تجربیات: مطالبی درباره الکتروموتور

[mohammadtak]

موتور سنکرون جریان متناوب تک فاز
موتورهای سنکرون تک فاز کوچک به جای ایجاد میدان مغناطیسی به وسیله یک منبع خارجی از آهنرباهای کوچک برای ایجاد میدان استفاده می‌کنند. بنابراین روتور این موتورها نیازی به جریان القا کننده نخواهد داشت. خصوصیت اصلی این موتورها سرعت ثابت آنهاست به طوریکه اغلب در وسایلی از آنها استفاده می‌شود که نیاز به سرعتی ثابت دارند. این موتورها در ساعت‌ها، دیسک گردان‌ها، ضبط صوت‌ها و برخی دیگر از تجهیزات دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مشخصات الکتروموتور ها
مشخصاتي كه روي پلاك الكتروموتور ها مينويسند براي استفاده بهينه در طراحي و راه اندازي صحيح بكار ميرود و شامل نكاتي ميشود كه گاهي بي توجهي به آن باعث بهره بري كمتر و خسارت به تجهيزات الكتريكی ميگردد .
لذا پلاك خواني الكترو موتورها كمك زيادي به طراح و راه انداز براي طراحی مدار مربوطه و انتخاب صحيح كنتاكتور و بي متال و ... مينمايد .
مشخصاتی که روی پلاک ها نوشته می شوند به طور معمول عبارتند از :
No: شماره ساخته شده توسط كارخانه
Type:شامل كليه مشخصات فني الكترو موتور كه در كاتالوگ كارخانه موجود بوده و يا در مكاتبه با كارخانه بايد به آن اشاره شود:
A=حداكثر جريان مجاز الكترو موتور را نشان ميدهد كه ميزان جريان نبايد بيشتر از مقدار فوق و بلكه
هميشه الكترو موتور طوري انتخاب شود كه زير مقدار فوق كار كند.
V = ولتاژ كاري الكترو موتور ميباشد كه نبايد ولتاژ بيشتر و يا كمتر به سيم پيچهاي الكترو موتور اعمال گردد
50 HZالكترو موتور بايد در فركانس 50 هرتز كار كند (برق ايران)
60 HZ الكترو موتور بايد در فركانس 60 هرتز كار كند (فركانس برق برخي كشورها)
نكته: دور الكترو موتور ها با فركانس ارتباط دارد لذا الكتروموتوری كه در فركانس 50 هرتز مثلا 1500 دور ميباشد همين الكترو موتور در فركانس 60 دورش ديگر 1500 نيست .
R.P. M= نشان دهنده دور الكترو موتور در يك دقيقه در روي شقت خروجي ميباشد.
KW=مقدار توان الكترو موتور را نشان ميدهد.
نكته : اگر روي پلاك الكترو موتوری نوشته شده بود 380/220 V= معني ان اين است كه اين الكترو موتور در شبكه برق 110 ولت كه برخي از كشورها استفاده ميشود بايد بصورت مثلث و در كشورهاي كه ولتاژ 220ولت ( ولتاژ بين يك فاز و نول) دارند مثل ايران بايد بصورت ستاره بسته شود .
IP= ميزان حفاظت الكترو موتور در مقابل گرد و غبار و .. و طبق جدول زير ميباشد.

 

[mohammadtak]

انواع حفاظتها طبق استاندارد دين 40050
P00= باز بدون حفاظت در مقابل تماس با اجسام خارجي و أب
P10= محفوظ در مقابل تماس دست و اجسام بزرگ خارجي
P11= محفوظ در مقابل تماس دست و اجسام بزرگ خارجي - محفوظ در مقابل اب
P20= محفوظ در مقابل تماس انگشت و اجسام با وزن متوسط بدون حفاظ در مقابل اب
P21= محفوظ در مقابل تماس انگشت و اجسام با وزن متوسط - ضد اب
P22= محفوظ در مقابل تماس انگشت و اجسام با وزن متوسط –محفوظ در مقابل ترشح اب بطور عمودي يا
مايل با زاويه بيشتر از 30 درجه نسبت به افق
P30= محفوظ در مقابل تماس با ابزار ها و غيره و اجسام خارجي سبك وزن – بدون محافظت در مقابل اب
P31= محفوظ در مقابل تماس با ابزار ها و غيره و اجسام خارجي سبك وزن - ضد اب
P32= محفوظ در مقابل تماس با ابزار ها و غيره و اجسام خارجي سبك وزن - محفوظ در مقابل ترشح اب بطور عمودي يا مايل با زاويه بيشتر از 30 درجه نسبت به افق
P40= محفوظ در مقابل كليه موارد فوق

مکانیزاسیون نگهداری و تعمیرات الکتروموتور ها با معرفی نرم افزار " دستیار "
1- آنالیز جریان
2- آنالیز ارتعاشات
3- ترموگرافی
4- آنالیز مدار موتور
5- آنالیز آلتراسونیک
6- تستهای الکتریکی
7- آنالیز روغن
در روش نت براساس شرایط ( CBM ) بصورت مراحل زیر همانطوریکه ملاحظه می شود نیاز به جمع آوری و سپس تجزیه و تحلیل داده های آماری می باشد .

