الکتروموتور 3 فاز | چکیده هر چیزی که باید بدانید

الکتروموتور سه فاز در یک کلام یعنی: اسب صنعت! چون امروز هر چیزی که توی صنعت داره حرکت میکنه یا میچرخه پشت صحنه اش احتمالا الکتروموتور 3 فاز مشغول کاره. کارش هم برعکس ژنراتوره: یعنی تبدیل “برق” به “چرخش”. در این مطلب هرچیزی که درباره موتور 3 فاز مورد نیاز شماست، بصورت خلاصه گرداوری شده. امیدوارم مفید باشه براتون.

تاریخچه کوتاه

اولین الکتروموتور در سال 1833 میلادی ساخته شد که یه الکتروموتور DC بود و بسیار قابل کنترل و منعطف بود. منتها الکتروموتور DC گرونه و هزینه نگهداری و تعمیرات اش بالاست. امروزه دیگه اهمیت الکتروموتور DC کم شده و به ندرت در بالاتر از چند صد وات تولید و استفاده میشه. چون موتور AC بخاطر ارزون و ساده بودن، کم کم جایگزین الکتروموتور DC شده. حتی در مواردی که نیاز به کنترل و مانورپذیری بالا بود و سال ها الکتروموتور DC در این کاربری ها انتخاب اول و آخر محسوب می شد، امروزه دیگه با پیشرفت سیستم های الکترونیکی مثل اینورتر و سافت استارتر، موتور AC در این جاها هم کارایی بسیار خوبی داره.

تاریخچه الکتروموتور
بنظرتون اولین الکتروموتور صنعتی چه شکلی بوده؟

انواع الکتروموتور

انواع موتور الکتریکی رو میتونیم بر اساس نوع برق تغذیه و ساختمان اشون تقسیم بندی کنیم. این دسته بندی میتونه به شکل زیر باشه. مبنای بحث ما در این مقاله، موتورهای AC القایی قفس سنجابی هستش. چرا که بیشترین کاربرد رو توی صنعت داره.

دسته بندی الکتروموتور ها
دسته بندی الکتروموتور ها

طرز کار موتور الکتریکی سه فاز

موتور القایی سه فاز قفس سنجابی بر مبنای عملکرد ترانسفورماتوری کار می کنه. انقدر شبیه ترانسه که معمولا در کتاب های دانشگاهی برای بررسی، اون رو بصورت ترانس در نظر می گیرند. طرز کارش بصورت کاملا خلاصه به این صورته:

جریانی که از 3 فاز بهش وارد میشه در سیم پیچ های استاتور یک میدان القایی گردان تولید می کنه (مثل سیم پیچ اولیه ترانس). این میدان در حلقه های روتور ولتاژی القا میکنه (مثل سیم پیچ ثانویه ترانس). حلقه های روتور یک مدار بسته اند. پس جریانی در روتور جاری شده و باعث القای میدانی در روتور میشه.

خلاصه سرتون رو درد نیارم! میدان مغناطیسی روتور و استاتور با هم درگیر میشن و میدان روتور پشت سر میدان استاتور راه می افته. تا بهش برسه. به همین خاطر روتور با سرعت حدود سرعت میدان استاتور میچرخه (البته معمولا ازش عقب تره همیشه!). این چرخش روتور نیرومند هستش… . تولید حرکت میشه و الی آخر. این میشه اساس کار موتور القایی سه فاز قفس سنجابی.

همیشه سرعت چرخش روتور از سرعت میدان استاتور کمتره. هرچی بار مکانیکی سنگین تر باشه روتور باز هم سرعت اش کمتر میشه. به این افت سرعت میگن لغزش.

اجزای موتور الکتریکی

بپردازیم ابتدا به داخل موتور. مهمترین اجزای موتور الکتریکی سه فاز در نمای برش خورده موتور AC در شکل زیر دیده میشن. وظیفه و توضیح مختصر هرکدوم از این قسمت ها رو با هم مرور میکنیم.

اجزای الکتروموتور 3 فاز
اجزای الکتروموتور 3 فاز

استاتور چیست؟

استاتور قسمت ساکن موتور القایی 3 فاز هستش که روتور داخلش قرار میگیره. ورقه هایی به شکل زیر کنار هم قرار میگیرن تا هسته استاتور تشکیل بشه. اینطوری تلفات داخل هسته خیلی کمتر از اینه که هسته یکپارچه باشه.

