همان‌طور که می‌دانید الکتروموتور که به آن موتور القایی نیز گفته می‌شود وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را برعهده دارد. با توجه به شرایط کاری مختلف و صنایع بسیار زیادی که از موتورهای القایی برای توان بخشیدن به خطوط تولید خود استفاده می‌کنند، انواع مختلفی از الکتروموتورها طراحی‌شده و در بازار به فروش می‌رسند. یکی از پرکاربردترین انواع موتورهای القایی، الکتروموتور سه فاز است. در این مقاله همراه سام تجهیز باشید تا با مشخصات الکتروموتور سه فاز آشنا شده و چند مورد از کاربرد الکتروموتور سه فاز را مورد بررسی قرار دهیم.
الکتروموتور سه فاز چیست؟
همان‌طور که اشاره شد، موتور الکتریکی وسیله‌ای الکترومکانیکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. خرید الکتروموتور سه فاز AC (جریان متناوب)، رایج‌ترین و پرکاربردترین موتور القایی سه فاز است، زیرا این نوع از الکتروموتور نیازی به دستگاه اضافی و کمکی برای راه‌اندازی ندارد. از این رو، الکتروموتور سه فاز به موتور القایی خود راه‌انداز نیز معروف است.
برای اینکه درک درستی از نحوه کارکرد و اساس کار الکتروموتور سه فاز داشته باشیم، بهتر است در ابتدا با اجزای سازنده و تشکیل‌دهنده اصلی آن آشنا شویم. یک الکتروموتور سه فاز از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
- استاتور
- روتور
اگر با معنی لغوی این دو کلمه آشنا شویم تا حدودی به نحوه کار این دو جزء اصلی پی خواهیم برد. استاتور از کلمه stationary به معنای ثابت و روتور از کلمه rotating به معنی چرخان، چرخنده و دوار گرفته شده است.
استاتور الکتروموتور سه فاز
استاتور الکتروموتور سه فاز از چند اسلات فلزی ساخته می‌شود که یک استوانه توخالی را تشکیل می‌دهد. ما استاتور الکتروموتور سه فاز را به منبع AC سه فاز متصل می‌کنیم. سیم‌پیچ استاتور سه فاز را به‌گونه‌ای در شکاف‌ها مرتب می‌کنند که وقتی منبع تغذیه سه فاز AC به آن وصل می‌شود، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد کند.
روتور الکتروموتور سه فاز
روتور موتور القایی سه فاز از یک هسته استوانه‌ای چند لایه با شکاف‌های موازی تشکیل شده است که می‌تواند هادی‌ها را حمل کند. هادی‌ها میله‌های مسی یا آلومینیومی سنگینی هستند که در هر شکاف نصب‌شده و توسط حلقه‌های انتهایی اتصال کوتاه می‌شوند.
شیار‌ها دقیقاً به موازات محور شفت ساخته نشده و شکاف‌ها نیز کمی کج هستند. این ساختار صدای میدان مغناطیسی را کاهش داده و می‌تواند از توقف موتور جلوگیری کند. به روتور اصطلاحاً شفت و آرماتور نیز گفته می‌شود. پرکاربردترین نوع روتور، مدل قفس سنجابی آن است که به علت ساختار محکم، کاربردی و ساده در اکثر الکتروموتورها به کار می‌رود.
بیشتر بخوانید: انتخاب الکتروموتور: راهنمای گزینش موتور الکتریکی AC
مشخصات الکتروموتور سه فاز: اساس کار موتور القایی سه فاز
در ادامه با اساس کار الکتروموتور سه فاز آشنا خواهیم شد.
تولید میدان مغناطیسی دوار
همان‌طور که اشاره شد استاتور موتور از سیم‌پیچی همپوشانی تشکیل شده است که با زاویه الکتریکی ۱۲۰ درجه جبران می‌شود. هنگامی که سیم‌پیچ اولیه یا استاتور را به منبع AC ۳ فاز وصل می‌کنیم، میدان مغناطیسی چرخشی ایجاد می‌کند که به‌صورت سنکرون، روتور را می‌چرخاند.
طبق قانون فارادی، یک emf القاشده در هر مداری نشئت‌گرفته از نرخ تغییر شار مغناطیسی در مدار است. از آنجایی که سیم‌پیچ روتور در یک موتور القایی از طریق یک مقاومت خارجی یا مستقیماً توسط حلقه انتهایی اتصال کوتاه می‌شود، میدان مغناطیسی دوار استاتور را قطع کرده و یک emf در میله مسی روتور القا می‌کند. این emf القایی منجر به عبور جریان از روتور می‌شود.
در واقع سرعت نسبی بین شار دوار و هادی روتور استاتیک علت تولید جریان است. از این رو و طبق قانون لنز، روتور در یک جهت شروع به چرخش می‌کند. القای مغناطیسی انرژی را از استاتور به روتور منتقل کرده و گشتاور تولید شده توسط این نیرو، انرژی لازم برای چرخیدن روتور را تأمین می‌کند.
تفاوت بین سرعت استاتور (سرعت سنکرون) و روتور را لغزش می‌گویند. چرخش میدان مغناطیسی در یک موتور القایی این مزیت را دارد که نیازی به اتصال الکتریکی بین روتور و منبع تغذیه وجود ندارد.
بیشتر بخوانید: ۵ روش عملی برای راه اندازی الکتروموتور سه فاز
بنابراین موتور القایی سه فاز:
- خود راه‌انداز است
- واکنش آرمیچر کمتر بوده و برس به دلیل عدم وجود کموتاتور جرقه نمی‌زند. بین روتور و استاتور شکاف هوایی وجود دارد
- دارای ساختاری مقاوم است که تا سا‌ل‌ها به کار خود ادامه می‌دهد.
- مقرون‌به‌صرفه است
- و نگهداری راحت، ساده و کم‌هزینه‌ای دارد
سخن پایانی
الکتروموتورها که از ۲ جزء ساده و ابتدایی روتور و استاتور و سیم‌پیچی بین آن‌ها تشکیل می‌شوند، با وجود تمام سادگی و مقاومت بالایی که دارند، وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی را به بهترین شکل ممکن انجام داده و تقریباً در تمام صنایع مختلف امروزی کاربرد دارند.
اجزای اصلی الکتروموتور سه فاز چیست؟
استاتور و روتور دو جز اصلی الکتروموتورهای سه فاز هستند.
میدان مغناطیسی دوار در کدام بخش الکتروموتور ایجاد می شود؟
وقتی منبع تغذیه به استاتور وصل شود باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی دوار می شود.
نام دیگر روتور الکتروموتور چیست؟
به روتور الکتروموتور سه فاز شافت یا آرماتور نیز گفته می شود.
چه چیزی باعث چرخیدن روتور در الکتروموتور می شود؟
با انتقال انرژی توسط القای مغناطیسی از استاتور به روتور، گشتاور لازم برای چرخیدن روتور تامین می شود.