1- آماده سازی
2- طراحی
3- استقرار و اجرا
4- بهبود سیستم

باتوجه به حجم اطلاعات ، نیاز به تجزیه و تحلیل آنها و ارائه گزارشات متنوع و بهنگام نیاز به مکانیزه نمودن نگهداری و تعمیرات الکتروموتورها بیش از پیش احساس می شود .
خوشبختانه اخیرا" یک شرکت ایرانی موفق به طراحی نرم افزار خاص الکتروموتورهای صنعتی شده است که علاوه بر تامین نیازهای فوق کاربرد بسیاری در کارگاههای سیم پیچی کارخانجات دارد . این نرم افزار که نام آن " دستیار " می باشد با توجه به نیاز کارخانجات در 5 سطح تهیه شده است تا همه صنایع کشور با توجه به تعدد و تنوع الکتروموتورهای خود بتوانند با حداقل هزینه از آن استفاده نمایند .
این نرم افزار با آموزش یکروزه برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات الکتروموتورها و نرم افزار مربوطه جهت 10 نفر و خدمات پشتیبانی ارائه می گردد .

 

[mohammadtak]

کلاس عایق بندی در الکتروموتور ها
انجمن بین المللی تولیدکنندگان تجهیزات الکتریکی ( NEMA ) عایق بندی موتورها را باتوجه به درجه حرارت موتور در محیطهای مختلف کاری در چهار کلاس A , B , F , H طبقه بندی نموده است :
موتورها عموما" در کلاس F و بندرت در کلاس A کار می کنند . قبل از شروع بکار موتور ، آنها تحت تاثیر دمای محیط اطراف خود قرار دارند که ما اصطلاحا" آن را دمای محیط " Temperature Ambient " می گوئیم .
در NEMA برای تمام کلاسهای عایق بندی دمای ابتدایی 40 درجه سانتیگراد با یک رنج حرارتی بصورت زیر استاندارد شده است :
وقتی موتور استارت می خورد ، دما افزایش می یابد . هر کلاسی یک دمای مجاز مشخصی دارد . ترکیبی از دمای محیط و دمای مجاز معادل ماکزیمم دمای سیم پیچها خواهدبود . بعنوان مثال در کلاس F ، با فاکتور سرویس 1 ، دما به اندازه 105 درجه می تواند افزایش یابد . بنابراین داریم که :
145= 40 + 105
Hot Spot : با یک بازه مجاز حرارتی ( مثلا" 10 درجه ) گرمترین نقطه در مرکز سیم پیچ را با این نام می شناسیم .
در کلاس F این بازه 10 درجه است . بنابراین مرکز سیم پیچ دارای بیشترین دمای مجاز 155 درجه خواهد بود . دمای کاری موتور در کارآیی و طول عمر کاری موتور بسیار مهم است . تا جائیکه 10 افزایش دما از بالاترین حد مجاز باعث کاهش عمرعایق بندی موتور به اندازه 50% می شود .
کارآیی موتور ( Effeciency ) : درحقیقت همان بازده موتور است و نشان دهنده این است که چه مقدار از انرژی داده شده به موتور به انرژی مکانیکی تبدیل می شود . هرچه این عدد به یک نزدیکتر باشد کارآیی موتور بیشتر و البته قیمت موتور بالاتر است . یک موتور 30 اسب بخار با کارآیی 93.6% در مقایسه با موتور مشابهی با کارآیی 83% ، انرژی کمتری مصرف می کند . در نتیجه حرارت کاری پائین تر ، طول عمر بیشتر ، و سطح نویز کمتری خواهد داست .

 

[mohammadtak]

ارتباط بین تعداد قطب و دور موتورهای الکتریکی
معمولا" بعد از اعداد مربوط به سایز فریم موتور اعداد مربوط به تعداد قطب موتور می آید که در موتورها ( بخصوص زیمنس ) بصورت 4AA نشان داده می شود هد که منظور عدد 4 می باشد . لازم به یادآوری است که سرعت سنکرون موتور همان سرعت میدان مغناطیسی ( استاتور ) است که با Ns نمایش می دهند . بنابراین اگر فرکانس میدان مغناطیسی را با F و تعداد قطبهای موتور را با P دهیم خواهیم داشت :
Ns - 120 F / P
Ns = ( 120 x 50 / 2 ) = 3000 RPM
با افزایش تعداد قطب ، سرعت سنکرون و درنتیجه دور موتور کاهش می یابد . بنابراین طبق مطالب گفته شده ، در فرکانس 60 هرتز و 50 هرتز ( در ایران )جداول زیر را خواهیم داشت :

فرکانس 50 هرتز
سرعت سنکرون	تعداد قطب
3000	2
1500	4
1000	6
750	8
600	10
500	12

فرکانس 60 هرتز
سرعت سنکرون	تعداد قطب
3600	2
1800	4
1200	6
900	8
720	10

بنابراین درموتور زیمنس 1LA02864SE41 تعداد قطب 4 و در نتیجه سرعت سنکرون موتور 1500 خواهد بود .
فاکتورهای مهم در کارآیی و عملکرد الکتروموتورها
فاکتورهای موثر در کارآیی و عملکرد موتور :
1- ولتاژ : افزیش یا کاهش ولتاژ از یک حد مجاز تاثیرات مخربی بر روی موتورها می گذارد . با توجه به جدول زیر داریم که :
الف – کاهش 10% ولتاژ از مقدار نامی ، موجب 20% کاهش گشتاور شده و آن سبب می شود که موتور استارت بشود و یا اینکه به دور نامی برسد .
ب- افزایش 10% ولتاژ از مقدار نامی ، باعث افزایش 20% گشتاور استارت را و این می تواند سبب آسیب دیدگی موتور بدلایل ( افزایش جریان در بار نامی و حرارت ) شود .


