روش های راه اندازی موتور القایی
انواع روش های راه اندازی موتور
در این بخش روش های راه اندازی متداول الکتروموتورهای القایی قفس سنجابی بررسی شده است. در پایان این مقاله جدولی وجود دارد که انواع روش های راه اندازی را از نظر مشکلات عمومی با یکدیگر مقایسه کرده و یک دید کلی به شما خواهد داد.
روش راه اندازی تک ضرب یا مستقیم یا ولتاژ کامل
این روش ساده ترین و متداول ترین حالت راه اندازی موجود در صنعت است. تجهیزات راه اندازی در مدار تک ضرب یا D.O.L: Direct On Line بسیار محدود و شامل یک کنتاکتور و رله اضافه بار حرارتی یا الکترونیک می شود. در کنار سادگی، نقطه ضعف این روش دریافت بالاترین جریان راه اندازی از مدار است. در نظر داشته باشید که برای راه اندازی به صورت دستی می توان از کلید زبانه ای صفر و یک نیز استفاده کرد. روش نصب و سیم بندی این کلید را می توانید در گروه مقالات آموزش مدار فرمان مطالعه کنید.
مقدار نرمال جریان راه اندازی بین ۶ تا ۷ برابر جریان نامی موتور است، اما مقادیر ۹ تا ۱۰ برابر جریان نامی نیز ممکن است در لحظه ی استارت ایجاد شود. علاوه بر جریان راه اندازی یک پیک جریان نیز در مدار وجود دارد که می تواند تا ۱۴ برابر جریان نامی افزایش پیدا کند. این مقدار بعلت عدم وجود انرژی در لحظه ی اول استارت موتور است. مقادیر اعلام شده به طراحی و سایز موتور بستگی دارد، اما به صورت کلی موتورهای کوچک مقادیر بیشتری نسبت به موتورهای بزرگ دریافت می کنند. علاوه بر جریان راه اندازی بالا در حالت تک ضرب، گشتاور راه اندازی نیز بسیار بالا بوده و برای اغلب تاسیسات غیر ضروری و غیر مفید است.
گشتاور در واقع نیروی تولیدی توسط الکترموتور است و اگر مقدار بالایی داشته باشد، تنش های زیادی به کوپلینگ ها و قسمت های متحرک وارد میکند. تاسیسات زیادی وجود دارد که در آن ها راه اندازی تک ضرب بسیار عالی کار کرده و در برخی موارد نیز این تنها روش راه اندازی است. در تصویر زیر اجزای مدار کنتاکتوری به همراه نقشه ی تک خطی مدار تک ضرب را مشاهده می کنید. در این بخش منحنی گشتاور و جریان نیز آورده شده است.
مقدار نرمال جریان راه اندازی بین ۶ تا ۷ برابر جریان نامی موتور است، اما مقادیر ۹ تا ۱۰ برابر جریان نامی نیز ممکن است در لحظه ی استارت ایجاد شود. علاوه بر جریان راه اندازی یک پیک جریان نیز در مدار وجود دارد که می تواند تا ۱۴ برابر جریان نامی افزایش پیدا کند. این مقدار بعلت عدم وجود انرژی در لحظه ی اول استارت موتور است.
روش راه اندازی ستاره مثلث
در این روش راه اندازی، جریان و گشتاور در لحظه ی استارت کاهش پیدا می کند. برای ساخت یک مدار ستاره مثلث به سه کنتاکتور ، یک رله اضافه بار و یک تایمر ستاره مثلث برای تنظیم زمان سوئیچ ستاره به مثلث نیاز است. این روش راه اندازی برای موتورهایی توصیه می شود که می توانند به صورت مثلث در حالت نرمال به شبکه متصل شوند. در صورت نیاز به راه اندازی دستی می توانید از یک کلید ستاره مثلث زبانه ای نیز استفاده کنید.
جریان راه اندازی دریافتی در مدار ستاره مثلث حدود 30 درصد جریان راه اندازی حالت تک ضرب است. بعلت کاهش ولتاژ، گشتاور راه اندازی در این حالت نیز پائین و حدود 25 درصد گشتاور راه اندازی حالت تک ضرب خواهد بود. مدار ستاره مثلث برای تاسیساتی مناسب است که هنگام راه اندازی بار سنگینی ندارند. به عبارت ساده تر اگر بار موتور در لحظه ی راه اندازی سنگین باشد گشتاور کافی برای افزایش سرعت موتور قبل از سوئیچ به حالت مثلث تولید نخواهد شد. به عنوان مثال هنگام راه اندازی پمپ ها و فن ها ، گشتاور بار در ابتدای راه اندازی کم بوده و با مربع یا توان دو سرعت افزایش پیدا می کند.
