موتور القایی
موتور القایی
موتور القایی چیست؟ آموزش تعمیرات انواع برد های الکترونیکی :تعمیرات اینورتر و PLC، تعمیر برد لوازم خانگی ، تعمیرات برد تجهیزات پزشکی و… ارائه مدرک فنی و حرفه ای آموزش تعمیرات برد توسط دکتر میلاد طاهریان.
برای اطلاع از شروع دوره ها و سر فصل ها تعمیرات برد به آموزشگاه فنی و حرفه ای پاور مراجعه کنید .
موتور القایی چیست؟
موتور القایی یک نوع موتور الکتریکی می باشد که بر طبق اصل القا (Induction) کار می کند. این نوع موتور معمولاً به عنوان موتور القایی سه فاز (Three-phase Induction Motor) مورد شناخت قرار می گیرد و در بسیاری از کاربردها استفاده می گردد.
موتور القایی شامل دو بخش اصلی می باشد: استاتور و روتور. استاتور بخش ثابت موتور می باشد و شامل سیم های هادی (Coil) است که با اتصال به منابع تغذیه سه فاز، یک میدان مغناطیسی سه فاز به وجود می آورد. روتور بخش متحرک موتور می باشد و شامل یک کره فلزی (Laminated Core) است که درون آن راندگی های ضعیف مغناطیسی قرار گرفته شده است.
وقتی که برق سه فاز به استاتور وصل می گردد، میدان مغناطیسی سه فاز در استاتور ایجاد می گردد. این میدان مغناطیسی در روتور نیز تأثیر دارد و جریانهای اندوکتیو در راندگی های روتور به وجود می آید. این جریان های اندوکتیو باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در روتور می شوند که با میدان مغناطیسی استاتور تداخل می کند و نیروی چرخشی در روتور به وجود می آورد. این نیروی چرخشی باعث چرخش روتور به سرعت می شود و حرکت را ایجاد می نماید.
موتور القایی به دلیل ساختار ساده، هزینه کمتر و قابلیت اجرای بارهای سنگین در کاربردهای صنعتی و خانگی بسیار متنوعی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، موتورهای القایی بدون قطب نما و سرعت قابل تنظیم می باشند که از آنها در کنترل سرعت موتورها استفاده می گردد.
آموزش تعمیر انواع برد الکترونیک به روش مهندسی معکوس در آموزشگاه پاور
عملکرد موتور القایی به شرح زیر است:
- استاتور: استاتور بخش ثابت موتور می باشد و شامل سیم های هادی (Coil) است که به منابع تغذیه سه فاز وصل می گردد. با اتصال برق سه فاز به سیم های هادی، جریان سه فاز در سیم ها به وجود می آید که یک میدان مغناطیسی سه فاز را در استاتور ایجاد می نماید. این میدان مغناطیسی در جوانب استاتور به وجود می آید و به صورت یک میدان پیچیده و چرخشی عمل می نماید.
- روتور: روتور بخش متحرک موتور می باشد و شامل یک کره فلزی (Laminated Core) می باشد که داخل آن راندگی های ضعیف مغناطیسی قرار گرفته شده. راندگی ها در روتور به دو صورت ممکن است: راندگی های کوتاه شده (Squirrel Cage) و راندگی های قابل تنظیم باشند.
- القا و جریان های اندوکتیو: وقتی برق سه فاز به استاتور متصل می گردد، جریان سه فاز در سیم های هادی شکل می گیرد و میدان مغناطیسی سه فاز در استاتور ایجاد می گردد. این میدان مغناطیسی تأثیر خود را در روتور دارد و جریان های اندوکتیو در راندگی های روتور به وجود می آید. این جریان های اندوکتیو باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در روتور می گردند که با میدان مغناطیسی استاتور تداخل می کند.
- نیروی چرخشی: تداخل میدان مغناطیسی روتور و استاتور موجب ایجاد نیروی چرخشی در روتور می گردد. این نیروی چرخشی باعث چرخش روتور به سرعت می شود و حرکت را به وجود می آورد. سرعت چرخش روتور به فرکانس و ولتاژ برق سه فاز وابسته می باشد.
انواع موتور القایی:
موتورهای القایی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: موتورهای القایی جامد (Squirrel Cage) و موتورهای القایی قابل تنظیم (Wound Rotor). هر یک از این دسته ها خصوصیات و کاربردهای خاص خود را دارا می باشند.