ورقه هسته استاتور الکتروموتور
ورقه هسته استاتور الکتروموتور

همانطور که در شکل زیر هم میبینید، با کنار هم قرار گرفتن ورقه های هسته، شیارهایی به وجود میان که سیم پیچ های مسی داخل اشون قرار میگیرن. داخل کلاف سیم پیچ ها، جریان برقرار میشه و یه میدان مغناطیسی تولید میشه.

شیارهای استاتور الکتروموتور
شیارهای استاتور الکتروموتور

نهایتا با اتصال سیم پیچ های داخل استاتور به هم، 3 کلاف ایجاد میشه (طرز اتصال این سیم پیچ ها به هم، تعداد قطب ها رو تعیین میکنه) که 2 سر هر کلاف یعنی مجموعا 6 سر، با سیم به بیرون از محیط استاتور (به تخته کلم موتور 3 فاز) انتقال داده میشه تا سربندی موتور و اتصالات لازم صورت بگیره و به شبکه برق سه فاز متصل بشه.

سر سیم های کلاف موتور 3 فاز
سر سیم های کلاف موتور 3 فاز

روتور چیست؟

قسمت چرخان الکتروموتور 3 فاز رو بهش میگن روتور؛ که درون استاتور قرار میگیره ولی هیچ تماسی با هم ندارن چون بین روتور و استاتور یک فاصله هوایی وجود داره.

انوع روتور موتور 3 فاز عبارت است از روتور سیم پیچی و روتور قفس سنحابی. روتور قفس سنجابی مثل استاتور تشکیل شده از ورقه های نازک فلزی که در کنار هم بدنه اصلی روتور رو تشکیل میدن. اما برخلاف استاتور که در اون از سیم پیچ های مسی استفاده میشه، در شیار های هسته روتور، میله هایی از جنس آلیاژ آلومینیوم (یا فلزات مشابه با مقاومت الکتریکی کم) قرار داده میشه. این میله ها یک مسیر بسته قفس شکل با مقاومت کم به وجود میارن که نقش سیم پیچ رو دارن.

ورقه هسته روتور الکتروموتور 3 فاز
قفس روتور الکتروموتور 3 فاز
ورقه و قفس روتور الکتروموتور 3 فاز

با تغییر نوع شیارهای روتور + مواد آلیاژی میله های اون، میتونیم به موتور 3 فاز با ویژگی های مختلفی برسیم (از نظر جریان و گشتاور). در شکل زیر مشخصه گشتاور – سرعت برای سه نوع روتور (تک قفسی، دو قفسی و قفس با مقاومت زیاد) آورده شده.

سوال: به نظر شما هر کدوم از این الکتروموتورها چه تفاوتی با هم دارن و برای چه جاهایی مناسب ترند؟ لطفا نظرتون رو پایین صفحه بنویسید.

کلاس های موتور سه فاز روتور قفسی
کلاس های موتور سه فاز روتور قفسی

شفت الکتروموتور سه فاز

شفت میله ای هستش که داخل روتور قرار میگیره و امتدادش به سیستم مکانیکی خارجی کوپل شده و حرکت چرخشی روتور رو به سیستم مکانیکی منتقل می کنه. به انتهای یک سمت شفت، پروانه ای کوپل میشه تا با چرخش آن هنگام چرخش شفت، الکتروموتور سه فاز خنک کاری بشه.

شفت الکتروموتور سه فاز
شفت و روتور الکتروموتور سه فاز

بلبرینگ موتور سه فاز

بلبرینگ ها در هر دو سمت روتور، بین شفت و بدنه قرار میگیرن و اصطکاک رو به حداقل میرسونن تا شفت بتونه بچرخه. عمر بلبرینگ موتور 3 فاز استاندارد حدودا 40,000 ساعته (در کوپلینگ تسمه ای). در کوپلینگ مستقیم عمر بلبرینگ به حدود 100,000 ساعت میرسه.

پوسته یا قاب الکتروموتور سه فاز

پوسته موتور 3 فاز تمام قسمت‌های داخلی رو از ورود آب و اجسام خارجی محافظت میکنه. پوسته تشکیل شده از یک قاب چدنی یا آلومینیومی و دو قالپاق در طرفین. الکتروموتور سه فاز با پوسته چدنی اغلب در صنایع سنگین و جایی که عمر بالا و مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی و سایر ذرات مد نظر باشه کاربرد داره اما پوسته آلومینیومی جایی که سبک بودن مهم باشه استفاده میشه. مثلا فن ها و پمپ ها.

