آموزش بهترین روش های راه اندازی الکتروموتور

معرفی الکتروموتور و انواع آن

الکتروموتور دستگاهی الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به مکانیکی تبدیل می‌کند. این دستگاه شامل قطعات مغناطیسی و غیرمغناطیسی است که با تأثیر جریان الکتریکی، یک حرکت چرخشی ایجاد می‌کند. این حرکت چرخشی می‌تواند برای ایجاد حرکت در دستگاه‌های مختلف مانند پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها و دستگاه‌های صنعتی و ... استفاده شود. همچنین الکتروموتورها انواع مختلفی دارند که در ادامه به معرفی آن ها می پردازیم.
1. الکتروموتور DC : این نوع الکتروموتور از جریان مستقیم برای ایجاد حرکت استفاده می‌کند. این الکتروموتورها برای کاربردهایی مانند پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها و دستگاه‌های صنعتی استفاده می‌شوند.
2. الکتروموتور AC : این نوع الکتروموتور از جریان متناوب برای ایجاد حرکت استفاده می‌کند و در پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها و دستگاه‌های خانگی و ... مورد استفاده قرار می گیرند.
3. الکتروموتور القایی : جریان الکتریکی موردنیاز برای تولید گشتاور در روتور از طریق القای الکترومغناطیسی از میدان مغناطیسی چرخان سیم پیچ استاتور به دست می‌آید. روتور این موتورها می‌تواند از نوع قفس سنجابی یا روتور نوع زخمی باشد. موتورهای القایی اغلب در محیط‌ های صنعتی، تجاری یا مسکونی استفاده می شوند و از مزیت های آن می توان به مواردی از قبیل برخورداری از ساختاری ساده، قابلیت اطمینان بالا، دارای کارایی و عملکردی عالی، عدم نیاز به موتور اضافی استارتر و همگام‌سازی، کم هزینه بودن و هزینه نگهداری پایین اشاره کنیم. پیشنهاد ما این است که برای کسب آشنایی هرچه کاملتر و بهتر راجع به انواع الکتروموتورها و بهترین برندهای سازنده آن ها، مقاله پر کاربردترین انواع الکتروموتور در صنعت را مطالعه نمایید.

اجزای تشکیل دهنده الکتروموتور چیست؟

موتور القایی از سه قطعه اصلی تشکیل شده است که شامل استاتور، شکاف هوا و روتور می‌باشد. در ادامه به بررسی هر بخش تشکیل دهنده الکتروموتور می‌پردازیم.

استاتور :

در واقع استاتور قسمت ثابت از یک سیستم چرخشی است که در موتور های الکتریکی مانند موتور القایی استفاده می شود. انرژی از طریق یک استاتور، از اجزای چرخان سیستم جریان می یابد. در یک موتور الکتریکی، استاتور یک میدان مغناطیسی چرخشی را فراهم می کند و آرماتور چرخان را هدایت می کند.

شکاف هوا :

شکاف هوا، شکافی فیزیکی است که روتور و استاتور را از هم جدا می کند و بخشی ضروری در طراحی موتور بشمار می رود. توجه داشته باشید که اندازه شکاف هوا یکی از فاکتورهای کلیدی و عامل اطمینان به موتور می باشد. در واقع شکاف به بخشی در طراحی موتور گفته می شود که به معنای ایجاد فاصله‌ های مناسب بین قطعات مختلف موتور است تا اجزای مختلف به‌ طور صحیح با هم تعامل کنند. یکی از این شکاف‌ها، شکاف هوایی است که برای ایجاد فاصله مناسب بین قطعات مغناطیسی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شکاف هوایی از اهمیت بسیاری برخوردار است زیرا اندازه آن تأثیر زیادی بر عملکرد و قابلیت اطمینان موتور دارد. بطوری که اگر اندازه شکاف هوایی زیاد باشد، تلفات شار مغناطیسی افزایش می‌یابد که می‌تواند باعث کاهش کارایی و عمر موتور شود. به همین دلیل، فاصله معمولا به حداقل ممکن کاهش داده می‌شود. از طرف دیگر، اگر شکاف هوایی بسیار کوچک باشد، ممکن است سر و صدا یا مشکلات مکانیکی ایجاد شود. بنابراین طراحی شکاف هوایی باید با دقت انجام شود تا بهینه‌ سازی در تلفات شار مغناطیسی و جلوگیری از مشکلات مکانیکی صورت گیرد و عملکرد بهینه موتور تضمین شود.

روتور :

روتور یکی از اجزای اصلی یک موتور الکتریکی است که به صورت متحرک درون موتور قرار دارد. وظیفه روتور در یک موتور الکتریکی، تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است. روتور به وسیلهٔ فعل و انفعال بین سیم‌پیچ‌ها و میدان‌های مغناطیسی، گشتاوری ایجاد می‌کند که باعث چرخش آن می‌شود. نوع رایج‌ تر روتور، روتور قفس‌ سنجابی است که شامل یک هسته چند لایه استوانه‌ ای با شکاف‌های موازی محوری است. این شکاف‌ها برای قرار دادن سیم‌ پیچ‌های روتور به منظور ایجاد میدان مغناطیسی و تولید گشتاور استفاده می‌شوند. به طور کلی در موتورهای القایی از 2 نوع روتور قفس سنجابی یا  روتور زخمی استفاده می شود.
لازم به ذکر است که الکتروموتورها در دو نوع الکتروموتور افقی و عمودی موجود می باشند و دارای تفاوت هایی با یک دیگر هستند که بطور کامل در مقاله بررسی الکتروموتورهای افقی و عمودی به آن پرداختیم و مورد بررسی قرار دادیم.