2- فرکانس : تغییرات در فرکانس می تواند بر روی مشخصات موتور همچون گشتاور و سرعت تاثیر گذار باشد . اگر به جدول زیر توجه فرمائید ، بعنوان مثال ملاحظه خواهید نمود که افزایش 5% در فرکانس باعث افزایش 5% در سرعت در بار نامی و کاهش 10% در گشتاور استارت باشد .
3- ارتفاع : عامل موثر دیگر ارتفاع است . موتورها معمولا" برای ارتفاع تا 1100 متر( 3300 feet ) از سطح تراز دریا درنظر گرفته می شوند . در ارتفاع بالاتر از این مقدار هوا رقیقتر بوده و حرارت براحتی انتقال نمی یابد .بنابراین فاکتور ارتفاع بر روی توان موتور تاثیر می گدارد. مثلا" در استاندارد NEMA یک موتور 50HP در ارتفاع 6600 فیت دارای توان 47HPخواهد بود . ( فاکتور ارتفاع 0.94 است . ) جدول زیر تاثیرات این فاکتور را در دمای محیط 40 درجه سانتیگراد نشان می دهد :

تشخیص مشخصات موتور ها از روی پلاک آنها

توضیحات	شماره
علامت کارخانه ، شرکت سازنده	1
تیپ موتور ، مدل	2
نوع جریان ( مستقیم = G ) ، ( تکفاز = E ) ، ( سه فاز = D )	3
نوع جریان مانند GEN ( ژنراتور ) ، MOT ( موتور )	4
شماره سریال	5
نوع اتصال استاتور مانند : ستاره - مثلث	6
ولتاژ نامی 220 / 380 ولت	7
جریان نامی بر حسب آمپر	8
قدرت نامی معمولا" برحسب( KW )	9
نوع مورد استفاده ( S )	10
ضریب توان : کسینوس فی	11
جهت گردش : R ,L	12
دور نامی : RPM	13
فرکانس نامی : 50Hz یا 60 Hz	14
در ماشینهای مستقیم ( تحریک ) LFR - ERR ( روتور ) در ماشینهای آسنکرون	15
نوع اتصال سیم پیچ روتور	16
تحریک نامی و نیز ولتاژ روتور در حالت سکون	17
جریان تحریک نامی - جریان روتور	18
کلاس عایق مانند : Y , A , B , C , …	19
نوع حفاظت IP	20
وزن به تن در ماشینهای بیشتر از 1 تن و یا به کیلوگرم	21
توضیحات دیگر مانند وسیله خنک کننده : IC	22

 

[mohammadtak]

انواع اتصال در موتورهای سه فاز
موتورهای سه فاز در شبکه سه فاز به دو روش به سه فاز شبکه وصل می شود : ستاره یا مثلث . البته تمام موتورهایی که قرار است به روش مثلث به سه فاز وصل شود از روش 2 ضربی ( ستاره - مثلث ) استفاده می کنند.
اگر بر روی تخته کلم دقیق شویم آرایش سر و ته سیم پیچی هر فاز را درست مقابل هم نمی بینیم.مثلا در فاز R سیم پیچی با ابتدای u و انتهای x مشخص شده است ولی بر روی تخته کلم درست مقابل هم قرار ندارند به آرایش تخته کلم در شکل زیر دقیق شوید:

