راه اندازی الکتروموتور

موتور القایی در هنگام راه‌ اندازی جریان زیادی را می‌ کشد. برای جلوگیری از آسیب به سیم‌ پیچ ‌ها در اثر جریان راه‌ اندازی زیاد، از انواع مختلف استارت استفاده می‌ کنیم. اگر از استارت استفاده نکینم باعث آسیب به سیم پیچ موتور شده وهزینه زیادی را برای تعویض آن یا خرید مجدد الکتروموتور برای ما به همراه خواهد داشت. در بعضی الکتروموتور ها هزینه تعویض سیم پیچ آن برابر خرید 2 یا بیشتر از همان الکتروموتور خواهد بود.

 

 

 

الکتروموتور چگونه کار می کند؟

الکتروموتور با تبدیل انِرژی مکانیکی یکی از پرکاربرد ترین تجهیزات الکتریکی در انواع صنایع حال حاضر ایران و جهان می باشد. بیشتر موتورهای الکتریکی از طریق نیرویی که در میدان مغناطیسی بین سیم پیچ و جریان برق ایجاد می شود کار می کند تا (DC) نیرویی را به شکل گشتاور اعمال شده روی محور موتور ایجاد کنند. موتور های الکتریکی را می توانید با منابع جریان مستقیم مانند باتری ها ( منابع ذخیره انرژی ) یا یکسو کننده های ولتاژ های متناوب به مستقیم و یا منابع متناوب برق (AC) مانند شبکه برق های خانگی و صنعتی ( تک فاز، دو فاز و سه فاز ) اینونترها ( تبدیل مستقیم به متناوب ) یا ژنراتورها ( تولید کننده نیروی برق ) تغزیه کرد. نوع الکتروموتور از نظر توان و قدرت و نیروی مصرفی متفاوت هستند و برای استفاده از آن ها باید اطلاعات کافی و مهم را حتما مد نظر گرفت چرا که استفاده اشتباه باعث خراب شدن کار و غلط درآمدن محاسبات خواهد شد.

دانستنی : موتورها با ابعاد و ویژگی های استاندارد، قدرت مکانیکی مناسب را برای مصارف خانگی و صنعتی مانند دمنده ها، لوازم خانگی، پمپ ها و ماشین آلات صنعتی تولید می کنند. بزرگترین موتور های الکتریکی در فشرده سازی خطوط لوله و سیستم پیشران کشتی ها با قدرت 100 مگاوات استفاده شده اند.

 

راه اندازی الکتروموتور چگونه انجام می شود؟

راه اندازی موتور همان طور که از نامش پیداست، قدرت الکتریکی را برای راه اندازی موتور کنترل کرده و به موتور برای شروع به فعالیت اعمال می کند.

چهار روش راه اندازی برای موتور های الکتریکی می توان در نظر گرفت.

1. روش راه اندای مستقیم
2. روش را هاندای ستاره مثلث
3. روش راه اندازی با سافت استارتر
4. روش راه اندازی با استفاده از درایو یا اینورتر

 

بیشتر بخوانید! انواع الکتروموتور تک فاز، کاربرد الکتروموتور الکتروژن

 

روش راه اندازی مستقیم یا ( DOL )

ساده ترین شکل استارت موتور برای موتور القایی راه اندازی مستقیم بر خط ( Direct On Line ) است. برای راه اندازی مستقیم موتور های الکتریکی به روش مستقیم به فیوزها، کنتاکتور و یک رله اضافه بار نیاز است، کنتاکتورهای الکترومنغناطیسی استفاده شده برای این روش توسط رله اضافه بار حرارتی در شرایط خطا باز می شود و هنگامی که موتور در حال کار است، به صورت الکتریکی بسته می شود.

 

 

اصول راه اندازی به روش مستقیم

کنتاکتورها وسیله ای الکتریکی هستند که وظیفه قطع و وصل یک مدار را برعهده دارند. این تجهیزات می توانند در جریان ‌های بالا مورد استفاده قرار گیرند و به سبب این توانایی بسیار محبوب هستند. کنتاکتور ها از هسته فلزی، سیم ‌پیچ، محفظه، اتصالات یا کنتاکت‌ ها تشکیل شده ‌اند. جریان از سیم ‌پیچ کنتاکتور عبور کرده و با ایجاد میدان مغناطیسی باعث جابجایی کنتاکت متحرک شده و بین کنتاکت‌ ها اتصال رخ می ‌دهد. اتصال بین کنتاکت‌ ها سبب وصل و جاری شدن جریان در مدار می ‌شود. در زمان قطع، جریان از سیم ‌پیچ قطع شده و از بین رفتن میدان باعث جدا شدن کنتاکت‌ ها می ‌شود.