پوسته الکتروموتور و اجزای داخلی
پوسته الکتروموتور و اجزای داخلی

تخته کلم موتور 3 فاز

تخته کلم الکتروموتور سه فاز قسمتی هستش که انتهای سیم پیچ ها ازش بیرون میاد تا بتوانیم برق سه فاز رو بهشون متصل کنیم. معمولا هر دو سر سیم پیچ ها (مجموعا 6 سر) یا گاهی فقط یک سر سیم پیچ ها (مجموعا 3 سر) بیرون آمده. تخته کلم ممکنه با پوسته با هم ریخته گری شده باشه (شکل سمت راست) یا جداگونه ریخته گری شده باشه (شکل سمت چپ).

تخته کلم موتور 3 فاز
تخته کلم موتور 3 فاز

پلاک موتور سه فاز

پلاک الکتروموتور سه فاز یا نیم پلیت (Name Plate) ، لوحی روی بدنه الکتروموتور هستش که مشخصات فنی الکتروموتور روی اون حک شده. برخی اطلاعات یا مشخصات فنی الکتروموتور که روی پلاک نیست داخل کاتالوگ آورده میشه. مثلا یه پلاک موتور الکتریکی در شکل زیر نشون داده شده:

پلاک موتور سه فاز
پلاک موتور سه فاز

اطلاعات زیر از پلاک موتور 3 فاز بالا قابل براشت است:

  1. این الکتروموتور سه فاز هستش با فرکانس نامی 50Hz
  2. توان نامی خروجی (شفت) 15 کیلووات است.
  3. در ولتاژ نامی 400 ولت سربندی موتور 3 فاز به صورت ستاره است با جریان نامی 27. 5 آمپر.
  4. اگه ولتاژمون 230 ولت سه فاز باشه، به جای ستاره باید سربندی موتورهای سه فاز، مثلث باشه با جریان نامی 48.7
  5. سطح حفاظت بدنه الکتروموتور IP54 است.
  6. کلاس عایقی F و ضریب توان 0.90 است.
  7. در ولتاژ و فرکانس و بار نامی، سرعت الکتروموتور 2910RPM است (الکتروموتور 2 قطب).
  8. الکتروموتور 3 فاز مطابق با استاندارد IEC 60034-6 است.

از روی اطلاعات فوق برخی دیگه از مشخصات فنی الکتروموتور القایی سه فاز مانند گشتاور، راندمان و … محاسبه میشن. مثلا از روی ضریب توان میشه جریان اکتیو و راکتیو رو محاسبه کرد. در ادامه برخی از مهمترین مشخصات فنی الکتروموتور که روی پلاک ممکنه نوشته بشه رو بیشتر بررسی می کنیم.

سطح حفاظت بدنه (IP)

دسته بندی و تعریف سطح حفاظت بدنه یا کد IP الکتروموتور یا تابلو برق راه انداز توسط استاندارد IEC/EN 60034-5 یا IEC/EN 60529 صورت گرفته. بر این اساس حفاظت اشخاص در برابر آسیب ناشی از تماس با قسمت های متحرک الکتروموتور و نیز حفاظت اجزای داخلی موتور 3 فاز در برابر ورود اجسام و آب با کدهایی بصورت زیر مشخص میشه:

سطح حفاظت بدنه (IP) الکتروموتور 3 فاز
سطح حفاظت بدنه (IP) الکتروموتور 3 فاز

طریقه نصب موتور 3 فاز

روش نصب موتور 3 فاز با یک کد IM بر روی پلاک الکتروموتور مشخص میشه. کد های استاندارد پرکاربرد برای طریقه نصب رو در زیر ببینید

کد طریقه نصب موتور 3 فاز
کد طریقه نصب موتور 3 فاز

برای اجتناب از بحث طولانی، به عنوان مثال توضیح کد IM1001 بصورت زیر است:

توضیح کد نصب موتور سه فاز
توضیح کد نصب موتور سه فاز

توان موتور سه فاز

توان الکتروموتور در اروپا معمولا برحسب کیلووات (kW) و در آمریکا معمولا برحسب اسب بخار (HP) بیان میشه. معمولا سازندگان، رنج های استانداردی رو برای تولید موتور های AC رعایت میکنن. در جدول زیر توان های استاندارد موتور القایی 3 فاز آورده شده:

رنج های استاندارد توان الکتروموتور
رنج های استاندارد توان الکتروموتور

فرمول محاسبه اسب بخار

در صورت داشتن توان برحسب اسب بخار یا hp موتور، میتونیم معادل کیلووات اون رو بصورت kW = 0.7457 × HP محاسبه کنیم. برای مثال یه موتور 25 اسب معادل 18.65 کیلووات هست. و یا با دشتن کیلووات میتونیم اسب بخار رو به صورت HP = 1.34 × kW محاسبه کنیم.