- موتور القایی قابل تنظیم (Wound Rotor):در موتور القایی قابل تنظیم، راندگی های روتور قابل تنظیم می باشند. به جای استفاده از راندگی های قفسه ای مانند موتور القایی جامد، در این نوع موتور از راندگی هایی با قابلیت تغییر جریان مورد استفاده قرار می گیرند. راندگی های روتور به صورت لوله ای طراحی گشته اند و سیم های آنها متصل به حلقه های لاستیکی قابل تنظیم می باشند. با تنظیم جریان در راندگی های روتور، میزان جریان و میدان مغناطیسی در روتور قابل تنظیم کردن می باشد. موتورهای القایی قابل تنظیم برای کاربردهایی که نیاز به کنترل سرعت دقیق تر و تنظیم شده بالاتری دارند، مناسب می باشند.
- موتور القایی جامد (Squirrel Cage):این نوع موتور القایی بیشترین استفاده را در صنعت دارا است و به دلیل ساختار ساده ای که دارد، پرطرفدار می باشد. در موتور القایی جامد، راندگی های روتور به صورت معمولی طراحی می گردند و نیازی به قابلیت تنظیم جریان در روتور ندارند. راندگی های روتور به صورت یک قفسه میموند که از سیم های فلزی یا مسی شکل گرفته است. این سیم ها به صورت موازی با هم و در اطراف روتور قرار گرفته می شوند. مزیت اصلی موتور القایی جامد ساده بودن ساختار و عدم نیاز به نگهداری و تعمیرات مرتب برای روتور می باشد. این نوع موتورها برای بارهای سنگین و کاربردهای صنعتی مناسب می باشند.
به علاوه، بر طبق تعداد قطب ها نیز موتورهای القایی به دو دسته تقسیم می گردند: موتورهای القایی با قطب های ثابت و موتورهای القایی با قطب های قابل تغییر. موتورهای القایی با قطب های ثابت، برای کاربردهایی که نیازمند به سرعت ثابت هستند، مناسب می باشند. اما موتورهای القایی با قطبهای قابل تغییر، برای کاربردهایی که نیاز به تغییر سرعت دارند، مناسبتر می باشند.
در اینجا تعدادی از انواع موتورهای القایی را می توان ذکر کرد:
- موتور القایی با قطب های قابل تغییر (Variable Pole Induction Motor): این نوع موتور القایی دارای قطب های قابل تغییر می باشد و برای کاربردهایی که نیازمند به تنظیم سرعت موتور و مقدار گشتاور هستند، مانند برخی از نوار نقاله ها و آسانسورها استفاده می گردند.
- موتور القایی تک فاز (Single-Phase Induction Motor): این نوع موتور القایی برای کاربردهای خانگی و کوچکتر استفاده می گردد. آنها برای منتقل کردن قدرت در لوازم خانگی مانند فن ها، پمپ ها، ماشین های لباسشویی و یخچال ها استفاده می گردند.
- موتور القایی سه فاز (Three-Phase Induction Motor): این نوع موتور القایی برای بسیاری از کاربردها در صنعت، خانه ها و دیگر مکانها استفاده می گردد. آنها با وصل کردن به یک منبع تغذیه سه فاز، به عنوان مثال شبکه برق، عمل می نمایند.
- موتور القایی تک فاز با ضریب قدرت اصلاح شده (Capacitor-Start Induction Motor): این نوع موتور القایی برای کاربردهایی استفاده می گردند که نیاز به توان زیاد در زمان راه اندازی دارند، مانند کمپرسورها و ابزارهای برقی سنگین.
- موتور القایی دو سرعته (Two-Speed Induction Motor): این نوع موتور القایی دارای دو سرعت عملکرد می باشد و برای کاربردهایی که نیازمند به دو سرعت مختلف هستند، مانند برخی از ماشین آلات صنعتی، برقی و خودروها استفاده می گردد.
این تنها نمونه هایی از انواع موتورهای القایی می باشند، و هر یک از آنها ممکن است بر طبق نیازهای ویژه کاربردهای مختلف دارای طراحی و خصوصیت های متفاوتی باشند.
کاربردهای موتور القایی:
- صنعت معدن: موتورهای القایی در ماشینآلات معدنی مانند برداشتگرها، نوار نقاله ها و سنگ شکنها مورد استفاده قرار می گیرند.
