۵ روش عملی برای راه‌ اندازی الکتروموتور سه فاز

  • بروز رسانی در : ۱۴۰۲/۱۰/۲۰
  • 0

قبل از راه اندازی الکتروموتور یه فاز،‌ بهتر است بدانیم الکتروموتور چیست؟ الکتروموتور سه فاز به موتورهای الکتریکی گفته می‌شود که برای ایجاد نیروی مکانیکی از جریان سه فاز استفاده می‌کنند. در این نوع موتورها سه جریان هادی وجود دارد که با اختلاف فاز 120 درجه، از هم کار می‌کنند. اختلاف فاز موجود در منبع تغذیه، نیروی مغناطیسی لازم برای چرخش موتور را ایجاد می‌کند.

مکانیزم عملکرد الکتروموتور سه فاز به این صورت است که، هادی حامل جریان الکتریکی تحت تأثیر میدان مغناطیسی ایجاد شده، قرار می‌گیرد. سپس نیرویی از سوی میدان مغناطیسی بر روی هادی حامل جریان وارد می‌شود. این نیرو سبب حرکت موتور و تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی می‌شود. خرید الکتروموتورهای سه‌فاز با توجه به توان بالا، بهره‌وری آسان و طراحی مستحکمی که دارند در اکثر صنایع مورد توجه هستند.

 

اجزای الکتروموتور سه فاز

 

به دلیل کاربرد بالای موتورهای سه فاز، آشنایی با راه اندازی این موتورها بسیار حائز اهمیت است. روش‌های مختلف و متنوعی برای راه اندازی الکتروموتور سه فاز وجود دارد. طراح مدار فرمان باید این توانایی را داشته باشد که در شرایط مختلف بهترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش را انتخاب کند. ما در این مطلب تصمیم داریم 5 روش عملی برای راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز را به تفصیل شرح دهیم. همراه سام تجهیز باشید.

راه اندازی الکتروموتور سه فاز

برای راه‌اندازی الکتروموتورهای سه فاز بیش از ده روش مختلف وجود دارد. برخی از روش‌های موجود کاربرد عملی ندارند و در موارد خیلی خاص از آن‌ها استفاده می‌شود. الکتروموتورها به دلیل هزینه‌ی تهیه و تعمیر‌، احتمال خطای بیشتر (دو فاز یا سه فاز شدن) و وظایف حساسی که به عهده دارند، نیاز به حفاظت بالایی در هنگام راه ‌اندازی دارند.

راه‌اندازی این موتورها به این صورت است که سیم‌پیچی‌های استاتور به شبکه وصل می‌شود و موتور به حرکت در می‌آید. در هنگام استارت، جریان بسیاری بالایی در موتور ایجاد می‌شود که اثر نامطلوبی بر عملکرد موتور می‌گذارد. به منظور کاهش جریان در هنگام راه‌اندازی موتور، روش‌های مختلفی وجود دارد.

5 روش کاربردی و عملی راه‌اندازی الکتروموتور که در ادامه قرار است در خصوص مزایا و معایب هر کدام صحبت شود:

  • راه اندازی مستقیم الکتروموتور سه فاز
  • استفاده الکتروموتور با اینورتر درایو
  • راه اندازی الکتروموتور با سافت استارتر
  • راه اندازی الکتروموتور با روش ستاره مثلث
  • راه ‌اندازی الکترموتور با قرار دادن مقاومت در مسیر استاتور

 

 

یک الکتروموتور سه فاز پایه دار

راه اندازی مستقیم الکتروموتور سه فاز

موتورهای القایی سه فاز با قدرت پایین را، می‌توان به صورت مستقیم راه اندازی کرد. در این روش، الکتروموتورهای سه فاز به صورت مستقیم (اتصال مستقیم) به شبکه وصل می‌شوند. اتصال مستقیم به منظور جلوگیری از افت ولتاژ بیش از حد در زمان راه اندازی استفاده می‌شود. این روش معمولاً برای موتورهایی با توان کمتر از 5 کیلووات کاربرد دارد.

