• الکتروموتور
دعوت به همکاری

 

موتور های القایی سه فاز (بخش سوم)

عوامل مؤثر در سرعت میدان دوار

همانطور که ملاحظه کردید برای ترسیم میدان دوار از شکل موج جریان های سه فاز در فواصل منظم و در یک دوره تناوب استفاده می شود. حالا تصور کنید هر چه دوره تناوب در زمان کوتاه تری تکرار گردد مسلماً سرعت چرخشی میدان دوار نیز بیشتر خواهد شد و بالعکس با افزایش زمان دوره تناوب سرعت میدان دوار کندتر می شود.
یکی از کمیت های شبکه برق متناوب، فرکانس f است که با دوره تناوب T نسبت عکس دارد. پس می توان نتیجه گرفت یکی از عوامل مؤثر بر سرعت میدان دوار، فرکانس شبکه برق می باشد ولی از آنجا که فرکانس متناسب با عکس زمان تناوب است، بنابراین با کاهش فرکانس، سرعت چرخش میدان دوار، کم می شود و با افزایش فرکانس، سرعت چرخش میدان دوار زیاد می شود.
سرعت میدان دوار ماشین القایی را با ns نمایش می دهند و آن را سرعت سنکرون می نامند.
سرعت میدان دوار متناسب با فرکانس است بنابراین می نویسیم:

ns∝f

از آنجا که جریان عبوری از سیم پیچ ها در یک دوره تناوب فقط یکبار تغییر جهت می دهند، میتوان نتیجه گرفت که قطب های N و S میدان دوار در این مدت فقط یکبار عوض میشود. بنابراین در یک ماشین دو قطبی که قطب ها (360 درجه) محیط استاتور را اشغال کرده اند در یک دوره تناوب، میدان دوار یک دور محیط استاتور را طی میکند در حالی که در یک ماشین چهار قطبی که هر دو قطب آن (180 درجه) محیط استاتور را اشغال کرده است در یک دوره تناوب، میدان دوار تنها نیم دور (180 درجه) محیط استاتور را طی می کند. پس میتوان نتیجه گرفت، افزایش تعداد قطب های استاتور باعث کم شدن سرعت میدان دوار می شود.
بنابراین عامل دیگر تعیین کننده سرعت میدان دوار، تعداد قطب های سیم بندی ماشین القایی (الکتروموتور) می باشد.

اثر افزایش تعداد قطب ماشین القایی بر سرعت رتور

جدول 3 - اثر افزایش تعداد قطب ماشین القایی بر سرعت رتور

با مراجعه به جدول (3) دیده می شود که میدان دوار ماشین 4 قطبی در مقایسه با ماشین 2 قطبی در یک دوره تناوب نیم دور محیط استاتور را طی میکند . با توجه به جدول (3) سرعت میدان دوار با رابطه 2/p متناسب است.

ns2/p

P تعداد قطب ها
 ns سرعت میدان دوار
رابطه سرعت میدان دوار با در نظر گرفتن هر دو عامل فرکانس و تعداد قطب های سیم پیچی به صورت زیر نوشته می شود:

ns2xf/p      (3-1) رابطه

(ns بر حسب دور در ثانیه)
سرعت میدان دوار در رابطه (1-3) بر حسب دور بر ثانیه می باشد ولی از آنجا که سرعت ماشین های دوار را معمولا بر حسب دور بر دقیقهRPM) 1) نمایش می دهند، لذا رابطه سرعت میدان دوار به صورت رابطه (2-3) خواهد شد.

ns= 120xf/p      (3-2) رابطه

در رابطه (2-3): 
ns سرعت میدان دوار بر حسب RPM 
f فرکانس شبکه برق بر حسب  Hz
P تعداد قطب های سیم بندی ماشین القایی
به یاد داشته باشید که فرکانس در شبکه های برق ثابت است در نتیجه حداکثر سرعت میدان دوار در ماشین القایی (الکتروموتور) دو قطبی ایجاد می شود.
مثال:  سرعت میدان دوار یک ماشین 2 قطبی در شبکه برق ایران با فرکانس (50Hz) چقدر است؟

ns120xf/p = 120x50/2 = 3000 RPM

این سرعت بیشترین مقداری است که میدان دوار ماشین القایی در اتصال به شبکه برق کشور ایران می تواند داشته باشد.

