انتخاب اینورتر برای انواع موتورها

[bigbang]

انتخاب اینورتر برای انواع موتورها

قسمتهای الکتریکی ماشین های صنعتی و نحوه تغییر سمت گردش موتورهای سه فاز


موتور های چند فاز
موتورها ی چند فازه موتورها ی متناوبی هستند که به صورت دو یا سه فاز کار می کنند . هر دو از لحاظ ساختمانی مشابه بوده و فقط اتصال داخلی کلافهایشان متفاوت است . برای کاربردهایی نیازمند به توان بالاتر ، از موتورها ی القایی سه فاز AC ( یا چند فاز ) استفاده می شود . این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان ، استفاده می کنند . از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادیها القای جریان می کند ، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب می شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت درآید . این نوع از موتور با نام موتور القایی معر.ف است . برای اینکه این موتور به حرکت درآید بایستی همواره موتور با سرعتی کمتر از بسامد منبع تغذیه اعمالی به موتور ، بچرخد ، چرا که در این صورت میدان متعادل کننده ها در روتور ایجاد نخواهد شد . استفاده از این نوع موتور در کاربردهای ترکشن نظیر لوکوموتیوها ، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است ، روز به روز در حال افزایش است . به سیم پیچهای روتور جریان میدان جدایی اعمال می شود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود ، که در موتور هم زمان وجود دارد ، موتور به صورت هم زمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز ، به گردش در می آید . موتورها ی همزمان (سنکرون) را می توانیم به عنوان مولد جریان هم بکار برد. سرعت موتورAC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد و مقدار لغزش ، یا اختلاف در سرعت چرخش بین چرخانه و میدان ایستانه ، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می کند . تغییر سرعت در این نوع از موتورها را می توان با داشتن دسته سیم پیچها یا قطب هایی در موتور که با روشن و خاموش کردنشان سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می کند ، ممکن ساخت .

