ساختار و عملکرد فنی موتورهای ناهمزمان سه فاز-

موتورهای ناهمزمان سه فاز نوعی موتور القایی هستند که ساختار و مشخصات فنی زیر را دارند:

I. ساختار

موتورهای ناهمزمان سه فاز عمدتاً از دو جزء اساسی تشکیل شده‌اند: استاتور (قطع ثابت) و روتور (قطع دوار).

1. استاتور:استاتور قسمت ثابت موتور است که عمدتاً از هسته و سیم پیچ ها تشکیل شده است. هسته معمولاً از ورق های فولادی سیلیکونی چند لایه ساخته می شود تا تلفات جریان گردابی و هیسترزیس را به حداقل برساند. سیم‌پیچ‌ها در یک الگوی خاص به دور هسته پیچیده می‌شوند و سیم‌پیچ‌های سه فاز AX، BY، و CZ را تشکیل می‌دهند. این سیم‌پیچ‌ها از نظر مکانی با ۱۲۰ درجه الکتریکی جبران می‌شوند تا یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد کنند.

2. روتور:روتور قسمت دوار موتور است که از یک هسته آهنی و سیم پیچ نیز تشکیل شده است. بر اساس ساختار سیم پیچ، روتورها به انواع سنجاب-قفس و زخم طبقه بندی می شوند. روتورهای قفس{3}}سنجاب دارای ساختاری ساده، عملکرد قابل اعتماد و هزینه کم هستند که باعث می‌شود به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرند. روتورهای سیم پیچ سه فازی دارند که از طریق حلقه های لغزنده و برس ها به مقاومت های خارجی متصل می شوند و امکان تنظیم عملکرد راه اندازی و سرعت موتور را فراهم می کنند.

علاوه بر این، موتورهای ناهمزمان سه فاز شامل اجزای کمکی مانند پوشش های انتهایی و فن ها برای اطمینان از عملکرد صحیح و اتلاف گرما هستند.

II. عملکرد فنی

1. میدان مغناطیسی دوار:هنگامی که جریان متناوب سه فازی متقارن به سیم‌پیچ‌های استاتور اعمال می‌شود، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می‌کند که در جهت عقربه‌های ساعت با سرعت همزمان n1 در فضای بین استاتور و روتور حرکت می‌کند. این میدان مغناطیسی دوار عامل کلیدی در چرخش موتور است.

2. نرخ لغزش:به دلیل چرخش روتور در یک جهت اما با سرعتی متفاوت از میدان مغناطیسی دوار استاتور، نرخ لغزش وجود دارد. نرخ لغزش یک کمیت فیزیکی حیاتی برای موتورهای القایی است که نشان دهنده تفاوت بین سرعت روتور n و سرعت میدان مغناطیسی n0 است. در شرایط عملیاتی رتبه بندی شده، نرخ لغزش معمولاً بسیار کوچک است و از حدود 0.015 تا 0.06 متغیر است.

3. پارامترهای کلیدی عملکرد:
● کارایی (η):راندمان نسبت توان خروجی به توان ورودی است. راندمان بالا نشان می دهد که موتور می تواند توان ورودی بیشتری را به توان خروجی تبدیل کند.

● ضریب توان (COSΦ):ضریب توان نسبت توان فعال به توان ظاهری است. کارایی تجهیزات الکتریکی را اندازه گیری می کند. ضریب توان پایین نشان دهنده مصرف توان راکتیو قابل توجه در مدار برای تبدیل میدان مغناطیسی متناوب، افزایش تلفات منبع تغذیه خط است.

● گشتاور روتور قفل شده (گشتاور شروع) TK:گشتاور تولید شده هنگام اعمال ولتاژ به یک موتور ثابت (n=0، s=1) گشتاور راه اندازی نامیده می شود. نسبت گشتاور راه اندازی به گشتاور نامی، چند برابر گشتاور راه اندازی است که مشخص کننده قابلیت راه اندازی موتور است.

● قفل-جریان روتور (جریان شروع) IA:این به جریان هجومی هنگام شروع تجهیزات الکتریکی (بار القایی) اشاره دارد. نسبت جریان شروع به جریان نامی را مضرب جریان شروع می گویند. جریان راه اندازی یک موتور ناهمزمان به طور قابل توجهی روی خود موتور تأثیر نمی گذارد، زیرا راه اندازی برای مدت زمان بسیار کوتاهی (فوری) اتفاق می افتد. با این حال، تأثیر خاصی بر شبکه برق دارد.

● حداکثر گشتاور TMAX:بیشترین گشتاور دورانی که یک موتور می تواند در شرایط نامی ایجاد کند، زمانی که بار بدون ایجاد توقف ناگهانی افزایش می یابد. نسبت حداکثر گشتاور به گشتاور نامی را ضریب حداکثر گشتاور می گویند (همچنین به عنوان ضریب اضافه بار نیز شناخته می شود) که نشان دهنده قابلیت اضافه بار موتور است. به طور معمول، حداکثر ضرب کننده گشتاور برای موتورهای همه منظوره از 2.0 تا 2.3 است.

● نویز:نویز موتور را می توان به نویز الکترومغناطیسی و نویز مکانیکی طبقه بندی کرد. نویز الکترومغناطیسی از نیروهای مغناطیسی متغیر زمان- و مکان- که بین اجزای موتور اثر می‌گذارند، ایجاد می‌شود. نویز مکانیکی شامل نویز تهویه، سر و صدای تولید شده توسط رزونانس محفظه و نویز ناشی از مشکلات کیفیت بلبرینگ است.

4. مقادیر رتبه بندی شده:

● ولتاژ نامی:ولتاژی که موتور در آن به طور معمول کار می کند، که نشان دهنده ولتاژ بهینه برای عملکرد پایدار است.

● فرکانس رتبه بندی شده:فرکانس منبع تغذیه صنعتی چین 50 هرتز مشخص شده است.

● توان نامی:توان خروجی موثر در شفت موتور تحت شرایط عملیاتی نامی.

● جریان رتبه‌بندی شده:جریان خط در سیم پیچ های استاتور زمانی که ولتاژ نامی اعمال می شود و توان نامی در شفت خروجی می شود.

● سرعت نامی:سرعت چرخشی به دست آمده در توان نامی.

به طور خلاصه، موتورهای ناهمزمان سه فاز دارای مزایایی مانند ساختار ساده، عملکرد قابل اعتماد، راندمان بالا و ضریب توان بالا هستند که باعث می‌شود به طور گسترده در تولید صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.