بررسی انواع روش های راه اندازی الکتروموتور
الکتروموتورها امروزه بخش مهمی از زندگی انسان را تشکیل می‌دهند، زیرا بسیاری از وسایلی که در زندگی به کار می‌روند، یا از الکتروموتورها تشکیل شده است و یا به طور مستقیم و غیر‌مستقیم از الکتروموتور بهره می‌برند. یکی از مباحث جنجال آفرین میان افرادی که در حوزه صنعت فعالیت دارند، انواع روش های راه اندازی الکتروموتور است. این مقاله به بررسی این روش‌ها می‌پردازد.
الکتروموتور چیست؟
بیشتر افراد از الکتروموتور، موتور الکتریکی و دینام در زندگی روزمره خود استفاده می‌کنند. الکتروموتور نوعی ماشین است که انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی (حرکت) تبدیل می‌کند. این دستگاه به طور گسترده در تجهیزات صنعتی به کار می‌رود.
انواع روش های راه اندازی الکتروموتور
کاربرد الکتروموتور در زندگی روزمره چیست؟
به طور خلاصه به چند کاربرد نوین و چالش برانگیز الکتروموتور اشاره خواهیم کرد. الکتروموتور درعرصه صنایع، لوازم خانگی، فن‌های مخنلف، کشتیرانی و… مورد استفاده است.
- تاثیر الکتروموتور بر افزایش تولید حوضچه‌های پرورش ماهی
ماهی‌ها منبع اصلی پروتئین هستند و با افزایش جمعیت دنیا، نیاز رشد پرورش ماهی سریع‌تر می‌شود. با استفاده از فناوری نوین از جمله الکتروموتور می‌توان نیاز دنیا را تامین کرد. الکتروموتور با هوادهی، تزریق اکسیژن مایع، گاز زدایی، جریان‌سازی جلوگیری از لایه‌بندی دفع مواد پروتئینی زائد محلول درآب تصفیه، باعث افزایش تولید و بالا رفتن سطح بهره‌وری این حوضچه‌ها می‌شود.
- سم‌زدایی و تصفیه آب
سم‌زدایی و تصفیه آب موضوع مهمی است و از محیط زیست و اکوسیستم محافظت می‌کند. استفاده از الکتروموتور به طور مؤثر مانع نفوذ یون‌های جیوه، مس و کلرید درآب می‌شود. استفاده از این روش شما را به کاندیدی مناسب در عرصه رقابت برای تصفیه سریع و کارآمد آب، تبدیل می‌کند.
- سیستم‌های کنترل حرکت
الکتروموتور یا موتور الکتریکی عموماً به عنوان محرک پمپ و در پنکه به کار می‌رود. سرعت‌های تنظیم‌پذیر آن‌ها می‌توانند گشتاور مناسب را به راحتی فراهم آورند. الکتروموتورها به دلیل ساختار، خصوصیات گرمایی، راندمان انرژی بالایی دارند.
حتما بخوانید: همه چیز درباره الکتروموتورهای صنعتی
راه‌اندازی الکتروموتور به چه معناست؟
راه‌انداز الکتروموتور یک دستگاه یا مجموعه‌ای از قطعات است که معمولاً درون تابلو برق قرار گرفته و با استفاده از آن برق 3 فاز شبکه به سه سیم‌پیچ الکتروموتور سه فاز وصل شده و باعث می‌شود الکتروموتور سه فاز از حالت توقف (سرعت صفر) شروع به حرکت کرده و به سرعت مورد نظر برسد. این کار بایستی به بهترین نحو و کمترین تنش ممکن انجام گیرد. علاوه بر استارت، راه‌انداز باید حفاظت ضروری را هم روی دستگاه داشته باشد.
انواع روش های راه‌اندازی الکتروموتورها کدامند؟
برای بررسی روش‌های متفاوت راه‌اندازی الکتروموتور ابتدا به بررسی دو موضوع مهم در این زمینه می‌پردازیم:
- نسبت گشتاور راه‌اندازی به گشتاور نامی
اگر بخواهیم مدت زمان برای شروع کار الکتروموتور را بدست آوریم از این نسبت استفاده میکنیم . هرچه قدر مقدار این نسبت بیشتر باشد موتور شتاب بیشتری برای کار دارد.
- نسبت جریان راه اندازی به جریان نامی
مقدار این نسبت نشان‌دهنده جریان راه‌اندازی است و هرچه قدر نسبت ما بیشتر باشد، جریان نیز بیشتر است. در طی زمان راه‌اندازی به دلیل ازدیاد جریان، شبکه برق، کابل و منبع تغذیه تحت فشار قرار می‌گیرند و لذا دچار افت ولتاژ می‌شوند. بنابراین هرچه این نسبت کمتر باشد، شرایط راه‌اندازی بهتر است.