منظور از اسب بخار چیست؟

اسب بخار که برای راحتی بهش “اسب” میگن، یه واحد توان هستش که اولین بار سال 1702 میلادی توسط «توماس ساوری» (Thomas Savery) و بعدا در قرن 18 توسط جیمز وات مشهور (James. Watt) استفاده شد.

داستان از این قرار بوده که ماشین های بخار تولید شده توسط آقای جیمز وات کار اسب ها رو انجام میداده و کم کم جایگزین اسب های کشاورزان و معدن کارا میشده. آقای جیمز برای اینکه ماشین بخار با قدرت مناسبی برای مشتری هاش بسازه، سعی کرده مقدار حدودی ای برای قدرت یه اسب پیدا بکنه. ایشون با استفاده از اسب های مختلف آزمایش هایی ترتیب داده و متوجه شده که یه اسب حدودا میتونه وزنه 250 کیلویی رو در هر ثانیه حدود 30 سانت بالا بکشه. بنابراین تعریف اسب بخار شد:

HP = 250kg × 0.3m /1s = 75 kg.m/s

 ایشون این مقدار قدرت و توان رو به اندازه 1 اسب بخار (1HP) مبنا گرفت و دستگاه هاش رو بر این مبنا می ساخت و به این صورت ماشین بخار با قدرت متناسب با تعداد اسب ها تحویل مشتری ها میداد.

اسب بخار چیست؟

فریم سایز یا سایز فریم موتور 3 فاز

در برخی از کشور ها متناسب با استاندارد های بین المللی دستورالعمل هایی برای ارتباط بین فریم سایز (ابعاد) و توان خروجی تدوین شده. این استانداردها ممکنه در کشورهای یا قاره های مختلف تفاوت هایی داشته باشه ولی در حالت کلی موتور 3 فاز تا فریم سایز 315 (200 کیلووات) معمولا ابعادشون استاندارده. مثلا در اروپا برای الکتروموتور قفس سنجابی، استاندارد CENELEC رابطه بین توان خروجی الکتروموتور و ابعادش رو بصورت زیر مشخص کرده:

فریم سایز استاندارد موتور 3 فاز
فریم سایز های استاندارد موتور 3 فاز

شرایط محیط نصب الکتروموتور

معمولا درباره محیط نصب الکتروموتور بایستی یک سری شرایط در نظر گرفته بشه تا عمر قسمت های مختلف موتور 3 فاز مانند عایق بین سیم پیچ ها، بلبرینگ ها، گریس استفاده شده در بلبرینگ و … به حداکثر برسه. مهمترین این شرایط مربوط هست به بحث دما، رطوبت، لرزش و ارتفاع و . . . در محل نصب.

دما و ارتفاع محل نصب الکتروموتور

معمولا موتور های الکتریکی قدرت و جریان نامی اشون برای حداکثر دمای 40 ° C و ارتفاع (از سطح دریا) 1000 متر طراحی شده. اگه شرایط دما و ارتفاع محیط از این مقادیر تجاوز کنه، حتما باید متناسباً الکتروموتور کمتر از مقدار نامی زیر بار بره. علمای اعلام به این مسئله De-rating میگن. این مقادیر و ضرایب طبق دستورالعمل سازنده بایستی اعمال بشه. مثلا برای یک سازنده خاص در کاتالوگ الکتروموتورهاش جدولی شبیه زیر داده شده.

جدول Derating توان الکتروموتور 3 فاز
جدول Derating توان الکتروموتور 3 فاز

کلاس عایقی الکتروموتور 3 فاز (Insulation Class)

جهت تولید موتور های القایی سه فاز مناسب شرایط دمایی مختلف، NEMA کلاس های مختلفی مشخص کرده که بهشون میگن کلاس عایقی (Insulation Class) الکتروموتور و عبارتند از:

  • کلاس عایقی A: حداکثر دمای سیم پیچ °100C است. این کلاس به ندرت استفاده میشه.
  • کلاس عایقی B: حداکثر دمای سیم پیچ °120C است.
  • کلاس عایقی F: حداکثر دمای سیم پیچ °145C است. اکثر الکتروموتور ها با کلاس عایقی F تولید میشن.
  • کلاس عایقی H: حداکثر دمای سیم پیچ °165C است. برای شرایط دمایی سخت میشه از الکتروموتور هایی با این کلاس عایقی استفاده کرد.