نحوه ایجاد چرخش رتور در موتورهای القایی

 تغییرات فوران عامل ایجاد نیروی محرکه القایی در سیم پیچ است. از آنجاکه جریان DC فوران با مقدار ثابت تولید می کند لذا سیم پیچ حامل جریان DC در سیم پیچ مجاور خود نیروی محرکه  القا نمی کند.

ایجاد ولتاژ القایی با ولتاژ متناوب (سمت راست) عدم ایجاد ولتاژ القایی با ولتاژ جریان مستقیم (سمت چپ)

شکل 17 - ایجاد ولتاژ القایی با ولتاژ متناوب (سمت راست) عدم ایجاد ولتاژ القایی با ولتاژ جریان مستقیم (سمت چپ)

با اتصال سیم پیچ استاتور ماشین القایی(الکتروموتور) رتور سیم پیچی شده به منبع ولتاژ متناوب و ایجاد میدان دوار در استاتور طبق قانون القای فارادی، نیروی محرکه ای متناسب با آهنگ تغییرات فوران در سیم پیچ های رتور القاء خواهد شد. اما، با باز بودن مدار خروجی M,L,K رتور شکل (18)، رتور حرکت نمی کند و با قرار دادن یک ولت متر مطابق شکل (18) در دو سر سیم پیچی رتور می توان مقدار نیروی محرکه القایی سیم پیچی رتور را اندازه گرفت. از آنجا که رتور در این حالت ساکن است و چرخش ندارد. این نیروی محرکه القایی را ولتاژ حالت سکون رتور می نامند و آن را با E2 نمایش می دهند.

مدار الکتریکی ماشین القایی رتور سیم پیچی شده در حالی که استاتور آن توسط منبع سه فاز برقدار گردیده و مدار رتور آن باز است

شکل 18 - مدار الکتریکی ماشین القایی رتور سیم پیچی شده در حالی که استاتور آن توسط منبع سه فاز برقدار گردیده و مدار رتور آن باز است

در واقع با ایجاد میدان دوار استاتور، نیروی محرکه E2 در سیم پیچی رتور القاء می شود ولی از آنجا که جریانی از مدار رتور عبور نمی کند در نتیجه نیروی لورنس هم به سیم پیچی رتور وارد نمی شود. در صورتی که بخواهیم به رتور نیروی لورنس وارد شود باید در سیم پیچی رتور جریان جاری شود. بنابراین اگر حلقه های  خروجی مدار رتور مطابق شکل (19) به یکدیگر اتصال داده شوند و آمپرمتر در مسیر M و L قرار گیرد، مدار رتور بسته می شود و در سیم پیچی رتور جریان جاری می شود و نیروی لورنس پدید می آید لذا رتور حول محورش می گردد و تا زمانی که سیم پیچ استاتور به برق اتصال داشته باشد رتور به حرکت خود ادامه خواهد داد.

مدار الکتریکی ماشین القایی رتور سیم پیچی شده در حالی که استاتور آن توسط منبع سه فاز برقدار و مدار رتورآن اتصال کوتاه است

شکل 19 - مدار الکتریکی ماشین القایی رتور سیم پیچی شده در حالی که استاتور آن توسط منبع سه فاز برقدار و مدار رتور آن اتصال کوتاه است

ولتاژ القاء شده در مدار بستهٔ رتور باعث جاری شدن جریان در سیم پیچ های آن می شود. آمپرمتر شکل (19) جریان یکی از فازهای سیم پیچ رتور را نشان می دهد. این جریان را جریان رتور می نامند و آن را با Ir نمایش می دهند.

موتورهای القایی از نوع رتور قفس سنجابی

شکل (20) چگونگی چرخش رتور قفسی در موتورهای القایی (الکتروموتور ها) را به سادگی نمایش داده است. شما می توانید با تهیه وسایل نشان داده شده، این آزمایش را انجام دهید. در این آزمایش با چرخاندن دسته متحرک، آهنربای دائم می چرخد و در پی آن دیسک آلومینیومی نیز که اندکی از آهنربا فاصله دارد به حرکت در می آید.