انواع روش های راه اندازی الکتروموتور
باتوجه به دو نکته فوق روش‌ها راه‌اندازی الکتروموتور عبارتند از:
1- روش راه‌اندازی استاتوری
در این روش به منظور کاهش جریان، مقاومت‌هایی به صورت پل در مدار قرار گرفته که پس از راه‌اندازی موتور از مدار خارج می‌شوند و به تدریج که موتور دور می‌گیرد، دسته مقاومت‌های راه‌انداز را به طرف چپ حرکت داده، در این صورت کم‌کم مقاومت‌ها از سر راه مدار خارج می‌شود. این روش نیز به دلیل مشکلاتی که برای خارج کردن مقاومت‌ها، زمان و تجهیزات مورد نیاز دارد کمتر استفاده می‌شود.
حتما بخوانید: اجزای الکتروموتور چیست؟
2- روش راه‌اندازی روش مستقیم یاDirect-on-line(D.O.L)
روش مستقیم(تک ضرب ) پرکاربردترین روش راه‌اندازی می‌باشد. مخصوص موتورهای کوچکی است که آمپر زیادی از شبکه نمی‌کشند و به وسیله یک کلید سه قطبی به شبکه متصل می‌شود. شاید این سوال پیش آید که مزایا و معایب استفاده از روش مستقیم چیست؟
برای پاسخ به این سوال ابتدا به این نکته باید توجه داشت که چون این روش ابتدایی‌ترین و ساده‌ترین روش ممکن است پس نمی‌تواند عیوب خود را پنهان کند. در نتیجه در کنار مزایا، تشخیص عیب‌های آن نیز بسیار راحت است.
مزایای روش مستقیم:
- ساده‌ترین روش راه‌اندازی موتور برای افراد(کم تجربه) است.
- استفاده از این روش ساده، طبیعتاً هزینه‌های کمتری به دنبال خواهد داشت.
- راه‌اندازی الکتروموتور به روش مستقیم قطعاً گشتاور (ضرب نیرو در مقدار جابه جایی) راه‌اندازی بالایی دارد.
- یکی از پرطرفدارترین روش راه‌اندازی الکتروموتور است.
معایب روش مستقیم:
- مصرف برق افزایش یافته و بنابراین هزینه برق افزایش خواهد یافت.
- ضربه زدن موتور به خاطرگشتاور بالای موتور و ایجاد لقی در لحظه استارت و …
روش راه‌اندازی روش مستقیم یاDirect-on-line(D.O.L)
3- راه‌اندازی ستاره – مثلث (دو ضرب)
اگر بخواهیم تمام توان موتور را به کار بگیریم از این دو روش استفاده میکنیم. از اتصال ستاره زمانی استفاده میکنیم که تمام قدرت موتور مورد نظر نباشد، به عبارتی دور موتور هم در حالت ستاره نسبت به مثلث کمتر است. راه‌اندازی با مدار ستاره – مثلث همچنان جایگاه خاص خودش رو حفظ کرده و در صنعت زیاد استفاده می‌شود. از قدیم در تابلو برق‌ها استفاده شده است.
سربندی کلاف‌های استاتور در شروع راه‌اندازی برای چند ثانیه به صورت ستاره بسته می‌شود و بعد از دور گرفتن الکتروموتور، سربندی به مثلث تبدیل می‌شود به عبارت دیگر می‌توان گفت ابتدا اتصال ترمینال‌های موتور برای مدت معینی به صورت ستاره بسته می‌شود. ویژگی اتصال ستاره این است که در این اتصال جریان راه‌اندازی تا 70% و گشتاور نیز تا 75% نسبت به حالت راه‌اندازی مستقیم کاهش می‌یابد. پس از گذشت مدت زمان معین، اتصال موتور به مثلث تغییر می‌کند تا شرایط کار نرمال ادامه پیدا کند.
از معایب آن می‌توان به استفاده از 2 کابل، 5 عدد کنتاکتور و… اشاره کرد.
مزایا روش ستاره – مثلث:
- این روش باعث کاهش جریان و گشتاور راه‌اندازی می‌شود.
- عیب‌یابی آسان است.
- در برابر شرایط محیطی مقاوم است.
راه‌اندازی ستاره – مثلث( دو ضرب)
4- راه‌انداز نرم الکتروموتور (سافت استارتر)
این روش نسبت به روش‌های قبلی به روز‌تر است. سافت استارتر ساختاری شبیه روش ستاره – مثلث دارد٬ با این تفاوت که با کاهش ولتاژ گشتاور و جریان راه‌اندازی کم می‌شود.