توضیح بیشتر: قبل از اینکه الکتروموتور استارت بشه دمای سیم پیچ با “دمای محیط” برابره (معمولا دمای محیط °40C در نظر گرفته میشه). به محض استارت الکتروموتور دمای سیم پیچ شروع میکنه به افزایش. لذا مثلا در کلاس عایقی F که حداکثر دمای سیم پیچ °145C هستش، “افزایش دمای مجاز” سیم پیچ ها یا Temperature Rise سیم پیچ °105C هستش ( 145= 40 + 105). البته یه °10C هم حاشیه امنیت گرفته میشه تا مرکز سیم پیچ ها که داغ ترین نقطه است آسیب نبینن

کلاس عایقی الکتروموتور 3 فاز  (Insulation Class)
کلاس های عایقی الکتروموتور 3 فاز (Insulation Class)

برای کارکرد درست و طول عمر کامل الکتروموتور، رعایت دمای کلاس مربوطه بسیار مهمه. در صورتی که دمای موتور 3 فاز بیش از مقدار مجاز باشه عمرش کم میشه. مثلا هر °10C افزایش دمای الکتروموتور موجب کاهش ۵۰ درصدی عمر اون میشه و همچنین کاهش °10C دمای الکتروموتور موجب افزایش عمرش میشه. لذا در سیستم های خوب، طراحی جوریه که در شرایط عادی و نامی، افزایش دمای سیم پیچ ها °80C هستش. پس مثلا در کلاس عایقی F تا °105C همچنان °25C رزرو میشه تا الکتروموتور جوابگوی شرایط غیر عادی احتمالی هم باشه. شرایط غیر عادی مثل افزایش بیش از حد دمای محیط، بار، ولتاژ، فرکانس و … .

تاثیر دما روی الکتروموتور

ترمیستور موتور AC

ترمیستور مقاومتی هستش که مقدارش با دما تغییر میکنه. به همین خاطر تو الکتروموتور های بزرگتر معمولا توی هر سیم پیج یه دونه از این مقاومتها میذارن تا اگه به هر دلیلی سیم پیچ داغ شد با اندازه گیری مقاومت ترمیستور، متوجه گرمای بیش از حد الکتروموتور بشن و از صدمه دیدنش جلوگیری کنن. روال کار هم به این صورته که اگه دما بیش از یه مقداری بشه ترمیستور سریع مقاومت الکتریکی اش زیاد میشه و لذا یه رله متصل به ترمیستور عمل میکنه و برق الکتروموتور رو نهایتا قطع میکنه.

سنسور PTC جهت حفاظت دمای سیم پیچ الکتروموتور
سنسور PTC جهت حفاظت دمای سیم پیچ الکتروموتور

رژیم کاری الکتروموتور (Duty Cycle)

در الکتروموتور تعداد استپ استارت تاثیر زیادی روی دمای الکتروموتور میذاره. برای اینکه در هر کاری، الکتروموتور مناسب باشه از نظر تعداد و مدت استپ/استارت، استاندارد IEC 60034-1:2004 رژیم های کاری (Duty Cycle) با نام گذاری S1…S10 را برای الکتروموتورها مشخص کرده.

البته معمولا در الکتروموتورها سخت ترین رژیم کاری یعنی رژیم کاری پیوسته (S1) ملاک گرفته میشه. در این رژیم کاری موتور القایی سه فاز به مدت طولانی تحت بار کامل قرار میگیره تا دماش به دمای نهایی و پایدار برسد.

رژیم کاری S1 الکتروموتور
رژیم کاری S1 الکتروموتور

معمولا مقادیر نامی ارائه شده روی پلاک موتور الکتریکی بر مبنای رژیم کاری S1 هست و در سایر رژیم های کاری میتونیم موتور 3 فاز رو بیشتر از مقدار نامی زیر بار ببریم چون سبکتر از S1 هستن. برای جزئیات باید به راهنمای سازنده مراجعه بشه. سایر رژیم های کاری مهم عبارتند از:

رژیم کاری کوتاه مدت (S2): در این رژیم کاری الکتروموتور فقط مدت کوتاهی زیر بار میره و قبل از اینکه به حداکثر دما برسه، خاموش میشه تا دوباره کاملا خنک بشه.