روش اتصال مستقیم (DOL)، جزء ساده‌ترین روش راه اندازی موتور سه فاز محسوب می‌شود. در این نوع اتصال تک ضرب، موتور توسط یک کلید یا کنتاکتور مستقیم به شبکه وصل می‌شود. اتصال در این روش می‌تواند از نوع ستاره یا مثلث باشد. گشتاور و جریانی که در اتصال مستقیم در هنگام راه اندازی ایجاد می‌شود، بسیار بالا است. استفاده از این روش برای زمان‌هایی که موتور با بار روشن می‌شود، منطقی به نظر می‌رسد.

جریانی که در روش مستقیم تولید می‌شود 5 تا 8 برابر جریان نامی است. برای حفاظت الکتروموتور در این روش از تجهیزات حفاظتی مانند بی‌متال یا فیوز استفاده می‌شود.

مزایای راه اندازی مستقیم الکتروموتور:

  • راه اندازی سریع و راحت
  • هزینه‌ی راه اندازی پایین
  • ایجاد جریان و گشتاور بالا
  • مناسب و کاربردی برای موتورهای کم قدرت که نیاز به جریان بالا دارند.

معایب راه اندازی مستقیم الکتروموتور:

  • امکان آسیب به موتور و سایر تجهیزات که منجر به کاهش عمر موتور می‌شود.
  • استفاده از کابل‌های قوی
  • افت ولتاژ شبکه
  • عدم کنترل جریان راه اندازی، گشتاور و دور موتور

راه اندازی مستقیم الکتروموتور سه فاز

 

استفاده الکتروموتور با اینورتر درایو

اینورتر یا درایو یک دستگاه الکترونیکی است که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می‌کند. اینورترها با قطعات الکترونیکی صنعتی مانند آی‌جی‌بی‌تی کار می‌کنند و با تغییر فرکانس سرعت، جریان و ولتاژ، جهت دور موتور را تغییر می‌دهند.

در روش راه اندازی موتور با اینورتر، درایو ابتدا جریان AC را به DC و سپس به جریان AC دلخواه تبدیل می‌کند. اینورترها با استفاده از تقویت‌کننده‌ها، ولتاژ و فرکانس تولیدی را به ولتاژ و فرکانس هدف تغییر می‌دهند. جریان AC تولید شده برای راه‌ اندازی و کنترل دور و جهت موتورهای سه فاز استفاده می‌شود.

با استفاده از اینورتر می‌توان الکتروموتورهای سه فاز را نیز با برق تک فاز راه اندازی کرد.

راه اندازی الکتروموتور سه فاز با اینورتر
راه‌اندازی الکتروموتور سه فاز با کمک اینورتر و ورودی برق تکفاز (سمت چپ) و برق سه فاز (سمت راست)

مزایای راه اندازی موتور با اینورتر:

روش راه اندازی موتور با اینورتر روش بسیار خوب و مطمئنی است. این روش مزایای زیادی دارد که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

  • حفاظت بالا از الکتروموتور و افزایش طول عمر موتور
  • کنترل مداوم سرعت، جهت و گشتاور
  • جریان راه اندازی پایین
  • چپ‌گرد و راست‌گرد به صورت اتوماتیک
  • ورودی و خروجی‌های دیجیتال
  • کاهش مصرف انرژی
  • امکان اتصال به شبکه‌های صنعتی
  • راه اندازی نرم الکتروموتور

معایب راه اندازی موتور با اینورتر:

  • هزینه‌ی اولیه‌ خرید و راه‌اندازی اینورتر
  • مقرون به صرفه نبودن برای کارهای موقت

به طور کلی این روش، یکی از بهترین روش‌های راه اندازی الکتروموتور سه فاز به شمار می‌رود. بنابراین اگر بابت هزینه‌ی اولیه‌ی خرید اینورتر مشکلی ندارید، استفاده از این روش بسیار مناسب است.


