الکتروموتور AC آسنکرون: قفس سنجابی و روتور سیم پیچی شده

الکتروموتور AC آسنکرون: قفس سنجابی و روتور سیم پیچی شده

در این مقاله، به بررسی الکتروموتور AC آسنکرون و قفس سنجابی آن به همراه روتور سیم پیچی شده (Slip Ring) می‌پردازیم. با توجه به اهمیت این تکنولوژی در صنعت و کاربردهای وسیعی که دارد، به بررسی مختصری از عملکرد و مزایای این الکتروموتور می‌پردازیم. با هم بیشتر بدانیم.

الکتروموتور AC آسنکرون:

الکتروموتور AC آسنکرون یکی از پرکاربردترین نوع موتورها در صنعت است. این موتور برای تبدیل انرژی برق به انرژی مکانیکی استفاده می‌شود. عملکرد آن بر اساس اصول الکترومغناطیسی قرار دارد و برخلاف الکتروموتور DC، نیاز به قطبیت ثابت ندارد.

قفس سنجابی:

قفس سنجابی یکی از اجزای مهم الکتروموتور AC آسنکرون است. این قفس از جنس فلزی ساخته شده و در داخل آن قطعات روتور قرار می‌گیرند. قفس

سنجابی به دلیل ساختار خاص‌اش به صورت توربینی طراحی شده است. این ساختار به موتور اجازه می‌دهد در سرعت‌های بالا و با توان بالا به صورت پایدار عمل کند و از ایجاد ارتعاشات غیر ضروری جلوگیری می‌کند.

روتور سیم پیچی شده:

روتور سیم پیچی شده (Slip Ring) نیز مهم‌ترین اجزای الکتروموتور AC آسنکرون است. این روتور شامل یک سیم‌پیچ و یک حلقه کلکتور است. از این روتور برای اتصال مستقیم بین قفس سنجابی و الکتروموتور استفاده می‌شود. با استفاده از روتور سیم پیچی شده، انتقال برق از برق تغذیه به قفس سنجابی بدون هیچ مشکلی صورت می‌گیرد و عملکرد الکتروموتور به بهترین شکل حفظ می‌شود.

مزایای الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی به شرح زیر است:

• قیمت مناسب و سادگی در طراحی: الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی، به دلیل ساختار ساده و استفاده از قطعات قابل تولید به راحتی در بسیاری از صنایع جایگزین موتورهای دیگر شده است. هزینه تولید و نگهداری آن نسبت به سایر موتورها کمتر است.
• سرعت گردش ثابت: یکی از مزایای الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی، حفظ سرعت گردش ثابت آن در بارهای مختلف است. این ویژگی امکان استفاده بهینه و پایداری موتور ر فراهم می‌کند.
• عدم قطع حرکت در اثر تغییر بار: به علت ساختار خاص الکتروموتور AC آسنکرون با قفه سنجابی، تغییر بار نخواهد منجر به ایستادن موتور گردید. در واقع، این نوع موتور قابلیت پاسخگویی به تغییرات بار را دارد و همچنان به صورت پیوسته حرکت خواهد داشت. برخلاف برخی موتورهای دیگر که در مواجهه با تغییر بار ممکن است ایستادگی را تجربه کنند، الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی به دلیل ساختار و قابلیت‌های خاص خود، این مشکل را ندارد و به طور مداوم حرکت خواهد داشت.
• ضریب قدر: الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی، نسبت به الکتروموتورهای سیم پیچی شده (Slip Ring)، دارای ضریب قدرت بهتری است. ضریب قدرت به عملکرد و کارایی موتور در تبدیل انرژی میان برق و مکانیکی اشاره دارد. با استفاده از الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی، می‌توان کارایی و بهره‌وری بیشتری را در کاربرای صنعتی و صنایع مختلف داشت.

