دانش کافی در زمینه سیم پیچی موتور سه فاز برای صاحبان صنایع از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا آن‌ها می دانند که در صورت آسیب به سیم پیچ الکتروموتور، موتور دیگر توان تأمین سرعت و گشتاور لازم را نخواهد داشت و تحت بار آسیب می‌بیند. در ادامه، بیشتر در رابطه با اهمیت سیم پیچی موتور سه فاز و انواع آن صحبت خواهیم کرد. همچنین مقایسه ای بین روش‌های مختلف سیم پیچی موتور خواهیم داشت.
بیشتر بخوانید: آموزش 4 روش تست سیم پیچ موتور سه فاز
کاربرد الکتروموتور سه فاز و اهمیت سیم پیچی آن
الکترو موتور تک فاز و سه فاز انواع مختلفی دارند که بسته به نوع کاربرد آن باید انتخاب شوند. به طور کلی، موتورهای سه فاز در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرند که می توان به بالابرها، آسیاب ها و فن ها اشاره داشت. مهم ترین بخش در ساختار الکتروموتورها سیم پیچی آن ها می باشد. اگر سیم پیچی دچار مشکل شود، قادر به تأمین سرعت و گشتاور مورد نیاز نخواهد بود. از این رو، انجام فرآیند سیم پیچی به صورت دقیق و اصولی از اهمیت بالایی برخوردار است.
در دستگاه‌های الکتریکی برای سیم پیچی از آلیاژهای مس و آلومینیوم استفاده می‌شود که نوع مسی آن مرغوب تر است و بازدهی بالاتری دارد. در صورت آسیب به سیم پیچ ها، باید مجدداً الکتروموتور را سیم پیچی و تعمیر نمود. زمانی که سیم پیچی به طور مجدد انجام می گیرد، ممکن است کیفیت ابتدایی را نداشته باشد که دلیل اصلی آن فرسوده بودن سایر بخش‌های موتور الکتریکی می باشد.
انواع سیم پیچی موتور سه فاز
الکتروموتور سه فاز به دو روش استاتور و روتور سیم پیچی می شوند. سیم پیچ استاتور که موضوع مبحث ما نیز می باشد ثابت بوده و وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی دوار که از جریان سه فاز ورودی دریافت می کند را به عهده دارد. از آلیاژهای مختلفی برای این نوع سیم پیچ استفاده می شود؛ همان گونه که در بالا به آن اشاره داشتیم، نوع مسی مرغوب ترین نوع آلیاژ بوده و بهتر عمل می کند. اما برخی از تولیدکنندگان به منظور کاهش هزینه ها، آلیاژ آلومینیوم را به کار می گیرند که از کیفیت کمتری برخوردار می باشد.
روتور این موتورها در دو نوع روتور قفس سنجابی و سیم پیچی شده تولید می شوند که در ایران اکثر الکتروموتورها از نوع قفس سنجابی هستند.
معرفی انواع روش های سیم پیچی موتور سه فاز
به منظور ساخت استاتور الکتروموتور سه فاز، ورق‌های آهن سیلیس را به شکلی روی هم قرار می دهند که شیارهایی تشکیل می شود و به آن‌ها اسلات می گویند. برای هر فاز ورودی یک سیم پیچ در نظر گرفته می شود که درون اسلات‌ها قرار می گیرند. به جهت ایجاد میدان مغناطیسی دوار در استاتور باید توجه داشت که سه گروه سیم پیچ 120 درجه اختلاف فاز الکتریکی داشته باشند؛ به این معنا که هر کدام از این سه سیم پیچ جریان الکتریکی را با یک اختلاف فاز مشخص نسبت به دو سیم پیچ دیگر دریافت کنند.
در یک سیستم سه فاز، سه سیم پیچ به طور معمول در زاویه های 120 درجه از هم قرار می گیرند. به این دلیل که ولتاژهای تولید شده توسط هر یک از سیم پیچ‌ها دارای اختلاف فاز 120 درجه الکتریکی هستند.