بیشتر بخوانید: روش های کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور

راه اندازی الکتروموتور با سافت استارتر

سافت استارتر وسیله‌ای است که با استفاده از تجهیزات برق صنعتی مانند تریستور جریان راه‌اندازی را کاهش می‌دهد. با استفاده از سافت استارتر مشکل جریان بالا در هنگام راه اندازی و آسیب به موتور حل می‌شود.

سافت استارتر یا راه انداز نرم سبب کاهش ولتاژ راه اندازی و به دنبال آن کاهش گشتاور خواهد شد. استفاده از این روشِ راه اندازی برای موتورهایی که بار ندارند یا بار سبک دارند، مناسب است. سافت استارترها به عنوان یک سیستم حفاظتی عمل می‌کنند اما کنترلی بر روی دور موتور نخواهند داشت.

با استفاده از راه اندازی سافت استارتر سرعت و گشتاور موتور به صورت تدریجی همزمان با افزایش ولتاژ، افزایش می‌یابد. هم‌چنین زمانی‌که موتور می‌خواهد متوقف شود این عمل به صورت معکوس صورت می‌گیرد و استپ موتور به آرامی صورت می‌گیرد. به همین دلیل ضربه به موتور وارد نمی‌شود.

پس از راه اندازی موتور با سافت اینورتر، دیگر نیازی به حضور آن در مدار موتور نیست. معمولاً به کمک یک کنتاکتور بای‌پس سافت استارتر از مدار الکتریکی خارج می‌شود.

راه اندازی الکتروموتور سه فاز با سافت استارتر

مزایای راه اندازی موتور با سافت استارتر:

  • راه اندازی نرم موتور
  • استپ نرم و بدون ضربه به موتور
  • حفاظت بالا و استهلاک کم
  • جریان راه اندازی کم
  • کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری

معایب راه اندازی موتور با سافت استارتر:

  • هزینه خرید اولیه
  • عدم کنترل روی جهت کارکرد موتور
  • برای موتور با بارهای سنگین مناسب نیست.

راه اندازی الکتروموتور با روش ستاره مثلث

در قسمت بالایی یا کناری موتور قسمتی قرار دارد که سیم‌پیچی موتور در آن قرار گرفته است. به این قسمت از موتور تخته کِلِم گفته می‌شود که سربندی ستاره و مثلث در آن قرار دارد. در هنگام راه اندازی موتور به روش مدار ستاره مثلث، ابتدا موتور در حالت ستاره روشن می‌شود. پس از استارت موتور و زمانی‌که از کاهش جریان هنگام راه‌اندازی اطمینان حاصل شد، موتور در حالث مثلث قرار می‌گیرد.

جریان ستاره، رادیکال سه برابر جریان مثلث است. با قرار دادن موتور در حالت ستاره جریان راه اندازی موتور کاهش می‌یابد. در این روش از سه کنتاکتور و یک تایمر استفاده می‌شود. پس از طی زمان مشخص، موتور از حالت ستاره به حالت مثلث  سوئیچ می‌شود. جابه‌جایی بین مدار ستاره و مثلث با فشردن یک شستی یا توسط یک تایمر انجام می‌شود.

برای حفاظت از موتور در این روش می‌توان از فیوز و رله‌ی بی‌متال استفاده کرد. بی‌متال باید در مسیر کنتاکتور اصلی قرار گیرد تا حفاظت موتور را در هر دو حالت به عهده داشته باشد.

روش ستار مثلث به منظور کاهش ولتاژ راه اندازی استفاده می‌شود. زمانی‌که موتور به دور نامی رسید، اتصال سیم‌پیچ‌ها برای کار دائم موتور بر روی مثلث قرار می‌گیرد. باید توجه شود که موتور در حالت ستاره زیر بار قرار نگیرد. در روش ستاره مثلث چون گشتاور راه اندازی پایین است در حالت‌هایی که موتور باید زیر بار روشن شود مانند بالابر یا سنگ‌شکن‌ها مناسب نیست. استفاده از این روش برای مواردی مانند فن در میکسرها یا روشن کردن نوار نقاله بدون بار کاربرد دارد.

