پیشرفت‌های صنعت در راندمان کنترل موتور سه‌فاز

در سمفونی تولید صنعتی، جایی که ماشین‌ها با دقت و کارایی حرکت می‌کنند، یک جزء نقش اساسی ایفا می‌کند - موتور القایی سه فاز. این شگفتی تکنولوژیکی به آرامی انرژی الکتریکی را به توان مکانیکی تبدیل می‌کند و کاربردهای بی‌شماری را هدایت می‌کند که اساس تمدن مدرن را تشکیل می‌دهند.

موتورهای القایی سه فاز، همانطور که از نامشان پیداست، با استفاده از منبع تغذیه AC سه فاز 380 ولت با فازهایی که 120 درجه از هم جدا شده‌اند، کار می‌کنند. عملکرد آنها به یک پدیده ناهمزمان حیاتی متکی است - میدان‌های مغناطیسی دوار روتور و استاتور در یک جهت اما با سرعت‌های کمی متفاوت حرکت می‌کنند و گشتاوری را ایجاد می‌کنند که موتور را به حرکت در می‌آورد.

در مقایسه با موتورهای تک فاز، مدل‌های سه فاز عملکرد برتر، پایداری بیشتر، راندمان بالاتر و قابلیت اطمینان بهتری را ارائه می‌دهند. آنها همچنین استفاده اقتصادی‌تری از مواد را نشان می‌دهند. این موتورها در دو پیکربندی اصلی عرضه می‌شوند که هر کدام مزایای متمایزی دارند:

• موتورهای قفس سنجابی:مشخصه این موتورها ساختار ساده، عملکرد قابل اعتماد، وزن سبک و مقرون به صرفه بودن است و این موتورها نماینده پرکاربردترین نوع صنعتی هستند. در حالی که برای کاربردهای با سرعت ثابت عالی هستند، اما قابلیت‌های کنترل سرعت محدودی را ارائه می‌دهند.
• موتورهای روتور سیم‌پیچی شده:این موتورها دارای سیم‌پیچ‌های سه فاز هم در روتور و هم در استاتور هستند و از طریق حلقه‌های لغزشی و برس‌ها به رئوستات‌های خارجی متصل می‌شوند. این پیکربندی عملکرد راه‌اندازی و تنظیم سرعت را بهبود می‌بخشد.

هنگامی که توان AC سه فاز متقارن، سیم‌پیچ‌های استاتور را فعال می‌کند، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می‌کند که با سرعت سنکرون (n1) از طریق شکاف هوایی بین استاتور و روتور حرکت می‌کند. این میدان دینامیکی نیروی محرکه الکتریکی را در هادی‌های روتور که در ابتدا ثابت هستند، از طریق القای الکترومغناطیسی القا می‌کند.

هادی‌های اتصال کوتاه شده روتور، جریان‌هایی را تولید می‌کنند که با میدان مغناطیسی استاتور تعامل دارند و نیروهای الکترومغناطیسی تولید می‌کنند. این نیروها گشتاور را روی شفت موتور ایجاد می‌کنند و باعث چرخش می‌شوند. این فرآیند تبدیل انرژی ظریف، انرژی الکتریکی را ابتدا به انرژی مغناطیسی، سپس دوباره به انرژی الکتریکی در روتور و در نهایت به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند.

موتورهای سه فاز دو گزینه سیم‌کشی اساسی را ارائه می‌دهند که هر کدام ویژگی‌های الکتریکی متمایزی دارند:

• اتصال دلتا (Δ):با اتصال انتهای سیم‌پیچ‌ها به ترتیب، یک پیکربندی مثلثی ایجاد می‌کند. این آرایش توان خروجی بالاتری را فراهم می‌کند اما به جریان راه‌اندازی بیشتری نیاز دارد.
• اتصال ستاره (Y):تمام سه انتهای سیم‌پیچ را در یک نقطه خنثی مشترک به هم متصل می‌کند. این پیکربندی جریان راه‌اندازی را کاهش می‌دهد اما در مقایسه با اتصال دلتا در همان ولتاژ، توان کمتری را ارائه می‌دهد.

جعبه‌های اتصال موتور معمولاً تعویض آسان بین این پیکربندی‌ها را تسهیل می‌کنند. ملاحظات مهم عبارتند از:

• موتورهای استاندارد برای عملکرد ثابت 380 ولت طراحی شده‌اند و نباید روش اتصال آنها در شرایط عادی تغییر داده شود.
• تغییرات اتصال فقط در هنگام انطباق با سیستم‌های ولتاژ مختلف مناسب است (به عنوان مثال، تغییر از ستاره به دلتا برای عملکرد 220 ولت).
• موتورهای بزرگ اغلب از اتصال دلتا با راه‌اندازی ستاره-دلتا برای کاهش جریان هجومی در هنگام راه‌اندازی استفاده می‌کنند.

معکوس کردن چرخش موتور شامل تعویض هر دو فاز توان است - فرآیندی که به آن معکوس کردن توالی فاز می‌گویند. اقدامات ایمنی برای این عملیات حیاتی هستند:

• کنتاکتورها باید سیم‌کشی شوند تا اتصالات ترمینال ثابت را حفظ کنند و در عین حال امکان تعویض فاز را فراهم کنند.
• قفل‌های مکانیکی و الکتریکی از فعال‌سازی همزمان کنتاکتورهای جلو و عقب جلوگیری می‌کنند و از اتصال کوتاه فاز به فاز بالقوه خطرناک جلوگیری می‌کنند.
• سیستم‌های قفل دوگانه که قفل‌های دکمه‌ای (مکانیکی) و قفل‌های کنتاکتور (الکتریکی) را ترکیب می‌کنند، حداکثر ایمنی را فراهم می‌کنند.

این مکانیزم‌های کنترلی عملکرد قابل اعتماد را تضمین می‌کنند و در عین حال از تجهیزات و پرسنل در برابر خطرات الکتریکی محافظت می‌کنند.