نمودار سیم کشی و نمودار واقعی خطوط انتقال مستقیم و معکوس برای موتورهای آسنکرون سه فاز!

سه فاز آسنکرونموتورنوعی موتور القایی است که با اتصال همزمان جریان AC سه فاز ۳۸۰ ولت (اختلاف فاز ۱۲۰ درجه) تغذیه می‌شود. با توجه به اینکه میدان مغناطیسی دوار روتور و استاتور یک موتور آسنکرون سه فاز در یک جهت و با سرعت‌های مختلف می‌چرخد، نرخ لغزش وجود دارد، بنابراین به آن موتور آسنکرون سه فاز می‌گویند.

سرعت روتور یک موتور آسنکرون سه فاز کمتر از سرعت میدان مغناطیسی دوار است. سیم‌پیچ روتور به دلیل حرکت نسبی با میدان مغناطیسی، نیروی محرکه الکتریکی و جریان تولید می‌کند و با میدان مغناطیسی در تعامل است تا گشتاور الکترومغناطیسی ایجاد کند و به تبدیل انرژی دست یابد.

در مقایسه با تک فاز آسنکرونموتورها، سه فاز ناهمزمانموتورهاعملکرد عملیاتی بهتری دارند و می‌توانند در مصرف مواد مختلف صرفه‌جویی کنند.

با توجه به ساختارهای مختلف روتور، موتورهای آسنکرون سه فاز را می‌توان به نوع قفسی و نوع سیم‌پیچی شده تقسیم کرد.

موتور آسنکرون با روتور قفسی دارای ساختار ساده، عملکرد قابل اعتماد، وزن سبک و قیمت پایین است که به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. عیب اصلی آن مشکل در تنظیم سرعت است.

روتور و استاتور یک موتور آسنکرون سه فاز سیم‌پیچی شده نیز به سیم‌پیچ‌های سه فاز مجهز شده و از طریق حلقه‌های لغزان، جاروبک‌ها به یک رئوستای خارجی متصل می‌شوند. تنظیم مقاومت رئوستا می‌تواند عملکرد راه‌اندازی موتور را بهبود بخشد و سرعت موتور را تنظیم کند.

اصل کار موتور ناهمزمان سه فاز

وقتی جریان متناوب سه فاز متقارن به سیم پیچ سه فاز استاتور اعمال می‌شود، یک میدان مغناطیسی دوار تولید می‌شود که در جهت عقربه‌های ساعت در امتداد فضای دایره‌ای داخلی استاتور و روتور با سرعت سنکرون n1 می‌چرخد.

از آنجایی که میدان مغناطیسی دوار با سرعت n1 می‌چرخد، هادی روتور در ابتدا ثابت است، بنابراین هادی روتور میدان مغناطیسی دوار استاتور را قطع می‌کند تا نیروی محرکه القایی تولید شود (جهت نیروی محرکه القایی توسط قانون دست راست تعیین می‌شود).

به دلیل اتصال کوتاه هادی روتور در دو انتها توسط یک حلقه اتصال کوتاه، تحت عمل نیروی الکتروموتور القایی، هادی روتور جریان القایی تولید می‌کند که اساساً در همان جهت نیروی الکتروموتور القایی است. هادی حامل جریان روتور تحت تأثیر نیروی الکترومغناطیسی در میدان مغناطیسی استاتور قرار می‌گیرد (جهت نیرو با استفاده از قانون دست چپ تعیین می‌شود). نیروی الکترومغناطیسی گشتاور الکترومغناطیسی را روی شفت روتور ایجاد می‌کند و روتور را به چرخش در جهت میدان مغناطیسی دوار سوق می‌دهد.

از طریق تحلیل فوق می‌توان نتیجه گرفت که اصل کار یک موتور الکتریکی به شرح زیر است: هنگامی که سیم‌پیچ‌های استاتور سه فاز موتور (هر کدام با اختلاف زاویه الکتریکی ۱۲۰ درجه) با جریان متناوب متقارن سه فاز تغذیه می‌شوند، یک میدان مغناطیسی دوار تولید می‌شود که سیم‌پیچ روتور را قطع می‌کند و جریان القایی را در سیم‌پیچ روتور ایجاد می‌کند (سیم‌پیچ روتور یک مدار بسته است). هادی روتور حامل جریان، تحت تأثیر میدان مغناطیسی دوار استاتور، نیروی الکترومغناطیسی تولید می‌کند. بنابراین، گشتاور الکترومغناطیسی روی شفت موتور ایجاد می‌شود و موتور را به چرخش در همان جهت میدان مغناطیسی دوار سوق می‌دهد.

نمودار سیم کشی موتور ناهمزمان سه فاز

سیم کشی اولیه موتورهای آسنکرون سه فاز:

شش سیم از سیم پیچ یک موتور آسنکرون سه فاز را می توان به دو روش اتصال اساسی تقسیم کرد: اتصال مثلث مثلث و اتصال ستاره.

شش سیم = سه سیم‌پیچ موتور = سه سر سیم‌پیچ + سه سر سیم‌پیچ انتهایی، با یک مولتی‌متر که اتصال بین سر سیم‌پیچ‌های انتهایی و انتهایی یک سیم‌پیچ، یعنی U1-U2، V1-V2، W1-W2 را اندازه‌گیری می‌کند.

