معماری
خانه / دسته‌بندی نشده / جلسه IE,1.8 : راه اندازی موتور های الکتریکی

جلسه IE,1.8 : راه اندازی موتور های الکتریکی

برای راه اندازی موتور به کلید یا شاسی یا یک کنترل کننده و یک کنتاکتور ( وصل کننده برق به موتور) نیاز داریم:

کلید: کلید وسیله ای برای قطع و وصل کردن جریان برق می باشد که کاربرد زیادی در زندگی مان دارد. حتی در صنعت که انواع مختلف آن بسته به نوع مصرف در وضعیت های گوناگون.

کلید انواع مختلفی دارد:

کلیدها دارای مکانیزم های مختلفی بوده و در انواع مختلف وجود دارند .
ازجمله آنها می توان به کلید های ساده دستی ، کلید های مکانیکی کلیدهای موتوری ، مغناطیسی و الکترونیکی اشاره نمود .

کلید های مغناطیسی : کنتاکتورها و رله ها

این نوع کلیدها با استفاده از خاصیت الکترومغناطیسی تعدادی کنتاکت را به یکدیگر وصل یا از یکدیگر جدا می نمایند . از این خاصیت جهت قطع و وصل و یا تغییر اتصال مدار استفاده می شود

ساختمان داخلی و طرز کار کنتاکتور ها:
این کلید از دو هسته به شکل E که یکی ثابت و دیگری متحرک است و درمیان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار گرفته دارد تشکیل شده است . وقتی بوبین به برق متصل گردد با استفاده از خاصیت مغناطیسی ، نیروی کششی فنر را خنثی کرده و هسته فوقانی را به هسته تحتانی متصل کرده و باعث می گردد که تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر، به ترمینال های ورودی و خروجی کلید متصل شود . در صورتی که مدار تغذیه بوبین کنتاکتور قطع گردد ، در اثر نیروی فنری که داخل کلید قرار دارد اتصالات برقرار شده و دوباره کنتاکتور به حالت اول باز می گردد .

عکس هایی از انواع کلید های مغناطیسی که شامل کنتاکتور نیز می شود.

شاسی: شاسی نیز مانند کلید عمل می کند با تفاوت اینکه شاسی ثابت جریان را وصل یا قطع نمیکند بلکه لحظه ای عمل می کند.

شستی های استارت و استپ و سلکتورهای فرمان

شستی ها از جمله وسایل فرمان هستند که فرمان انها بوسیله دست انجام می گیرد و در انواع مختلف و برای کاربردهای متفاوت طراحی می شوند

شستی هایی که پس از تحریک ، دو کنتاکت وصل را قطع می کنند شستی استپ و شستی هایی که پس از تحریک دو کنتاکت قطع را وصل می

کنند شستی استارت نامیده می شوند . شستی هایی که هر دو عمل را در یک زمان انجام می دهند به شستی استارت _استپ معروف هستند .

کنتاکتور:

کنتاکتور وسیله است که در آن با استفاده از خاصیت الکترومغناطیس تعدادی کنتاکت به یکدیگر وصل یا از یکدیگر جدا میشوند.از این خاصیت کنتاکتور جهت قطع و وصل ویا تغییر اتصال مدار استفاده می شود. هر کنتاکتور معمولا دارای سه کنتاکت اصلی برای مدار می باشد.

کنتاکتور ها از دو هسته E  مانند که یکی ثابت و دیگری متحرک است تشکیل شده که تنها چیزی که باعث می شود هسته متحرک به هسته ثابت متصل شود این است که درمیان هسته ثابت یک سیم پیچ قرار دارد که با عبور جریان از آن نیرویی تولید میکند که این نیرو باعث متصل شدن هسته متحرک به هسته ثابت به هم میشود. با حرکت هسته متحرک تعدادی کنتاکت باز ها بسته و بسته ها باز میشود.

مزایای استفاده از کنتاکتور ها نسبت به کلید های دستی صنعتی:

۱٫امکان کنترل مصرف کننده از راه دور.

۲٫امکان کنترل مصرف کننده از چند محل.

۳٫امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده.

۴٫سرعت قطع و وصل زیاد و کم بودن استهلاک کلید.

۵٫هنگام قطع و وصل کنتاکتور و کنتاکت ها خیلی کم به هم ساییدگی مکانیکی پیدا میکنند و عمر مکانیکی آنها به سایر کلید های صنعتی بیشتر است.

