انتخاب موتور القایی مناسب برای کاربرد های صنعتی

آشنایی با موتور القایی

پیش از تعریف موتور القایی باید بدانیم که وظیفه اصلی یک موتور تغییر انرژی از شکلی به شکل دیگر مانند الکتریکی به مکانیکی است. دسته بندی موتور ها را می‌توان بر اساس نوع عرضه مانند موتور های AC و موتور های DC انجام داد. علاوه بر موتور های AC و DC، انواع مختلفی از موتورها وجود دارد که شامل موتورهای القایی، موتور رلوکتانس، شنت DC ، PMDC، پله ای، سنکرون و غیره می‌شود. گروه صنعتی سپیانی فعال در زمینه اتوماسیون صنعتی، اتوماسیون صنعتی plc ، اتوماسیون صنعتی زیمنس، طراحی و راه اندازی خطوط تولید، مشاوره راه اندازی خطوط تولید و تامین قطعات صنعتی از شما دعوت میکند تا در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.

حتما بخوانید:

روش های راه اندازی موتور القایی

درایو/اینورتر میکرومستر چیست؟

موتور القایی چیست؟

موتوری که فقط سیم پیچی آمورتیسور دارد، موتور القایی نامیده می‌شود. موتور القایی از نظر ساخت و ساز در اکثر موارد، متوسط ترین ماشین الکتریکی است. موتور القایی بر اساس اصل القایی کار می‌کند که در آن میدان الکترومغناطیسی به روتور القا می‌شود که میدان مغناطیسی دوار استاتور روتور ساکن را قطع می‌کند. ماشین‌های القایی تا حد زیادی رایج ترین نوع موتور مورد استفاده در محیط‌ های صنعتی، تجاری یا مسکونی هستند. این یک موتور AC سه فاز است. ویژگی‌های بارز آن عبارتند از:

• بدنه ساده و مستحکم
• هزینه کم و حداقل تعمیر و نگهداری
• قابلیت اطمینان بالا و مهارت کافی بالا
• نیازی به موتور راه اندازی اضافی ندارد و نیاز به همگام سازی ندارد.

حتما بخوانید:

الکتروموتور چیست؟ انواع آن

تفاوت الکتروموتورهای AC و DC

قطعات اصلی یک موتور القایی چیست؟

یک موتور القایی اساساً دارای دو بخش است: استاتور و روتور

استاتور

استاتور از مهر زنی‌های مختلف با شکاف‌هایی برای حمل سیم پیچ‌های سه فاز تشکیل شده است. برای تعداد مشخصی از قطب‌ها زخم شده است. سیم پیچ‌ها به صورت هندسی 120 درجه از هم جدا شده اند. دو نوع روتور در موتورهای القایی استفاده می‌شود: روتور قفس سنجابی و روتور زخمی.

هیچ جریان میدان DC برای راه اندازی دستگاه مورد نیاز نیست. ولتاژ روتور در سیم‌پیچ‌های روتور القا می‌شود نه اینکه به صورت فیزیکی توسط سیم وصل شود.

روتور

روتور قسمت دوار مدار الکترومغناطیسی است. رایج ترین نوع روتور، روتور قفس سنجابی است. روتور شامل یک هسته چند لایه استوانه ای با شکاف‌های موازی محوری برای حمل هادی‌ها است. هر شکاف دارای یک نوار مس، آلومینیوم یا آلیاژ است. روتور موتورهای القایی سه فاز اغلب به عنوان یک لنگر به کار می‌رود. هدف این نام، شکل لنگر روتورهایی است که در دستگاه‌های الکتریکی بسیار اولیه استفاده می‌شد. در تجهیزات الکتریکی، سیم پیچ لنگر توسط میدان مغناطیسی القا می‌شود، اگرچه روتور این قسمت را در موتورهای القایی سه فاز می‌گیرد.

