راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز روتور سیم پیچی شده

راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز روتور سیم پیچی شده

در این بخش الکترونیک ۹۸ برای شما دانش آموزان و دانشجویان رشته تحصیلی برق صنعتی و قدرت، اقدام به طراحی و انتشار پروژه ای در زمینه طراحی مدار فرمان و مدار قدرت با عنوان، راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز روتور سیم پیچی شده (روتور رینگی) کرده است. در الکتروموتورهای قدرت بالا راه اندازی ستاره – مثلث مناسب نمی باشد. چون در راه اندازی ستاره – مثلث به غیر از کاهش جریان راه اندازی، گشتاور راه اندازی نیز کاهش می یابد. در صورتی که در بعضی از سیستم های الکترومکانیکی نیاز به گشتاور راه اندازی بالا، حتی بیشتر از گشتاور نامی می باشد که توسط موتورهای روتور رینگی با انتخاب مدار مناسب می توان جریان راه اندازی را کاهش و گشتاور راه اندازی را افزایش داد.

استاتور موتورهای روتور رینگی بصورت سه فاز سیم پیچ شده و سه عدد سیم به نام های U و V و W از الکتروموتور بیرون آمده و به تخته کلم موتور وصل شده است. اتصالات سیم پیچی سه فاز معمولا در داخل الکتروموتور بصورت ستاره یا مثلث با توجه به قدرت موتور و ولتاژ و نحوه طراحی آن بسته می شود.

روتور این موتورها هم بصورت سه فاز سیم پیچی شده و اتصال ستاره یا مثلث وصل و سه عدد سر سیم به سه عدد حلقه های لغزنده که روی محور روتور نصب شده است متصل می باشد و از طریق سه عدد ذغال که روی حلقه های لغزنده (رینگ ها) قرار گرفته، سه عدد سر سیم به نام های K و L و M بیرون آمده که مقاومت های راه انداز به آن ها وصل می شود.

تخته کلم و شکل الکتروموتور روتور رینگی

مدار قدرت راه اندازی موتورهای روتور رینگی (راه اندازی پله ای)

در مدار قدرت باید در لحظه راه اندازی حداکثر مقاومت با روتور موتورهای روتور رینگی سری شده و بصورت پله ای توسط کنتاکتور از مدار خارج گردد. و بعد از راه اندازی کامل باید ترمینال های K و L و M اتصال کوتاه شده و مشابه موتورهای روتور قفسه ای الکتروموتور قدرت مورد نیاز را به بار تحویل دهد.

روش های تغییر مقاومت روتور معمولا به سه روش امکانپذیر است. روش اول استفاده از سه مقاومت مساوی و بصورت پله ای می باشد که در این روش احتمال متفاوت بودن گروه مقاومت های سه فاز از نظر مقدار وجود داشته و در صورت مساوی نبودن مقاومت ها جریان عبوری نامتعادل شده و نوسان در هنگام تغییر اتصال به وجود می آید. برای کاهش اثر متفاوت بودن مقدار مقاومت ها و کاهش هزینه از روش دوم که استفاده از دو مقاومت بجای سه مقاومت می باشد می توان استفاده کرد که در این حالت اثر متفاوت بودن مقادیر مقاومت ها تا حدودی کاهش می یابد.

روش سوم استفاده از یک عدد مقاومت می باشد که ترمینال های K و L و M به یک کنترل کننده الکترونیک قدرت وصل شده و خروجی کنترل کننده به مقاومت وصل می گردد. مقدار مقاومت از طریق یک سیستم برشگر تغییر یافته و در نتیجه باعث تغییر مقدار جریان و ولتاژ روتور می گردد. با توجه به اینکه نوع ولتاژ و جریان DC می باشد. پس VDC/IDC برابر مقاومت روتور خواهد شد استفاده از سلف در مسیر جریان مقاومت برای جلوگیری از تغییرات ناگهانی جریان و کاهش نوسانات در موتور می باشد در این روش با استفاده از کنترل جریان روتور و تغییر مقاومت آن راه اندازی انجام می شود.

مدار قدرت راه اندازی سه مقاومتی با رتور سه فاز

مدار قدرت راه اندازی دو مقاومتی با رتور سه فاز

راه انداز مقاومتی با نیمه هادی های قدرت و کنترل جریان

مدار فرمان راه اندازی موتورهای روتور رینگی

مدار فرمان می تواند بصورت اتوماتیک و یا دستی راه اندازی شود. در هر حال باید با شروع راه اندازی تمام مقاومت ها با روتور سری شده و بصورت مرحله ای از مدار خارج گردد و در هر بار راه اندازی به غیر از کنتاکتور اصلی هیچ کنتاکتور نتواند وصل شود. مدار فرمان هر دو حالت همراه با مراحل اتصال بوبین کنتاکتورها برای راه انداز سه پله ای رسم شده است. مدار فرمان برای سه مقاومتی و دو مقاومتی یکی می باشد.

مدار فرمان راه اندازی پله ای سه مرحله ای اتوماتیک

مدار فرمان راه اندازی پله ای سه مرحله ای دستی

تشریح عملکرد مدار فرمان اتوماتیک

با فشرده شدن شستی S1 در مسیر شماره 21، بوبین کنتاکتور K1M تحریک شده و الکتروموتور راه اندازی می شود و تمام مقاومت ها با سیم پیچی روتور سری می گردد. همزمان با K1M بوبین تایمر K1T هم فعال شده و بعد از زمان تنظیم شده کنتاکت باز K1T شماره 16-15 بسته شده و در مسیر شماره 24 بوبین K4M تحریک و در مدار قدرت ترمینال های U1 و V1 و W1 به هم وصل شده و مقاومت R1 از مدار خارج می شود. همزمان با تحریک کنتاکتور K4M تایمر K2T هم فعال شده و بعد از زمان تنظیم شده بوبین K3M را در مسیر 26 تحریک نموده و U2 و V2 و W2 را به هم وصل و R2 را از مدار خارج می کند.

در مرحله آخر تایمر K3T کنتاکتور K2M را تحریک نموده و U3 و V3 و W3 را به هم متصل می کند (وصل K و L و M به هم) و تمام مقاومت ها از مدار خارج شده و الکتروموتور مثل موتور روتور قفسه ای عمل می کند.

کنتاکت بسته K2M شماره 62-61 در مسیر شماره 23 تایمرها و کنتاکتور های K3M و K4M را قطع می کند. از طریق استپ در مسیر 21 می توان کل مدار را در هر لحظه که لازم شد قطع نمود.

تشریح عملکرد مدار فرمان دستی

عملکرد مدار فرمان دستی مشابه مدار فرمان اتوماتیک می باشد با این تفاوت که به جای تایمر کنتاکتورها توسط شستی ها قطع و وصل می گردد. و همچنین شرط مدار که کنتاکتورها بصورت ترتیبی وصل شود باید رعایت گردد یعنی تا کنتاکتور K1M وصل نشده، وصل کنتاکتور های دیگر امکانپذیر نباشد.