برای جلوگيری از عبور جريان زياد در موقع راه‌اندازی موتور٬ مي‌توان مقاومت‌هايی به طور سری سر راه سيم پيچی‌های موتور قرار دارد و به تدريج كه موتور دور می‌گيرد دسته مقاومت‌های راه‌انداز را به طرف چپ حركت داده در اين صورت كم‌كم مقاومت‌ها از سر راه مدار خارج مي‌شود.
مزایا سافت استاتر:
- در شروع راه‌اندازی ولثاژ موتور پایین است که از ایجاد ضربه و تنش‌های غیر‌ضروری در لحظه استارت جلوگیری خواهد کرد.( راه‌اندازی به طور کامل در دست کاربر خواهد بود.)
- این روش قابلیت نتظیم گشتاور با توجه به میزان بار را دارد.
- امکان توقف نرم و کنترل‌شده در صورت نیاز(پمپ و کانوایر) وجود دارد.
معایب روش سافت استارتر:
- نسبت به روش ستاره – مثلث هزینه‌بر است.
- در مواردی که نیاز به تغییر سرعت است نمی‌توان از این روش استفاده کرد.
- چپ‌گرد و راست‌گرد ندارد و برای اینکه چپ‌گرد و راست‌گرد داشته باشید باید از دو کونتاکتور جدا استفاده نمایید.
راه‌انداز نرم الکتروموتور(سافت استارتر)
5- راه‌اندازی ترانسفورماتور
این روش برای موتورهای صنعتی و با ولتاژ بالا به کار می‌رود. با استفاده از یک ترانسفورماتور با ضریب تبدیل متغییر می‌توانیم افزایش تدریجی ولتاژ استاتور در زمان راه‌اندازی را مشاهده کنیم.
6- راه‌اندازی اینورتر (دستگاه کنترل دور موتور)
اینورتر یا درایوها از دو بخش تشکیل شده‌اند که در بخش اول برق AC ورودی را به برق جریان مستقیم DC تبدیل می‌کنند و سپس در بخش دوم مجدداً یک برق AC با فرکانس متغیر را در اختیار موتور قرار می‌دهند. در حقیقت از دو موتور استفاده میکنیم و به واسطه آن می‌توان سرعت موتورهای الکتریکی AC را کنترل کنیم.
مزایا روش اینورتر:
- امکان کنترل سرعت با توجه به نیاز کاربر در داریوها را داریم.
- برای چپ‌گرد و راست‌گرد کردن موتور نیازی به کنتاکتور نیست.
- مصرف برق کاهش می‌یابد.
- با تنظیم درست حفاظت کامل از الکتروموتور را بر عهده دارد و هیچ وسیله حفاظتی دیگری نیاز نیست.
- امکان کنترل کردن درایوها از راه دور وجود دارد.
- می‌توان موتور را بدون نیاز به قطع و وصل برق اصلی، روشن و خاموش کرد.
معایب روش اینورتر:
- درایو دارای سایز فیزیکی بزرگی است و علاوه بر سنگین بود، نیاز به فضای مناسب دارد.
- در ایران قیمت بالایی دارد.
- استفاده از اینورتر باعث عدم بهینه کار کردن الکتروموتور خواهد شد اما با اتخاذ تدابیر مناسب می‌توان باعث عمر مفید الکتروموتور شد.
راه‌اندازی ترانسفورماتور
بهترین روش راه‌اندازی الکتروموتور چیست؟
همه روش‌های ذکر شده دارای مزایا و معایب است اما به تشخیص متخصصان، روش اینورتری بهترین روش ممکن٬ در دنیا است.
اگر برای شما سوال شود که چرا این روش مورد تایید متخصصان است؛ باید بگویم علت اصلی آن کنترل دقیق دور و سرعت موتور به همراه کاهش مصرف انرژی از ناحیه اینورتر است. علت‌های دیگری نیز دارد که به چند مورد از آن اشاره می‌شود:
- ذخیره انرژی تا سطح پنجاه درصد
- افزایش بازه بهره‌وری مفید و عمر موثر قطعات مکانیکی
- از بین رفتن شوک‌های راه‌اندازی
توجه داشته باشید که پس از گذشت مدتی از زمان قطعاً باید درایوها سرویس شوند. سرویس درایوها با باز نمودن پنل‌های تهویه و باد گرفتن سیستم خنک‌کاری و هیت سینک درایو صورت می‌گیرد.
جمع‌بندی
ضمن تشکر از وب‌سایت نیروژن جهت افزایش سطح آگاهی در حوزه برق الکترونیک هنگام استفاده از هر کدام روش‌های راه‌اندازی الکتروموتور، به معایب و مزایای آن‌ها دقت فرمایید.
در سخن پایانی توجه شما را به جدول زیر جلب میکنیم:
انواع روش‌های راه اندازی الکتروموتور