نحوه راه اندازی موتور تک فاز بسته به نوع آن متفاوت است. به طور معمول در صنایع از موتورهای تک فاز آسنکرون یا القایی با روتور قفس سنجابی بهرهبرداری میشود. این موتورها برخلاف الکتروموتور سه فاز، برای به حرکت درآوردن روتور خود به یک میدان مغناطیسی دوار در استاتور نیاز دارند که این میدان با استفاده از مدارهای راهاندازی خاص تولید میشود.
همانطور که از عنوان ‘الکتروموتور تک فاز’ پیداست، این موتورها با منبع تغذیه متناوب تک فاز 220 ولت کار میکنند و در زمینههای تجاری، مسکونی و صنعتی کاربرد دارند. این موتورها در تجهیزات الکتریکی متنوعی مانند یخچالها، پمپها، کمپرسورها و دیگر دستگاهها بهکار میروند. شایان ذکر است که هرکدام از سیمپیچهای موتور تک فاز از دو ترمینال برخوردار هستند که باید به فاز و نول متصل شوند، اما بسته به نوع موتور، این اتصالات میتوانند متفاوت باشند. در ادامه، به شرح روشهای مختلف راهاندازی موتور تک فاز میپردازیم.
معرفی روش های مختلف راه اندازی موتور تک فاز
پنج روش برای راه اندازی الکتروموتور تک فاز وجود دارد که در این مقاله به شرح آنها خواهیم پرداخت. این روشها به طور خاص برای راهاندازی موتورهای تک فاز در شرایط مختلف طراحی شدهاند.
موتور با فاز شکسته یا راه انداز مقاومتی
به طور معمول از راه اندازی موتور تک فاز با فاز شکسته در موتورهایی که پیچیدگی کمتری دارند، استفاده میشود. این موتورها دارای دو سیمپیچ استارت و اصلی میباشند. سیمپیچ راهانداز به نسبت سیمپیچ اصلی کوتاهتر، نازکتر و با دور کمتر است و در نتیجه از مقاومت بالاتری برخوردار میباشد. همچنین در این سیمپیچ، به دلیل خاصیت مقاومتی بیشتر نسبت به سیمپیچ اصلی که سلف آن بیشتر است، جریان تقدم فازی در حدود 30 درجه ایجاد میشود.
در نتیجه، میدان مغناطیسی در سیمپیچ راهانداز با سرعت بیشتری نسبت به سیمپیچ اصلی ایجاد میشود. دو میدان مغناطیسی با زاویهای در حدود 30 درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند که این زاویه کوچک برای راهاندازی الکتروموتور تک فاز مناسب می باشد. لازم به ذکر است که پس از رسیدن موتور به بار نامی و تقریبا 70 تا 80 درصد سرعت سنکرون، سیمپیچ کمکی به علت برخورداری از مقاومت بالا با استفاده از یک کلید گریز از مرکز از مدار خارج میشود.
نکته: راه اندازی موتور تک فاز با فاز شکسته، برای توانهای تا 250 وات مناسب است و در تجهیزاتی مانند فنهای تهویه و دمندهها، دستگاههای نجاری، ماشین لباسشویی، دریل کاربرد دارد.
راه اندازی موتور تک فاز با خازن موقت (راه انداز)
در صورتی که در سیمپیچ کمکی موتور تک فاز آسنکرون یک خازن سری اضافه شود، اختلاف فاز بین جریانهای دو سیمپیچ افزایش مییابد (تقریباً 90 درجه). این تغییر موجب میشود که گشتاور مورد نیاز برای راهاندازی موتور بیشتر شود. نکته مهم در این رابطه آن است که گشتاور راهاندازی در این روش نسبت به شیوه فاز شکسته بیشتر است. خازنی که در این روش استفاده میشود، معمولاً از نوع الکترولیتی است و ظرفیت بالایی در حدود 250 میکروفاراد دارد. این خازن به شکل جداگانه روی موتور نصب میشود و تنها برای مرحله راهاندازی مورد استفاده قرار میگیرد.