موتورها ی سه فاز
اصل ساخت اولیه و کاربردی
مانند بیشتر موتورها , یک موتورها ی القایی AC یک قسمت ثابت بیرونی به نام استاتور و یک روتور که در درون آن می چرخد دارند , که میان آندو یک فاصله دقیق کارشناسی شده وجود دارد.به طور مجازی همه موتورها ی الکتریکی از میدان مغناطیسی دوار برای گرداندن روتورشان استفاده می کنند.یک موتور سه فاز القایی AC تنها نوعی است که در آن میدان مغناطیسی دوار به طور طبیعی بوسیله استاتور به خاطر طبیعت تغذیه گر آن تولید می شود.در حالی که موتورها ی DC به وسیله ای الکتریکی یا مکانیکی برای تولید این میدان دوار نیاز دارند.یک موتور القایی AC تک فاز نیازمند یک وسیله الکتریکی خارجی برای تولید این میدان مغناطیسی چرخشی است .
در درون هر موتور دو سری آهنربای مغناطیسی تعبیه شده است . در یک موتور القایی AC یک سری از مغناطیس شونده ها به خاطراینکه تغذیه AC به پیچه های استاتور متصل است در استاتور تعبیه شده اند . بخاطر طبیعت متناوب تغذیه ولتاژ AC بر اساس قانون لنز نیرویی الکترومغناطیسی به روتور وارد می شود ( درست شبیه ولتاژی که در ثانویه ترانسفورماتور القا می شود ) . بنابر این سری دیگر از مغناطیس شونده ها خاصیت مغناطیسی پیدا می کنند . _ نام موتور القایی از اینجاست_ . تعامل میان این مگنت ها انرژی چرخیدن یا تورک ( گشتاور ) را فراهم می آورد.در نتیجه موتور در جهت گشتاو بوجود آمده چرخش می کند .
ساختمان موتورها ی سه فاز
موتورها ی سه فاز شامل سه قسمت می باشد :
۱٫ استاتور
۲٫ روتور
۳٫ کاسه ها ( قالپاق ها )
استاتور
از یک هسته آهنی شیاردار به صورت ثابت ساخته می شود . داخل شیارها سه گروه کلاف به صورتی قرار می گیرند که با هم ۱۲۰ درجه الکتریکی اختلاف فاز داشته باشند . انرژی الکتریکی تولیدی به صورت سه فاز از طریق استاتور به مدارهای خارج منتقل می گردد . استاتور از چندین قطعه باریک آلومنیوم یا آهن سبک ساخته شده است.این قطعات بصورت یک سیلندر تو خالی به هم منگنه و محکم شده اند(هسته استاتور) با شیارهایی که در شکا یک نشان داده شده اند.سیم پیچهایی از سیم روکش دار در این شیارها جاسازی شده اند.هر گروه پیچه با هسته ای که آن را فرا گرفته یک آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای کار کردن با تغذیه AC شکل می دهد.تعداد قطبهای یک موتور القایی AC به اتصال درونی پیچه های استاتوربستگی دارد.پیچه های استاتور مستقیما به منبع انرژی متصل اند.آنها به صورتی متصل اند که با برقراری تغذیه AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می شود.
روتور
قسمت گردنده مولد از هسته آهنی شیاردار ساخته می شود و داخل این شیارها سیم های مسی برای تولید فوران مغناطیسی قرار می گیرد . این فوران به وسیله ولتاژ جریان مستقیم تولید می شود .
در آلترناتورهای بزرگ انرژی الکتریکی در قسمت ثابت ( استاتور ) ماشین تولید می شود . ولی در آلترناتورهای کوچک معمولا انرژی الکتریکی در قسمت گردنده ( روتور ) ایجاد می شود . به قسمتی که در آن انرژی الکتریکی تولید می شود آرمیچر می گویند .
روتور از چندین قطعه مجزای باریک فولادی که میانشان میله هایی از مس یا آلومنیوم تعبیه شده ساخته شده است . در رایج ترین نوع روتور (روتور قفس سنجابی) این میله ها در انتهای خود به صورت الکتریکی و مکانیکی بوسیله حلقه هایی به هم متصل شده اند . تقریبا ۹۰ درصد از موتورها ی القایی دارای روتور قفس سنجابی می باشند و این به خاطر آن است که این نوع روتور ساختی مستحکم و ساده دارد . این روتور از هسته ای چند تکه استوانه ای با محوری که شکافهای موازی برای جادادن رساناها درون آن دارد تشکیل شده است . هر شکاف یک میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را شامل می شود . در این میله ها به طور دائمی بوسیله حلقه های انتهایی آنها همچنان که در شکل دو مشاهده می شود مدار کوتاه برقرار است . چون این نوع مونتاژ درست شبیه قفس سنجاب است ، این نام برای آن انتخاب شده است . میله ای روتور دقیقا با محور موازی نیستند . در عوض به دو دلیل مهم قدری اریب نصب می شوند .
دلیل اول آنکه موتور با کاهش صوت مغناطیسی بدون صدا کارکرده و برای آنکه از هارمونیک ها در شکاف ها کاسته شود.
دلیل دوم آن است که گرایش روتور به هنگ کردن کمتر شود . دندانه های روتور به خاطر جذب مغناطیسی مستقیم ( محض ) تلاش می کنند که در مقابل دندانه های استاتور باقی بمانند . این اتفاق هنگامی می افتد که تعداد دندانه های روتور و استاتور برابر باشند .
