راه اندازی موتور القایی با ولتاژ مستقیم خط

روشهای مختلفی برای راه اندازی الکتروموتورهای القایی به کار گرفته می شوند. همان طور که می دانید موتورهای القایی در حین راه اندازی جریان بیشتری از منبع تغذیه می کشند. برای جلوگیری از صدمه به سیم پیچ ها یا مدار تغذیه بدلیل عبور جریان راه اندازی زیاد، روشهای راه اندازی مختلفی به کار گرفته می شود.

در این مقاله سعی داریم در مورد یکی از روش های راه اندازی صحبت کنیم. البته قبل از آن بهتر است به چند روش راه اندازی دیگر نیزتوجه نمایید :

1 - راه اندازی مستقیم  " سافت استارتر (Soft Starter) چیست؟ "

2 - راه اندازی به روش ستاره مثلث " راه اندازی ستاره مثلث "

3 - راه اندازی با VFD " درایو فرکانس متغیر (VFD) چیست؟ "

ساده ترین روش راه اندازی موتور القایی راه اندازی مستقیم با ولتاژ خط (Direct On Line starter) است. راه انداز مستقیم با خط (DOL) مشتمل بر یک MCCB یا مدار شکن، کنتاکتور و یک رله اضافه بار برای حفاظت موتور است. کنتاکتور الکترومغناطیسی می تواند توسط رله حرارتی اضافه بار (بی متال) تحت شرایط ایجاد خطا (fault) از مدار خارج شود. نوعا، کنتاکتور با استفاده از دکمه های استارت و استپ جداگانه کنترل می گردد، و یک کنتاکت کمکی از کنتاکتور دو سر شستی استارت قرار داده می شود و اصطلاحا آن را پایدار می کند. و بوبین کنتاکتور تا هنگامی که شستی استپ را فشار نداده اید فشرده (وصل) بوده و موتور به کار خود ادامه می دهد. یک نمونه از راه اندازهای مستقیم با ولتاژ خط برای الکتروموتور القایی در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل (1) : راه انداز مستقیم با ولتاژ خط ساخت شرکت Square D

اصول کار راه انداز مستقیم با ولتاژ خط (DOL)

با فشردن شستی استارت بوبین کنتاکتور برقدار شده و کنتاکتهای آن بسته می شود، و ولتاژ کامل خط بر روی سیم پیچهای موتور اعمال می شود. موتور در یک زمان خیلی کوچک جریان هجومی خیلی زیادی می کشد، میدان مغناطیسی در هسته ایجاد شده و سپس جریان به جریان روتور قفل موتور محدود می گردد. در موتور گشتاور راه اندازی ایجاد شده و شروع به شتاب گرفتن می کند تا به سرعت کامل برسد. با شتاب گرفتن موتور، جریان آغاز به کاهش یافتن خواهد کرد، اما تا رسیدن به سرعتهای زیاد نوعا حدود 85% سرعت سنکرون افت جریان قابل توجه نیست. منحنی جریان راه اندازی واقعی تابعی از طراحی موتور و ولتاژ ترمینال و مستقل از بار موتور می باشد. بار موتور بر روی زمان صرف شده برای شتاب گیری آن تا رسیدن به سرعت کامل تاثیر می گذارد و از اینرو بر زمان جریان راه اندازی اثر قابل توجهی دارد اما تاثیری بر روی دامنه جریان راه اندازی ندارد. اگر گشتاور ایجاد شده توسط موتور در تمام مدت سیکل راه اندازی بیشتر از گشتاور بار باشد، موتور به حداکثر سرعت خود خواهد رسید. و اگر گشتاور ایجاد شده توسط موتور در هر قسمت از سیکل راه اندازی کمتر از گشتاور بار باشد، گشتاور شتاب دهنده متوقف شده و موتور خواهد ایستاد. اگر گشتاور راه اندازی یک موتور که به صورت مستقیم راه اندازی می شود برای بار ناکافی باشد، موتور بایستی با یک موتور که گشتاور راه اندازی بالاتری دارد جایگزین گردد. گشتاور شتاب دهنده گشتاور ایجاد شده توسط موتور منهای گشتاور بار است. و با شتابگیری موتور با توجه به منحنی گشتاور سرعت موتور و منحنی گشتاور-سرعت بار تغییر خواهد کرد. زمان راه اندازی بستگی به گشتاور شتاب دهنده و اینرسی بار دارد.

راه اندازی مستقیم حداکثر جریان راه اندازی و حداکثر گشتاور راه اندازی را دارد.

این موضوع ممکن است برای سیستم تغذیه برق مشکل ایجاد کند. یا ممکن است برای بار گردان مشکلات مکانیکی ایجاد شود. پیوسته در هنگام راه اندازی موتور یک افت ولتاژ ملاحظه می شود. که این افت ولتاژ برای استفاده کنندگان شبکه توزیع نامطلوب است. اما اگر موتور خیلی بزرگ نباشد تاثیر آن خیلی قابل توجه نیست.