نقاط ضعف الکتروموتور AC آسنکرون قفس سنجابی عبارتند از:

• کاهش ضریب قدرت در کارکردهای کم: ضریب قدرت الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی در شرایط کارکرد کمتر، ممکن است کاهش یابد. این به معنای افت کارایی موتور در بارهای کمتر است و می‌تواند به مصرف انرژی بیشتر و کاهش کارایی منجر شود.
• نیاز به دستگاه AC Drive برای تغییر دور: الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی برای تغییر دور نیاز به دستگاه جانبی مانند AC Drive دارد. این دستگاه برای کنترل و تنظیم دقیق دور الکتروموتور استفاده می‌شود، و بدون آن تغییر دور با کاهش ولتاژ غیرممکن است.
• حساسیت به تغییرات ولتاژ: الکتروموتورهای AC آسنکرون با قفس سنجابی به تغییرات ولتاژ حساس هستند. در صورت کاهش ولتاژ، جریان موتور به همان نسبت افزایش می‌یابد. این می‌تواند به مشکلاتی مانند افزایش حرارت و کاهش کارایی منجر شود.
• گشتاور پایین: معمولاً الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی در مقایسه با برخی نوع موتورهای دیگر، گشتاور کمتری دارد. این می‌تواند در برخی کاربردها نیاز به گشتاور بالاتر را داشته باشد و مدودیت‌هایی را ایجاد کند.
• جریان استارت: در هنگام استارت الکتروموتور AC آسنکرون با قفس سنجابی، جریان بالایی را از شبکه برق دریافت می‌کند که معمولاً 3 تا 7 برابر جریان نامی آن است. این می‌تواند باعث بار زیاد بر شبکه برق شود و مشکلاتی مانند تغییرات ولتاژ و سقوط ولتاژ را به همراه داشته باشد.

در نهایت، برای استفاده بهینه از الکتروموتور AC آسنکرون با قفسه سنجابی، باید این نقاط ضعف را در نظر گرفت و با استفاده از تجهیزات و روش‌های مناسب، این موتور را بهینه‌سازی کرد.
 

الکتروموتور AC آسنکرون روتور سیم پیچ

موتورهای قفس سنجابی یکی از مشکلات رایج در آن‌ها، مقاومت بسیار پایین روتور است. در این نوع موتورها، میله‌های روتور توسط حلقه‌ای در ابتدا و انتهای آن کوتاه شده‌اند. این مسئله در لحظه استارت، زمانی که روتور مغناطیسی نیست و شار الکتریکی زیادی را برای مغناطیس شدن به خود جذب می‌کند، باعث افزایش جریان موتور می‌شود. در نتیجه، در لحظه استارت، جریان زیادی از شبکه کشیده می‌شود و گشتاور شروع موتور کاهش می‌یابد. برای رفع این مشکل، الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده طراحی و ساخته شده‌اند که این عیب را تا حد زیادی برطرف می‌کنند.

در این محصولات، روتور به جای وجود میله، سیم پیچی می‌شود و انتهای این سیم پیچ‌ها به حلقه‌های لغزده، که خود توسط جاروبک‌ها به بیرون موتور هدایت می‌شوند، وصل می‌شوند. با قرار دادن بانک مقاومتی (استارتر یا راه‌انداز) در سر راه این سیم پیچ‌ها، مقاومت روتور قابل تنظیم است و می‌توان جریان کشی موتور را به دلخواه تغییر داد.

استفاده از موتورهای الکتروموتور AC آسنکرون روتور سیم پیچی شده، علاوه بر کاهش مشکلات موتورهای قفس سنجابی، دارای مزایای دیگری نیز است. یکی از این مزایا، کارایی بالا و کاهش هزینه‌های انرژی است. همچنین، این نوع موتورها دارای عمر طولانی‌تر و نیاز به تعمیرات کمتری هستند. 

در نتیجه، انتخاب موتورهای الکتروموتور AC آسنکرون روتور سیم پیچی شده، به عنوان یک جایگزین مناسب برای موتهای قفس سنجابی باشکل مقاومت پایین روتور، توصیه می‌شود. این موتورها با تنظیم مقاومت روتور، امکان تغییر جریان کشی را به دلخواه فراهم می‌کنند و باعث بهبود کارایی و عملکرد موتور می‌شوند.