- صنعت خودروسازی: موتورهای القایی در خودروها برای منتقل کردن قدرت به سیستم های مختلف مانند کمپرسورها، موتورهای پنجره بالابر، پمپ های آب، و واکنشگرها استفاده می گردند.
- صنعت آب و فاضلاب: موتورهای القایی در پمپ های فاضلاب، پمپ های آب، و طرحهای آبیاری مورد استفاده واقع می گردند.
- صنعت بسته بندی: موتورهای القایی در ماشین های بسته بندی، ماشین های برش و دستگاه های حرکتی مورد استفاده هستند.
- صنعت ماشین آلات: در صنعت ماشین آلات، موتورهای القایی در فن ها، ماشین آلات ابزار دقیق، پمپ ها،کمپرسورها و دستگاه های حرکتی استفاده می شوند.
- صنعت فولاد: در این صنعت، موتورهای القایی در ماشین های فوق صوت و ماشین های برش مورد استفاده قرار گرفته می شوند.
- صنعت فرآوری غذا: موتورهای القایی در تجهیزات فرآوری غذا مانند مخلوط کن ها، ساندویچ سازها و آسیاب ها استفاده می گردند.
- صنعت کاغذ: در تولید کاغذ، موتورهای القایی برای درایوهای ماشین های کاغذسازی، پمپ های آب و فن ها مورد استفاده می باشند.
- کاربردهای خانگی: موتورهای القایی در لوازم خانگی مانند فن ها، پمپ های آب، ماشین های لباسشویی و یخچال ها استفاده می گردند.
10.صنعت نفت و گاز: در این صنایع، موتورهای القایی برای پمپ کردن نفت و گاز، فن های خنک کننده و کمپرسورها مورد استفاده قرار می گیرند.
این فقط چند نمونه از کاربردهای موتورهای القایی می باشد و در هر صنعت و کاربرد به خصوصی احتمال دارد نوع و ویژگیهای خاصی در نظر گرفته شود. همچنین، موتورهای القایی در صنایع هوایی، صنایع تولید انرژی، روباتیک، حمل و نقل برقی، صنعت الکترونیک و بسیاری از سایر صنایع و کاربردها نیز مورد استفاده قرار گرفته می شود.
آموزش تخصصی تعمیر برد اینورتر و PLC در آموزشگاه فنی پاور
مزایا و معایب موتور القایی:
موتورهای القایی دارای مزیت ها ، خصوصیات و موارد مورد استفاده زیادی می باشند. برخی از مزایای آنها عبارتند از:
- عملکرد قوی: موتورهای القایی قدرت و عملکرد بالایی را دارا هستند، به طوری که این قابلیت را دارند که بارهای سنگین را به طور موثر و قابل اطمینان حرکت دهند. این قابلیت آنها را برای کاربردهای صنعتی و خودروسازی مناسب می سازد.
- قابلیت اتوماسیون: موتورهای القایی قابلیت اتوماسیون بالایی را دارا می باشند و توانایی وصل شدن به سیستم های کنترلی و الکترونیکی مدیریتی را به وجود می آورند. این امکان به کاربران امکان می دهد تا موتورها را به صورت هوشمند و با استفاده از الگوریتمها و کنترلهای پیشرفته تحت نظارت داشته باشند.
- حجم کوچک و وزن سبک: موتورهای القایی معمولاً دارای حجم کوچک و وزن سبک می باشند، که این ویژگی آنها را برای استفاده در فضاهای محدود و در کاربردهایی که نیاز به وزن کمتر دارند مفید می کند.
- بازدهی بالا: موتورهای القایی دارای بازدهی بالا می باشند، به این معنی که تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی با کارایی بالا انجام می گیرد. این بازدهی بالا این قابلیت را دارد که در صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه های عملیاتی تاثیراتی داشته باشد.
- سرعت قابل تنظیم: موتورهای القایی از سرعت قابل تنظیم برخوردار می باشند، که این ویژگی به کاربران این قابلیت را می دهد تا سرعت و قدرت موتور را بر اساس نیاز خود تنظیم نمایند. این ویژگی برای کنترل دقیق حرکت و کاربردهایی که نیاز به سرعت متغیر دارند بسیار دارای فواید می باشد.
