انواع الکتروموتور های سه فاز و کاربرد آن ها به همراه معرفی اجزای داخلی

الکتروموتور های سه فاز، دستگاه‌های الکتریکی هستند که برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی از منبع تغذیه سه فاز استفاده می‌کنند. این موتورها به دلیل راندمان بالا، قدرت بیشتر و قابلیت کنترل بهتر، در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، نفت و گاز و همچنین انواع تولیدی ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اهمیت الکتروموتورهای سه فاز در این است که آنها می‌توانند اجسام سنگین را با کارایی بالا به حرکت درآورند و به همین دلیل در سیستم‌های صنعتی و مکانیکی نقش حیاتی دارند.
برای اطمینان از ایمنی این موتورها، استانداردهای بین‌المللی مانند IEC برای حفاظت در برابر عوامل خارجی و جلوگیری از خطرات احتمالی طراحی شده‌اند. این استانداردها شامل درجه حفاظت IP هستند که میزان مقاومت موتور در برابر گرد و غبار و مایعات را مشخص می‌کند.

• • الکتروموتور چیست

• • اهمیت این نوع از الکتروموتور ها در صنایع

• • انواع الکتروموتور

• • کاربرد الکتروموتور های سه فاز در صنایع مختلف

• • نکات مهم در انتخاب و خرید الکتروموتور

• • ویژگی های محل کارکرد الکتروموتور

• • بهترین برند های الکتروموتور

• • نکات نگهداری و تعمیرات الکتروموتور ها

• • کلام آخر

الکتروموتور چیست؟

ماشین‌های دوار انرژی الکتریکی را دریافت کرده و آن را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند. این ماشین‌ها الکتروموتور نام دارند. الکتروموتورها دقیقا برعکس ژنراتور عمل می‌کنند. ژنراتورها با استفاده از انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی به انسان ها کمک می‌کند.
به صورت کلی 4 نوع موتور الکتریکی داریم:

1. • الکتروموتورهایDC

• • آسنکرون یا القایی

• • سنکرون

• • مخصوص

در میان تمامی این الکتروموتورها، موتور های القایی به دلیل سادگی نسبی و اطمینان بالا و همچنین هزینه تعمیر پایین در صنعت بیشتر استفاده می‌شود. موتورهای گفته شده بسته به نوع تغذیه در دو نوع سه فاز و تک فاز تولید و در صتایع استفاده می‌شود.

اهمیت این نوع از الکتروموتورها در صنایع

الکتروموتورهای سه فاز به عنوان یکی از اصلی‌ترین اجزای یک کارخانه یا تولیدی، نقش بسیار مهمی در بهبود کارایی و بهره‌وری در صنایع مختلف ایفا می‌کنند. این موتورها به دلیل توان بالاتر و کارایی بیشتر نسبت به موتورها تک فاز، در کاربردهای سنگین و مداوم مانند پمپ‌ها، کمپرسورها و نوار نقاله‌ها استفاده می‌شوند.

مزایای الکتروموتورهای سه فاز شامل شروع نرم و بدون ضربه، کاهش استهلاک تجهیزات و عمر طولانی‌تر است. این موتورها به طور معمول دارای گشتاور شروع بالاتری هستند که برای بارهای سنگین ضروری است و می‌توانند در شرایط بار متغیر به خوبی عمل کنند.

علاوه بر این، الکتروموتورهای سه فاز با توزیع یکنواخت جریان، مصرف انرژی را کاهش می‌دهند و هزینه‌های عملیاتی را به طور قابل توجهی پایین می‌آورند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که صنایع مختلف به سمت استفاده از این نوع موتورها گرایش پیدا کنند و در نتیجه، بهره‌وری کلی سیستم‌های تولیدی افزایش یابد.

انواع الکتروموتور

الکتروموتور با توجه به جایگاهی که استفاده می‌شوند، انواع مختلفی دارند:

1. • الکتروموتور های جریان مستقیم(DC): موتور تحریک مستقل جریان مستقیم، موتور تحریک سرخود جریان مستقیم(موازی)، موتور سری جریان مستقیم، موتور کامپوند(سری-موازی) جریان مستقیم

• • الکتروموتور های جریان متناوب(AC) تک فاز

• • الکتروموتور های جریان متناوب (AC)سه فاز

در این مقاله به الکتروموتور های جریان متناوب (AC) سه فاز می‌پردازیم.