روتور بوسیله مهار هایی در دو انتها روی محور نصب شده ; یک انتهای محور در حالت طبیعی برای انتقال نیرو بلندتر از طرف دیگر گرفته می شود . ممکن است بعضی موتورها محوری فرعی در طرف دیگر( غیر گردنده – غیر منتقل کننده نیرو ) برای اتصال دستگاههای حسگر حالت( وضعیت ) و سرعت داشته باشند . بین استاتور و روتور شکافی هوایی موجود است . بعلت القا انرژی از استاتور به روتور منتقل می شو د. تورک تولید شده به روتور نیرو داده و سپس برای چرخیدن به آن نیرو می کند . صرف نظر از روتور استفاده شده قواعد کلی برای دوران یکی است .
علت دریافت انرژی الکتریکی از قسمت ثابت در آلترناتورهای بزرگ این است که نیروی محرکه الکتریکی ( ولتاژ ) تولید شده در آلترناتورهای سه فاز با شکل سینوسی و با اختلاف فاز ۱۲۰ درجه الکتریکی می باشد . از آن جا که مقدار ولتاژ تولید شده در آلترناتورها نمی تواند بیش از حد مجاز باشد و انتقال این ولتاژ با جریان های بالا موجب افزایش اتلاف انرژی در سیم ها و افت ولتاژ انتهای خط ، بنا برای ن در ابتدای خط مقدار ولتاژ تولید شده توسط ترانسفورماتورها افزایش و در انتهای خط در چند مرحله جهت استفاده مصرف کنندگان صنعتی و خانگی در حد ولتاژ مجاز ( ۳۸۰ ۲۲۰ ) کاهش می یابد . در نیروگاه های انرژی الکتریکی همواره به صورت سه فاز تولید می شود ؛ زیرا :
 اقتصادی تر است ، به دلیل اینکه آلترناتورهای سه فاز حجم کمتری نسبت به آلترناتورهای تک فاز با توان مشابه دارد .
 توان لحظه ای سه فاز در مصرف کننده هیچ گاه به صفر نمی رسد ، بنا برای ن توان سه فاز میزان تغییرات کمتری نسبت به توان در شبکه تک فاز دارد . در راه اندازی موتورها ی سه فاز نیاز به سیم پیچ راه انداز نداریم و به همین دلیل حجم موتورها کاهش می یابد . رکتیفایر های سه فاز ولتاژ DC شده رایپل کمتری دارد و ولتاژ خروجی جریان مستقیم در رکتیفایرهای سه فاز نسبت به ولتاژ یکسو شده در رکتیفایرهای تک فاز صاف تر است . اصولا موتورها ی جریان متناوب نسبت به موتورها ی جریان مستقیم دارای ساختمان ساده تر ، عمر مفید بیشتر و تعمیر و نگهداری راحت تری هستند که موجب برتری اقتصادی این موتورها بر موتورها ی DC می شود . ماشین های الکتریکی سه فاز به دو گروه اصلی ( ماشین های سنکرون و ماشین های القایی ) دسته بندی می شوند که از نظر ساختمان ، طرز کار و کاربرد تفاوت های زیادی دارند . اما اساس کار هر دوی آنها ایجاد میدان مغناطیسی دوار است در بین این دو نوع ، ماشین AC القایی ساده تر و ارزان تر بوده و بیشتر به عنوان موتور مورد استفاده قرار می گیرد ولی ماشین سنکرون که ساختمان پیچیده تر و قیمت گرانتری دارد اغلب به عنوان مولد به کار می رود .
برای کاربردهای نیازمند به توان بالاتر ، از موتورها ی القایی سه فاز AC ( یا چند فاز ) استفاده می شود . این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان ، استفاده می کنند . اغلب ، روتور شامل تعدادی هادی های مسی است که در فولاد قرار داده شده اند . از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادی ها القای جریان می کند ، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب می شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید ، این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف است . برای اینکه این موتور به حرکت در آید بایستی همواره موتور با سرعتی کمتر از فرکانس منبع تغذیه اعمالی به موتور بچرخد ، چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کننده ها در روتور ایجاد نخواهد شد . موتورها ی القایی AC سه فاز به طور گسترده در کاربری های تجاری و صنعتی استفاده می شوند . آنها هم به عنوان موتورها یی با روتور پیچ خورده یا قفس سنجابی دسته بندی می شوند .
این موتورها خود استارت هستند و از هیچ خازن یا پیچه استارت یا سوئیچ گریز از مرکز یا دستگاه آغازگری استفاده نمی کنند. آنها گشتاور آغازین در درجه های متوسط یا بالا تولید می نمایند.محدوده نیروی تولیدی و بازده این موتورها از متوسط تا بالا با مشابه های تک فازشان مقایسه می شود.استفاده های عمومی آنها مانند آسیابها (و لیث ها دستگاه برنده و فرم دهنده چوب و فلز) مته فشاری پمپها کمپرسورها تسمه نقاله ها همچنین دستگاههای چاپ دستگاههای مزرعه سرمایش در الکترونیک و دیگر کاربریهای مکانیکی است.