راه اندازی و کنترل موتورهای الکتریکی با حلقه لغزان

یکی از انواع الکتروموتورهای القایی، الکتروموتور با حلقه های لغزان می باشد که از طریق مقاومتهایی که در مدار روتور آن قرار می گیرد امکان کنترل گشتاور و سرعت را ایجاد می کند. در این مقاله ، به این نوع الکتروموتور و اینکه چطور مقدار مقاومت خارجی را محاسبه کنیم، می پردازیم.

راه اندازی و کنترل موتورهای الکتریکی با حلقه لغزان

راه اندازی و کنترل موتورهای الکتریکی با حلقه لغزان

5.1       ویژگیهای مهم الکتروموتور با حلقه لغزان
5.2       راه اندازی الکتروموتور با حلقه لغزان
  5.2.1  انتخاب مقاومت مدار روتور
  5.2.2  تعیین مقاومت خارجی و زمان راه اندازی
  5.2.3  تعداد پله ها
  5.2.4  دوره کاری و حد مجاز پله های مقاومت
  5.2.5  محدودیت های درجه حرارت
5.3       روش فرضی برای محاسبه مقاومت روتور
  5.3.1  محاسبه زمان بین هر مرحله
5.4       کنترل سرعت الکتروموتورهای با حلقه لغزان
  5.4.1  استفاده از مقاومت برای کنترل سرعت
5.5       راه اندازهای الکترولیتی
  5.5.1  مقاومت روتور الکتروموتورهای با حلقه لغزان
  5.5.2  کنترل سرعت اتوماتیک الکتروموتورهای با حلقه لغزان


استفاده از موتورهای روتورسیم پیچی شده، روز به روز، در حال کاهش است که از دلایل آن می توان به مزایای موتور قفسی نسبت به موتور روتور سیم پیچی شده اشاره کرد . مثلا درایوهای استاتیک می توانند طوری موتورهای قفسی را راه اندازی و کنترل کنند که همان کارایی موتورهای روتور سیم پیچی شده و حتی بهتر از آن را داشته باشند. با این حال، همچنان در سرتاسر جهان استفاده از موتورهای روتور سیم پیچی شده برای مدت زمان طولانی ادامه خواهد داشت. در جاهایی که که به دلایل اقتصادی؛ برای محدود کردن جریان راه اندازی و یا کنترل سرعت ازالکتروموتورهای با حلقه لغزان استفاده می شود معمولا روشهای مقاومتی یا الکترولیتی را بکار می برند. درایوهای استاتیک هارمونیک هایی را تولید می کنند و شکل موج ولتاژ را تغییر می دهند و کابل های با سایز بزرگتر را می طلبند.

اما درجاهایی که کنترل دقیق سرعت مورد نیاز است، کنترل کننده های استاتیک که "سیستمهای بهبود لغزش" نام دارند، پیشنهاد می شوند که علاوه بر اینکه کنترل سرعت را بصورت دقیق انجام می دهند، باعث کاهش تلفات ناشی از لغزش هم می شوند. در ادامه، روش اندازه گیری مقدار مقاومت، پله های آنها و طرح های کنترل و کلیدزنی مقاومتها برای یک راه انداز مقاومتی روتور را بررسی می کنیم. یک راه انداز الکترولیتی تقریبا یک محصول استاندارد مانند یک الکتروموتور است که بسته به تعداد استارتها و کنترل سرعت مورد نیاز، سازنده می تواند تعداد و سایز و عمق الکترولیتها را انتخاب کند.

5.1       ویژگیهای مهم الکتروموتور با حلقه لغزان
این الکتروموتورها را بوسیله مدار مقاومتی روتور و با افزایش یا کاهش تدریجی پله های مقاومتی، کلیدزنی می کنند. با توجه به مشخصات مدار روتور، ویژگیهای زیر را خواهیم داشت:

  1. مقاومت خارجی، امپدانس کل سیم پیچ های موتور را افزایش و جریان راه اندازی را کاهش می دهد. همچنین ضریب توان راه اندازی را بهبود می بخشد.

  2. از آنجایی که کارکرد موتور القایی می تواند با تغییر پارامترهای روتور تغییر کند، یک الکتروموتور با حلقه لغزان می تواند از طریق مدار روتور، به گشتاور و سرعت مورد نیاز برسد.