روش های راه اندازی الکتروموتور چیست؟

راه‌ اندازی مستقیم الکتروموتور :

روش راه‌ اندازی مستقیم الکتروموتور (Direct Online) یا DOL، یک روش ساده و مقرون به صرفه برای راه‌ اندازی الکتروموتورها می باشد. در این روش، الکتروموتور بدون هیچ تجهیز و یا دستگاه کنترلی دیگری به صورت مستقیم به منبع تغذیه (سه فاز یا تک فاز) متصل می‌شود، این روش بیشتر برای الکتروموتورهایی با گشتاور کم تا متوسط و کاربردهایی که به صورت مکرر روشن و خاموش می‌شوند، مناسب است. برای این روش از یک سیستم کنترل شامل کنتاکتور و یک محافظ اضافه بار مانند رله حرارتی استفاده می‌شود. کنتاکتور در این سیستم مانند یک کلید قطع و وصل عمل می‌کند و محافظ اضافه بار نیز برای حفاظت از الکتروموتور در صورت بارزایی و یا حرارت زیاد استفاده می‌شود. مزایای این روش شامل سادگی و قیمت مناسب آن است. اما معایب آن شامل جریان راه‌اندازی اولیه بالا (که می‌تواند به 15 برابر جریان نامی برسد) و مشکلاتی مانند لقی، نامتعادل کردن بار، پاندولی جرثقیل و خسارت دیدن تجهیزات دیگر در صورت استفاده برای موتورهایی با گشتاور بالا است.

راه اندازی الکتروموتور با اینورتر درایو :

راه‌ اندازی الکتروموتور با استفاده از درایو فرکانس متغیر (VFD) یا همان اینورتر، یک روش پیشرفته و کارآمد برای کنترل دقیق سرعت، گشتاور موتور و کاهش مصرف انرژی است. این روش به صورت گسترده در صنایع مختلف برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق سرعت، بهره وری انرژی و کاهش تنش‌های مکانیکی دارند، استفاده می‌شود.
درایو VFD ابتدا برق AC ورودی را به برق DC تبدیل می‌کند. سپس با استفاده از مدارهای الکترونیکی، فرکانس و ولتاژ برق DC را به میزان مورد نیاز تغییر می‌دهد. این فرکانس و ولتاژ تغییر یافته مجددا به برق AC تبدیل می‌شود و به الکتروموتور ارسال می‌شود. این فرآیند کنترل به درستی سرعت و گشتاور موتور را فراهم می‌کند. این امر به بهبود کارایی و بهره وری سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی کمک می‌کند و همچنین می‌تواند به صرفه‌جویی در مصرف انرژی منجر شود. از آنجایی که درایو VFD قابلیت تنظیم فرکانس و ولتاژ را دارد، می‌تواند به بهینه‌ سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های انرژی کمک کند.

راه اندازی الکتروموتور با سافت استارتر :

الکتروموتورها معمولاً نیاز به جریان بالا برای راه اندازی دارند که می‌تواند به مشکلاتی مانند افزایش ولتاژ، افت ولتاژ و افزایش جریان در شبکه برق منجر شود. برای رفع این مشکلات و راحتی در راه اندازی الکتروموتورها، از سافت استارتر استفاده می‌شود. سافت استارتر یک دستگاه الکترونیکی است که بیشتر برای کاهش جریان ولتاژ در هنگام راه‌اندازی الکتروموتورها استفاده می‌شود. این دستگاه با کنترل و کاهش جریان ولتاژ، باعث می‌شود که الکتروموتور به آرامی و بدون تنش راه‌اندازی شود. این کاهش تنش و ترمیم سریع جریان ولتاژ باعث افزایش عمر مفید الکتروموتور و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌شود. همچنین سافت استارتر می‌تواند از ورود جریان ابتدایی بالا به شبکه برق و ایجاد تنش‌های ناخواسته در سیستم جلوگیری کند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که سافت استارتر برای راه‌ اندازی الکتروموتورها انتخاب مناسبی باشد.