 

 

حفاظت از اضافه بار برای موتورهای الکتریکی برای جلوگیری از فرسودگی و خرابی آن و اطمینان از حداکثر عمر مفید، ضروری است. این کار باعث کارایی بهتر و عمر مفید تر موتور برای کارهای صنعتی می شود.
یک موتور الکتریکی تحت هر شرایطی که دارای اضافه بار می شود و باعث جریان کشیدن بیشتر و تولید حرارت بسیار زیادی می شود. از آنجایی که سیم پیچ های الکتروموتور ها به گرما حساس هستنند، محدودیت های دمایی در علکرد موتور وجود دارد که رله های اضافه بار باعث جلوگیری اضافه بار و جریان کشی بیشتر می شود و حرارت تولیدی را تا حد قابل ملاحضه ای کاهش می دهد.

 

سیم کشی راه اندازی به روش مستقیم ( Direct On Line )

 

1- اتصال کنتاکت اصلی

ترمینال های کنتاکتور را می توان به صورت زیر متصل کرد:
ترمینال L1 از طریق MCB یا MCCB یا فیوزها به فاز R متصل می شود.
ترمینال L2 از طریق MCB یا MCCB یا فیوزها به فاز Y متصل می شود.
ترمینال L3 از طریق MCB یا MCCB یا فیوزها به فاز B متصل می ‌شود.

 

 

کنتاکت معمولا باز ( NO ) :

13 – 14 یا 53 – 54 کنتاکت های معمولا باز هستند ( وقتی رله تحریک شود بسته می شوند )

کنتاکت معمولا بسته ( NC )

96 – 95 کنتاکت معمولا بسته است که در زمان اضافه بار و جریان کِشی زیاد باز می شود.

 

2- اتصال رله اضافه ‌بار

T1، T2 و T3 به رله اضافه ‌بار وصل شده و رله بین کنتاکتور و موتور قرار می‌ گیرد. ترمینال معمولا بسته ۹۵ – ۹۶ رله هم به شاسی استارت وصل می‌ شود.
قلب اصلی راه ‌انداز DOL، سیم ‌پیچ رله است. به طور معمول از ولتاژ تغذیه ورودی ( A1 ) یک فاز ثابت دریافت می ‌کند. هنگامی که سیم ‌پیچ رله فاز دوم را دریافت کند، سیم ‌پیچ فعال شده و آهنربای کنتاکتور میدان الکترومغناطیسی تولید می‌ کند و کنتاکتور اصلی بسته می ‌شود اگر این اتقاق نیوفتد کنتاکتور به مشکل خورده و موتور را نمی توان راه اندازی کرد. در صورت راه اندازی نشدن موتور، کنتاکتور مورد بررسی قرار گیرد و در صورت سالم بودن آن با بسته شدن کنتاکتور موتور راه اندازی خواهد شد.

 

ویژگی های راه اندازی به روش مستقیم

میزان جریان راه اندازی به روش مستقیم : 100 درصد
حداکثر جریان راه اندازی : 6 تا 8 برابر جریان بار
میزان گشتاور راه اندازی در دسترس : 100 درصد

این روش، روشی بسیار ساده و کم ‌هزینه برای راه ‌اندازی است و ساختار ساده آن عیب یابی را آسان می‌ کند. اما در این روش همانطور که گفته شد، جریان راه ‌اندازی بسیار بالا بوده و عمر مفید موتور به واسطه گشتاور راه ‌اندازی زیاد کاهش می ‌یابد و این امر باعث هزینه های اضافی خرید دوباره موتور و تعویض آن می گردد.