مزایای راه اندازی الکتروموتور با روش ستاره مثلث

  • جریان پایین در هنگام راه اندازی
  • استهلاک کم
  • مناسب برای موتورهایی با توان بین 3 تا 10 کیلووات

معایب راه اندازی الکتروموتور با روش ستاره مثلث

  • راه اندازی نسبتاً پیچیده‌
  • گشتاور راه اندازی پایین
  • هزینه متوسط
مدار راه اندازی موتور سه فاز به روش ستاره مثلث
مدار راه اندازی الکتروموتور سه فاز به روش ستاره مثلث

 

راه ‌اندازی الکترموتور با قرار دادن مقاومت در مسیر استاتور

در این روش، به کمک مقاومت‌های پله‌ای که در مسیر استاتور قرار می‌گیرد، جریان کاهش پیدا می‌کند. این ابزار جریان راه اندازی را محدود می‌کند و به‌منظور کاهش ولتاژ در موتور به کار می‌رود. مقاومت‌هایی که در مسیر استاتور قرار گرفتند پس از راه اندازی، از مدار خارج می‌شوند. زمانی‌که موتور به دور مشخصی برسد مقاومت قطع می‌شود و موتور با ولتاژ خطی کامل کار می‌کند.

مزایای راه اندازی الکتروموتور با قرار دادن مقاومت در استاتور

  • کاهش جریان راه اندازی
  • کاهش ولتاژ و جلوگیری از آسیب به موتور
معایب راه اندازی الکتروموتور با قرار دادن مقاومت در استاتور
  • پیچیده بودن خارج کردن
  • نیاز به تجهیزات جانبی
  • زمان راه اندازی بیشتر

ترمز الکتروموتور سه فاز

یکی از قابلیت‌های مهم در موتورهای الکتریکی قابلیت ترمز مکرر این موتورها است. بسیاری از اوقات در صنعت نیاز است پس از خاموش شدن موتور، محور بلافاصله متوقف شود تا اختلالی ایجاد نشود. به این منظور از ترمزهای الکتروموتور استفاده می‌شود. ترمز الکتروموتور قطعه‌ای مکانیکی است که در پشت الکتروموتور قرار می‌گیرد. این قطعه وظیفه دارد هنگام قطع جریان برق، شافت در حال چرخش را متوقف کند.

ترمزهای الکتروموتور در انواع مختلف و با طراحی‌های متنوع، جهت کاربردهای متفاوت به بازار عرضه می‌شوند. ساختار این ترمزها بر عملکرد آن‌ها تأثیر می‌گذارد. ترمزها با توجه به نوع موتور و حساسیت کاربردشان انتخاب می‌شوند.

ترمزهای الکتروموتور در دو دسته‌ی کلی قرار می‌گیرند که در ادامه به توضیح آن‌ها می‌پردازیم.

ترمز الکتروموتور مکانیکی

ترمز مکانیکی الکتروموتور که با نام ترمز الکترومغناطیسی نیز شناخته می‌شود، کاربرد بسیار بالایی در صنعت دارد. ترمز الکترومغناطیسی با استفاده از نیروی الکترومغناطیسی سبب توقف موتور الکتریکی می‌شود.

ترمز الکتروموتور جریان معکوس

ترمز جریان معکوس در الکتروموتورها با معکوس کردن جریان و چرخش خلاف جهت موتور سبب توقف موتور می‌شود. گردش موتور در خلاف جهت، به صورت لحظه‌ای و در زمان کوتاهی رخ می‌دهد.