موتور الکتریکی AC

به دلیل گسترش شبکه جریان متناوب و استفاده از برق سه فاز و تبدیل شدن برق سه فاز به عنوان برق مورد استفاده در صنایع، بخش زیادی از صنعت، بر اساس الکتروموتور های جریان متناوب و خصوصا موتور های سه فاز کار می‌کنند. مهم ترین بخش این استفاده از موتورهای جریان متناوب به جای موتورهای جریان مستقیم در صنعت، ساختمان ساده‌تر، عمر مفید بیشتر و تعمیر و نگهداری راحت‌تر می‌باشد. موتور های AC از اجزای زیر تشکیل می‌شوند:

موتورهای الکتریکی متناوب AC تقسیم‌بندی خاصی دارند. این موتورها به دو دسته جداگانه تقسیم می‌شوند:

1. • موتور های سنکرون

• • موتور های آسنکرون

موتور های سه فاز سنکرون:

در این موتورها، تعداد دور روتور (بخش دوار) برابر تعداد دور ناحیه مغناطیسی سیم پیچ های استاتور(قسمت بدون حرکت)است. به همین دلیل به آنها موتور های سنکرون یا همزمان می‌گویند. الکتروموتورهای همزمان یا سنکرون دارای ساختمان پیچیده، راه‌اندازی دشوار و تعمیر و نگهداری با هزینه زیاد هستند. به همین دلیل، این موتورها معمولاً فقط در موارد خاص استفاده می‌شوند و بیشتر به عنوان مولدهای جریان متناوب به کار می‌روند..

موتور سه فاز آسنکرون

برخلاف موتور سنکرون، در این موتورها تعداد دور روتور همیشه کمتر از تعداد دور حوزه مغناطیسی استاتور است. به همین دلیل، این موتورها به موتورهای آسنکرون یا غیرهمزمان شناخته می‌شوند.

برای راه اندازی موتور های آسنکرون از یک منبع AC استفاده می‌شود. ولتاژ متناوب به سیم‌پیچی استاتور اعمال می‌شود و در نتیجه، جریان عبوری از سیم‌ پیچ‌های استاتور میدان مغناطیسی دوار تولید می‌کند.

این میدان، روتور یا همان قسمت گردان را حامل جریان می‌کند و نیروی وارد شده از طرف میدان دوار به روتور باعث حرکت آن می‌شود. درموتورهای سنکرون از دو منبع ولتاژ استفاده می‌شود. به سیم پیچ های استاتور منبع ولتاژ AC و به سیم پیچ های روتور منبع ولتاژ DC اعمال می‌شود. موتور های آسنکرون به دلیل سادگی و نداشتن کالکتور بیش‌تر از موتور های سنکرون در صنعت به مار می‌روند. موتورهای آسنکرون به صورت تک فاز و سه فاز کاربرد فراوانی دارند.

موتور های آسنکرون یکی از انواع پرکاربرد موتور های الکتریکی است که تنها دارای یک سیم پیچ بوده که در قسمت استاتور قرار دارد و به سیم پیچ استاتور معروف است. این سیم پیچ از جریان متناوب تغذیه می‌شود.چون جریان روتور بر اثر القای الکترومغناطیسی ایجاد می‌شود، این نوع موتورها به موتورهای القایی معروف هستند.

مزایای موتور های سه فاز آسنکرون

1. • ساختمان ساده

• • استحکام بالا

• • قیمت مناسب نسبت به موتور های مشابه

• • قابل اعتماد برای کاربری های زیاد

• • بازده بالا این موتورها که راندمان بالای آنان هم گفته می‌شود

• • ضریب قدرت مناسب

• • نیاز به حداقل تعمیر در شرایط کار نرمال و تعریف شده برای موتور

• • نیازی به موتور دیگر برای راه اندازی ندارد. درحالی که موتور های سنکرون به یک موتور محرک احتیاج دارند.

نسبت به موتور های مشابه در حجم کمتر، قدرت بیشتری به ما می‌دهند.

معایب موتور های سه فاز آسنکرون

1. 1. برای تغییر سرعت آن ها نیاز به از دست دادن قسمتی از ضریب بهره می‌باشد.

1. 1. سرعت این الکتروموتور ها با افزایش باز کم می‌شود.

1. 1. کنترل دور آن ها بسیار مشکل بوده، با تغییرات جزیی فرکانس، دور آن ها کم و زیاد می‌شود.

1. 1. موتور های AC آسنکرون نمی‌تواند فرکانس ثابت تحویل دهد.