۱. روش اتصال مثلث مثلث برای موتورهای آسنکرون سه فاز

روش اتصال مثلث دلتا این است که سر و ته سه سیم‌پیچ را به ترتیب به هم وصل کنید تا یک مثلث تشکیل شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است:

۲. روش اتصال ستاره برای موتورهای آسنکرون سه فاز

روش اتصال ستاره برای اتصال انتهای یا سر سه سیم‌پیچ است و سه سیم دیگر به عنوان اتصال برق استفاده می‌شوند. روش اتصال همانطور که در شکل نشان داده شده است:

توضیح نمودار سیم کشی موتور آسنکرون سه فاز در شکل و متن

جعبه اتصال موتور سه فاز

هنگام اتصال موتور آسنکرون سه فاز، روش اتصال قطعه اتصال در جعبه اتصال به شرح زیر است:

وقتی موتور آسنکرون سه فاز به صورت گوشه ای متصل است، روش اتصال قطعه اتصال جعبه تقسیم به شرح زیر است:

دو روش اتصال برای موتورهای آسنکرون سه فاز وجود دارد: اتصال ستاره و اتصال مثلث.

روش مثلث‌بندی

در کلاف‌های سیم‌پیچ با ولتاژ و قطر سیم یکسان، روش اتصال ستاره سه برابر تعداد دور در هر فاز کمتر (۱.۷۳۲ برابر) و سه برابر توان کمتر از روش اتصال مثلث دارد. روش اتصال موتور تکمیل‌شده برای تحمل ولتاژ ۳۸۰ ولت ثابت شده است و عموماً برای اصلاح مناسب نیست.

روش اتصال فقط زمانی قابل تغییر است که سطح ولتاژ سه فاز با ۳۸۰ ولت معمولی متفاوت باشد. به عنوان مثال، وقتی سطح ولتاژ سه فاز ۲۲۰ ولت است، تغییر روش اتصال ستاره از ولتاژ سه فاز اصلی ۳۸۰ ولت به روش اتصال مثلث می‌تواند قابل اجرا باشد. وقتی سطح ولتاژ سه فاز ۶۶۰ ولت است، روش اتصال مثلث ولتاژ سه فاز اصلی ۳۸۰ ولت را می‌توان به روش اتصال ستاره تغییر داد و توان آن بدون تغییر باقی می‌ماند. به طور کلی، موتورهای کم توان با اتصال ستاره و موتورهای پرقدرت با اتصال مثلث کار می‌کنند.

در ولتاژ نامی، باید از موتور با اتصال مثلث استفاده شود. اگر به موتور با اتصال ستاره تغییر یابد، در حالت کارکرد با ولتاژ کاهش یافته قرار می‌گیرد که منجر به کاهش توان موتور و جریان راه‌اندازی می‌شود. هنگام راه‌اندازی یک موتور پرقدرت (روش اتصال مثلث)، جریان بسیار زیاد است. به منظور کاهش تأثیر جریان راه‌اندازی بر خط، معمولاً از روش راه‌اندازی کاهنده استفاده می‌شود. یک روش، تغییر روش اتصال مثلث اصلی به روش اتصال ستاره برای راه‌اندازی است. پس از راه‌اندازی روش اتصال ستاره، برای بهره‌برداری دوباره به روش اتصال مثلث تبدیل می‌شود.

نمودار سیم کشی موتور ناهمزمان سه فاز

نمودار فیزیکی خطوط انتقال مستقیم و معکوس برای موتورهای آسنکرون سه فاز:

برای دستیابی به کنترل رو به جلو و معکوس یک موتور، می‌توان هر دو فاز منبع تغذیه آن را نسبت به یکدیگر تنظیم کرد (که ما آن را کموتاسیون می‌نامیم). معمولاً فاز V بدون تغییر باقی می‌ماند و فاز U و فاز W نسبت به یکدیگر تنظیم می‌شوند. برای اطمینان از اینکه توالی فاز موتور هنگام عملکرد دو کنتاکتور به طور قابل اعتمادی قابل تعویض است، سیم‌کشی باید در قسمت بالایی کنتاکتور ثابت باشد و فاز باید در قسمت پایینی کنتاکتور تنظیم شود. به دلیل تعویض توالی فاز دو فاز، لازم است اطمینان حاصل شود که دو سیم‌پیچ KM نمی‌توانند همزمان روشن شوند، در غیر این صورت ممکن است خطاهای جدی اتصال کوتاه فاز به فاز رخ دهد. بنابراین، باید از قفل داخلی استفاده شود.

به دلایل ایمنی، اغلب از یک مدار کنترل دوطرفه اینترلاک جلو و عقب با اینترلاک دکمه‌ای (مکانیکی) و اینترلاک کنتاکتوری (الکتریکی) استفاده می‌شود؛ با استفاده از اینترلاک دکمه‌ای، حتی اگر دکمه‌های اینترلاک جلو و عقب به طور همزمان فشار داده شوند، دو کنتاکتور مورد استفاده برای تنظیم فاز نمی‌توانند همزمان روشن شوند و به طور مکانیکی از اتصال کوتاه فاز به فاز جلوگیری می‌شود.

علاوه بر این، به دلیل اتصال داخلی کنتاکتورهای اعمال شده، تا زمانی که یکی از کنتاکتورها روشن باشد، کنتاکت بسته طولانی آن بسته نخواهد شد. به این ترتیب، در کاربرد اتصال داخلی دوگانه مکانیکی و الکتریکی، سیستم منبع تغذیه موتور نمی‌تواند اتصال کوتاه فاز به فاز داشته باشد و به طور موثر از موتور محافظت کرده و از حوادث ناشی از اتصال کوتاه فاز به فاز در طول مدولاسیون فاز که می‌تواند باعث سوختن کنتاکتور شود، جلوگیری می‌کند.