علت جابجا قراردادن نام سر وته سیم پیچهای هر فاز در تخته برای راحتی در ایجاد نوع اتصال ستاره یا مثلث برای وصل به شبکه است.
موتوری که پیچیده شد چگونه باید به سه فاز مدار وصل شود؟؟
اگر تمام ته های هر سیم پیچی در هر فاز را به هم بسته و سر های هر یک را بطور مجزا به سه فاز RST وصل کنیم این اتصال از نوع ستاره است .در شکل زیر نمونه اتصال ستاره را برایتان رسم کرده ام.
توصیه می کنم تمام موتورهایی که در کارگاه برای کار تمرینی انجام می دهید حتما با این اتصال به شبکه وصل کنید . علت این کاررا در ادامه توضیح خواهم داد.
ناگفته نماند نامگذاری فازها امری قراردادی است و فرقی نمی کند که شما سر هایuvw را به هر یک از فازهای RST به شکل متفاوت وصل نمایید.
اما اگر از شش سیمی که بعد از سیم پیچی از موتور بیرون می آید را به شکل زیر به هم بسته و از سه اتصال بوجود آمده هر یک را به سه فاز شبکه وصل کنیم این اتصال از نوع مثلث است. یعنی u ورودی یا سر سیم پیچی در فاز R را با z انتهای سیم پیچ در فاز T به هم وصل کرده در ادامه v به عنوان ورودی فاز S را با x انتهای سیم پیچ در فاز اول به هم اتصال داده و نهایتا w به عنوان ورودی برای فاز T را با y همان انتهای سیم پیچی در فاز S را به هم می بندیم . قطعا سه اتصال خواهیم داشت که اگر این سه بطور مجزا به سه فاز شبکه وصل شود این اتصال از نوع مثلث است.
در شکل زیر نمونه ای از اتصال مثلث را رسم کرده ام که ملاحظه می کنید:
فرق بین اتصال ستاره و مثلث چیست ؟
ابتدا سعی می کنيم آنچه که در مورد هر یک از اتصالها اتفاق می افتد را به صورت تشریحی و کالبد شکافانه برایتان نشان دهيم. در اتصال ستاره آنچه که اتفاق می افتد به قرار زیر است:
انتهای تمام سیم پیچی که به هم وصل شده اند را در وسط قرار داده ام xyz , و آن را با علامت پیکان مشخص نموده ام.هر یک از سیم پیچ ها که با اختلاف 120 درجه نسبت به هم در استاتور قرار گرفته اند نیز به همان اختلاف بصورت شمایی رسم شده اند. آنچه ازاین شکل برداشت می شود این است که این مجموعه از روابط برداری تبعیت کرده و ما به حقایق جالبی خواهیم رسید قبل از این که محاسبات برداری را انجام دهم لازم است به آگاهی شما برسانم که در موتورهای سه فاز ما یک جریان و ولتاز خطی داریم که مربوط به شدت جریان و ولتاز ورودی(بین دو فاز) در مسیر کابل به داخل موتور است ویک ولتاژ و شدت جریان فازی هم داریم که مربوط به شدت جریان داخل سیم پیچ و ولتاژی است که در دوسر سیم پیچها وجود دارد.
در اتصال ستاره می توان طبق شکل vp1 و vp2 را به عنوان دو برداری در نظر گرفت که اگر برآیند آنها را حساب کنیم برابر با برداری شودکه با نام VL از فاز R در حال ورود به موتور می باشد.برای محاسبه برآیند این دو بردارکافی است به موازات هر یک از بردارهای VP1 و VP2 خطی رسم کنیم تا در نقطه ای یکدیگر را قطع کنند. برآیند این دو بردار از نقطه تقاطع اول شروع شده تا به محل تقاطع اخیر ختم می شود . و طبق قانون بردار خواهیم داشت:
VL[SUP]2[/SUP] = VP[SUB]1[/SUB][SUP]2[/SUP] + VP[SUB]2[/SUB][SUP]2[/SUP] +2 VP[SUB]1[/SUB]VP[SUB]2[/SUB] . COS [SUB]120[/SUB]
چون مقدار VP1 و VP2 با هم برابر است می توان نوشت :
VL[SUP]2[/SUP] = 3VP[SUP]2[/SUP] . 2. COS [SUB]120[/SUB]
[SUB]کسینوس 120 درجه 2/1 است بنابراین رابطه به شکل زیر در می اید.[/SUB]
VL[SUP]2[/SUP] = 3VP[SUP]2[/SUP] . 2. 1/2 VL[SUP]2[/SUP] = 3VP[SUP]2[/SUP] VL = VP
ولتاز خطی در اتصال ستاره برابر ولتاژ فازی است و جریان خطی وفازی در این نوع اتصال باهم برابرند.به بیان ساده تر :
vL = vp
IL = Ip
اما در مورد اتصال مثلث شکل به صورتی در می آید که می بینید.
در اتصال مثلث ولتاز خط با ولتاژ فازی با هم برابر ولی جریان خطی رادیکال سه برابر جریان فازی است.
VL = VP IL = √3 . IP
همانطور که می بینید جریان خطی یا همان جریانی که از مسیر کابلها وارد موتور می شود در اتصال مثلث رادیکال سه برابر جریان فازی ( مقدار جریانی که داخل سیم پیچ در حال عبور است) می باشد . یعنی اگر درموتوری در داخل سیم پیچ مقدار IP برابر با 3 آمپر باشد و اتصال از نوع مثلث باشد جریان خطی آن برابر با :
IL = √3 . IP IL = √3 . 3 IL = 5.19 A
خواهد داشت که این مقدار آمپر در لحظه راه اندازی برای موتور در نقاط حساس مثل اتصالها - کنتاکتها - ترمینالها خطرناک بوده باعث خرابی و سوختن قطعات می گردد بنابراین در راه اندازی موتورهایی که می توانند به شکل مثلث کار کنند راه اندازی به شکل دو ضرب انجام می شود. یعنی از کلید های ستاره مثلث استفاده شده ابتدا در لحظه راه اندازی کلید برروی اتصال ستاره است و بعد از را ه افتادن موتور کلید را به محل اتصال مثلث می چرخانیم.
با توجه به موارد ذکر شده در بالا چند نکته را همیشه به خاطر داشته باشید:
1- اگر موتور شما تمرینی است و آن را در کارگاه پیچیده اید حتما با اتصال ستاره راه اندازی کنید و مطلقا از مثلث استفاده نکنید.
2- اگر موتوری سیم پیچی آن برای کارکرد در حالت مثلث است ابتدا با ستاره بعد به حالت مثلث در آورید.
3- موتوری که برروی پلاکش در بخش ولت نوشته شده باشدV220 /380 این موتور در شبکه برق ایران فقط با ستاره کار می کند . ولی اگر برروی پلاک موتوری در بخش ولت عدد V380 /660 قید شده باشد این موتور برای اینکه توان واقعی خود را داشته باشد باید بااتصال مثلث کار کند اما گفتم که ابتدا با ستاره راه اندازی شده بعد به حالت مثلث درمی آید. هر چند که می توان از این نوع موتورها به شکل ستاره هم استفاده نمود.
4- اگر بخواهیم از یک سوم قدرت موتوری که سیم پیچی آن براساس اتصال مثلث است استفاده کنیم می توانیم از اتصال ستاره استفاده نماییم.
5- همانطور که جریان و ولتاز خطی و فازی داریم قطعا توان فازی و خطی هم خواهیم داشت معمولا توان اولیه یا دریافتی موتورها از رابطه ای استفاده می شود که در آن از ولتاز و جریان خطی استفاده می شود.که در حالت ستاره به شکل زیر است:
P = √3 . VL . IL . COS φ
این توان رابا نام توان اکتیو می شناسیم واگر بخواهیم همین توان را براساس ولتاز و جریان فازی بیان کنیم رابطه به شکل زیر در می آید.

