آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز و سه فاز از جمله مباحث بسيار شيرين و جذاب در رشته مهندسي برق و حوزه ي ماشين هاي الکتريکي مي باشد که نياز به قدرت تجسم فضايي، ظرافت و دقت فراواني دارد ،شايد اين مباحث درابتدا کمي دشوار و پيچيده به نظر آيد اما در نهايت پس از يادگيري و کسب تجربه هاي بيشتر، جذابيت اين مقوله به وضوح نمايان مي گردد،ضمنا توصيه ميکنيم پس از فراگيري و مطالعه مطالب مربوط به بخش تئوري آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز و سه فاز، به منظور تثبيت آموخته هاي خود حتما دوره هاي عملي را نيز بگذرانيد.
موتورهاي سه فاز بخش عظيمي از انرژي مکانيکي کارخانه ها و کارگاههاي توليدي را فراهم مي‌کنند.
مقوله آموزش سيم پيچي موتور هاي سه فاز بيشتر در مراکز صنعتي مورد اهميت قرار ميگيرد و عموما کمتر پيش مي آيد که در چنين مراکزي از موتورهاي تک فاز استفاده شود. با اينکه موتورهاي تک فاز داراي مزاياي فراواني از قبيل ارزان بودن، نداشتن تجهيزات اضافي جهت راه اندازي، توليد توان بيشتر در حجم هاي يکسان، و همچنين قابليت کنترل، تعمير و نگهداري هستند، اما به منظور استفاده در مراکز بزرگ صنعتي چندان مناسب نيستند. به دليل عدم دسترسي به برق سه فاز در اماکن مسي به ناچار از موتورهاي تک فاز استفاده مي شود. دراين محتواي آموزشي قصد داريم تا اصول و قواعد مربوط به آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز و موتورهاي سه فاز را معرفي و تشريح نماييم.
بهتر است در آغاز به منظور بررسي آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز و سه فاز، تعاريف و محاسبات اوليه را به اختصار بيان کنيم.
الف) تعداد شيار(z): تعدا شيارهاي داخل پوسته موتور که قابل شمارش مي باشند.
ب) تعداد فازها (m): تعداد فازهاي شبکه برقي که به موتور اتصال داده ميشود و عمدتا براي آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز m=1 و براي موتورهاي سه فاز m=3است.
پ) تعداد قطب هاي موتورها (p): اصولا تعداد قطب ها جهت آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز و سه فاز از پيش تعين شده مي باشد. اما چنانچه مشخص نباشد ميتوان از روي سرعت روتور که بر روي پلاک حك شده است تعداد قطب ها را تعيين كرد. همواره از روي مقدار سرعت روتور كه کمتر از سرعت سنکرون است تعداد قطب لازم براي آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز و سه فاز قابل حصول است.
ت) گام قطبي(y): تعداد شيارهايي از سطح استاتور که توسط يک قطب پوشانده ميشود را گام قطبي مي نامند و براي آموزش سيم پيچي موتورهاي سه فاز و تک فاز از رابطه زير قابل محاسبه است.
و چندين تعريف ديگر که بهتر است از منابع و مراجع کامل موتورهاي سه فاز و تکفاز مطالعه گردند.
دقت داشته باشيد که موتورهاي سه فاز در قالب يکي از دو نوع گام کامل و يا گام کسري سيم پيچي ميشوند که در اينجا به تفکيک هر يک را مورد بررسي قرار ميدهيم.
آموزش سيم پيچي گام کامل
چنانچه در سيم پيچي ابتدا و انتهاي يک کلاف، اختلاف فاز 180درجه الکتريکي رعايت گردد و نيروي محرکه القايي بازوهاي رفت و برگشت کلاف ها جمع جبري شوند سيم بندي را گام کامل مي گويند. در اين سيم بندي تعداد شيارهاي موجود بين رفت و برگشت هر کلاف y شيار خواهد بود.
در اين آموزش سيم پيچي گام سيم پيچي با گام قطبي برابر است و از رابطه زير قابل محاسبه مي باشد.
آموزش سيم پيچي گام کسري
اگر در آموزش سيم پيچي ابتدا و انتهاي يک کلاف، اختلاف فازي کمتر از180 درجه الکتريکي وجود داشته باشد سيم بندي با گام کسري عنوان ميشود. درگام کسري نيروي محرکه هاي الکتريکي بازوهاي کلاف ها جمع برداري ميشوند. چون جمع برداري از جمع جبري کمتر است، لذا نيروي محرکه موتور در سيم بندي گام کسري کاهش مي يابد و توان موتور کاهش مي يابد.به همين دليل براي جبران کاهش نيروي محرکه، تعداد دور کلاف هاي موتور را به تناسب کوتاهي گام تقويت مي کنند. در اين سيم پيچي گام سيم پيچي از رابطه زير محاسبه مي شود.
آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز با راه انداز دائمي که به شکل طرح دو فاز، نيز اجرا مي گردد. در اين روش نصف شيارها را سيم پيچ اصلي و نصف ديگر را، سيم پيچ راه انداز يا سيم پيچ کمکي اشغال مي کند. سيم پيچ کمکي يا سيم پيچ استارت با سيم پيچ اصلي، اختلاف فازي برابر با 90 درجه الکتريکي دارد. آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز نيز همانند موتورهاي سه فاز، در سه مرحله طراحي و اجرامي گردد. انجام محاسبات مربوط به آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز، تشکيل جدول ، رسم دياگرام و سربندي. شايان ذکر است که آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز طرح دوفاز را به دو صورت گام کامل و گام کسري، اجرا مي کنند که در اين محتواي آموزشي به هر دو مورد اشاره شده است.
آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز با توان هايي کمتر از يک اسب بخار، عمدتا با راه انداز لحظه اي طراحي مي گردند. اتصال سيم پيچي راه انداز در اين موتورها، پس از رسيدن سرعت گردش موتور به 75 % مقدار نامي، توسط رله هاي مغناطيسي يا کليد هاي گريز از مرکز از منبع تغذيه قطع شده و با سيم پيچي اصلي بار را به گردش درمي آورد. چون سيم پيچ استارت، در آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز، نقش راه اندازي موتور را ايفا مي کند، زمان اتصال آن به شبکه برق، بسيار کوتاه است. از سوي ديگر هر چقدر که مقاومت اهمي سيم پيچ راه انداز در آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز خازن دار زياد باشد، گشتاور راه اندازي نيز بيشتر خواهد بود. براي افزايش مقاومت سيم پيچ استارت، قطر سيم آن را کاهش مي دهند. در عمل قطر سيم استارت در محدوده 40 الي 60 درصد قطر سيم پيچي اصلي انتخاب ميشود. در محاسبه تعداد دور سيم پيچ استارت ولتاژ را تقريبا 20% کمتر از ولتاژ سيم اصلي در نظر ميگيرند. اين عوامل سبب ميشود که سيم پيچي استارت نسبت به سيم پيچ اصلي تا حدودي آسيب پذيرتر باشد. به همين دليل سيم پيچي موتورهاي تک فاز به صورت متحدالمرکز انجام مي شود، سيم پيچي استارت بر روي سيم هاي اصلي در داخل شيارها قرار ميگيرد تا در صورت آسيب ديدن سيم پيچ، بتوان سيم پيچ استارت را تعويض کرد. کوتاه بودن زمان اتصال سيم پيچي استارت به منبع تغذيه باعث ميشود که بيشتر شيارهاي استاتور به سيم پيچ اصلي اختصاص داده شوند. به همين منظور دو سوم شيارهاي استاتور را به سيم پيچ اصلي و يک سوم باقي را به سيم پيچ استارت اختصاص مي دهند، تا در زمان کار از قسمت اعظم هسته در توليد توان بهره برداري شود. در آموزش سيم پيچي موتورهاي هاي تک فاز با استارت موقت، به منظور ايجاد گشتاور قوي و برقراري حوزه دوار، اختلاف فاز الکتريکي سيم پيچي اصلي و استارت را، از لحاظ موقعيت مکاني، 90 درجه الکتريکي درنظر ميگيرند. در عمل براي تأمين اختلاف فاز مناسب بين سيم پيچي هاي اصلي و استارت روش هاي متعددي وجود دارد.
خازن ها در انواع مختلفي از جمله ديناميکي و الکتروليتي وجود دارند که در راه اندازي موتورهاي تک فاز نيز به کار گرفته ميشوند. خازن هاي الکتروليتي، بيشتر براي راه اندازهاي لحظه اي، مناسب مي باشند. اين خازن ها با ظرفيت هايي تا 200 ميکروفاراد، مورد استفاده قرار ميگيرند.در برخي از روش هاي آموزش سيم پيچي موتورهاي تک فاز براي ايجاد اختلاف فاز بيشتر بين ولتاژ و جريان سيم پيچي هاي اصلي و کمکي از خازن در مسير سيم پيچي کمکي به شکل سري بهره مي گيرند که در ادامه برخي از معروف ترين مدل هاي استفاده از اين روش را به اختصار معرفي مي کنيم.
الف)در آموزش سيم پيچي موتور هاي تک فاز با راه اندازي دائم، از خازن هاي ديناميکي که به خازن هاي خشک نيز معروف هستند، استفاده ميشود. ظرفيت اين خازن ها، حدودا يک سوم خازن هاي الکتروليتي است.
ب) عمدتا در آموزش سيم پيچي انواع موتورهاي تک فاز با خازن راه انداز، از خازن هاي الکتروليتي استفاده ميشود که اغلب داراي ظرفيت زيادي مي باشند تا در شروع راه اندازي، خازن راه انداز اختلاف فاز لازم را براي گردش موتور ايجاد کند.
درباره این سایت