یک موتور القایی همان استاتور فیزیکی یک ماشین سنکرون با توسعه روتور جایگزین دارد. موتورالقایی ممکن است به عنوان موتور یا ژنراتور کار کند. از طرف دیگر، آنها اساساً به عنوان موتور های القایی استفاده می‌شوند. اصل کار موتور القایی این است که AC در روتور موتور برای تولید گشتاوری لازم است که از طریق القای الکترومغناطیسی حاصل از میدان مغناطیسی دوار سیم پیچ استاتور به دست می‌آید.

انواع موتور های القایی

موتورهای القایی به دو نوع موتور القایی تک فاز و موتور القایی سه فاز تقسیم می‌شوند. همانطور که از نام آنها پیداست، یک موتور القایی تک فاز به یک منبع تغذیه AC تک فاز متصل می‌شود در حالی که موتور القایی 3 فاز می‌تواند به منبع تغذیه AC سه فاز متصل شود. مجدداً این نوع موتور های القایی به چند زیرمجموعه طبقه بندی می‌شوند. تک فاز به چهار نوع طبقه بندی می‌شود در حالی که 3 فاز به دو نوع طبقه بندی می‌شود.

حتما بخوانید: ژنراتور چیست؟ کاربرد آن

1. موتور القایی تک فاز

موتور القایی تک فاز خود راه انداز نیست. هنگامی که موتور به منبع تغذیه تک فاز متصل می‌شود، سیم پیچ اصلی جریان متناوب را حمل می‌کند. منطقی است که کم‌هزینه‌ترین موتور مرتب‌سازی نگهداری باید به‌طور منظم مورد استفاده قرار گیرد. اینها بر اساس نحوه شروع شان انواع مختلفی دارند زیرا خودراه‌ انداز نیستند. اینها موتور های فاز تقسیم، قطب سایه دار و موتور های خازن هستند. مجدداً موتور های خازن عبارتند از:

• استارت خازن
• کارکرد خازن
• موتورهای خازن دائمی

در این نوع موتور ها، سیم پیچ استارت می‌تواند یک خازن سری یا یک کلید گریز از مرکز داشته باشد. هنگامی که ولتاژ تغذیه اعمال می‌شود، جریان در سیم پیچ اصلی به دلیل امپدانس سیم پیچ اصلی نسبت به ولتاژ منبع تاخیر دارد. و جریان در سیم‌پیچ استارت بسته به امپدانس مکانیزم راه‌اندازی، ولتاژ منبع تغذیه را هدایت می‌کند.

زاویه بین دو سیم پیچ به اندازه اختلاف فاز کافی است تا میدان بزرگی چرخشی برای تولید گشتاور شروع ایجاد کند. در نقطه ای که موتور به 70 تا 80 درصد سرعت سنکرون می‌رسد، یک کلید گریز از مرکز روی شفت موتور باز می‌شود و سیم پیچ راه اندازی را قطع می‌کند.

انواع موتورالقایی تک فاز

موتورهای القایی تک فاز به چهار نوع موتورالقایی فاز اسپلیت، استارت خازن، استارت و کارکرد خازن و موتورالقایی قطب سایه دار طبقه بندی می‌شوند.

موتور القایی فاز اسپلیت

نام جایگزین یک موتورالقایی فاز تقسیم شده، یک موتور استارت مقاومتی است. این نوع موتور شامل یک استاتور و روتور تک قفسی است که استاتور شامل دو سیم پیچ به نام سیم پیچ راه اندازی و همچنین سیم پیچ اصلی است. این دو سیم پیچ 90 درجه در فضا جابجا می‌شوند. سیم پیچ شروع شامل راکتانس القایی کمتر و مقاومت بالا است در حالی که سیم پیچ اصلی دارای مقاومت بسیار کمتر و همچنین راکتانس القایی بالا است.