 

[mohammadtak]

سیم پیچی
معمولا در الکتروموتور ها تعداد شيارها را با علامت z نشان می دهند.به خوبی می دانيم که فضايی که کلافهای سيم پيچی در آن قرار دارد را استاتور گويند.وبخش گردنده را روتور می نامند. الکتروموتوری که در بخش استاتور دارای ۲۴ شيار باشد آنرا به شکل 24=z نشان می دهند.
نکته مهم بعدی اين است که موتور های ۳ فاز که برق تغذيه کننده موتور از سه فاز R-S- T می باشدبرای هر يک از فاز ها به صورت مساوی تعداد شيارهايی اختصاص می يابد که هريک از فازها به اندازه ۱۲۰ درجه الکتريکی با هم فاصله دارند.
٬٬٬ همانطور که قبلا مشاهده کرديد بين فازهای ورودی در موتورهای ۳فاز ۱۲۰ درجه الکتريکی فاصله وجود دارد .برای درک موضوع توضيح زير لازم است.در موتورهای القايی سه فاز بين روتور واستاتور هيچگونه ارتباط الکتريکی وجود ندارد و آنچه که باعث گردش روتور می شود اگر بخواهيم بطور کاملا خلاصه بگوييم بايد عرض کنيم اثر شار مغناطيسی که توسط سيم پيچها به کمک جريان ورودی در استاتور ايجاد می شود عامل گردش خواهد بود. جريان ورودی در کلافهای استاتور ايجاد فضای مغناطيسی ميکند .
در واقع هر يک از شيار ها به يک قطب آهنربايی تبديل می شود. حال اگر محيط دوار استاتور را ۳۶۰ درجه منظور کنيم اگر اين مقدار بر تعداد شيارهای استاتور مثلا ۲۴ تايی تقسيم کنيم و آن را به تعداد جفت قطبهای فضای داخلی استاتور ضرب کنيم زاويه الکتريکی هر شيار قابل محاسبه خواهد بود. αez .
تعداد قطبهای آهنربايی که در داخل استاتور ايجاد می شود با نوع سيم پيچی ونوع کلاف زنی قابل تغيير وکنترل خواهد بود. مثلا طوری کلافها را جا بزنيم که موتور به شکل ۴ يا ۲ يا ۶ يا ۸ قطب (N يا S ) کار کند. تعداد زوج قطبها را با P نمايش می دهند. α ez=360/24*P
برای سیم پیچی موتورهای سه فاز یا تک فاز همان طور که قبلا گفته شد باید یک سری اطلاعات فنی را درباره موتوری که در دسترس داریم بدست آوریم.این اطلاعات معمولا از روی پلاک موتور بدست می آید .
(البته هر چند که می توان از راهکارهای دیگری به این مهم رسید. مثلا اگر موتوری خالی بدون سیم و نیز بدون پلاک برای ما بیاورند محاسبه نوع سیم پیچی این موتورها نیز امکان پذیر است. در این موتور ها با در نظر گرفتن و نیز یادداشت اطلا عات فیزیکی موتور مثل قطر داخلی استاتور Ds و ارتفاع یوغ Hc و طول هسته Ls ونیز محاسبه مقدار شار مغناطیسی Bmو مقدار اندکسیون یوغ Bc و لحاظ ضریب K می توان مقدا رتوان ثانویه را بدست آورد.)
اندازه گیری یوغ استاتورو نقش ان
یکی از عوامل مهم در سیم پیچی موتور ها اندازه گیری مقدار یوغ استاتور است . اگراز محیط بیرونی استاتور را که به پوسته یا همان بدنه مماس شده تا ابتدای لبه قاعده شیارها رابصورت شعاعی اندازه بزنیم این مقدار برابر با اندازه یوغ خواهد بود. یادمان باشد که مقدار بر اساس میلی متر می باشد. این مقدار را با Hs نشان می دهیم.نمایی از یوغ در بریده ای ازاستاتورکه با پیکان دو سر مشخص شده را می بینید.
در ادامه باید اندازه قطر داخلی استاتور را نیز برداریم. اگر استاتور را دایره فرض کنیم اندازه گیری قطر آن بطور عملی کاری بسیار ساده خواهد بود. این مقدار هم براساس میلی متر و به شکل Ds نمایش داده می شود.
حال به این نکته توجه کنیدکه اندازه یوغ فضایی است که شار مغناطیسی در ان جریان یافته و در فضای استاتور مدار مغناطیسی کامل می شود.کمی به این رابطه توجه کنید.
Hc = Bm . Ds / Bc .P
در این رابطه Hc همان ارتفاع یوغ است که شما اندازه زده اید. D هم مقدار قطر داخلی است که این کمیت راهم پیدا کرده اید. Bm مقدار شاری است که توسط استاتور به هنگام کار در فضای داخلی آن ایجاد می شود البته مقدار ماکزیمم آن بر اساس مقدار D در نموداری رسم شده است . در این نمودار مقدار ماکزیمم شار برای قطبهای مختلف 2 - 4 و 6 قطب را نشان می دهد. Bc مقدار شار داخل یوغ است که معمولا برابر با 5/1در نظر می گیرند. p تعداد جفت قطبهای موتور است.مثلا موتوری که 4 قطب است مقدار p برابر با 2 خواهد شد.
نکته بسیار مهم در این رابطه این است که تعداد قطبهای موتور با ارتفاع یوغ رابطه عکس دارد. یعنی هرچه ارتفاع بزرگتر باشدP کوچکتر و موتور دارای سرعت بیشتری است.
نمودار مربوط به شار مغناطیسی Bm را می توانید در ادامه ملاحظه کنید.
در این نمودار منحنی قرمز رنگ برای موتورهای 2 قطب یعنی 2p=2 منحنی مشکی رنگ برای موتورهای 6 قطب و منحنی آبی رنگ هم برای موتورهای 4 قطب در نظر گرفته شده است.
حال شما با کمیتهای که در دست دارید Hs ( مقدار ارتفاع یوغ) Ds ( مقدار قطر داخلی استاتور ) و Bc ( ماکزیمم شار داخل یوغ که حدود 5/1 است) و نیز مقدار شار واقعی یعنی Bm( از نمودار مربوطه) می توانید تعداد قطبهای موتوررا محاسبه نمایید.
مثال:استاتور موتوری داریم که دارای یوغ 30 میلی متری واندازه قطر 110 میلی متر می باشد.اگر مقدار اندکسیون داخل یوغ را 1.5 فرض کنیم تعداد قطبهای این موتور را طبق جدول و رابطه یوغ حساب کنید؟
Ds=110 Hc=30 Bc=1.5
با توجه به داده هابه جدول داده شده نگاه می کنیم منحنی که بیشترین شار را برای این قطر نشان می دهد را انتخاب می کنیم.منحنی آبی رنک بیشترین مقدار را نشان میدهد. از روی عدد 110 برروی محور افقی خط عمودی رسم می کنیم .قطعا در جایی منحنی افقی را قطع خواهد کرد.از نقطه بدست آمده عمودی به سمت محور عمودی منحنی رسم مینماییم.عددی که بدست می اید حدود88/. می باشد.حال طبق رابطهHc = Bm . Ds / Bc .P مقدار p بدست می اید.
p=Bm . Ds / Hc . Bc p=0.88 . 110 / 1.5 . 30 p=2 2p = 4
موتور چهار قطبی است
اما ما مبنا را بر این قرار داده ایم که موتور حال حاضر ما دارای پلاک بوده وقرار است مشخصات آنرا بدست آوریم. گزینه های روی پلاک را (مواردی که کاربردی تر هستند ) را توضیح می دهیم.