اجزای سیستم راه اندازی مستقیم با ولتاژ خط

کنتاکتورها و بوبین

کنتاکتورهای مغناطیسی کلیدهای با عملکرد الکترومغناطیسی هستند که یک تجهیز ایمن و راحت برای اتصال و قطع کردن مدارات انشعاب ایجاد می کنند. کنتاکتورهای مغناطیسی مورد استفاده در مدار موتور از انرژی آهنربای مغناطیسی برای بستن کلیدها استفاده می کنند. آهنربای مغناطیسی از یک بوبین سیم پیچی شده که بر روی یک هسته آهنی قرار گرفته است تشکیل شده است. هنگامی که جریان از طریق بوبین عبور می کند، قسمت آهنی آهنربا مغناطیس شده ، و میله آهنی که آرمیچر نامیده می شود را جذب می کند. قطع یا وقفه در جریان گذرنده از بوبین سیم پیچی، باعث جدا شدن آرمیچر و قرار گرفتن با یک فاصله هوایی می شود. در شکل زیر نحوه عملکرد یک کنتاکتور مغناطیسی تشریح شده است. با فرستادن سیگنال کنترل از سمت مدار فرمان (کنترل) بوبین برق دار شده و باعث جذب قسمت متحرک به سمت قسمت ثابت کنتاکتور می شود و جریان برق از سمت تغذیه به سمت بار جاری می گردد. راه اندازهای کنتاکتوری تجهیزات الکترومکانیکی هستند که یک وسیله ایمن، راحت و اقتصادی برای راه اندازی و توقف موتورها ایجاد می کنند. و دارای مزیت کنترل پذیری از راه دور هستند. بخش اعظم کنترلکننده های موتور که در بازار فروخته می شوند از این نوع هستند. کنتاکتورها دارای سه کنتاکت NO اصلی و تعدادی کنتاکت با توان کمتر به نام کنتاکتهای کمکی دارند (از هر دو نوع NO و NC) که برای مدار کنترل استفاده می شوند. یک کنتاکت از اجزای فلزی هادی که یک مدار الکتریکی را قطع یا وصل می کنند تشکیل شده است.

• NO نرمال باز (در حالت عدم تحریک باز است)
• NC نرمال بسته (در حالت عدم تحریک بسته است)

یک نمونه کنتاکتور در شکل زیر آورده شده است. ترمینالهای A1 و A2 اتصال به بوبین تحریک هستند.  

رله های اضافه بار (حفاظت اضافه بار)

حفاظت اضافه بار برای یک موتور الکتریکی جهت جلوگیری از سوختن آن و اطمینان یافتن از حداکثر طول عمر کاری ماشین ضروری است. تحت هریک از شرایط اضافه بار، موتور جریان اضافه ای از شبکه می کشد که باعث گرم شدن بیش از حد آن می شود. نظر باینکه گرم شدن بیش از حد باعث تخریب عایق سیم پیچی می شود، برای حفاظت از گرم شدن بیش از اندازه آن محدودیتهای بر دمای عملیاتی موتور قرار می دهند. رله های اضافه بار برای محدود کردن مقدار جریانی که موتور از مدار قدرت می کشد بر روی کنترل کننده موتور به کار گرفته می شود.

نکته: رله اضافه بار در مقابل اتصال کوتاه حفاظت ایجاد نمی کند. این کار وظیفه تجهیزات حفاظتی اضافه جریان مانند فیوزها و مدارشکن ها است،که معمولا در محفظه ای قرار گرفته اند که بتوانند براحتی تعویض شوند

 

 

 

 

آسان ترین و ایده آل ترین روش حفاظت اضافه بار برای یک موتور استفاده از یک عنصر حسگر جریان است که مشخصاتی خیلی شبیه به منحنی گرم شدن موتور داشته باشد و در هنگامی که جریان آن از جریان بار کامل موتور عبور کند عمل کرده و مدار موتور را باز می کند. عملکرد تجهیز حفاظتی باید به گونه ای باشد که اضافه بارهای کوتاه مدت و بی ضرر را اجازه بدهد. اما هنگامی که اضافه بار خیلی امتداد یافت موتور باید سریعا از خط تغذیه قطع شود.

رله اضافه بار حرارتی (بی متال)

در شکل زیر یک رله اضافه بار حرارتی که در بازار تحت عنوان بی متال نیز شناخته می شود نشان داده شده است.

بطور عادی فیوزها برای تامین حفاظت در برابر اضافه بار طراحی نشده اند. فیوز در مقابل اتصال کوتاه شدن (حفاظت اضافه جریان) حفاظت می کند. موتور در هنگام راه اندازی جریان هجومی زیادی می کشد و فیوزهای متعارف هیچ راه تشخیصی بین جریان راه اندازی موقت و بی ضرر و اضافه بار زیان آور و مضر ندارد انتخاب فیوز با توجه به جریان "بار کامل" انجام می شود و در این صورت با هر بار استارت موتور فیوز خواهد سوخت. و در سمت دیگر ، اگر فیوز به اندازه کافی بزرگ انتخاب شده باشد تا جریان هجومی راه اندازی را عبور دهد، در مقابل اضافه بارهای کوچک و ومضر که ممکن است بعدا برای موتور رخ دهد. نمی تواند حفاظت ایجاد کند.