نشان دادن شکل کنتاکتور و اجزای آن شامل:

۱٫ورودی فاز های برق

۲٫ورودی سه فاز ها از تیر برق

  1. ورودی و خروجی نول به کنتاکتور

۴٫خروجی فاز ها

 

راه اندازی موتور سه فاز آسنکرون القایی :

موتور های سه فاز آسنکرون القایی بدلیل ساختمان و طرز کاری که دارند(روش القای الکترومغناطیسی)یک جریان زیادی در لحظه استارت از شبکه برق دریافت می کنند که حالت گذرا و موقتی دارند و در یک بازه زمانی مشخص پایان می یابد مقدار این جریان گذرا از موتور های القایی بین ۳ تا ۷ برابر جریان نامی موتور(که همان جریان عادی که موتور از شبکه برق هنگام کار دریافت میکند) می تواند داشته باشد. این جریان گذرا می تواند مشکلاتی از جمله ۱- ایجاد شوک در شبکه ۲- ایجاد افت ولتاژ در شبکه ۳- وارد کردن خسارت به وسایل حفاظتی و تجهیزات شبکه ۴- آسیب زدن به خود موتور و … میتوان اشاره نمود.

برای جلوگیری از وارد شدن این خسارت ها و راه اندازی بدون مشکل این موتور ها دو روش راه اندازی در نظر گرفته شده است.

که عبارتند از:

الف) راه اندازی مستقیم (اتصال مستقیم و بی واسطه موتور به شبکه)

ب) راه اندازی غیر مستقیم( به روش کاهش ولتاژ)

پس در این فصل با دو راه اندازی میخواهیم آشنا شویم:

الف) راه اندازی مستقیم:

در این روش اتصال موتور با توجه به اطلاعات درج شده در پلاک موتور که در فصل قبل خواندیم و در این جا اشاره مختصری نیز به آن خواهیم داشت به روش ستاره و یا مثلث در داخل تخته کلم موتور برقرار گردیده و سر های U ،V،W موتور به طور مستقیم به وسیله کلید زبانه ای یا کنتاکتور به شبکه برق سه فاز متصل می شود.

نکته بسیار مهم: این روش برای موتور هایی به کار برده می شود که قدرت موتور کمتر از ۴ کیلو وات باشد.

به جای کلید زبانه ای می توان کنتاکتور قرار داد.

ب)راه اندازی غیر مستقیم:

انواع راه اندازی به روش کاهش ولتاژ داریم:

  • راه اندازی به روش ستاره و مثلث
  • راه اندازی به روش استاتوریک ( قرار دادن مقاومت راه انداز در مدار استاتور)
  • راه اندازی به روش روتوریک ( قرار دادن مقاومت راه انداز در مدار روتور)
  • راه اندازی به روش اتو ترانسفورماتور
  • راه اندازی به روش استفاده از عناصر الکترونیک قدرت ( SSR – Driver – Soft starter )

۱- به روش ستاره و مثلث

نکات مهم برای دانستن اتصالات مثلث و ستاره:

ولتاژ خطی : ولتاژ بین دو فاز را در شبکه ولتاژ خطی می نامند. معمولا ۳۸۰ ولت

ولتاژ  فازی: ولتاژ بین فاز و نول را در شبکه ولتاژ فازی می نامند. معمولا همان ۲۲۰ ولت

باید بدانیم اتصال مثلث و اتصال ستاره به چه اتصالی می گویند؟

اتصال ستاره:

بین ولتاژ های خطی و فازی و همچنین بین جریان خطی و فازی رابطه زیر برقرار است.

جریان خطی و فازی باهم برابر است.

اتصال مثلث:

بین ولتاژ های خطی و فازی و همچنین بین جریان خطی و فازی رابطه زیر برقرار است.

ولتاژ خطی و فازی برابرند.

 

بعد از دانستن اتصالات در این روش ابتدا اتصال موتور به روش ستاره وصل شده و سر های U-V-W  به سه فاز وصل می شود وقتی موتور راه اندازی شده و حالت گذرا آن که جریان زیادی در هنگام استارت میکشد رد شد و به پایان رسید به حالت نرمال بر میگردد اتصال موتور از حالت ستاره به حالت مثلث تبدیل شده و در نتیجه ولتاز نامی سیم پیچ ها به دوسر آن اعمال می گردد در این حالت موتور با جریان نامی کار کرده و توان نامیش را در حالت مثلث تولید می کند.

موتور هایی که لازم است ستاره ، مثلث راه اندازی شود که  توان آن ها بیشتر از ۴ کیلو وات باشد.

نکته: هر موتوری که بتوان در شبکه ایران مثلث راه اندازی شود می تواند ستاره نیز راه اندازی کرد. برعکس قابل قبول نیست.

به جدول های زیر توجه کنید:

دلایل اصلی راه اندازی موتور به روش ستاره و مثلث :

  • مهمترین دلیل این راه اندازی کاهش دادن و محدود کردن جریان راه اندازی موتور است که در این روش جریان یک سوم کاهش می یابد.
  • جلوگیری از وارد شدن شوک به شبکه برق
  • جلوگیری از وارد شدن خسارت و صدمه به وسایل و تجهیزات مدار
  • جلوگیری از آسیب دیدن موتور

مدت زمانی که برای تبدیل اتصال ستاره به مثلث گرفته شده بستگی به قدرت و جریان نامی موتور دارد.

هرچه موتور بزرگتر و قدرت و جریان آن بیشتر باشد زمان حالت گذرا هم بیشتر خواهد بود به طور معمول این زمان بین ۱ تا ۵ ثانیه گرفته می شود.