 

[mohammadtak]

بحث پلاک خوانی
1- MARK : در این بخش نشانه یا آرم کارخانه تولید کننده البته در بالای پلاک وبا اندازه ای بزرگتر از سایر گزینه ها درج می شود. اهمیت این گزینه زمانی مهم جلوه می کند که لازم است درباره اعتبار کارخانه تولید کننده بدانیم . برخی تولید کننده ها ی الکتروموتور از اعتبار فوق العاده ای در زمینه تولید موتور های مرغوب برخوردارند . معمولا در این بخش نام کارخانه هم درج می شود.
2- TYPE : در این بخش بطور معمول موتور را از جهت کارکرد در برق AC یا برق DC معرفی می کند.هر چند که در برخی موتور ها این گزینه شامل کدها و اعدادی می شود که نماینگرمشخصات فیزیکی موتورخواهد بود.
3- FRAM : در این قسمت اعدادی قید می شود که آنها توسط انجمهای ملی تولید کننده قابل شناسایی است که بیشتر شامل قالبهای اندازه 42 -46 و56 می باشد.
4- Hp : در مفابل آن عددی قید می شود که نماینگر مقدار توان خروجی موتور می باشد. این توان بر اساس اسب بخار است و هر اسب بخار هم حدود 736 وات می باشد.
5- Ph : چند فاز بودن موتور را عنوان می کند برای موتور های سه فاز عدد 3 و برای موتور های تک فاز عدد 1 قید می گردد. ( البته ناگفته نماند که می توان با راهکارهایی بسیار ساده از موتور سه فاز به جای موتور تک فاز هم استفاده نمود . )
6- RPM : مخفف ROUNT PER MINUTE ( یعنی دور در دقیقه) می باشد. این عدد مقدا رسرعت روتور را به ما می دهد. قطعا مقدار سرعت روتور از مقدار سرعت سنکرون در فضای استاتور کمتر است .البته این کاهش هم چندان زیاد نیست . من معمولا با دیدن این عدد به مقدار سرعت استاتور می رسم و براحتی تعداد قطبهای موتور را حساب می کنم .کافیست شما مقادیر سرعت سنکرون را در فرکانس برق 50 هرتز بدانید
سرعت سنکرون اگر به مقدار 3000 دور در دقیقه باشد این موتور در فضای استاتور خود ایجاد 2قطب متفاوت N و S نموده است بنابر این اگر تعداد قطبها را با P2 نشان دهیم برای این سرعت در این موتور 2P=2 خواهد بود. خوب اگر موتور به شما دادند که برروی پلاکش عدد 2850 دور بوده این سرعت روتور است که به دلیل لغزش از مقدار دور سنکرون کاهش یافته است.
از مقدار لغزش صرف نظر کرده و از رابطه Ns=60 * f/p تعداد قطبهای موتور را حساب می کنیم. در این رابطه Ns همان سرعت سنکرون است که الان مقدار آنرا داریم (3000) و f مقدار فرکانس برق شهری است که در ایران 50 هرتز است.( لازم به یاد آوری است در این رابطه علامت * نشانه ضربدر و علامت / نشانه تقسیم می باشد.) با جایگزینی اعدادی که داریم مقدارP بدست خواهد آمد.P=1 و 2Pبرابر با 2 خواهد شد. پس وجود RPM بر روی پلاک خیلی از مسایل بربوط به سیم پیجی را برای ما حل خواهد کرد.
7- HZ یا SYCLES : در این بخش مقدار فرکانس برق شهری که موتور بر اساس آن طراحی شده است را نشان می دهد. برای موتورهای شبکه ایران این عدد 50 است.
8- HOUSING : در این بخش به ما گفته می شود که موتور باید در محیط بسته یا رو باز کار کند .
9- Volt : از جمله مهمترین بخش در امر پلاک خوانی توجه به این گزینه می باشد . در واقع اگر کسی از اعداد روی پلاک در این بخش اطلاعاتی نداشته باشد باید با اطمینان گفت که چیزی از موتور نمی داند
معمولا در موتور های سه فاز در بخش ولت دو عدد قید می شود که به وسیله خط کسری یا ممیز از هم جدا می شوند مثلV220/380 و یا V115/230 . این اعداد بیانگر این موضوع هستند که این موتور در چه شبکه با چه ولتازی کار می کند . برق شبکه معمولا در ولتاز های 115 - 230- 440 و 660 می باشد.
از دو عددی که بر روی پلاک ارائه شده عدد کمتر همان ولتازی است که باید از شبکه به سر هر فاز از سیم پیچی موتور داده شود. اگر ولتاز شبکه از مقدار راهنمایی شده بیشتر بود الزاما این موتور باید بصورت اتصال ستاره کار کند . و اگر موضوع بر عکس بود یعنی ولتاز شبکه از عدد اول ارائه شده کمتر بود می توان موتور را هم مثلث و هم ستاره به شبکه وصل نمود. ( به خاطر داشته باشید که اتصال های ستاره و مثلث بحث های بسیار ساده و راحتی هستند.
در شبکه برق ایران که ولتاز400/230 داریم موتوری که بر روی پلاکش اعداد 660/380 قید شده باشد این موتور برای این که بتواند توان واقعی خود را داشته باشد باید بااتصال مثلث به شبکه وصل شود و اگر بخواهیم از 3/1 قدرت آن استفاده نماییم باید از اتصال ستاره استفاده کنیم.
10- Amps : مقدار جریانی که موتور زیر باردر ولتازوجریان اسمی خواهد کشید دراین بخش قید میگردد.