بیشتر بخوانید: بهترین ترمز الکتروموتور برای شما کدام است؟

سخن پایانی

در این مطلب به شرح روش‌های راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز پرداختیم. الکتروموتور سه فاز یک موتور الکتریکی است که از روتور، استاتور و محفظه تشکیل شده است. با اتصال سیم‌پیچی‌های استاتور به شبکه موتور به کار می‌افتد. اما به دلیل حساسیت و قیمت بالای این موتورها، انتخاب روش راه اندازی آن‌ها بسیار مهم است.

از آن‌جا که الکتروموتورهای سه فاز توان بالایی دارند پس از راه‌اندازی جریان بسیار بالایی ایجاد می‌کنند. ایجاد جریان بالا، بر موتور اثر نامطلوب داشته و سبب کوتاه شدن عمر آن می‌شود. از این رو روش‌های مختلفی برای راه اندازی موتور وجود دارد که در این مطلب 5 روش عملی برای راه اندازی الکتروموتور بیان شد.

به طور کلی بهترین روش برای راه اندازی الکتروموتور سه فاز، استفاده از اینورتر درایو یا درایو فرکانس متغیر (VFD) است. این روش بسیار مطمئن و کارآمد است به شرطی‌که با هزینه‌ی اولیه‌ی آن مشکلی نداشته باشید. ارزان‌ترین روش راه اندازی نیز روش راه اندازی مستقیم موتور است که برای الکتروموتورهایی با توان کم کاربرد دارد.

همچنین یکی از مزیت‌های الکتروموتورها، توانایی ترمز مکرر آن‌ها است که از آسیب به موتور جلوگیری می‌کند. ترمزهای الکتروموتور در دو دسته‌ی کلی مکانیکی و جریان معکوس قرار می‌گیرند که هر یک کارآیی متفاوت دارند. برای اطلاعات بیشتر در زمینه‌ی الکتروموتورهای سه فاز و دریافت مشاوره خرید، با ما در ارتباط باشید.


چه روش‌هایی برای راه اندازی الکتروموتور سه فاز وجود دارد؟

برای راه‌اندازی الکتروموتورهای سه فاز بیش از ده روش مختلف وجود دارد. برخی از روش‌های موجود کاربرد عملی ندارند و در موارد خیلی خاص از آن‌ها استفاده می‌شود. راه‌اندازی مستقیم، استفاده از اینورتر و سافت استارتر و ستاره مثلث رایج‌ترین روش‌های راه‌اندازی الکتروموتور سه فاز است.

راه‌اندازی مستقیم الکتروموتور سه فاز برای چه موتورهایی امکان پذیر است؟

این روش معمولاً برای موتورهایی با توان کمتر از 5 کیلووات کاربرد دارد.

بهترین روش راه‌اندازی الکتروموتور چیست؟

به طور کلی استفاده از اینورتر درایو (VFD) با توجه به مزایایی نظیر حفاظت بالا و افزایش طول عمر موتور، کنترل سرعت و جهت و گشتارو، چپ‌گرد راست‌گرد اتوماتیک، امکان اتصال به شبکه‌های صنعتی، راه‌اندازی نرم و کاهش مصرف انرژی، بهترین و مناسب‌ترین روش است. البته در صورتیکه بابت هزینه اولیه‌ی خرید اینورتر مشکلی نداشته باشید.

راه‌اندازی الکتروموتور سه فاز با سافت استارتر چطور انجام می‌شود؟

با استفاده از سافت استارتر سرعت و گشتاور موتور به صورت تدریجی همزمان با افزایش ولتاژ، افزایش می‌یابد. هم‌چنین زمانی‌که موتور می‌خواهد متوقف شود این عمل به صورت معکوس صورت می‌گیرد و توقف موتور به آرامی صورت می‌گیرد که به همین دلیل ضربه به موتور وارد نمی‌شود.

ارزان‌ترین روش راه‌اندازی الکتروموتور چیست؟

ارزان‌ترین روش راه اندازی الکتروموتور سه فاز روش راه اندازی مستقیم موتور است که برای الکتروموتورهایی با توان کم کاربرد دارد.