آشنایی با انواع موتور سهفاز از نظر ساختار و عملکرد
انواع موتور سهفاز
1. موتورهای آسنکرون سهفاز
یکی از پرکاربردترین الکتروموتورهایی که در کارخانهها و ساختمانهای بزرگ به کار میرود، موتور آسنکرون سهفاز است. این موتور به خاطر ساختمان ساده، قیمت مناسب و دوام بالا، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
در این نوع موتور، جریان سهفاز در استاتور یک میدان مغناطیسی ایجاد میکند. این میدان از فاصله هوایی عبور کرده و به روتور میرسد. برای القای ولتاژ در روتور، لازم است بین سرعت میدان استاتور و سرعت روتور مقداری اختلاف وجود داشته باشد که به آن لغزش گفته میشود.
همین اختلاف سرعت موجب ایجاد جریان در میلههای روتور و در نتیجه تولید گشتاور میشود. در صورتی که این اختلاف سرعت وجود نداشته باشد، موتور قادر به تولید گشتاور نخواهد بود و به همین دلیل آن را آسنکرون مینامند.
2. موتورهای آهنربای دائم (PM)
یکی از دلایل اصلی راندمان بالای موتورهای PM این است که چون میدان مغناطیسی روتور توسط آهنربای دائمی تأمین میشود، دیگر نیازی به عبور جریان الکتریکی از روتور (برخلاف موتورهای القایی) نیست. این یعنی «تلفات مسی روتور» عملاً حذف شده و موتور بسیار خنکتر کار میکند.
موتورهای PM معمولاً ضریب توانی نزدیک به یک دارند. این موضوع باعث کاهش فشار روی شبکه برق و کاهش هزینههای مربوط به تابلوهای خازنی میشود.
ترکیب چگالی توان بالا و کنترلپذیری دقیق در موتورهای PM، آنها را به گزینهای ایدهآل برای جایگزینی سیستمهای سنتی تبدیل کرده است؛ بهویژه در کاربردهای سنگین مانند درایوهای غلتکی، پرسها، میکسرها، آسیابها و جرثقیلها که نیاز به گشتاور بالا در ابعاد کوچک دارند.
3. موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC)
موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC) برخلاف نامشان، از نظر ساختار و عملکرد به موتورهای DC سنتی شباهت مستقیم ندارند و از بسیاری جهات به موتورهای سنکرون سهفاز نزدیکاند. در این موتورها، سیمپیچهای سهفاز استاتور میدان مغناطیسی دوار تولید میکنند و روتور که از آهنربای دائم ساخته شده است، این میدان را دنبال میکند.
کنترل این موتورها معمولاً بر پایهی تشخیص موقعیت روتور انجام میشود که میتواند از طریق Back EMF یا حسگرهایی مانند سنسور هال و انکودر صورت گیرد. در روشهای رایج کنترلی، درایو با کموتاسیون مناسب فازها، حرکت روتور را در هماهنگی با میدان دوار استاتور حفظ میکند.
رفتار کنترلی BLDCها از نظر پاسخ سریع، دقت در کنترل سرعت و گشتاور، و قابلیت اطمینان بالا، بسیار مطلوب است و به همین دلیل در کاربردهایی مانند ماشینهای ابزار، سروو درایوها، نوار نقالهها، کمپرسورها، پمپهای دقیق و سامانههای اتوماسیون صنعتی استفاده میشوند.
راندمان موتورهای آسنکرون سهفاز
برای انتخاب موتورهای الکتریکی و اجزای درایو با راندمان بالا، یک سیستم طبقهبندی جهانی برای بهرهوری انرژی موتورهای الکتریکی تدوین شده است. این طبقهبندی در استاندارد بینالمللی IEC 60034-30-1 تعریف شده و به کاربران کمک میکند میزان راندمان هر موتور را با معیارهای مشخص ارزیابی کنند.
این استاندارد برای موتورهای تکفاز و سهفاز، با برخی استثناها، و در فرکانسهای 50 و 60 هرتز، چهار سطح راندمان را مشخص میکند:
- IE1: راندمان استاندارد
- IE2: راندمان بالا
- IE3: راندمان برتر
- IE4: راندمان فوقالعاده بالا
در نمودارهای راندمان موتورهای آسنکرون معمولاً مشاهده میشود که با افزایش توان نامی موتور، راندمان نیز افزایش مییابد. به همین دلیل، موتورهای بزرگتر معمولاً بازده بالاتری دارند.
4. موتورهای سنکرون رلوکتانسی (SyncRM)
یکی از مزایای بزرگ این موتورها نسبت به موتورهای PM که قبلاً بحث کردیم، این است که آهنربای دائم (عناصر نادر خاکی) ندارند. این یعنی قیمت تمام شده کمتر، وابستگی کمتر به زنجیره تأمین آهنربا و عدم نگرانی از «دمای بالا و از دست رفتن خاصیت مغناطیسی.
این موتورها گشتاور راهاندازی ضعیفی دارند (در مدلهای بدون قفس)، الگوریتمهای پیشرفته درایو برای شناسایی دقیق زاویه روتور ضروری هستند.
ز آنجایی که در روتور جریانی وجود ندارد (تلفات روتور صفر است)، بلبرینگهای موتور بسیار خنکتر میمانند که این موضوع باعث میشود وقفههای تعمیراتی موتور به شدت کاهش یابد.
آیا این مقاله برایتان مفید بود؟