 

[mohammadtak]

الکتروموتور وعيب يابي آن
موتور هاي الکتريکي (آسنکرون-يونيورسال-قطب چاکدار ) عيب يابي ورفع عيب موتور هاي مذکور .
موتور ها مهمترين اجزايي هستند که در لوازم برقي گردنده بکار مي روند.موتور ها انرژي الکتريکي را به انرژي مکانيکي تبديل مي کنند. الکتروموتور ها را مي توان به سه دسته کلي تقسيم کرد:
1- موتور هاي آسنکرون
2 - موتور هاي يونيورسال
3- موتور با قطب چاکدار
1- موتور هاي آسنکرون:
که با برق متناوب کار مي کنند از دو قسمت روتور واستاتور ساخته شده اند.با روشن شدن موتور سيم پيچ هاي درون شيار هاي استاتور يک ميدان مغناطيسي دوار بوجود مي آورند که اين ميدان برروتور که قسمت گردنده موتور وداراي محور انتقال حرکت مي باشد نيز اثر گذاشته ودر آن خاصيت مغناطيسي بوجود مي آيد .به هر حال با بوجود آمدن قطب هاي مغناطيسي هم نام وغيرهم نام عمل جذب ودفع انجام شده که باعث حرکت چرخشي روتور مي گردد.براي راه اندازي موتور ها از حالت سکون روش هاي مختلفي بکار مي برند که مهمترين آن ها عبارتند از:
الف- آسنکرون با راه انداز غير خازني (کلاجي ) در اين موتور به غير از سيم پيچي هاي اصلي يک سري سيم پيچ کمکي نيز قرار دارد که ميدان مغناطيسي ديگري با فاصله زماني با ميدان مغناطيسي اصلي بوجود مي آورد.که باعث چرخش پرقدرت تر موتور مي گردد. پس از اين که سرعت موتور به 75 درصد سرعت اسمي رسيد کلاج که تحت تاثير نيروي گريز از مرکز کار مي کند به عنوان يک کليد عمل کرده وسيم پيچ کمکي را از مدار خارج مي کند.
ب - آسنکرون با راه انداز خازن موقت - اين موتور ها داراي علامت اختصاري CSMمي باشند وداراي يک خازن الکتروليتي با ظرفيت حدود 200 الي 500 ميکرو فاراد است که باسيم پيچ کمکي بطور سري بسته شده وهر دوي آنها باسيم پيچ اصلي موازي بسته مي شوند. خازن وسيم پيچ کمکي يک اختلاف فاز ودو ميدان مغناطيسي بوجود مي آورد که باعث چرخش موتور مي گردد. در اين موتور نيز کليد گريز از مرکز سيم پيچ کمکي را از مدار خارج مي کند.
ج - آسنکرون با راه انداز خازن موقت وخازن دايم.(با علامت اختصاري TCM) - يکي از خازن ها پس از راه اندازي از مدار خارج شده وخازن ديگر در حالتي که با سيم پيچ کمکي سري مي باشد در مدار باقي مي ماند.
د - آسنکرون با راه انداز خازن دايمي ( PSCM) در اين موتور ها که داراي قدرت کم تري نسبت به موتور هاي قبلي هستند از يک خازن که با سيم پيچ کمکي سري بسته شده است استفاده شده و کليد گريز از مرکز ندارند بنابر اين خازن به همراه سيم پيچ کمکي هميشه در مدار باقي است.

 

[mohammadtak]

شناسايي سيم پيچ هاي اصلي وکمکي :
1- سيم پيچ هاي اصلي در زير شيار ها و سيم پيچ کمکي در رو قرار دارند.
2- سطح مقطع سيم هاي کمکي هميشه از سيم هاي اصلي کمتر است.
3- سيم پيچ کمکي داراي مقاومت بيشتري (اهم بيشتر ) نسبت به سيم پيچ اصلي است وضمنا" خازن با سيم پيچ کمکي سري شده است.
عيب يابي موتور هاي آسنکرون - معيوب شدن موتور ها يا مربوط به قطعات برقي مثل سيم پيچ ها وخازن است يا مربوط به قطعات مکانيکي مثل بلبرينگ و بوشن ها .