جهت مطالعه ده ها مقاله ی تخصصی دیگر، بخش مقالات راه اندازی موتور سه فاز را مشاهده کنید.
هنگام رسیدن به 80تا 85٪ سرعت نامی موتور، گشتاور بار با گشتاور موتور و برابر شده و شتاب صفر خواهد شد. در این زمان و برای رسیدن به سرعت نامی ، باید موتور به حالت مثلث سوئیچ شود. تغییر حالت ستاره به مثلث اغلب باعث ایجاد ترنزینت و دریافت جریان بالا از مدار خواهد شد. در بعضی موارد جریان پیک ناشی از سوئیچ ستاره به مثلث به مقداری بیشتر از جریان راه اندازی حالت تک ضرب میرسد. در تصویر زیر اجزای تشکیل دهنده ی مدار ستاره مثلث کنتاکتوری به همراه نقشه تک خطی آن آورده شده است. در بخش دوم تصویر مشاهده می کنید که جریان و گشتاور راه اندازی در مقیاسه با حالت تک ضرب چگونه خواهد شد.
روش راه اندازی ستاره مثلث برای تاسیساتی که هنگام راه اندازی به نیروی بیشتر از ۵۰ درصد گشتاور نامی موتور نیاز دارند، مناسب نیست.
روش راه اندازی موتور با سافت استارتر
سافت استارتر دارای خصوصیات متفاوتی نسبت به سایر روش های راه اندازی بوده و دارای دو بخش قدرت و کنترل به صورت الکترونیک می باشد. در مدار قدرت این تجهیز از تریستور برای کنترل ولتاژ موتور استفاده می شود. کنترل تریستورها و در نتیجه ولتاژ موتور، توسط یک برد الکترونیک با آیتم های قابل تنظیم صورت می گیرد. از آنجایی که گشتاور و جریان راه اندازی به ولتاژ وابسته است، با کاهش ولتاژ می توان هردو مورد را کنترل کرد. در اصل سافت استارتر از این قانون استفاده کرده و با کاهش ولتاژ، جریان و گشتاور راه اندازی الکتروموتور را کاهش می دهد. در لحظه ی اول راه اندازی، ولتاژ موتور به قدری پائین است که فقط خلاصی بین چرخ دنده ها یا نوار متحرک یا زنجیره های کششی گرفته شود. با این کار از ایجاد ضربه و تنش های غیر ضروری در لحظه ی استارت جلوگیری می شود. در ادامه ی راه اندازی و با افزایش ولتاژ و گشتاور، الکتروموتور به تدریج شتاب خواهد گرفت.
یکی از مزایای استفاده از سافت استارتر، قابلیت تنظیم گشتاور مورد نیاز الکتروموتور با توجه به میزان بار است. در حقیقت با استفاده از سافت استارتر گشتاور راه اندازی کامل در دسترس خواهد بود اما نوع راه اندازی بسیار متفاوت با حالت تک ضرب بوده و هزینه های تعمیرات و نگهداری را به شدت کاهش می دهد. قابلیت دیگر سافت استارتر، توانایی توقف نرم یا Soft Stop الکتروموتور است. به عنوان مثال قطع تغذیه ی یک پمپ در توقف نرمال با کنتاکتور یا Direct Stop را در نظر بگیرید. با این کار ضربات چکشی سنگینی در لوله ها بعلت بازگشت یکباره ی آب ایجاد می شود.قابل ذکر است که توقف نرم در بسیاری از تاسیسات مانند پمپ ها، آسانسورها، نوارهای نقاله و غیره نیز استفاده می شود.
مطالبی که در حال مطالعه ی آن هستید به صورت تصویری در دوره جامع راه اندازی و حفاظت موتور سه فاز آموزش داده شده است. در این دوره تصویری روش پلاک خوانی موتور، شناخت اصول حفاظت، شناخت تجهیزات راه اندازی و محاسبه سایز آن ها آموزش داده شده است. در بخش عملی می توانید سیم بندی راه اندازی های کنتاکتوری مانند تک ضرب، چپ گرد و راست گرد، ستاره مثلث به همراه نصب و سیم بندی 6 برند سافت استارتر زیمنس، اشنایدر، ABB، دانفوس، اوکام و سانترنو را مشاهده کنید. قسمت آخر دوره مربوط به بازدید از تاسیسات و تابلو برق های مختلف و بررسی چیدمان تجهیزات و سایز آن ها در تابلو برق است. جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این دوره می توانید صفحه آموزش جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز را مشاهده کنید.