نکته دیگر که باید به آن توجه کنید این است که مقاومت سیمپیچ کمکی در این روش باید کم باشد تا اختلاف فاز بیشتری بین جریانهای دو سیمپیچ ایجاد شود. پس از اینکه موتور به سرعت نامی رسید، خازن به کمک یک کلید گریز از مرکز از مدار خارج میشود. این عملیات باعث میشود که موتور پس از راهاندازی به عملکرد معمولی خود ادامه دهد. گشتاور راهاندازی بالا در موتور تک فاز با خازن راهانداز برای بارهایی که نیاز به استارت مکرر دارند، مانند پمپها، کمپرسورها، کانوایرها و ماشینآلات صنعتی مناسب است.
راه اندازی موتور تک فاز با خازن دائم
این روش از راه اندازی موتور تک فاز از جهات مختلف شباهتهای زیادی با راهاندازی موتور تک فاز با خازن موقت دارد، با این تفاوت که در این نوع موتور، کلید گریز از مرکز وجود ندارد و خازن و سیمپیچ کمکی بهطور دائم در مدار باقی میمانند. خازن دائم کار سبب بهبود گشتاور موتور میشود و توان و کارکرد آن را افزایش میدهد، اما باید توجه داشت که گشتاور راهاندازی این روش به نسبت خازن موقت کمتر است.
خازن مورد استفاده در این مدار از نوع روغنی است که به نسبت خازن الکترولیتی، ابعاد بزرگتر و قیمت بالاتری دارد. لازم به ذکر است که به منظور کاهش تلفات، باید خازن با ظرفیت پایینتر انتخاب شود، که البته این امر منجر به کاهش گشتاور راهاندازی نیز میشود. موتور تک فاز با خازن دائم کار، برای توانهای پایین (تا 200 وات)، مانند فنها، دمندهها، ماشینهای اداری و آبمیوهگیریها، مناسب است.
راه اندازی موتور تک فاز با دو خازن
به منظور برخورداری از مزایای الکتروموتور تک فاز با خازن راهانداز و خازن دائم بهطور همزمان، میتوان از موتور تک فاز دو خازنه استفاده کرد. در این نوع موتور، برای راهاندازی از یک خازن الکترولیتی با ظرفیت چند صد میکروفاراد و برای کار دائم از یک خازن روغنی با ظرفیت چند ده میکروفاراد استفاده میشود. این خازنها بهصورت موازی با هم و بهطور سری با سیمپیچ کمکی قرار میگیرند.
در نتیجه، موتور از گشتاور راهاندازی بالا و گشتاور کار دائمی مناسب برخوردار میشود. موتورهای تک فاز دو خازنه برای دستگاههایی که نیاز به راهاندازی مکرر و بارهای اینرسی بالا دارند، مانند یخچالها، کمپرسورهای هوا و انواع پمپها، مناسب هستند و به دلیل گشتاور راهاندازی و راندمان بالا، انتخاب مناسبی برای این کاربردها به شمار میآیند.
راه اندازی موتور تک فاز با قطب سایهدار (چاکدار)
موتور قطب چاکدار یک موتور تک فاز است که دارای یک روتور قفس سنجابی میباشد. هر قطب روتور در این موتور دارای یک زایده کوچک است که یک سیمپیچ یا حلقه مسی به دور آن پیچیده. وقتی برق به استاتور اعمال میشود، شار مغناطیسی در قطبهای اصلی ایجاد شده که این شار باعث القای ولتاژ در سیمپیچ سایه میشود. چون سیمپیچ سایه به طور خاص به صورت اتصال کوتاه طراحی می شود، شار القا شده در آن باعث ایجاد جریان گردشی میشود. به دلیل اینکه شار مغناطیسی در سیمپیچ سایه در خلاف جهت شار سیمپیچ اصلی است، اختلاف فاز بین دو شار ایجاد میشود. این اختلاف فاز زمینهساز گشتاور لازم برای به حرکت درآوردن روتور میگردد.
آشنایی با روشهای مختلف راه اندازی موتور تک فاز برای متخصصان فعال در حوزههای صنعتی و تکنسینها ضروری است. در این نوشته، به معرفی این روشها بهطور مفصل پرداختیم. امیدواریم که از آن بهره مند شوید.