  3. سرعت الکتروموتور با حلقه لغزان را می توان با تغییر مقاومت خارجی تغییر داد. بنابراین می توان با تغییر مقاومت خارجی، گشتاور را از هر مقداری تا مقدارگشتاور کششی، در محدوده سرعت نامی، تغییر داد. از آنجا که خروجی با سرعت متناسب است، در سرعتهای پایین تر، راندمان موتور کمتر خواهد بود. تغییر راندمان مطابق با رابطه زیر است:

تغییر راندمان

 در حقیقت، نتیجه بدتر، کاهش اثر خنک کنندگی فن در سرعتهای پایین خواهد بود. چون توان(kw) با حاصلضرب سرعت در گشتاور متناسب است پس توان با سرعت تغییر می کند، مقدار گشتاور نیز تقریبا در تمام سرعتها، یکسان خواهدبود. الکتروموتور همان توانی را که قبلا از منبع تغذیه می گرفت و متناسب با تغییرات سرعت بود را دریافت می کند و در مدار روتور بصورت تلفات لغزش ظاهر می شود. بعنوان مثال، در لغزش 25% ، توان خروجی 75% می باشد و 25% باقیمانده، در مدار روتور بصورت تلفات لغزش ظاهر می شود.

گاهی، محدودیت در جریان راه اندازی و لزوم داشتن گشتاور راه اندازی بالا برای سرعت بخشیدن به بارهای گردنده سنگین، استفاده از موتورهای قفس سنجابی را محدود می کند. برای چنین کاربردهایی، الکتروموتور با حلقه لغزان جایگزین بهتری می باشد.

همانطور که در بخش 2.7.1 صحبت شد، هنگام راه اندازی، بدلیل گرمای بیش از حد موجود در روتور، روتور الکتروموتور نسبت به استاتور در معرض آسیب بیشتری قرار دارد. اما الکتروموتورهای با حلقه لغزان ، قسمت عمده این گرما بوسیله مقاومت خارجی (متناسب با مقدار مقاومت) پخش می شود. بنابراین، یک الکتروموتور با حلقه لغزان می تواند در مقایسه با الکتروموتور قفس سنجابی ،به دفعات بیشتری روشن و خاموش گردد. همچنین می تواند در مدت افزایش سرعت بارهای سنگین، زمان راه اندازی طولانی را تحمل کند. بنابراین باید مقدار مقاومت خارجی برای دستیابی به نتیجه مورد نظرمان در بارهای سنگین، مناسب باشد.

تلفات لغزش

از معادله (1.9) خواهیم داشت:  S · Ps=تلفات لغزش . اگر لغزش در بار کامل S و سرعت به لغزش S1 تغییر کند، با توجه به افزایش لغزش، تلفات لغزش بیشتری خواهیم داشت.

تلفات لغزش

 

مثال 5.1  اگر سرعت یک الکتروموتور 125kw در گشتاور ثابت، از 1400 به 750 دوربر دقیقه کاهش یابد، افزایش تلفات لغزش را حساب کنید.

 



 


 

 

 



 

 

 



 

 

این مقاله در حال تکمیل شدن می باشد.

نظرات کاربران

Responsive image
فاضلی
1397/11/17

سلام .ممنون که وقت می گذارید.

Responsive image
فاضلی
1397/11/16

سلام مهندس خسته نباشید یه سوال داشتم .چرا ولتاژوجریان القاء شده در رتور قفسی با اینکه نسبت به خود موتور عایق بندی نشده خطر برق گرفتگی نداره وبه بدنه منتقل نمیشه؟ ممنون

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام آقای فاضلی

ولتاژ القا شده در روتور خیلی زیاد نیست و چون مدار آن کامل است تمایل دارد از مسیر روتور مسیر خود را ببندد. فقط در صورتی از شفت عبور می کند که ولتاژ نامتعادل گردد یا دارای هامونیک باشد (هنگام استفاده از درایو فرکانس متغیر) که در آن حالت شفت دارای ولتاژ نسبتا زیادی می گردد. و در صورتیکه ارت موتور متصل باشد از مسیر بلبرینگها به زمین تخلیه می گردد و باعث گرم شدن سیم ارت و خرابی بلبرینگها خواهد شد.

نظر خود را ثبت نمایید

CAPTCHA code