 رژیم کاری S2 الکتروموتور
رژیم کاری S2 الکتروموتور

رژیم کاری متناوب (S3): در این رژیم کاری موتور 3 فاز در یک سیکل و روند تکراری روشن خاموش میشه. منتها شرایط بار، جریان راه اندازی الکتروموتور و زمان کارکرد طوریه که دمای الکتروموتور از حداکثر مقدار تجاوز نمیکنه.

رژیم کاری S3 الکتروموتور
رژیم کاری S3 الکتروموتور

رژیم کاری متناوب با جریان راه اندازی (S4): تفاوت این رژیم با S3 فقط در داشتن جریان راه اندازی بالاست.

رژیم کاری S4 الکتروموتور
رژیم کاری S4 الکتروموتور

راندمان الکتروموتور چیست؟

راندمان الکتروموتور به ما میگه که الکتروموتور سه فاز چه درصدی از برق ورودی رو به کار مفید و توان مفید مکانیکی (روی شفت) انتقال میده و چه مقدارش رو بصورت گرما تلف میکنه. پس هرچی تلفات کمتر، راندمان بیش تر و الکتروموتور بهتر و گرون تر! اگه راندمان روی پلاک موتور الکتریکی نوشته نشده به این صورت میتونید حسابش کنید:

استاندارد IEC 60034-30-1:2014 چهار دسته بندی برای ساخت الکتروموتورها از نظر راندمان تعریف کرده این دسته بندی ها با کد های مشخصه IE که مخفف International Efficiency است، بصورت زیر هستند:

  • IE1: راندمان استاندارد (Standard)
  • IE2: راندمان بالا (High)
  • IE3: راندمان عالی (Premium)
  • IE4: راندمان فوق عالی (Super premium)

این تعریف برای الکتروموتور های 0.12 تا 1000 کیلووات ارائه شده است که بعنوان مثال برای موتور سه فاز 4 قطب بصورت زیر است:

کلاس راندمان موتور سه فاز 4 قطب
کلاس راندمان موتور سه فاز 4 قطب

در سال 2017 شرکت ABB تونسته رکورد راندمان موتور سه فاز رو بزنه. یک الکتروموتور سنکرون 4 قطب و 44 مگاوات با راندمان:

99.05%

البته واضحه که در بالا منظور، راندمان خود الکتروموتور هست. در حالی که همواره راندمان کلی سیستم پایین تره. چون همیشه یه مقدار تلفات در سیستم های مکانیکی و الکتریکی جانبی نیز وجود داره. مثلا در صورت استفاده از اینورتر، راندمان کلی کمتر از راندمان الکتروموتور خواهد بود. یا مثلا اگه الکتروموتور 3 فاز روی یک پمپ نصب شده باشه، بایستی تلفات کل پکیج بصورت یکجا بهش توجه بشه. شکل زیر رو ببینید:

راندمان کلی یک الکتروپمپ
راندمان کلی یک الکتروپمپ

تلفات خود الکتروموتور سه فاز معمولا شامل تلفات مکانیکی بلبرینگ ها و تلفات الکتریکی هستش که خود تلفات الکتریکی یا توی هسته ایجاد میشه یا توی سیم پیچها که هر کدومشون بحث خودش رو دارن و در این مقال نمی گنجند!

تلفات توان در موتور الکتریکی
تلفات توان در موتور الکتریکی

ضریب سرویس موتور 3 فاز (Service Factor)

الکتروموتور با ضریب سرویس 1 یعنی اینکه این الکتروموتور بایستی تحت توان نامی پلاک مورد استفاده قرار بگیره. و الکتروموتور با فاکتور سرویس 1.15 یعنی اینکه الکتروموتور 3 فاز میتونه تحت توان 15% بالاتر از توان نامی پلاکش هم به کار گرفته بشه. در برخی موراد توصیه میشه که Service Factor الکتروموتور بزرگتر از 1 باشه. مثلا وقتی که الکتروموتور با اینورتر کنترل میشه توصیه میشه که سرویس فکتور الکتروموتور 1.15 باشه.

