منظور از کنترل دور الکتروموتور تنظیم سرعت یا تعداد دور در دقیقه (RPM) موتور است که با هدف بهینه سازی عملکرد و بهره وری انجام میشود. این فرآیند مزایایی مانند صرفهجویی در انرژی، کاهش استهلاک و سر و صدای موتور، و افزایش طول عمر دستگاه را به همراه دارد. به همین دلیل، کنترل دور یکی از موضوعات کلیدی در استفاده از الکتروموتورها محسوب میشود.
در این زمینه، اصطلاحاتی مانند استفاده از درایو فرکانس متغیر (VFD)، تنظیم سرعت، و راهاندازی نرم در صنایع و کارخانجات رایج است. کنترل دور در الکتروموتور تک فاز و سه فاز برای کاربردهای متنوعی از جمله جرثقیلها، آسانسورها، نوار نقالهها، فنها و پمپها به کار میرود.
این دستگاهها معمولاً به تنظیم سرعت نیاز دارند تا با شرایط مختلف کاری سازگار شوند و بهرهوری سیستم افزایش یابد. در بسیاری از ماشینآلات صنعتی، کنترل سرعت از طریق تغییر فرکانس یا ولتاژ ورودی موتور انجام میشود که با استفاده از درایوهای پیشرفته، عملکرد دقیقتر و کارآمدتری را فراهم میکند. در این مقاله، به شرح انواع روشهای کنترل موتور سه فاز و تک فاز میپردازیم.
انواع روش های کنترل دور الکتروموتور تک فاز
اگر در حوزه صنایع مختلف فعالیت داشته باشید، احتمالاً میدانید که بیشتر موتورهای AC از نوع آسنکرون یا همان القایی قفس سنجابی هستند. این موتورها برای به حرکت درآوردن روتور نیاز به ایجاد میدان مغناطیسی دوار در اطراف آن دارند.
در موتورهای تک فاز، برای ایجاد این میدان دوار و دستیابی به گشتاور اولیه، علاوه بر سیمپیچ اصلی، به یک سیمپیچ کمکی (راهانداز) نیز نیاز است که در استاتور قرار میگیرد. بسته به نحوه اتصال این سیمپیچها و نوع کاربرد موتور، روشهای مختلفی برای راهاندازی موتور تک فاز وجود دارد. برای آشنایی با روش های متداول راهاندازی موتور تک فاز این مقاله را مطالعه نمایید: معرفی 5 روش راه اندازی موتور تک فاز
به طور کلی، برای کنترل دور الکتروموتور تک فاز دو روش اصلی وجود دارد که در ادامه به شرح آنها میپردازیم:
روش مقاومتی
در این روش، از یک مقاومت متغیر در مدار سیم پیچ استاتور استفاده میشود. با افزایش مقاومت، ولتاژ دو سر سیم پیچ استاتور کاهش یافته و در نتیجه، جریان و سرعت موتور کاهش مییابد. این روش به دلیل تلفات انرژی و تولید گرمای زیاد، معمولاً در کاربردهای صنعتی مناسب نیست و تنها در موارد خاص استفاده میشود.
استفاده از اینورتر فرکانس متغیر (VFD)
این روش با تغییر فرکانس اعمالی به الکتروموتور، سرعت آن را تنظیم میکند. رابطه مستقیمی بین سرعت موتور و فرکانس ورودی وجود دارد، بنابراین اینورتر با تغییر فرکانس، سرعت موتور را به صورت دقیق و کارآمد کنترل میکند. به دلیل بهره وری بالا، کاهش تلفات انرژی، و کنترل دقیق، این روش یکی از بهترین گزینهها برای کنترل دور الکتروموتورهای تک فاز است.
در راستای کنترل دور الکتروموتور، لازم دانستیم که به این نکته نیز اشاره کنیم که در کنار موتورهای آسنکرون، نوع دیگری از موتورها به نام یونیورسال نیز وجود دارند. این موتورها از منبع تغذیه AC یا DC استفاده میکنند و به همین دلیل انعطافپذیری بالایی در کاربردهای مختلف دارند.
یکی از مزیتهای برجسته موتورهای یونیورسال، قابلیت تغییر سرعت با تغییر ولتاژ اعمالی است. در این موتورها، سیمپیچ روتور با سیمپیچ استاتور به صورت سری متصل میشود. برای تغییر سرعت، کافی است ولتاژ ورودی یا اتصال سیمپیچ روتور را تغییر دهید.
از دیگر ویژگیهای این موتورها میتوان به گشتاور بالا در مقایسه با اندازه آنها و امکان کارکرد در سرعتهای بسیار بالا اشاره کرد. با این حال، موتورهای یونیورسال به دلیل داشتن قطعاتی مانند جاروبک و کموتاتور، نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارند و در طول زمان ممکن است دچار استهلاک شوند.
