اتوماسیون رعد خاورمیانه

موتور سنکرون

موتور سنکرون یا همزمان از دسته موتور های الکتریکی برق متناوب به شمار می رود که روتور آن ها با سرعت ثابت می چرخد. منظور از سرعت ثابت آن است که در صورت تغییر میزان بار مکانیکی روی شفت، سرعت گردش موتور تغییر نخواهد کرد.

نمایی کلی از موتور سنکرون

در حقیقت روتور همراه با گردش میدان مغناطیسی استاتور و هم سرعت با آن و با سرعت ثابت می چرخد.  

برای تغییر سرعت موتور باید تعداد قطب ها را تغییر داد که در زمان ساخت با توجه به نوع سیم پیچ استاتور مشخص می شود.

در موتور های سنکرون سرعت از رابطه زیر بدست می آید:

که برحسب دور بر دقیقه (RPM) است. f فرکانس تغذیه موتور برحسب هرتز و P تعداد قطب های استاتور است.

تمام مدل های موتورهای سنکرون می توانند استاتور سه فاز، تک فاز با سیم پیچی مناسب برای اتصال به منبع سه فاز یا تک فاز داشته باشند. موتورهای سنکرون تک فاز می توانند از نوع راه انداز مقاومتی، راه انداز خازنی، موتور با خازن دائمی و یا دارای قطب چاکدار باشند. همچنین روتور موتور های سنکرون منبع  DC دارند.

موتورهای سنکرون خود راه انداز نیستند. دلیل این موضوع این است که هنگامی منبع سه فاز به استاتور داده می شود، یک شار مغناطیسی چرخشی ایجاد می شود و با سرعت سنکرون می چرخد. اگر به روتور هم منبع DC وصل شود، روتور به عنوان یک آهنربا با دوقطب برجسته عمل می کند. قطب های مخالف سریع حرکت می کنند و روتور نمی تواند میدان مغناطیسی در حال چرخش را دنبال کند. در نتیجه در موقعیت خود ایستاده و قفل می شود.  بنابراین برای راه اندازی موتور های سنکرون در ابتدا به روتور منبع DC داده نمی شود و مانند موتور های القایی راه اندازی می شود، هنگامی که روتور به سرعت سنکرون رسید، منبع DC وصل شده و کشش و گشتاور ایجاد می شود. راه های دیگری برای راه اندازی موتور های سنکرون وجود دارد. برای مثال توسط  یک موتور خارجی که در این حالت روتور توسط یک موتور خارجی می چرخد تا به سرعت سنکرون برسد و سپس به منبع DC وصل می شود و کشش ایجاد می شود.

این روش گشتاور کم است به همین دلیل روش رایجی نیست.

روتور ها در موتورهای سنکرون انواع مختلفی دارند:

• روتور با تحریک DC
• روتور رلکتانسی
• روتور هیسترزیس
• مغناطیس دائم

ساختار داخلی موتور سنکرون

موتور آسنکرون

موتور آسنکرون یا غیرهمزمان یک موتور الکتریکی جریان متناوب (AC) است. با تحریک استاتور با منبع سه فاز یک میدان مغناطیسی دوار توسط سیم پیج های درون استاتور تولید می شود. این میدان روی روتور اثر می گذارد و در آن خاصیت مغناطیسی تولید می کند که موجب تولید قطب های مغناطیسی هم نام و غیر هم نام و عمل جذب و دفع می شود و در نهایت موجب حرکت چرخشی موتور می شود. موتورهای آسنکرون موتورهایی هستند که سرعت چرخش روتور با سرعت میدان مغناطیسی ایجاد شده در استاتور متفاوت است. سرعت چرخش روتور می تواند از سرعت میدان مغناطیسی کمتر یا بیشتر باشد.

ساختار داخلی موتور آسنکرون

انواع موتور های آسنکرون:

• موتور های آسنکرون با روتور سیم پیچی شده یا اسلیپ رینگ
• موتور های آسنکرون با روتور قفس سنجابی

روتور قفس سنجابی               روتور سیم پیچی شده یا اسلیپ رینگ

1. موتور های آسنکرون با روتور سیم پیچی شده (اسلیپ رینگ)

این نوع از الکتروموتور ها دارای روتور سیم پیچی شده هستند. استاتور موجود در این نوع از موتور ها  از نوع قفس سنجابی می باشد که تفاوت هایی با هم دارند و این تفاوت ها مربوط به یک سری از پیچه ها روی موتور است که دارای حالت مدار کوتاه نمی باشند و به رینگ های لغزان مختوم می شوند. علت استفاده از این پیچه ها این است که باعث افزایش قدرت خازن های خارجی و مقاومت های موجود در موتور می گردد.

 ویژگی های موتور آسنکرون سیم پیچی شده:

• گشتاور بالا در هنگام راه اندازی
• جریان کمتر هنگام راه اندازی
• سرعت ثابت در بارهای مختلف
• امکان افزایش بار روی این موتورها

2.موتورهای آسنکرون قفس سنجابی

بیشتر موتورهای القاییAC  از این نوع هستند. در حالت کلی این نوع از روتورها از استوانه ای که بر روی شافت سوار شده تشکیل شده است که دارای شیارهایی طولی است که با فاصله و عمق یکسانی در کنار یکدیگر سوار شده اند که با یک نوع هادی که اصولاً از جنس آلومینیم یا مس است، تکمیل می گردند و این شیارها در ابتدا و انتها روتور به یکدیگر وصل می شوند و برای کاهش جریان گردابی هسته در این موتورها از ورقه آهنی استفاده کرده اند. جریان برق از سیم پیچ های موجود درشیارهای استاتور عبور می کند باعث تولید قطب های آهنربا می شوند. رفتار الکتریکی روتور مقداری فرق می کند و میدان مغناطیسی چرخان استاتور ولتاژی را در قفس سنجابی تولید می کند که این ولتاژ باعث این می شود که جریان الکتریکی در قفس به حرکت در بیاید که قطب های مخالف قطب های تولیدی که قبلاً به آن اشاره شد را ایجاد کند و به خاطر تقابل بین میدان های استاتور و روتور گشتاوری مکانیکی در موتور به وجود می آید.

ویژگی های موتورهای آسنکرون قفس سنجابی:

• ساختمان ساده
• امکان افزایش بار
• سرعت ثابت در بارهای مختلف
• قدرت بیشتر
• راه اندازی آسان

استفاده از درایو برای کنترل سرعت موتور های AC:

برای کنترل سرعت موتور های سه فاز  ACاز درایو موتور AC ( اینورتر) استفاده می شود. استفاده از درایو برای راه اندازی موتور های سه فاز مزایای بسیاری دارد. برای مثال راه اندازی و توقف نرم، صرفه جویی در مصرف انرژی، تنظیم سرعت موتور روی فرکانس مورد نظر و … را می توان نام برد. اینورتر ها برای موتورهای سه فاز آسنکرون تعبیه شده اند. از برخی درایو ها با تنظیم پارامتر مخصوص برای موتور های سنکرون می توان استفاده کرد. یکی از درایوها از این درایوها مدل  A510 برند تکو می باشد. برای راه اندازی موتور های سنکرون توسط درایو یا اینورتر روتور را اتصال کوتاه می کنند و مقاومت راه انداز را حذف می کنند.