روش راه اندازی موتور با درایو
مبدل فرکانس متغیر دارای نام های مختلفی مانند درایو سرعت متغیر یا VSD: Variable Speed Drive، درایو فرکانس متغیر یا VFD: Variable Frequency Drive یا به اختصار درایو است. کلمه ی درایو متداول ترین نام این دستگاه بوده و در اغلب مقالات یا آموزش ها از آن استفاده می شود. درایو از دو بخش کلی تشکیل شده است:
- قسمت اول برای تبدیل جریان متناوب با فرکانس 50 یا 60 هرتز به جریان مستقیم
- قسمت دوم تبدیل معکوس جریان مستقیم به جریان متناوب با فرکانس متغیر و قابل تنظیم
از آنجایی که سرعت موتور به فرکانس بستگی دارد ، این امر باعث می شود با تغییر فرکانس در خروجی درایو ، سرعت موتور کنترل شود. تغییر فرکانس و در نتیجه تغییر دور موتور، یکی از مزایای بسیار مهم درایو در تاسیساتی است که به کنترل پیوسته ی دور الکتروموتور نیاز دارند. در بسیاری از تاسیسات که به تغییر سرعت در کار عادی نیازی ندارند، از درایو برای راه اندازی و توقف استفاده میشود. مطمئناً در این روش نیاز به تجهیزات گرانتری برای راه اندازی الکتروموتور خواهد بود.
با کنترل فرکانس می توان در سرعت های پائین گشتاوری معادل گشتاور نامی موتور را ایجاد کرد. در این حالت جریان راه اندازی پائین و در حدود 0.5 تا 1 برابر و حداکثر 1.5 برابر جریان نامی موتور خواهد بود. یکی دیگر از ویژگی های بسیار مفید درایو، قابلیت توقف نرم یا Soft Stop است که مزایای آن در بخش قبلی شرح داده شد. از معایب درایو می توان هزینه ی بالا و تولید نویز و هارمونیک را نام برد. جهت کنترل نویز و هارمونیک از فیلترهای خاصی در مدار درایو استفاده می شود تا کیفیت توان در سطح استاندارد باقی بماند.
برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این دستگاه لطفا مقاله ی درایو یا اینورتر چیست را مطالعه کنید.
مشکلات رایج هنگام راه اندازی و توقف موتور در روش های مختلف
در جدول زیر مقایسه ی اشکالات اساسی مانند جریان بالا، تنش های مکانیکی و غیره را در انواع راه اندازی ها مشاهده می کنید. طبق این جدول استفاده از درایو بهترین گزینه و استفاده از حالت تک ضرب بدترین گزینه در راه اندازی الکتروموتورها می باشد. در نظر داشته باشید هرچقدر سایز موتور بزرگتر شود، استفاده از حالت های تک ضرب و ستاره مثلث معایب بیشتری ایجاد خواهد کرد. استفاده از اتو ترانسفورماتور یا سیم پیچ جداگانه مشکلاتی مانند راه اندازی ستاره مثلث خواهد داشت.
نوع مشکل | نوع راه اندازی
| |||
تک ضرب | ستاره مثلث | سافت استارت | درایو | |
بکسوات یا لیز خوردن تسمه ها و ساییدگی سنگین روی یاتاقان ها | بله | متوسط | نه | نه |
جریان هجومی کنترل نشده
| بله | نه | نه | نه |
تنش های مکانیکی سنگین روی گیربکس | بله | بله در‌صورت راه‌اندازی با بار | نه | نه |
آسیب به محصولات یا تجهیزات هنگام توقف
| بله | بله | نه | نه |
ضربه چکشی آب در لوله هنگام توقف پمپ
| بله | بله | کاهش | بهترین راهکار |
پیک های ولتاژی و جریانی
| بله | بله | نه | نه |
اطلاعات تخصصی در زمینه ی راه اندازهای نرم و درایو ها را می توانید در گروه مقالات راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز مطالعه کنید.
مثلث زرد 
مثلث زرد
مثلث زرد
مثلث زرد
مثلث زرد
مثلث زرد
مثلث زرد
با سلام مطالبتون عالیییه. یه سوال داشتم اونم اینکه اگر جریان نامی موتوری ۸ آمپر باشه و مثلا جریان راه اندازی ۵۶ آمپر نمیشه از کلید مینیاتوری ۱۰ آمپر تیپ C استفاده کرد چون ۵ تا ۱۰ برابر جریان رو بلافاصله قطع میکنه درسته ؟
سلام. اینجا یک نکته ی دیگه وجود داره و اون هم زمان راه اندازی هست. اگر موتور بدون بار باشه احتمال قطع مینیاتوری کمتره چون جریان پیک سریع عبور می کنه و بعد روبه کاهش میره. اما اگر بار موتور زیاد باشه یا اصطلاحات موتور تحت بار راه اندازی بشه امکان قطع بیشتر می شه. این مثالی که شما فرمودید روی مرز عملکرد بی متالی و مغناطیسی فیوز هست.