از این موتورها به دلیل وزن سبک، توان بالا، و قابلیت کنترل آسان در لوازم خانگی پرکاربردی مانند آبمیوهگیری، سشوار، جاروبرقی و برخی ابزارهای برقی صنعتی مانند دریلها و ارهها استفاده میشود.
انواع روشهای کنترل دور الکتروموتور سه فاز
جهت کنترل دور الکتروموتورهای سه فاز، 6 روش وجود دارد که در ادامه به شرح هر کدام از آنها میپردازیم.
تغییر در تعداد قطبها
با تغییر تعداد قطبها میتوان سرعت موتور الکتریکی را تنظیم کرد. این تغییر معمولاً از طریق تنظیم اتصالات سیمپیچهای استاتور انجام میشود. از آنجا که سرعت موتور با تعداد قطبها رابطه معکوس دارد، کاهش یا افزایش تعداد قطبها باعث تغییر سرعت میشود. لازم به ذکر است که این روش به دلیل گامهای محدود در تغییر تعداد قطبها، تنها سرعتهای خاصی را ممکن میسازد. این روش بیشتر در موتورهایی که نیاز به سرعتهای مشخص و ثابت دارند (مانند ماشینآلات صنعتی) استفاده میشود.
تنظیم ولتاژ و فرکانس
سرعت موتورهای القایی به فرکانس تغذیه بستگی دارد. در این روش، با تغییر ولتاژ و فرکانس تغذیه، میتوان گشتاور و سرعت موتور را کنترل کرد. به منظور حفظ عملکرد بهینه و پیشگیری از کاهش گشتاور موتور، لازم است ولتاژ و فرکانس به شکل متناسب تغییر کنند. به طور معمول، این فرایند با استفاده از درایو فرکانس متغیر (VFD) انجام میشود. یک نکته فنی مهم در این روش وجود دارد که باید به آن توجه کنید.
نکته: کاهش ولتاژ بدون تغییر فرکانس، سبب کاهش گشتاور و داغ شدن موتور میشود. پس دقت داشته باشید که تنظیم ولتاژ و فرکانس به صورت همزمان انجام شود.
استفاده از چوک (سلف) سری
سلف، و یا همان چوک، در این روش به عنوان یک عنصر القائی در مدار قرار میگیرد و زمینهساز کاهش جریان یا تغییر شکل موج جریان میشود. این تغییرات، کاهش سرعت موتور و کنترل دقیقتر را به همراه دارد. این روش در موتورهایی که از توان کمی برخوردار هستند، میتواند با سری کردن یک سلف یا ترانس با سیمپیچ موتور، سرعت موتور را کنترل و تنظیم نماید. برای موتورهای با توان بالا، معمولاً روشهای دیگری مانند استفاده از درایو فرکانس متغیر (VFD) یا تغییر تعداد قطبها مناسب تر هستند.
استفاده از مقاومت در روتور
یکی دیگر از روشهای کنترل دور الکتروموتور، استفاده از مقاومت در روتور است. زمانی که افزایش مقاومت در مدار روتور شکل میگیرد، جریان عبوری آن کاهش مییابد، در نتیجه سبب کاهش گشتاور و کاهش سرعت موتور میشود. در این روش، با سری کردن یک مقاومت با سیمپیچ روتور و همچنین کنترل جریان روتور، میتوان سرعت موتور را تغییر داد. به طور معمول، از این راهکار در موتورهایی که نیازمند تغییرات سریع در سرعت هستند، استفاده میشود. اما به دلیل ایجاد تلفات حرارتی، در کاربردهایی با توان بالا، به ندرت مورد استفاده قرار میگیرند.
استفاده از اتوترانس
این روش در مواردی که نیاز به کاهش ولتاژ در حالت راهاندازی و کاهش جریان است، استفاده میشود. به این صورت که با استفاده از اتوترانس، ولتاژ سیمپیچ موتور و در نتیجه سرعت آن را میتوان تنظیم کرد.
روش قطب متغیر
این روش در برخی کاربردهای خاص استفاده میشود که در آن با تغییر نحوه تحریک یا توزیع میدان مغناطیسی بین قطبها، سرعت موتور قابل تنظیم است.
در این مقاله، تمام اطلاعات ضروری درباره کنترل دور الکتروموتور را برای شما بیان کردیم و به شرح روشهای مختلف کنترل دور موتورهای تک فاز و سه فاز پرداختیم. از شما سپاسگزاریم که تا پایان همراه ما بودید.