 

 

روش راه ‌اندازی ستاره مثلث

این روش محبوب‌ ترین روش راه ‌اندازی موتور است. در این روش موتور با سربندی ستاره و در حالت بی ‌باری وارد مدار می ‌شود و پس از دستیابی به سرعت مناسب به حالت مثلث تغییر وضعیت می ‌دهد.
در این روش به سه کنتاکتور، یک تایمر و یک رله اضافه ‌بار دمایی نیاز است. کنتاکتور ها از کنتاکتور مورد استفاده در روش مستقیم کوچک ‌ترند چرا که تنها وظیفه کنترل جریان سیم‌ پیچ موتور را برعهده دارند. دو کنتاکتور که با نام‌ های کنتاکتور اصلی و کنتاکتور مثلث شناخته می ‌شوند، در زمان راه ‌اندازی در حالت قطع قرار می‌ گیرند، کنتاکتور ستاره در زمان راه ‌اندازی تنها جریان اتصال ستاره (که ۳۳ درصد جریان نامی است) راه ‌اندازی می ‌شود.

چهار حالت کلی را می ‌توان در نظر گرفت:

حالت اول: همه‌ کنتاکتور ها باز هستند و مدار در حالت قطع قرار می ‌گیرد.

حالت دوم (حالت ستاره): کنتاکتور های اصلی و ستاره بسته می‌ شوند و کنتاکتور مثلث در حالت باز قرار می ‌گیرد. موتور در حالت ستاره وارد مدار شده و در ۳۳ درصد جریان و گشتاور روش مستقیم شروع به کار می ‌کند.

حالت سوم (حالت باز): کنتاکتور اصلی بسته، کنتاکتور های مثلث و ستاره باز می ‌شوند. در این حالت در یک انتهای سیم‌ پیچ‌ های موتور ولتاژ قرار گرفته اما سر دیگر باز است و هیچ جریانی نمی ‌تواند از آن عبور کند. موتور روتوری چرخان دارد که مشابه ژنراتور عمل می‌ کند.

حالت چهارم (حالت مثلث): کنتاکتور های اصلی و مثلث بسته‌ اند و کنتاکتور ستاره باز است. موتور به ولتاژ خط وصل است و توان و گشتاور به طور کامل در دسترس هستند.

جزئیات راه ‌اندازی موتور به روش ستاره مثلث

جریان راه ‌اندازی در دسترس: ۳۳ درصد جریان بار کامل
حداکثر جریان راه ‌اندازی: ۱/۳ تا ۲/۶ جریان بار کامل
حداکثر گشتاور راه ‌اندازی: ۳۳ درصد گشتاور بار کامل
این روش در مقایسه با روش‌ های راه ‌اندازی با درایو و سافت استارتر مقرون به صرفه ‌تر بوده و جریان و گشتاور مناسبی برای راه اندازی موتور های با جریان و توان بالا فراهم می‌ کند.

 

 

روش راه ‌اندازی با سافت‌ استارتر

سافت استارتر تجهیزی است که با کاهش گشتاور راه ‌اندازی، جریان راه ‌اندازی را کاهش داده و باعث استارت نرم موتور می ‌شود. یک ترایاک با محدود کردن ولتاژ اعمالی در لحظه استارت باعث کاهش گشتاور و جریان راه ‌اندازی می ‌شود.
مهم ‌ترین مزایای استفاده از سافت استارتر شامل جلوگیری از ضربه ‌های مکانیکی و دمای بیش از حد و ابعاد کوچک دانست. اما از آنجا که سافت استارتر باعث کاهش ولتاژ می ‌شود، ممکن است زیر بارهای سنگین بماند. این عیب بزرگ سافت استارتر باعث می‌ شود، این تجهیز در موارد محدودی قابل استفاده باشد. از طرفی سافت استارتر توانایی کنترل سرعت موتور بعد از استارت را ندارد و این عیب نیز ما را به استفاده از راه‌ حل‌ های بهتری سوق می ‌دهد.

 

 

راه‌ اندازی با استفاده از درایو

این روش را می ‌توان بهترین روش استارت موتورها الکتریکی دانست. چرا که درایوها علاوه بر استارت نرم و بدون فشار به موتور، توانایی کنترل سرعت موتور ها از صفر تا صد را نیز دارند. کاهش جریان راه‌ اندازی، افزایش طول عمر موتور و تامین گشتاور راه ‌اندازی از مزایای استفاده از درایو در راه‌ اندازی موتور است.