- عمر طولانی و نداشتن نیاز به نگهداری زیاد: موتورهای القایی معمولاً دارای عمر بلند می باشند و نیاز به نگهداری و خدمات کمتری در مقایسه با موتورهای سوخت دار دارند. این مزیت ممکن است هزینه های نگهداری و تعمیر و نگهداری را کاهش دهد.
- محافظت در برابر سایر عوامل: موتورهای القایی به خاطر عدم استفاده از سوخت های سوخت آلوده، مانند بنزین یا دیزل، به طور کلی کمتر به طور مستقیم در معرض آلاینده های محیطی قرار گرفته می شوند. این خاصیت می تواند زیست محیطی را بهبود دهد و به کاربران کمک کند تا به استانداردهای زیست محیطی پایبند بمانند.
- کنترل دقیق: موتورهای القایی قابلیت کنترل دقیق حرکت و سرعت را دارا هستند. این امکان را به کاربران می دهند تا حرکت و عملکرد موتور را با دقت بالا و به صورت خطی کنترل نمایند. این مزیت در بسیاری از برنامه های صنعتی و رباتیک بسیار دارای اهمیت می باشد.
- عدم نیاز به منابع سوختی: موتورهای القایی با انرژی الکتریکی کار می کنند و نیازی به سوخت های مایع یا گازی ندارند. این ویژگی این قابلیت را دارد که مزیت قابل توجهی در محیط هایی با محدودیت های آلودگی و محدودیت های زیست محیطی فراهم نماید.
- عملکرد صامت: موتورهای القایی عملکرد صامت دارند و به طور معمول سر و صدا کمی به وجود می آورند. این ویژگی آنها را برای کاربردهایی که نیاز به صمت و بی صدا بودن دارند، مانند برنامه های صنعتی و خانگی، مناسب می کند.
این مزیت هایی که ذکر کردیم تنها برخی از مزایای موتورهای القایی می باشند و در هر کاربرد و صنعت خاصی امکان دارد که مزایای دیگری نیز وجود داشته باشد.
معایب:
همچنین، همانطور که این موتورها مزیت هایی را دارا هستند، نیز برخی معایب را هم شامل می شوند. برخی از معایب موتورهای القایی عبارتند از:
- نیامندی به سیستم کنترل: موتورهای القایی نیازمند به سیستم کنترل و الکترونیکی جهت کنترل عملکرد آنها هستند. این سیستم ها باید به طور صحیح پیکربندی و راه اندازی گردند و در صورت خرابی یا اشکال در آنها، نیاز دارند تعمیر و تعویض قطعات شوند.
- وابسته بودن به منبع برق: موتورهای القایی برای عملکرد خود به منبع برق پایدار و قابل اعتماد نیازمند هستند. در صورت قطعی یا نقص در تامین برق، عملکرد موتور امکان دارد تحت تأثیر قرار گرفته شود یا کاملاً قطع گردد.
- هزینه بالا: موتورهای القایی معمولاً هزینه بالایی را شامل می شوند. نصب، تنظیم و نگهداری آنها نیاز به تخصص و تجهیزات به خصوصی دارد که ممکن است هزینه های اولیه بالایی را به همراه داشته باشد. این معضل ممکن است برای برخی بودجه ها و کاربردها مناسب نباشد.
- حرارت و خنکایی: عملکرد موتورهای القایی احتمال دارد که با افزایش دما تحت تأثیر قرار گرفته شود. برای حفظ دمای مطلوب و جلوگیری از آسیب به موتور، سیستم خنک کننده مناسبی باید در نظر داشته باشیم. این ممکن است نیاز به اضافه کردن سیستم خنک کننده جداگانه و هزینه بیشتری را موجب شود.
- خرابی و نگهداری: هرگونه خرابی در موتورهای القایی ممکن است نیاز به تعمیر و تعویض قطعات داشته باشد که ممکن است هزینه و زمان بر گردد. همینطور، برخی از قطعات موتورهای القایی امکان دارد نیاز به نگهداری منظم و عوض کردن دوره ای داشته باشند.
این معایب، بسته به کاربردها و شرایط به خصوص، امکان دارد تغییر کند و برای برخی از کاربردها اهمیت چندانی نداشته باشد. همچنین، تکنولوژی موتورهای القایی در حال توسعه و پیشرفت می باشد و ممکن است در آینده بهبودهایی را شامل شود که معایب فعلی را کم کند.
برای دیدن مقالات بیشتر به لینک های زیر سر بزنید:
دیدگاهتان را بنویسید