۲- راه اندازی به روش استاتوریک:

در این روش برای کاهش و کنترل جریان راه اندازی موتور یک یا چند سری مقاومت راه انداز را بصورت سری با سیم پیچی استاتور قرار می دهند و در لحظه راه اندازی جریان سیم پیچی استاتور مستقیما از این مقاومت ها میگذرد به عبارت دیگر با قرار دادن این مقاومت ها در مدار استاتور امپدانس موتور را بالا برده و جریان راه اندازی را کاهش می دهند پس از عبر موتور از حالت گذرا و رسیدن به حالت پایدار ، مقاومت های راه انداز را از مدار خارج می گنند.

این روش روش چندان مناسبی نیست و کاربرد زیادی ندارد. چون

  • تلفات انرژی بصورت گرما:این مقاومت ها انرژی الکتریکی را به صورت انرژی گرمایی تلف می کنند.
  • باعث افت ولتاژ موتور می شود.
  • با توجه به این که باعث تغییر در امپدانس استاتور می شود موجب کاهش گشتاور الکترومغناطیسی موتور در هنگام راه اندازی موتور می شود.

۳- راه اندازی به روش روتوریک:

قرار دادن مقاومت راه انداز در مدار سیم پیچی روتور این روش مخصوص روتور های سیم پیچی شده می باشد. در مورد موتور های روتو قفسی به کار برده نمی شود.

۴- راه اندازی به روش اتوترانسفورماتور :

در این روش که از آن برای راه اندازی موتور های با قدرت بالا و سنگین استفاده میشود با استفاده از یک اتوترانسفورماتور سه فاز جریان راه اندازی موتور کنترل و محدود می شود. این  روش هزینه بسیار بالایی دارد. لذا در خصوص موتور های با قدرت پایین مرغوم به صرفه نیست.

۵- راه اندازی به روش عناصر الکترونیک قدرت:

امروزه الکترونیک قدرت کار را راحت کرده است که با استفاده از درایور ها و سافت استارتر و اس اس آر میتوان جریان راه اندازی موتور را به راحتی کنترل کرد.

عیب های عمده کلی موتور ها:

  • عیوب الکتریکی
  • عیوب مکانیکی

۱-عیوب الکتریکی:

در این موتورها عیب های الکتریکی مختلفی می توان پدید آید از جمله آن عیوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • عیب در سیمپیچ های موتور: چندین عیب میتوان در سیم پیچ موتور بوجود آید که می تواند تاثیرات متفاوتی رادر کار موتور بوجود آورد.ایجاد قطعی در حلقه های سیم پیچ ها که این عیب در صورت بروز در سیم پیج باعث از دور خارج شدن کل سیم پیچی مربوطه می گردد و باعث می شود که موتور نتواند کار کند.
  • ممکن است چندین حلقه در داخل یک کلاف به هم اتصال کوتاه بشوند که این مسئله باعث افت ولتاژ فاز مربوطه ایجاد صدای ناهنجار درکار موتور و گرم شدن آن گردد.
  • قطعی سرسیم ها: باعث میشود جریان به صورت نیاز به سیم پیچ نرسد.و عیب ایجاد کند این عیب باعث می شود که موتور گرم کرده و قدرت آن نیز کاهش یابد و در یک مدت زمانی طولانی ادامه یابد و باعث سوختن موتور شود.
  • یک یا چند حلقه از سیم ها لخت شده و به بدنه موتور تماس پیدا کند این امر باعث نشتی جریان و گرم شدن موتور شود. ضمن اینکه بدنه موتور برق دار شده و خطر برق گرفتگی به وجود می آید.

۲-عیوب مکانیکی

۱-خرابی در بلبرینگ ها: بلبرینگ ها قطعاتی هستند که امکان حرکت دورانی روتور را فراهم می سازند داخل بلبرینگ ها گوی هایی وجود دارد که بین دوپوشش داخلی و خارجی قرار دارد. در الکتروموتور ها یکی از پوسته های بلبرینگ ها به عنوان تکیه گاه در داخل سپر یا درپوش موتور به طور ثابت قرار گرفته و پوسته دیگر روی محور روتور سوار شده وآزادانه می تواند بلغزد و همین عمل امکان گردش روتور را به حرکت می آورد . این بلبرینگ ها به دلایل مختلف ایراد پیدا کرده و باعث سنگینی چرخش روتور یا حتی عدم چرخش روتور می شود در این حالت موتور ممکن است به شدت داغ کرده و بسوزد از جمله عیوب بلبرینگ ها می توان به خرابی بلبرینگ به عدم وجود خشکی وارد کردن ضربه و گیریس نداشتن و … اشاره نمود.

۲-لق شدن محل تکیه گاه بلبرینگ در درپوش موتور این عیب میتواند باعث لقی بلبرینگ و در نتیجه نامتوازن گردیدن موتور گردد و این عیب باعث به هم خوردن فاصله هوایی روتور و ساییده شدن روتور به استاتور شود.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قالب وردپرس