سلام و درود خدمت شما و تیم مثلث زرد :
مهندس دلیل نیاز نداشتن به بانک خازن با وجود درایو چیه ؟؟؟ شاید بگید چون درایو مصرف کننده سلفی نیست و لذا از شبکه توان راکتیو دریافت نمیکنه و برای موتور خودش توسط IGBT ولتاژ میسازه تا اینجا درست … اما پس اون مقدار لازم توان راکتیو جهت تولید میدان در موتور از کجا تامین میشه؟؟؟؟؟
ببخشید سوالم طولانی شد . با تشکر از شما
سلام وقت بخیر. در اصل درایو جریان متناوب رو به مستقیم تبدیل می کنه و بعد توان های مورد نیاز موتور رو میسازه. در اصل توانی که در دسترس درایو هست به شکل DC بوده و از سمت اولیه راکتیو دریافت نمیکنه
سلام ببخشيد من رشتم مكانيكه ي سوال داشتم
بار روي شفت موتور القايي را تا كجا ميشه زياد كرد و در لحظه راه اندازي موتور بار نامي باشه چ اتفاقي ميفته
سلام وقت بخیر. در موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی ما مولفه های مختلفی از گشتاور داریم. مثلا گشتاور راه اندازی و گشتاور نامی. گشتاور راه اندازی بستگی به سایز موتور و روش راه اندازی وجود داره. در موتورهای کوچک تا ۲.۵ و در موتورهای متوسط تا ۲ برابر گشتاور نامی در لحظه ای استارت ایجاد میشه البته اگر استارت به صورت تک ضرب باشه. با بزرگتر شدن موتور جریان راه اندازی شدید میشه و ما از روش های مختلفی مثل ستاره مثلث و سافت استارتر استفاده می کنیم که گشتاور رو کم می کنن. به صورت کلی اگر می خواید گشتاور نامی موتور رو در راه اندازی داشته باشید باید به اندازه موتور و روش راه اندازی توجه کنید. برای کنترل جریان و داشتن گشتاور مناسب در موتورهای بزرگ میشه از سافت استارتر و درایو استفاده کرد.
سلام امکان داره راه اندازی موتور ستاره مثلث با سافت استارت .مدارفرمان و قدرت را بذار ین ممنون میشم
سلام وقت بخیر. در آینده حتما.
سلام .لطفا روش راه اندازی موتور القایی با محلول آب نمک را توضیح دهید .با تشکر
سلام. این یک روش قدیمی برای کنترل ولتاژ هست که در راه اندازی موتورهای DC و رتور رینگی استفاده می شده. لطفا عبارت saltwater rheostat رو جستجو کنید و ویدئوهای عملکرد این روش در یوتیوب رو مشاهده کنید.
کاش میشد pdf شو دانلود کرد.
با سلام .متاسفانه امکان ارائه pdf مقالات وجود ندارد. مقالات وب سایت همگی برگرفته از کتاب های مثلث زرد هستند که دارای مجوز چاپ و نشر هستند. در صورت تمایل می تونید کتاب مرتبط با مقاله را تهیه بفرمایید.
سلام…خسته نباشید…جریان نامی ۷۵٪برای اتصال ستاره… مثلت بایدتایمرراروی چندثانیه تنظیم کنیم..که موتور آسیب نبیند…این جریان نامی موتورراهم توضیح بفرمایید…که چطوربایدمحاسبه شود..ممنون
سلام. روش های مختلفی برای به دست آوردن این زمان وجود داره. می تونید از یک زمان سنج و دور سنج استفاده کنید. با راه اندازی زمان گیری رو شروع کنید و وقتی موتور به ۷۵ درصد دور رسید، اون رو متوقف کنید. این زمان مناسب سوئیچ هست. می تونید از آمپرمتر هم استفاده کنید. وقتی جریان استارت تقریبا ثابت شد، باید سوئیچ اتفاق بیوفته. البته باید مقداری کمتر از زمان ثابت شده جریان باشه. محاسبه جریان موتور رو هم می تونید در بخش مقالات طراحی تاسیسات مطالعه کنید.
با سلام ۱ سوال داشتم ازتون
مگر گشتاور با جریان رابطه مستقیم ندارد پس چجور با افزایش گشتاور به گشتاور نامی جریان راه اندازی کمتر میشه؟
سلام وقت بخیر. اگر منحنی گشتاور رو مشاهده کنید در لحظه ی استارت گشتاور بسیار بالا بوده و با دور گرفتن موتور مجدد کاهش پیدا می کنه.
سلام، بخش دوم توی درایو که DC رو به AC تبدیل میکنه inverter هستش که به اشتباه converter گفته شده.
سلام. ممنون از توضیحات شما