این نوع موتور هزینه کمتری دارد و برای بارهایی که به راحتی شروع می‌شوند و فرکانس راه اندازی را می‌توان محدود کرد مناسب است. این موتور برای درایوهایی که به بیش از 1 کیلووات نیاز دارند به دلیل گشتاور راه اندازی کمتر قابل استفاده نیست. کاربرد های موتور سلف فاز تقسیم عمدتاً شامل ماشین لباسشویی، صیقل دهنده‌های کف، فن‌های AC، آسیاب میکسر، دمنده ها، پمپ‌های گریز از مرکز، دستگاه حفاری و تراش می‌باشد.

موتور القایی استارت خازن

موتور القایی استارت خازن یک موتور 1 فاز است که شامل یک استاتور و همچنین یک روتور با یک قفس است. استاتور این موتور عمدتاً شامل دو سیم پیچی به نام سیم پیچ اصلی و یک سیم پیچ کمکی است. نام جایگزین یک سیم پیچ کمکی در حال شروع سیم پیچ است. در موتورسازی چیدمان این دو سیم پیچ به صورت 90 درجه به صورت مجزا در فضا قابل انجام است.

• موتور القایی استارت خازن در جاهایی استفاده می‌شود که به استارت‌های مکرر مانند بارهای اینرسی بالاتر نیاز است.
• این نوع موتور برای به حرکت درآوردن کمپرسورها، پمپ ها، ماشین آلات و نوار نقاله‌ها استفاده می‌شود.
• در کمپرسورهای AC و یخچال‌ها استفاده می‌شود.

موتور القایی استارت و کارکرد خازن

ما می‌دانیم که یک موتور القایی 1 فاز خود راه انداز نیست زیرا میدان مغناطیسی ایجاد شده از نوع چرخشی نیست. بنابراین برای تولید میدان مغناطیسی دوار، موتور های القایی به اختلاف فاز نیاز دارند. در موتور های القایی فاز تقسیم شده، مقاومت باید وجود داشته باشد تا اختلاف فاز ایجاد شود اما در این موتورها، خازن تفاوت فاز ایجاد می‌کند.

یک حقیقت وجود دارد که جریانی که در سرتاسر خازن جریان دارد ولتاژ را هدایت می‌کند. در موتورهای از نوع راه اندازی خازن استارت و استارت خازن، دو سیم پیچی مانند سیم پیچ اصلی و راه اندازی وجود دارد.
در سیم‌پیچ راه‌اندازی، یک پیوند در داخل خازن وجود دارد، بنابراین جریان تامین‌شده در خازن، ولتاژ اعمال‌شده را از زاویه‌ای هدایت می‌کند. این دو موتور دارای گشتاور راه اندازی بالا هستند، بنابراین عمدتاً در آسیاب، نوار نقاله، کمپرسور، تهویه مطبوع و غیره استفاده می‌شوند.

موتورالقایی قطب سایه دار

این یک موتور القایی 1 فاز خود راه انداز است که می‌توان یکی از قطب‌های آن را از طریق حلقه مسی سایه انداخت که به آن حلقه سایه دار نیز می‌گویند. عملکرد اصلی این حلقه در موتور مانند سیم پیچ ثانویه است. این نوع موتور به سادگی به یک روش خاص می‌چرخد و حرکت معکوس موتور امکان پذیر نیست. در این موتور تلفات توان بسیار زیاد، ضریب توان کمتر و گشتاور راه اندازی القایی نیز می‌تواند بسیار کم باشد.

راندمان این موتور به دلیل طراحی کوچک و توان پایین آن ضعیف است. کاربردهای موتور القایی قطب سایه دار به دلیل راه اندازی آسان و هزینه کم در دستگاه‌های کوچک مانند فن، رله می‌باشد. از این موتور در سشوارها، اگزوز فن ها، پنکه‌های رومیزی، تهویه مطبوع، فن‌های خنک کننده، دستگاه‌های برودتی، پخش کننده‌های ضبط، پروژکتور، ضبط صوت، دستگاه‌ های فتوکپی استفاده می‌شود. همچنین از این موتورها برای راه اندازی ساعت‌های الکترونیکی و همچنین موتورهای زمان بندی سنکرون 1 فاز استفاده می‌شود.