یک وسیله ساده برای فهم بهتر اثر میدان دوار در چرخش دیسک

شکل 20 - یک وسیله ساده برای فهم بهتر اثر میدان دوار در چرخش دیسک

آیا با توجه به چرخش میدان و تغییر میدان مغناطیسی در دیسک آلومینیومی مطابق آنچه در شکل (20) می بینید، می توان نتیجه گرفت که عامل چرخش دیسک القای نیروی محرکه و ایجاد جریان القایی در آن است؟ در شکل (21) ابتدا و انتهای مفتول ها به یکدیگر متصل و در نتیجه مدار اتصال کوتاه شده ای در هادی های رتور ایجاد شده است و از آنجا که شکل ایجاد شده شبیه یک قفس است، به همین دلیل به رتور شکل (21) رتور قفسی می گویند. برای ساختن این نوع رتور ابتدا ورقه های هسته رتور را کنار یکدیگر قرار می دهند تا هسته یکپارچه رتور تشکیل شود سپس آلومینیوم و یا گاهی مس ذوب شده را به داخل هسته رتور تزریق می نمایند. مادهٔ مذاب تزریق شده در هسته پس از سرد شدن به شکل مفتول هایی درمی آیند که در داخل هسته قالب گیری شده است. لذا این هادی ها نسبت به هسته عایق نیستند.

ساختمان رتور قفسیرتور کامل با معرفی اجزای آن

شکل 21 - ساختمان رتور قفسی (سمت راست) رتور کامل با معرفی اجزای آن (سمت چپ)

از آنجا که شکل (21) شبیه قفس سنجاب به نظر می رسد، ماشین های القایی که ساختمان رتور آنها این گونه است را قفس سنجابی نیز می گویند.

نمایش انحراف شیارهای رتور نسبت به امتداد شیارهای استاتور

شکل 22 - نمایش انحراف شیارهای رتور نسبت به امتداد شیارهای استاتور

مطابق شکل (22) در اغلب ماشینهای القایی (الکتروموتور ها) شیارهای رتور با محور ماشین موازی نیستند یعنی شیارها نسبت به محور ماشین مورب است. این عمل باعث کاهش سر و صدای رتور در زمان چرخش آن می شود. معمولاً انحراف شیارهای رتور به اندازهٔ پهنای یک شیار استاتور در نظر گرفته می شود. در ماشینهای القایی با شیارهای مورب، راه اندازی سریعتر بوده و قابلیت تحمل اضافه بار در چنین ماشین هایی بیشتر است.

ماشینهای القایی قفس سنجابی از نظر ساختمان ساده تر و از نظر اقتصادی به صرفه تر از ماشین های رتور سیم پیچی شده هستند و کمتر به تعمیر و نگهداری احتیاج دارند.

 پانوشت


1. Revolution Per Minute

موتور های القایی سه فاز (بخش اول)

موتور های القایی سه فاز (بخش دوم)

محصولات

 
فروش ویژه پمپ شناور
 

خبرنامه

آبیاران در شبکه های اجتماعی

Google Plus instagram Twitter Linkedinn Facebook

تماس با ما

شعبه مرکزی: تبریز،میدان راه آهن، جاده سنتو، 200 متر مانده به پمپ بنزین.
تلفن: [10 خط] - (041) 34427241

شعبه 2: تبریز، چهارراه نادر، جنب ایستگاه آتش نشانی.
تلفن: [10 خط] - 32818772 (041)

کارخانه: تبریز، منطقه صنعتی قراملک، جنب دانشکده صنایع و معادن، گروه کارخانجات شرکت آبیاران

دفتر فروش تهران:
تلفن: [10 خط] - 66648110 (021)
 

فرم استعلام قیمت دیزل ژنراتور

captcha
کارشناسان فروش: 
آقای شاپور خانکشی زاده 09147734464
خانم غلامی 09146635750
آقای مهرداد طاهرمنش 09143191090
آقای حاج شبانی 09149166602
شعبه 1: تبریز، جاده سنتو، تلفن: (041) 34427241
شعبه 2: تبریز، چهارراه نادر، تلفن: (041) 32818772
دفتر فروش تهران تلفن: (021) 66648110