رله اضافه بار قلب حفاظت از موتور است. دارای ممشخصه زمان-قطع-معکوس است که راه اندازی را مجاز کرده و از قطع مدار در حین دوره شتاب گیری (هنگامی که جریان هجومی کشیده می شود) جلوگیری می کند، و همچنان در حین کارکرد موتور، در برابر اضافه بارهای کوچک بالاتر از جریان بار کامل، از موتور حفاظت می کند. رله های اضافه بار تجدید شدنی هستند و می توانند بارها تریپ داده و بدون نیاز به جایگزین کردن مجددا ریست شوند. با این وجود، رله های اضافه بار نمی توانند جای تجهیزات حفاظت در برابر اضافه جریان را بگیرند.

رله اضافه بار از یک واحد حسگر جریان تشکیل شده که در مسیر عبور جریان موتور قرار گرفته است، به علاوه یک مکانیزمی که توسط واحد حسگر به کار انداخته می شود که به صورت مستقیم یا غیر مستقیم برای قطع کردن مدار به خدمت گرفته شده است.رله های اضافه بار می توانند در سه گروه حرارتی، مغناطیسی و الکترونیکی تقسیم بندی شوند.

1- رله های حرارتی: همان طور که از نام آن بر می آید رله های اضافه بار حرارتی بر افزایش دماهای ایجاد شده توسط جریان اضافه بار به منظور به کار انداختن مکانیزم تریپ موتور تکیه دارد. رله های اضافه بار حرارتی می توانند مجددا به دو نوع جزیی تر شامل: آلیاژ ذوب شونده و بی متال تقسیم بندی گردند.
2- رله مغناطیسی: رله های اضافه بار مغناطیسی تنها به افزایش جریان واکنش نشان می دهد و از درجه حرارت تاثیر نمی پذیرد.
3- رله الکترونیکی: رله های الکترونیکی یا اصطلاحا رله های حالت جامد، ترکیبی از قطع سریع، قابلیت تنظیم پذیری و سهولت در نصب هستند. آنها می توانند در بسیاری از کاربردهای دقیق ایده آل باشند.  

سیم کشی مدار فرمان و قدرت راه انداز مستقیم

در این مدار اتصالات به همراه علائم نشان دهنده اجزای مختلف این راه انداز نشان داده شده است که در ادامه تشریح می گردد.

تشریح مدار اتصال

خطوطی که با R ، S و T نمایش داده شده اند به تغذیه شبکه قدرت متصل می شوند. K1 : کنتاکتور مغناطیسی مدار است. FT1: رله اضافه بار حرارتی است که در مدار موتور قرار گرفته است. M : که به صورت دایره نشان داده شده است الکتروموتور القایی سه فاز است.  

برای مشاهده خدمات موسسه موتور درایو در زمینه اجرای پروژه اتوماسیون صنعتی بر روی بنر زیر کلیک کنید.

-  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -

موتور درایو عرضه کننده الکتروموتور در برندهای مختلف می باشد. جهت مشاهده مشخصات و لیست قیمت محصولات روی لینک های زیر کلیک کنید و برای دریافت مشاوره و ارتباط با کارشناسان ما با شماره تلفن 40331927 و 40331967 تماس بگیرید.

1- لیست قیمت الکتروموتور موتوژن

2- لیست قیمت الکتروموتور الکتروژن

3- لیست قیمت الکتروموتور زیمنس

4- لیست قیمت الکتروموتور گاماک (GAMAK)

5- لیست قیمت الکتروموتور ایلماز (ELK-YILMAZ)

-  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -

این مقاله در حال توسعه و تکمیل است

منبع : http://electrical-engineering-portal.com

 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

پیشنهاد موتور درایو برای کسب اطلاعات مناسب درباره کنترل الکتروموتور و ادوات مربوطه مطالعه مقالات زیر می باشد:

1- نحوه کار رزولور چگونه است؟

2- اصول شینه بندی تابلو برق

3- روش های کنترل موتور القایی

4- تست های مهم برای تایید تابلو برق

5- تجهیزات اصلی تابلو برق

6- کنترل اینورتر با پی ال سی

7- یک برنامه ساده PLC برای کنترل موتور AC

8- راه اندازی موتور با اتوترانس

9- راه اندازی و کنترل موتور اسلیپ رینگ

10- سایز کردن کابل و سیم

11- راه اندازی موتور سه فاز با برق تکفاز

12- نحوه سیم کشی اینورتر (درایو فرکانس متغیر)

13- راه اندازی ستاره مثلث

14- راه اندازی موتور القایی با ولتاژ مستقیم خط

15- سنسور اثر هال در کنترل موتور

16- مقایسه انکودر و رزولور

17- سنجش سرعت و موقعیت با استفاده از انکودر

 18- انکودر دوار چیست؟

19- انتخاب تجهیزات فیدبک مناسب برای موتور

20- انتخاب الکتروموتور برای کنترل دقیق حرکت