Service Factor الکتروموتور
Service Factor الکتروموتور

پاور فکتور یا کسینوس فی الکتروموتور سه فاز

سوال: کسینوس فی چیست؟ پاور فکتور چیست؟

توان راکتیو الکتروموتور 3 فاز
بدون شرح

آقا! موتور سه فاز هم توان اکتیو میخواد هم توان راکتیو. حالا فرق توان اکتیو و راکتیو چیه؟ خلاصه اش اینه که توان اکتیو به گشتاور روی شفت و کار مفید تبدیل میشه. ولی ولی! توان راکتیو صرفا برای اینه که هسته مغناطیس بشه. ولی اصلا مصرف نمیشه توان راکتیو. موتور 3 فاز هی توان راکتیو از شبکه میگیره و برمیگردونه به شبکه.

خب! حالا به یه رابطه بین مقدار این دو نوع توان میگن ضریب توان یا پاور فکتور یا کسینوس فی (Cosφ). واقعا بیشتر از این نیازی نیست اینجا توضیح بدم. سوالی داشتید هستم خدمتتون.

حالا اگه الکتروموتور بزرگ باشه یا تعدا الکتروموتور ها زیاد باشن چی میشه؟ شرکت برق میاد یقه ما رو میگیره. که “آقا! چرا الکتروموتور هاتون این همه توان از شبکه میگیرن و بدون اینکه مصرفش کنن دوباره پس میدن؟ دارن شبکه رو بیخودی اِشغال میکنن. میخواین جریمه اتون کنیم؟! و . . . . ” . و ما هم میگیم چشم! یه تابلو خازن (بانک خازن) میذاریم و قضیه رو جمعش میکنیم. خازن نقش شبکه رو از نظر توان راکتیو بازی میکنه برای موتور 3 فاز.

سربندی موتور 3 فاز

همیشه به ولتاژ و سربندی موتور 3 فاز توجه ویژه ای بکنید خواهشا! مثلا اگه در پلاک موتور الکتریکی زیر سربندی الکتروموتور، مثلث بسته بشه و ولتاژ اعمالی، 400 ولت باشه، الکتروموتور 3 فاز صدمه میبینه. اگه دو تا ولتاژ و جریان نامی بر روی پلاک الکتروموتور 3 فاز مشخص شده، همواره ولتاژ کوچکتر و جریان بزرگتر برای اتصال مثلث و نیز ولتاژ بزرگتر و جریان کوچکتر برای اتصال ستاره است.

سربندی سیم پیچ های موتور 3 فاز تک دور روی کلاف ها و روی تخته کلم موتور بصورت زیر است:

سربندی روی کلاف ها و تخته کلم الکتروموتور

به شکل زیر توجه کنید. در سربندی الکتروموتور سه فاز بصورت مثلث، به هر فاز و سیم پیچ، ولتاژ نامی بصورت کامل و مستقیم اعمال میشه. و میبینید که جریان فاز نسبت به جریان خط 3√ برابر کمتره. در سربندی موتور سه فاز بصورت ستاره برعکسه. یعنی جریان مستقیم و کامل از هر فاز و سیم پیچ عبور میکنه. ولی ولتاژ سیم پیچ یا فاز نسبت به ولتاژ ورودی 3√ برابر کمتره. بنابراین چون توان میشه ضرب ولتاژ و جریان، توان در سربندی الکتروموتور سه فاز بصورت ستاره و مثلث یکسان هستش.

از این خاصیت و تفاوت دو روش سربندی الکتروموتور، در راه اندازی ستاره مثلث به خوبی استفاده میشه.

ولتاژ و جریان خط و فاز در سربندی ستاره و سربندی مثلث
ولتاژ و جریان خط و فاز در سربندی ستاره و سربندی مثلث

تغییر جهت چرخش الکتروموتور

اگه سه فاز برق به ترتیب L1, L2, L3 به ترمینال های استاتور الکتروموتور سه فاز با ترتیب U, V, W متصل بشن، موتور 3 فاز در جهت عقربه های ساعت شروع به چرخش می کنه (با نگاه از سمت روتور- در شکل زیر مشخصه). برای تغییر جهت چرخش کافیه 2 فاز از سه فاز با هم جابجا بشن (در تخته کلم الکتروموتور 3 فاز یا در تابلو راه انداز).