حتما بخوانید: اسپرموتور (stepper motor) چیست؟

کاربرد موتورهای القایی تک فاز

موتور القایی تک فاز در کاربردهای کم مصرف و به طور گسترده در مصارف خانگی و صنعتی استفاده می‌شود. و برخی از آنها در زیر ذکر شده است:

• پمپ ها
• کمپرسورها
• فن‌های کوچک
• میکسرها
• اسباب بازی
• جاروبرقی‌های پر سرعت
• ریش تراش‌های برقی
• ماشین آلات حفاری

حتما بخوانید : اتوماسیون صنعتی چیست؟ مزایای آن

2. موتور القایی سه فاز

این موتور ها خود راه انداز هستند و از خازن، سیم پیچ استارت، سوئیچ گریز از مرکز یا دستگاه راه اندازی دیگر استفاده نمی‌کنند. موتور های القایی AC سه فاز به طور گسترده در کاربرد های صنعتی و تجاری استفاده می‌شوند. اینها دو نوع هستند، موتور های قفس سنجابی و موتور های حلقه لغزنده. موتور های قفس سنجابی به دلیل ساختار ناهموار و طراحی ساده بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در اصل موتور های حلقه لغزش برای داشتن گشتاور راه اندازی بالا به مقاومت‌های خارجی نیاز دارند.لازم بذکر است که موتورهای القایی در لوازم خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. زیرا این موتورها در ساخت و ساز ناهموار هستند و به سختی نیاز به تعمیر و نگهداری دارند، زیرا نسبتاً ارزان هستند و فقط به استاتور نیاز دارند.

انواع موتور القایی 3 فاز

یک موتورالقایی 3 فاز شامل دو جزء ضروری استاتور و روتور است. در این موتور قسمت ثابت استاتور است در حالی که قسمت دوار روتور است. در این موتور بار به شفت متصل می‌شود. سیم پیچ آرمیچر سه فاز را می‌توان روی استاتور پیچاند. هنگامی که جریان 3 فاز متعادل در سراسر این سیم پیچ تامین می‌شود، آنگاه یک میدان مغناطیسی دوار با دامنه پایدار می‌تواند در شکاف هوا تشکیل شود. این سیم پیچ آرمیچر می‌تواند به منبع تغذیه سه فاز متصل شود و جریان بار را حمل کند. این نوع موتور بر اساس ساختار خود به دو نوع مانند روتور قفس سنجابی و روتور زخمی تقسیم می‌شود.

موتور القایی قفس سنجابی

در این نوع موتور، سیم پیچی روتور شامل یک میله آلومینیومی است که در غیر این صورت مس عایق نشده در شیار های روتور نیمه بسته ثابت شده است. لازم بذکر است که در هر دو انتهای این موتور، این هادی‌ ها از طریق حلقه انتهایی مواد مشابه به هم متصل می‌شوند. در نتیجه، این نوع روتور شبیه به قفس سنجاب است. بنابراین به عنوان موتور القایی قفس سنجاب شناخته می‌شود.

موتور القایی روتور یا حلقه لغزنده

به موتور القایی حلقه لغزشی، موتور روتور زخمی نیز گفته می‌شود. در این موتور روتور شامل یک هسته استوانه ای چند لایه است. مشابه قفس سنجاب، تعدادی شیار در حاشیه بیرونی وجود دارد. سیم پیچ روتور در داخل شکاف‌ها قرار می‌گیرد. در روتور زخمی، سیم‌پیچ‌های عایق‌شده در بالای روتور مانند روی استاتور پیچیده می‌شوند. سیم پیچ این روتور را می‌توان به طور یکنواخت توزیع کرد و معمولاً در مدل STAR متصل می‌شود. سه پایانه این اتصال STAR را می‌توان در سراسر حلقه لغزش خارج کرد. بنابراین به همین دلیل است که این موتور را موتور القایی حلقه لغزنده می‌نامیم.