لغزش موتور آسنکرون

در ماشین های القایی سرعت حرکت موتور با سرعت ناحیه دوار اختلاف دارد. همیشه دور روتور از دور حوزه دوار کمتر است. همین اختلاف موجب القای جریان در مدار روتور می‌شود. میزان این اختلاف سرعت را سرعت لغزش یا بازماندگی می‌گویند.
برای کارکرد درست موتور باید بین سرعت میدان دوار و سرعت روتور اختلافی وجود داشته باشد. در غیر این صورت ولتاژی روی میله های روتور به وجود نخواهد آمد و روتور نمی‌چرخد. میزان لغزش بستگی به بار موتور دارد و وجودش برای تولید گشتاور ضروری است. افزایش بار موتور به کاهش سرعت روتور و کاهش بار موتور به افزایش سرعت روتور می‌انجامد.

ساختمان موتور های سه فاز آسنکرون

این موتورها از قسمت های زیر تشکیل شده‌اند:

پوسته یا بدنه: جنس آن از چدن است و روی آن شیار هایی جهت تبادل حرارت تعبیه شده است. همچنین، بر روی بدنه جعبه اتصال و پلاک، مشخصات موتور قرار می‌گیرد. وظیفه بدنه، نگهداری و حفاظت از سایر قسمت های الکتروموتور است.

استاتور: این بخش، قسمت القا کننده الکتروموتور است که در داخل بدنه قرار می‌گیرد. استاتور از ورق های فولاد سیلیسیم دار به ضخامت 0.3 تا 0.5 میلی متر تشکیل شده است. این ورق ها نسبت به یکدیگر عایق هستند و وظیفه آن ها متمرکز نمودن میدان مغناطیسی ایجاد شده به وسیله سیم پیچ های استاتور است. همچنین داشتن ورقه های متعدد استاتور باعث می‌شود تا تلفات القایی الکتروموتور به حداقل برسد. روی ورقه های استاتور، شیار هایی جهت قرار گرفتن سیم پیچ ها داخل آن ایجاد شده است که کلاف های سیم در داخل این شیار ها قرار میگیرند و استاتور یا القا کننده را تکمیل می‌نمایند( در داخل شیار های استاتور سیم پیچی هایی که از سیم های عایق تشکیل شده‌اند، قرار می‌گیرد). سیم کشی موتور های آسنکرون ممکن است تک فاز یا سه فاز باشد.

روتور

قسمت دوار، یا به عبارت دیگر القا شونده موتور است که روی محور (شنت) قرار گرفته است و شامل میله های آلومینیومی و ورقه های آهنی مفناطیسی است. روتور در موتورهای القایی انواع مختلفی دارد. این انواع شامل دو دسته اصلی هستند:

1. • روتور قفسه‌ای (قفس سنجابی)

• • روتور سیم پیچی شده

روتور قفسه ای(قفس سنجابی)

روتور از ورقه‌های مخصوص فولاد که نسبت به هم عایق هستند، به شکل استوانه ساخته شده و بر روی هسته قرار می‌گیرد. در این هسته، شیارها یا سوراخ‌های خالی تعبیه شده‌اند که می‌توانند نیمه‌بسته یا تمام باشند. در داخل شیارهای روتور، تعدادی میله مسی یا آلومینیومی قرار داده شده که از دو طرف روتور به وسیله دو حلقه فلزی به هم متصل می‌شوند. به این گونه روتور، روتور قفسی سنجابی می گویند.
معمولاً ورقه های روتور همانند قسمت مرکزی ورق هایی است که استاتور از آن ها ساخته شده است. بنابراین از فولاد مخصوصی است که مقدار سیلیسیوم و مرغوبیت آن بستگی به کیفیت و درجه ورق به کار رفته در ساخت استاتور دارد.
هنگامی که دسته ای از این ورقه ها بر روی شفت نصب شد، میله های مسی درون شیارها قرار می گیرد و دو حلقه مسی به انتهای این میله ها لحیم می شود و روتور درون استاتور قرار می گیرد. با اتصال استاتور به منبع تغذیه، بلافاصله شار به وجود آمده، از فاصله هوایی و دندانه های روتور عبور کرده و مسیر خود را از درون هسته روتور کامل می کند.

روتور سیم پیچی شده

این روتور نیز همان قسمت های روتور قفسه ای را دارد، اما به جای استفاده از میله های آلومینیمی از بوبین های سیم پیچی شده استفاده می شود که در داخل شیارهای ایجاد شده روی هستۀ روتور قرار می گیرد و در سر این سیم پیچ ها اتصال کوتاه می شوند. کاربرد روتورهای سیم پیچی شده در موتورهای سه فاز با قدرت بالا است. توجه داشته باشید که هم روتور سیم پیچی شده و هم روتور قفسی از نظر الکتریکی، هیچ گونه ارتباطی با استاتور نداشته، فقط از طریق القاء مغناطیسی کار می کنند.

