور ها با شرایط راه اندازی بسیار آسان در نظر گرفت.
استحکام بالا و کارکرد بادوام:
درست در نقطه مقابل موتور های بنزینی و یا دیزلی که حجم بالایی از اتصالات و ادوات را همراه خود خواهند کرد، یک الکتروموتور سه فاز از یک ظاهر بسیار ساده و در عین حال مستحکم برخوردار است. در عین حال می تواند به مدت طولانی و به طور مداوم کار کند. در صورت بهره برداری مناسب قادر است تا سالیان متمادی عاری از هر گونه خرابی فعالیت خود را ادامه دهد. از این رو می توان الکتروموتور های سه فاز را به عنوان یک سیستم دوار بسیار مطمئن در نظر گرفت.
حجم کم:
یک ویژگی بسیار کارآمد در الکتروموتور سه فاز آن است که می تواند طیف گسترده ای از قدرت ها را شامل شود. این موتور ها را می توان در اندازه های چند دهم کیلوواتی تا چند صد کیلوواتی داشته باشید. در عین حال همراه با تامین قدرت های بالا حجم بسیار زیادی اشغال نمی کنند. از این رو در طراحی دستگاه های پیچیده و یا محدود در فضاسازی بسیار مطلوب هستند.
کنترل سرعت در رنج وسیع:
یک موتور بنزینی و یا دیزلی را نمی توان در دور های بسیار پایین به گردش درآورد. برای این منظور لازم است تا همراه با گیربکس ها سرعت گردش خروجی را در مقادیر بسیار اندک نگه داشت؛ اما در الکتروموتور سه فاز طیف بسیار گسترده ای بر تامین انواع سرعت ها به راحتی تامین خواهد شد، از سرعت های بسیار اندک تا سرعت های خیلی بالا. یک مزیت دیگر آن است که الکتروموتور سه فاز می تواند همراه با سر و صدای بسیار اندکی در سرعت های بسیار بالا کار کند.
عوامل تاثیرگذار بر کارکرد الکتروموتور سه فاز
برق سه فاز با سطح ولتاژ ۳۸۰ ولت است که مقدمات کارکرد الکتروموتور سه فاز را تأمین خواهد کرد. در این بین عوامل متعددی می توانند بر کارکرد این موتور ها نقش داشته باشند. عمده هدف از استفاده الکتروموتور سه فاز، توانایی تامین سرعت های متنوع از آنها می باشد. فاکتور فرکانس در برق سه فاز اولین و مهمترین عاملی است که در کارکرد همراه با سرعت های مختلف برای این موتور ها نقش خواهد داشت. اصولاً همراه با طراحی انواع درایو ها با اصل تغییر فرکانس کاری است که می توانند سرعت را در الکتروموتور سه فاز تغییر دهند.
البته در برخی از گونه ها در طراحی الکتروموتور سه فاز، فاکتور تغییر سرعت را در نحوه چیدمان سیم پیچ های استاتور در نظر می گیرند. به این ترتیب که با تغییر قطب های مختلف استاتور می توانند طیف های گسترده ای از سرعت را حاصل آورند. این ایده در طراحی الکتروموتور سه فاز که با عنوان موتور های استاتور ذغالی مشهور هستند، از گونه های منسوخ شده می باشند.
در سوی دیگر ماجرا سطح ولتاژ نیز تاثیر مستقیم بر کارکرد صحیح الکتروموتور دارد. اصولا اگر هر سه فاز را به یک اندازه در نظر بگیریم، می توان انتظار کارکرد عاری از عیب، اما تحت فشار را برای موتور داشته باشیم. چالش ماجرا زمانی است که یکی از فاز ها را در حین کارکرد الکتروموتور سه فاز از دست بدهیم. در چنین حالتی که با پدیده اصطلاحاً دو فاز شدن مواجه هستیم، شاهد عملکرد بسیار پر فشار الکتروموتور خواهیم شد. اتفاقی که باعث آمپرکشی و در نهایت سوختن موتور خواهد شد.
اصول طراحی الکتروموتور سه فاز
در طراحی الکتروموتور سه فاز، نکته کلیدی در نحوه سیم بندی استاتور می باشد. چرا که در استاتور، سه سیم پیچ حضور دارد. این سیم پیچ ها به نحوی در کنار هم و در جداره داخلی استاتور قرار گرفته اند. نحوه سربندی آنها می تواند گونه های مختلف از الکتروموتور سه فاز را حاصل آورد. در فضای استاندارد شده، نحوه سربندی سیم پیچ ها در الکتروموتور سه فاز، به دو صورت تنظیم خواهد شد، سربندی ستاره در مقابل سربندی مثلثی شکل. اینکه شش سر سیم پیچ حاضر در استاتور را چگونه با یکدیگر متصل می کنید، یکی از دو روش ستاره و یا مثلث را خلق خواهد کرد.
اصولا هر الکتروموتور سه فاز می تواند به یکی از دو روش فوق در مدار قرار گیرد. اهمیت در نحوه کارکرد تا تامین قدرت می باشد. چرا که اتصال مثلث می تواند قدرت بالایی تولید کند؛ اما شرایط راه اندازی دشوارتری دارد. مادامیکه در اتصال ستاره، الکتروموتور سه فاز قادر است در حالتی روان تر شروع به کار کند.
اصولا موتور های کم توان را به شکل ستاره و مدل های پرتوان را از مسیر اتصال ستاره-مثلث به شکل نهایی مثلث راه اندازی می کنند؛ اما اگر بتوانید الکتروموتور سه فاز خود را همراه با یک درایو ساخت استارتر راه اندازی کنید، دیگر نیاز به اتصال ستاره-مثلث نخواهید بود؛ بلکه دستگاه درایو ساخت استارتر می تواند راه اندازی نرم و مطمئنی را برای الکتروموتور سه فاز شما حاصل آورد.