برای درک بهتر این موضوع، تصور کنید که هر یک از سه سیم پیچ، به ترتیب، در یک دایره قرار گرفته اند. زاویه بین هر دو سیم پیچ متوالی 120 درجه است. این چیدمان باعث می شود که ولتاژهای تولید شده توسط هر سیم پیچ در زمان‌های مختلف به اوج برسند و به همین ترتیب، هر یک از ولتاژها دارای اختلاف فاز 120 درجه نسبت به دیگری باشند. این چیدمان اهمیت زیادی دارد زیرا موجب توازن بهتر و کارایی بیشتر در تقسیم نیرو شده و به طور گسترده در تولید و توزیع برق به کار می‌رود.
و اما روش‌های مختلف سیم‌پیچی الکتروموتور سه فاز عبارتند از:
- سیم پیچی یک طبقه
- سیم پیچی دو طبقه
- سیم پیچی متحدالمرکز
- سیم پیچی گام کسری
- سیم پیچی زنجیری
ارزیابی سیم پیچ دو طبقه و یک طبقه
در سیم پیچ دو طبقه، دو کلاف سیم‌پ یچ مختلف در هر شیار قرار دارد، اما در سیم پیچی یک طبقه داخل هر شیار استاتور یک کلاف قرار می گیرد. به طور کلی، سیم پیچی دو طبقه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد و مزایای زیادی نسبت به نوع یک طبقه دارد که برخی از آن ها عبارتند از:
- کاهش پیشانی کلاف‌ها: در سیم پیچ دو طبقه، پیشانی کلاف ها کاهش یافته که سبب می شود سیم پیچ وزن کمتری داشته باشد. در نتیجه، با توجه به سبک تر بودن، هزینه آن نیز ارزان تر تمام می شود.کاهش مقاومت اهمی: مقاومت اهمی سیم پیچ در نوع دو
- طبقه با کاهش پیشانی کلاف ها کمتر می شود که این مسئله داغ کردن موتور را کاهش داده و منجر به بالا رفتن راندمان آن می گردد.
- حذف هارمونیک سه: از دیگر مزایای سیم پیچ دو طبقه به روش گام کسری این است که می توان هارمونیک سه، که به نوعی هارمونیک مزاحم است، را حذف نمود.
این مزایا باعث شده اند که سیم پیچی دو طبقه به طور گسترده تری مورد استفاده قرار گیرد و عملکرد بهتری در موتورهای الکتریکی داشته باشد.
تعریف گام سیم پیچی
در موتورهای سه فاز دو نوع گام سیم پیچی وجود دارد که به آن‌ها گام کلاف و گام قطبی گفته می‌شود.
گام کلاف که به آن گام سیم پیچی نیز می گویند، بر حسب تعداد شیارهای استاتور فاصله دو بازوی کلاف را نشان می دهد. به طور مثال، اگر ابتدای کلاف در شیار 1 قرار داشته باشد، گام کلاف تعیین می کند که انتهای آن باید در کدام شیار واقع شود.
گام قطبی تعیین کننده تعداد شیارهای استاتور می باشد که توسط هر قطب پوشش داده می شود.
در سیم پیچی گام کامل، گام قطبی و گام سیم پیچ با یکدیگر برابری می کنند. اما در نوع گام کسری، به طور معمول مقدار گام سیم پیچی از گام قطبی کمتر می باشد.
مقایسه سیم پیچ موتور سه فاز متحدالمرکز و زنجیره ای
در سیم پیچی به روش زنجیره ای، کلاف ها به صورت مساوی پیچیده می شوند. این در صورتی است که در نوع متحدالمرکز باید کلاف ها را در اندازه های نامساوی پیچید. مجموع طول کلاف ها در روش زنجیره ای کمتر از متحدالمرکز می باشد، به همین دلیل از نظر اقتصادی گزینه بهتری محسوب می شود. به طور کلی، از سیم پیچی متحدالمرکز برای الکتروموتور تک فاز بیشتر استفاده می شود.
در این مبحث قصد داشتیم که شما را با اهمیت سیم پیچی موتور سه فاز و روش های مختلف آن آشنا کنیم. همچنین به مقایسه و ارزیابی هر کدام از روش ها پرداختیم تا شما تحلیل بهتری در این رابطه داشته باشید. امیدواریم با مطالعه این مطلب اطلاعات مفیدی کسب نمایید.