حتما بخوانید:

روش های مختلف راه اندازی الکترو موتور

سرووموتور (servo motor) چیست؟ مزایا و معایب

مزایای استفاده از موتور القایی

ساختار موتور و نحوه تامین نیروی الکتریکی همه به موتور القایی چندین مزیت می‌دهد که در ادامه مقاله نشان داده شده است و آنها را به طور خلاصه ببینیم.

کم هزینه

ماشین‌های القایی در مقایسه با موتورهای سنکرون و DC بسیار ارزان هستند. این به دلیل طراحی ساده موتور القایی است. بنابراین، این موتورها برای کاربرد های با سرعت ثابت در کاربرد های صنعتی و برای کاربردهای تجاری و خانگی که برق خط AC می‌تواند به راحتی وصل شود، به شدت ترجیح داده می‌شوند.

هزینه نگهداری کم

موتورهای القایی برخلاف موتورهای dc و موتور های سنکرون موتور هایی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هستند. ساخت یک موتور القایی بسیار ساده است و از این رو تعمیر و نگهداری نیز آسان است و در نتیجه هزینه نگهداری پایینی دارد.

حتما بخوانید: اهمیت تعمیر و نگهداری خطوط تولید

سهولت کار

عملکرد موتورالقایی بسیار ساده است، زیرا هیچ اتصال دهنده الکتریکی به روتور وجود ندارد که به دلیل مقاومت کم سیم پیچ‌های دوار، برق و جریان الکتریکی توسط حرکت ترانسفورماتور بر روی روتور ایجاد شود. موتورهای القایی موتور های خود راه انداز هستند. این می‌تواند منجر به کاهش تلاش مورد نیاز برای تعمیر و نگهداری شود.

تغییرات سرعت

تغییرات سرعت موتور القایی تقریباً ثابت است. سرعت معمولاً فقط چند درصد تغییر می‌کند و از حالت بدون بار به بار نامی تغییر می‌کند.

گشتاور راه اندازی بالا

گشتاور راه اندازی موتورالقایی بسیار زیاد است که باعث می‌شود موتور برای عملیات‌هایی که بار قبل از راه اندازی موتور اعمال می‌شود مفید باشد. موتورهای القایی 3 فاز برخلاف موتور های سنکرون دارای گشتاور خود راه اندازی خواهند بود. با این حال، موتورهای القایی تک فاز دارای گشتاور خود راه اندازی نیستند و برای چرخش با استفاده از برخی وسایل کمکی ساخته می‌شوند.

دوام

یکی دیگر از مزایای اصلی موتورهای القایی دوام آن است. این باعث می‌شود دستگاه ایده آل برای بسیاری از مصارف باشد. این باعث می‌شود که موتور برای سال‌ها بدون هزینه و تعمیر کار کند.

سخن پایانی

گروه صنعتی سپیانی پیشرو در زمینه ی اتوماسیون صنعتی و با بیش از دو دهه فعالیت مستمر و موفق در داخل و خارج کشور در خدمت صاحبان صنایع است. فعالیت اصلی تیم سپیانی اتوماسیون صنعتی، راه اندازی خطوط تولید، تعمیر و نگهداری و نیز مشاوره راه اندازی و اجرای اتوماسیون صنعتی است. شما عزیزان میتوانید جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه تجهیزات صنعتی و خرید آنها به سایت فروشگاهی ما مراجعه کنید. در این سایت میتوانید فرم درخواست مشاوره رایگان ما را کامل کنید تا تکنسین های ما در کمترین زمان ممکن با شما تماس بگیرند.