جهت چرخش الکتروموتور
جهت چرخش الکتروموتور

سرعت الکتروموتور 3 فاز

سرعت الکتروموتور سه فاز تک دور وابسته است به فرکانس برق و نوع سیم پیچی (قطب ها). سرعت سنکرون از رابطه زیر حساب میشه:

تعدادقطب / فرکانس×120 = Ns

سرعت چرخش محور الکتروموتور AC کمی کمتره از سرعت سنکرون. مثلا در زیر بار نامی حدودا 4-3% کمتره. جدول زیر سرعت سنکرون و سرعت شفت در بار نامی رو برای قطب های مختلف نشون میده:

سرعت الکتروموتور های مختلف
سرعت الکتروموتور های مختلف

و اما سخن پایانی

الکتروموتور 3 فاز مطمئنا دستگاهیه که ما هممون باهاش درگیر هستیم. چه بهتر که اطلاعات لازم رو درباره اون بدونیم. در این مقاله سعی شد تمام مطالبی که درباره الکتروموتور به ذهن میرسه به صورت گذرا مورد بررسی قرار بگیره تا یادآوری بشه برخی از مطالبی که قبلا شنیدیم. طبیعتا هم ممکنه نقایصی یا کمبودهایی در برخی موارد باشه که بیشتر بخاطر رعایت خلاصه بودنه. با این حال در پایین همین صفحه نقطه نظرات ارزشمندتون رو به ما منعکس کنید تا اصلاحات لازم صورت بگیره.

همچنین در صورت تمایل می‌تونید با بررسی مشخصات فنی و قیمت الکتروموتور ، نسبت به خرید الکتروموتور موتوژن اقدام نمائید.

11 دیدگاه برای “الکتروموتور 3 فاز | چکیده هر چیزی که باید بدانید

  1. مهدی گفته:

    مرسی ممنون از اطلاعاتتون که یک شماع کلی در مورد موتورها بهم داد.فقط بیزحمت رفرنسهای تکمیلی رو هم معرفی بفرمایید

    • Motor Control گفته:

      خواهش میکنم. ممنون از توجه اتون.
      درباره رفرنس ها بنده پیشنهادم هندبوک های سازندگان معتبر موتور هستش. مثل ABB, SIEMENS, WEG که بنده خودم استفاده میکنم. چون مختصر و کاربردی هستند.
      یه سرچ بفرمایید راحت پیدا میشن.
      یا توی واتس‌اپ یه پیام بدید تا براتون بفرستم.
      موفق باشید.

    • Motor Control گفته:

      خوشحالم که مفید بوده.
      اگه تونستید لطفا برای دوستان هم بفرستید.
      سپاس

  2. سمیرا گفته:

    سلام. با تشکر از اطلاعات بسیار مفیدتون. لطف بفرمایید در مورد ساختار الکتروموتورها برای حالتی که برای کار با درایو ساخته میشوند هم توضیحاتی رو ارائه بدید.

    • Motor Control گفته:

      موتورهایی که برای کار دورمتغیر ساخته میشن اولا فن روی شفت سوار نیست و فن اکسترنال روی موتور سوار هست.
      مطلب دیگه اینه که توی عایق بین سیم پیچها ملاحظاتی رو لحاظ میکنن که موتور تحمل پیکهای ولتاژی بالا (اصطلاحا du/dt) رو داشته باشه

  3. حسين گفته:

    سلام و خسته نباشید خدمت استاد گرامی ممنونم از مطالب آموزنده و کاملتون یه سؤال داشتم یه الکتروموتور 500 کیلو وات کابل ورودیش 1*400 براورد شده آیا مناسب هست؟ راه انداز سافت و ولتاژ ورودی 400 هست مدل پمپ mc 200 اگر بجای کابل تکی از دو کابل با سطح مقطع پایینتر استفاده کنیم مشکلی پیش میاد ممنونم از راهنماییتون

    • Motor Control گفته:

      درود بر شما
      شما به دفترچه سافت استارتر مراجعه کنید. مشخصات کابلهای موتور اونجا باید داده شده باشه.
      ولی توی این کیلووات ها ندیدم کابل تکی استفاده کنند! مثلا کابل ۱۸۵×۳ میتونه مناسب باشه.
      موفق باشید

  4. دولتخواه گفته:

    درود بر شما .
    مطالب بسیار ارزنده و کارتان قابل تقدیر
    لطفا در مورد نحوه کار موتورهای DCبراش لس و محاسن و معایبشان هم بفرمایید.
    سپاسدار شماییم.

نظر شما چیه؟ سوالی دارید؟

For security, use of Google's reCAPTCHA service is required which is subject to the Google Privacy Policy and Terms of Use.

I agree to these terms.