نکته: اندازه سیم های افشان و مفتولی با روپوش پلاستیکی بر حسب مقطع به میلی متر مربع است. اما اندازه سیم های لاکی که در سیم پیچی استاتور و روتور های سیم پیچی شده به کار می‌رود، بر حسسب میلی متر گرفته می‌شود.

درپوش ها یا قالپاق ها: به وسیله پیچ و مهره به بدنه وصل می‌شوند. جنس آنها از چدن بوده و وظیفه اصلی آن ها محکم کردن روتور و نگهداری آن در داخل استاتور است. روی یک طرف قالپاق، پروانه خنک کننده روی شفت روتور سوار می‌شود و از طرف دیگر قالپاق، محور خروجی روتور خارج می‌گردد. این محور است که نیروی الکتروموتور را به خارج هدایت می‌کند و گیربکس با تسمه پروانه یا فولی ها روی آن قرار می‌گیرد.

جعبه اتصال یا تخته کلمپ : روی بدنه یا پوسته قرار گرفته و سر و ته سیم پیچ های استاتور داخل آن قرار می‌گیرد. در داخل جعبه اتصال، یک یا دو سوراخ ایجاد شده است که ارتباط آن را با استاتور برقرار می‌کند و یک یا دو سوراخ در اطراف آن وجود دارد که برای اتصال موتور به برق از آن استفاده می‌شود.

کاربرد الکتروموتور های سه فاز در صنایع مختلف

یکی از دلایل استفاده صنایع از الکتروموتور های سه فاز، سادگی و قدرتمندی کار با آنان است. به عنوان مثال موتور های سه فاز القایی بدون نیاز به وسیله جانبی می‌توانند راه اندازی شوند، در صورتی که موتور های تک فاز نیاز به تبدیل و وسایل جانبی برای راه انداری دارند.

موتور های القایی سه فاز برای مصارف تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرندو برای کاربرد های توان بالا ایده آل هستند. برخی از کاربرد های رایج آنها عبارتند اژ:

• • آسانسورها

• • جرثقیل‌ها

• • بالابرها

• • فن‌های تخلیه بزرگ

• • ماشین‌های تراشکاری

• • سنگ‌شکن‌ها

• • آسیاب‌های روغن‌کشی

• • صنایع نساجی

• • خودروهای الکتریکی و هیبریدی تجاری

به صورت موردی به عنوان مثال می‌توان گفت:

در صنایع تولیدی، الکتروموتورهای سه فاز در ماشین‌آلاتی مانند کمپرسورها، پمپ‌ها، نوار نقاله‌ها، آسیاب‌ها، مخلوط‌ کن‌ها و حتی دستگاه‌های بسته‌بندی به کار می‌روند. این موتورها در کارخانجات فولاد، پتروشیمی، سیمان، مواد غذایی و دارویی نقشی جیاتی دارند.

در صنایع مرتبط با نفت و گاز، الکتروموتورهای سه فاز در پمپ‌های انتقال، کمپرسورهای گاز، سیستم‌های تهویه و خنک‌کننده و تجهیزات حفاری استفاده می‌شوند. قابلیت اطمینان بالا و عملکرد مداوم این موتورها در شرایط سخت محیطی، آن‌ها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای این صنایع تبدیل کرده است.

در صنایع مرتبط با حمل و نقل، الکتروموتورهای سه فاز در آسانسورها، بالابرها، جرثقیل‌ها و سیستم‌های حمل بار مورد استفاده قرار می‌گیرند. گشتاور راه‌اندازی قوی و کنترل دقیق سرعت این موتورها، ایمنی و کارایی این سیستم‌ها را تضمین می‌کند.

علاوه بر این، الکتروموتورهای سه فاز در صنایع ماشین‌سازی، کشاورزی، نساجی و بسیاری دیگر از بخش‌های صنعتی کاربرد دارند. تنوع در قدرت و اندازه این موتورها، امکان استفاده از آن‌ها را در تجهیزات و صنایع مختلف فراهم کرده است.