راه اندازی الکتروموتور با روش ستاره_مثلث :

روش راه‌ اندازی ستاره_مثلث یا همان روش مثلث_وای (Δ_Y) یک روش معمول و کارآمد برای راه‌اندازی الکتروموتورهایی با اندازه متوسط تا بزرگ است. این روش به منظور کاهش جریان راه‌اندازی و کاهش تنش‌های مکانیکی موتور استفاده می‌شود. در این روش، ابتدا موتور با اتصال سیم پیچ‌ها به صورت ستاره‌ای (Y) راه‌اندازی می‌شود و در ادامه پس از رسیدن موتور به سرعت معین، اتصالات به پیکربندی مثلث (Δ) تغییر می‌کند تا ولتاژ کامل به موتور ارسال شود و توان افزایش یابد.
از آنجایی که در حالت ستاره، گشتاور و جریان راه‌اندازی تقریباً یک سوم حالت مثلث است، این روش به خوبی برای کاهش جریان راه‌اندازی و تنش‌های مکانیکی موتور مناسب است. اما باید توجه داشت که در حالت ستاره، گشتاور لازم برای موتور تحت بار فراهم نمی‌شود. بنابراین این روش برای راه‌ اندازی موتور تحت بار توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است سیم پیچ‌ها زیر بار سوخته و موتور آسیب ببیند. بنابراین، این روش برای کاربردهایی که بار اینرسی بالایی دارند یا نیاز به شروع نرم الکتروموتور دارند، مناسب است. این روش به خوبی می‌تواند در کاربردهای صنعتی و تجاری مختلفی که نیاز به کاهش جریان راه‌اندازی و تنش‌های مکانیکی دارند، استفاده شود.

راه ‌اندازی الکترموتور با قرار گرفتن مقاومت در مسیر استاتور :

راه اندازی الکتروموتور با قرار دادن مقاومت در مسیر استاتور یک روش سنتی برای کنترل جریان و ولتاژ الکتروموتور است. در این روش، یک مقاومت به عنوان یک قسمت از مدار استاتور الکتروموتور وارد می‌شود. این مقاومت باعث افت ولتاژ و کاهش جریان استارت الکتروموتور می‌شود. با افزایش مقاومت، جریان استارت کاهش می‌یابد که باعث کاهش تنش‌های ناخواسته در سیستم و همچنین کاهش سرعت راه‌ اندازی الکتروموتور می‌شود. اما این روش دارای محدودیت‌هایی مانند افت ولتاژ و تلفات حرارتی در مقاومت است. همچنین، این روش به دلیل افت ولتاژ ممکن است باعث کاهش کارایی و عملکرد الکتروموتور شود. به همین دلیل استفاده از مقاومت در مسیر استاتور برای راه‌اندازی الکتروموتورها در برخی موارد منجر به مشکلاتی مانند افزایش هزینه‌های انرژی و کاهش کارایی الکتریکی می‌شود.

نکات ایمنی برای راه اندازی الکتروموتور

1. الکتروموتور را با احتیاط حمل کنید : قبل از حمل الکتروموتور، مطمئن شوید که قفل شده و درست نصب شده است. همچنین از دستگیره‌ های مناسب برای حمل استفاده کنید تا از آسیب به خود یا دستگاه جلوگیری کنید. 

2. اطلاعات روی پلاک الکتروموتور را بررسی کنید : این اطلاعات شامل ولتاژ، جریان، توان و سرعت الکتروموتور است. مطمئن شوید که منابع تغذیه و دستگاه‌های مرتبط با این اطلاعات سازگار هستند.

3. الکتروموتور را تمیز کنید : قبل از راه‌اندازی، اطمینان حاصل کنید که الکتروموتور تمیز و خشک است. همچنین وجود هر گونه ذرات یا مواد ناخواسته بر روی الکتروموتور را پاکسازی کنید.

4. در راه اندازی الکتروموتور، منبع تغذیه را بررسی کنید : مطمئن شوید که منبع تغذیه الکتروموتور (مانند باتری یا برق شهری) درست متصل شده و کارایی مناسبی دارد. همچنین از اتصالات الکتریکی و کابل‌ها اطمینان حاصل کنید.

5. برای افزایش ایمنی دستگاه از پوشش های محافظتی استفاده کنید : در صورت نیاز از پوشش های محافظتی برای الکتروموتور استفاده کنید تا از تماس دست‌ها یا اشیاء دیگر با بخش‌های حساس الکتروموتور جلوگیری کنید.

6. از سلامت الکتروموتور اطمینان حاصل کنید : قبل از راه‌ اندازی، الکتروموتور را بررسی کنید تا از هر گونه خرابی یا آسیب جلوگیری کنید. اگر هر گونه مشکل یا خرابی وجود دارد، الکتروموتور را تعمیر کنید یا به تعمیرگاه مناسب بفرستید.

نتیجه گیری وسخن پایانی

در این مقاله به معرفی روش های راه اندازی الکتروموتور پرداختیم همچنین مزایا و معایب هر یک را شرح دادیم، دانستن این موضوعات کمک می کند که شناخت بیشتری راجع به این محصول داشته باشید و بتوانید انتخاب خوب و کارآمدی را انجام دهید. اگر همچنان سوالی در ذهنتان است و نیاز به مشاوره دارید، می توانید از طریق شماره های تماس تیوان صنعت یا شبکه های اجتماعی واتساپ و تلگرام تیوان صنعت با مشاوران مت در کمترین زمان ممکن در ارتباط باشید و مشاوره رایگان دریافت کنید. ما در تیوان صنعت در تلاشیم تا ضمن تضمین اصالت کالای انتخابی تان، شما عزیزان انتخاب بهتر و راحت تر محصول مورد نظرتان را رقم بزنید.