در برخی مواقع، برای راه‌اندازی الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده از بانک مقاومتی یا استارتر استفاده می‌شود. استارتر یا راه‌انداز، یک دستگاه الکترونیکی است که در مدار میان موتور و منبع تغذیه قرار می‌گیرد و در سه پله مختلف مقاومت روتور را تنظیم می‌کند تا موتور به دور نامی برسد.
در مرحله اول، با استفاده از بانک مقاومتی، موتور به ۳۰% دور نامی می‌رسد. در این پله، کنتاکتور مربوطه با رسیدن موتور به این دور، بانک مقاومت را از مدار خارج می‌کند و موتور به دور گیری خود ادامه می‌دهد. سپس در پله‌های بعدی، با تغییر مقاومت روتور، موتور به دورهای ۵۰% و ۷۵% دور نامی می‌رسد. در نهایت، بعد از این دورها، استارتر کلاً از مدار خارج شده و موتور به صورت مستقیم به شبکه برق متصل می‌شود و به دور نامی می‌رسد.
استفاده از الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده در آسیاب‌ها، سنگ شکن‌ها، جرثقیل‌ها و صنایع سیمان و فولاد بسیار رایج است. این نوع موتورها به دلیل قابلیت تنظیم مقاومت روتور، امکان کنترل جریان کشی را به دلخواه فراهم می‌کنند و در نتیجه بهبود کارایی و عملکرد موتور را به همراه دارند.
 

الکتروموتورهای AC آسنکرون روتور سیم پیچی، بسیاری از مزایا و ویژگی‌های مهم را در اختیار کاربران قرار می‌دهند. در ادامه به برخی از این مزایا اشاره می‌کنیم:

• کاهش گرمای تولد شده: یکی از مزایای این نوع موتورها این است که گرمای تولید شده در خارج از استارتر رخ نمی‌دهد. این موضوع باعث کاهش خطر ایجاد آسیب به سیستم و کاهش هزینه‌های خنک‌کننده می‌شود.
• استارت پشت سر هم و زیر بار: الکتروموتورهای AC آسنکرون روتور سیم پیچی، قابلیت استارت پشت سر هم و در شرایط زیر بار را دارند. این ویژگی به کاربران اجازه می‌دهد تا به راحتی و در هر شرایطی موتور را راه‌اندازی کنند.
• تنظیم جریان استارت: با استفاده از بانک مقاومتی یا استارتر، جریان استارت الکتروموتور AC آسنکرون را می‌توان تنظیم کرد. این امکان به کاربر اجازه می‌دهد تا جریان مورد نیاز را براساس نیاز و ویژگی‌های موتور تنظیم کند.
• گشتاور حداکثر در لحظه استارت: یکی از مزایای بارز الکتروموتورهای روتور سیم پیچی، داشتن گشتاور حداکثر در لحظه استارت است. این ویژگی بسیار مهم بوده و به موتور امکان می‌دهد تا در لحظه استارت با قدرت بیشتری عمل کند و بار سنگین را به راحتی بکشد.

با توجه به مزایا و ویژگی‌هایی که الکتروموتور AC آسنکرون روتور سیم پیچی ارائه می‌دهد، استفاده از این نوع موتورها در صنایع مختلف مانند معادن، کارخانجات سیمان و فولاد و غیره بسیار رایج است.
الکتروموتور AC آسنکرون با استفاده از قفس سنجابی و روتور سیم پیچی شده، یکی از بهترین گزینه‌ها برای تبدیل انرژی برق به انرژی مکانیکی است. علاوه بر قابلیت عملکرد پایدار در سرعت‌های بالا، این تکنولوژی باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی در صنعت می‌شود. با بهره‌گیری از قفسه سنجابی و روتور سیم پیچی شده، الکتروموتور AC آسنکرون به عنوان یک راهکار پرقدرت و قابل اعتماد در صنعت مطرح است.