نکات مهم در انتخاب و خرید الکتروموتور

انتخاب الکتروموتور نامناسب می‌تواند سبب بروز حوادث و یا ضرر های جبران ناپذیر برای هر کسب و کاری باشد. از این رو برای خرید یک الکتروموتور مناسب باید موارد زیر را در نظر گرفت.

• • سرعت

• • گشتاور

• • ولتاژ

• • فرکانس منبع تغذیه

موارد بالا مشخصات فنی الکتروموتور شما را تشکیل می‌دهند که حتما بر اساس نیاز شما و سبک کاری شما باید تهیه شود. اما به غیر از این مشخصه ها ویژگی های محیطی هم به شدت روی کارکرد الکتروموتور اثر گذار است.

ویژگی های محل کارکرد الکتروموتور

• • حداکثر رطوبت محل کارکرد که با نماد % نشان داده می‌شود.

• • حداقل و حداکثر دمای محیط کارکرد که نماد c° را دارد.

• • ارتفاع محل کارکرد از سطح دریای آزاد که با نماد m نشان داده می‌شود.

بهترین برند های الکتروموتور

در حال حاضر برند های مختلفی در بازار ایران فعالیت دارند. انتخاب برند مورد نظر برای خریدالکتروموتور بسیار بستگی به کاری دارد که می‌خواهید انجام دهید و مبلغی که می‌توانید هزینه کنید.

به صورت کلی توصیه می‌شود اگر فعالیت شما با موتور های ایرانی قابل انجام است، از موتور های ایرانی مانند الکتروموتور های جمکو استفاده کنید. زیرا خدمات پس از فروش و سفارشی سازی و تعمیرات موتور های ایرانی قابل دسترس تر برای مصرف کنندگان می‌باشد.

تعدادی از برند های باکیفیت الکتروموتور به شرح زیر می‌باشد:

• • جمکو

• • الکتروژن

• • موتوژن

• • SEW

• • Siemens

• • ABB

• • WEG

• • Ercem

نکات نگهداری و تعمیرات الکتروموتور ها

قبل از هر چیزی باید گفت نگهداری از الکتروموتورها آن هم در کارخانجات و تولیدی ها نیاز برنامه مدون و دقیق برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات نیاز دارد و ما در اینجا تنها اصول اولیه و نکات نگهداری الکتروموتورهای سه فاز را بررسی می‌کنیم.

به صورت کلی برای نگهداری از موتورهای الکتریکی باید این 5 نکته را رعایت کنیم:

1.الکتروموتورها را تمیز نگه‌ دارید

تهدیدات زیادی برای سلامتی الکتروموتورها وجود دارد، اما تعداد کمی ‌از آن‌ها به اندازه‌ی محیطی کثیف خطرناک است.

2.طبق یک برنامه زمان بندی شده و به صورت منظم اجزای الکتریکی را تنظیم کنید

یک برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه می‌تواند به شناسایی خرابی هایی مانند مرطوب بودن اجزای الکتروموتور، اتصالات شل و یا کثیف قبل از بروز بحران کمک کند.

3.بررسی قطعات شل

با گذشت زمان بعضی از قطعات شل می‌شوند. اگر این شل بودن اصلاح نشود، میتواند باعث خرابی هایی مانند سایش های غیر منتظره یا بیش از حد شود. بنابراین بازدید و بررسی قطعات شل بسیار اهمیت دارد.

4.قطعات دارای تسمه که به الکتروموتور متصل هستند را چک کنید

تسمه فرسوده و خراب می‌تواند منجر به آسیب دیدن تجهیزات و درمواردی آسیب به کارکنان شود. با یک بررسی ساده و منظم می‌توان ازاین اتفاق جلوگیری کرد.

5.برنامه ای برای تحلیل لرزش های الکتروموتور داشته باشید

لرزش بیش از اندازه می‌تواند طول عمر الکتروموتور را کوتاه می‌کند. این اتفاق موجب سایش قطعات فلزی می‌شود. برای جلوگیری از این کار باید برنامه ای برای چک کردن لرزش های الکتروموتور داشت.

نتیجه گیری

الکتروموتورهای سه فاز تجهیزاتی هستند که بدون آنان صنایع در پایه‌ای ترین ارکان خود دچار مشکل می‌شوند. بخش بسیار زیادی از مصرف برق مراکز تولیدی و کارخانجات به همین الکتروموتور ها وابسته می‌باشد. بنابراین انتخاب یک الکتروموتور سه فاز بسیار مهم و حیاتی می‌باشد.

امیدواریم این مطلب به شما برای آشنایی با الکتروموتور سه فاز کمک کرده باشد.