 

[mohammadtak]

عيب يابي قطعات برقي :
عيب1- موتور اصلا"روشن نشده و جرياني از مدار عبور نمي کند.
علت1 -جايي از مدار قطع است.
رفع عيب1- با آوامتر تمام مدار شامل پريز،دوشاخه ،سيم هاي رابط،کليدها واتصالات در تخته کلم موتور را بر رسي وعيب مربوطه را بر طرف مي نماييم.
عيب2- موتور اصلا"روشن نشده وجرياني از مدار عبور نمي کند.
علت2 -سوختن فيوز.
رفع عيب2-ابتدا علت سوختن فيوز که مربوط به اتصالي مي باشد را بررسي نموده پس از آن به تعويض فيوز مي پر دازيم.
عيب3-موتور پس از روشن شدن خيلي زود داغ مي شود.
علت3-موتور نيم سوز است.
رفع عيب3- در هر کدام از سيم پيچ هاي کمکي واصلي ميتواند اتصال حلقه ويا اتصال کلاف به کلاف بوجود آمده باشد.بنابر اين مسير جريان الکتريکي کوتاه شده در نتيجه ميدان مغناطيسي مناسب براي گردش بوجود نمي آيد وباعث داغي موتور ميشود.موتور هاي نيم سوز جريان بيشتري نسبت به موتور هاي سالم مشابه خود دريافت مي کنند. براي رفع عيب در صورتي که محل اتصالي مشخص باشد وبتوان به نحوي آن را عايق نمود اقدام کرده ودر غير اين صورت موتور بايد دو باره سيم پيچي شود.
عيب4- موتور پس از روشن شدن خيلي زود داغ مي شود.
علت4- زياد بودن بار موتور.
رفع عيب 4- هر موتوری داراي توان مکانيکي مشخص است در صورتي که بيش از توان مربوطه از موتور نيرويي خواسته شود جريان بيشتري از سيم ها عبور مي کند که با سطح مقطع وتعداد دور آن ها همخواني ندارد وباعث گرما در موتور و آسيب ديدن آن خواهد شد .براي رفع عيب بايد بار موتور را کم نموده واز کار مداوم آن خود داري کرد.
عيب5- موتور پس از روشن شدن خيلي زود داغ مي شود وزير بار مي خوابد.
علت 5- عمل نکردن کليد گريز از مرکز .
رفع عيب 5 - علاوه بر جريان در يافتي توسط سيم پيچ اصلي ،سيم پيچ کمکي نيزچون از مدار خارج نمي شود جريان دريافت مي کند .براي اطمينان از صحت عمل کرد کليد گريز از مرکز بايد به صداي کنتاکت آن در حالت دور گرفتن موتور وهمچنين از دور افتادن آن گوش کرد .براي رفع عيب بايد کليد سرويس ويا تعويض شود.
عيب 6- با روشن کردن موتور صداي زيادي شنيده مي شود ولي به گردش در نمي آيد.
علت 6- خرابي کليد گريز از مرکز .
رفع عيب 6- درصورتي که کنتاکت هاي کليد در حالتي که موتور خاموش بوده وصل نشده باشد.درزمان شروع بکار ،سيم پيچ راه انداز در مدار قرار نگرفته وطبيعتا"موتور بگردش نمي افتد.براي رفع عيب کليد را با آوامتر امتحان ودر صورت معيوب بودن تعويض مي نماييم.
عيب 7- با روشن شدن موتور صداي زيادي شنيده مي شود ولي به گردش در نمي آيد.
علت 7 - قطعي سيم پيچ اصلي يا کمکي .
رفع عيب 7 - به کمک آوامتر هر دو مدار را امتحان ودر صورت مشخص بودن محل پارگي ،آن را تعمير مي نماييم.
عيب 8 - با روشن شدن موتور صداي زيادي شنيده مي شود ولي به گردش در نمي آيد.
علت 8 - نيم سوز بودن يا سوختگي موتور .
رفع عيب 8 - موتور سريعا"داغ شده وجريان زيادي مي کشد همچنين بوي سوختگي ويا دود از مشخصه هاي آن است.رفع عيب سيم پيچي مجدد است.
عيب 9 - با روشن کردن موتور صداي زيادي شنيده مي شود ولي به گردش در نمي آيد.
علت 9 - خرابي خازن.
رفع عيب 9 - خازن ها به منظور راه اندازي موتور بکار رفته اند خازن را مطابق با مطالبي که در مورد عيب يابي خازن ها گفتيم آزمايش نموده در صورت نياز آن را تعويض مي کنيم.
عيب 10 - با روشن کردن موتور فيوز عمل کرده مدار قطع مي شود.
علت 10 - اتصال کوتاه در مدار اصلي موتور .
رفع عيب 10 - دوشاخه ،سيم هاي رابط وجعبه اتصالات موتور را بررسي کرده در صورت پيدا کردن محل اتصالي آن را مرتفع مي نماييم.
عيب 11 - با روشن کردن موتور فيوز عمل کرده مدار قطع مي شود.
علت 11 - سوختگي کامل موتور
رفع عيب 11 - با مشاهده استاتور وسيم پيچ هاي مربوطه عيب حاصل تاييد گرديده وبراي رفع آن بايد موتور سيم پيچي گردد.
عيب 12 - با روشن کردن موتور فيوز عمل کرده مدار قطع مي شود.
علت 12 - اتصال کوتاه در خازن
رفع عيب 12 - اگر با جدا کردن خازن از مدار و به برق زدن موتور فيوز ديگر عمل نکرد عيب از خازن است وبايد آن را تعويض نمود.