فهرست:

1 ) کلیات موتور آسنکرون سه فاز :                                                                    1

      1 - 1 ) ساختمان موتورهاي القايي سه فاز :                                                                   2

               1-1 - 1 ) استاتور :                                                                                                  2

               1-1 - 2 ) رتور :                                                                                                        3

               1-1 -3 ) حلقه هاي لغزان :                                                                                      4

               1 - 1 -4 ) جاروبک ها :                                                                                            4

               1 - 1- 5 ) ياتاقان و بدنه :                                                                                       4

      1 – 2 )  عملکرد موترهاي القايي سه فاز :                                                                        5

               1 – 2 – 1 ) موتور ساکن                                                                                          5

               1 – 2 -2 ) مکانيزم توليد گشتاور در موتور القايي ( آسنکرون ) :                 9

               1 – 2 – 3 ) موتور گردان :                                                                                     14

               1 – 2 – 4 ) موتور در شرايط ماندگار :                                                              22

      1 - 3 ) موتور فقس سنجابي :                                                                                        25

2 ) انواع روشهاي راه اندازي موتور القايي سه فاز:                                      28

      2 – 1 ) روش راه انداي مستقيم :                                                                                   30

      2 – 2 ) روش راه اندازي توسط افزايش مقاومت رتور :                                           31

               2 – 2 – 1 ) موتورهاي رتور سيم پيچي شده :                                                 31

               2 – 2 – 2 ) Liquide starter :                                                                          37

فهرست:

               2 – 2 – 3 ) درايور راه انداي کرامي :                                                                  38

               2 – 2 – 4 ) راه اندازي موتورهاي قفس سنجابي با توجه

                                  به جريان و مقاومت رتور :                                                              40

                    الف – کلاس A :                                                                                                 40

                    ب – کلاس D :                                                                                                    41

                    ج – کلاسهاي C , B :                                                                                        41

                   د – رتورهايي با ميله هاي عميق :                                                                  41

                  ه – موتورهاي قفس سنجابي دوبل :                                                               42

      2-3) انتخاب ولتاژ موتور :                                                                                             43

              2-3-1) راه اندازي موتور قفسه اي با کاهش ولتاژ استاتور :                        43

      2-4 ) راه اندازي با استفاده از کليد ستاره مثلث :                                                     46

      2-5) روش کلاج گريز از مرکز :                                                                                     49

      2-6) پيک جريان حين راه اندازي :                                                                                50

      2-7) ديناميک راه اندازي :                                                                                              51

               موتور با بار خالص :                                                                                             53

               گرم شدن رتور :                                                                                                      53

      2-8) راه اندازي موتورهاي بزرگ به کمک خازن :                                                      54

              2-8-1) مشکل راه اندازي موتورهاي القايي بزرگ :                                         55

فهرست:

              2-8-2) عملکرد يک سيستم راه اندازي خازني :                                                56

3) راه اندازي تريستوري موتورهاي القايي :                                                  57

         مقدمه:                                                                                                                               58

      3-2 ( مدهاي كنترل:                                                                                                         62

              3-2-1( كنترل راه اندازي:                                                                                     63

              3-2-2( كنترل شتاب راه اندازي:                                                                          63

      3-3) مشخصات راه اندازهاي تريستوري:                                                                   67

      3 -4( شرح مدارهاي متداول راه اندازهاي تريستوري:                                             68

      3- 5) مدار قدرت:                                                                                                               68

              3-5-1( معرفي تريستور:                                                                                      69

                    3-5-1-1) مدل دو ترانزيستوري تريستور:                                               70

                    3-5-1-2) روش هاي روشن شدن تريستور:                                             71

      3-6) مدار فرمان:                                                                                                               72

              3-6-1) مدار آتش كننده:                                                                                        74

              3-6-2 ) مدار تقويت كننده:                                                                                   75

              3-6-3) مزيت عمده راه اندازي موتور به شيوه تريستوري و

                            انتقال زاويه آتش:                                                                                    76

              3-6-4 ) مدار خطاي جريان:                                                                                   77

 

فهرست:

     3-7)  طراحي و بررسي مدارعملي و ساده راه انداز نرم موتور

                آسنكرون (القايي):                                                                                                 77

              3-7-1) كنترل:                                                                                                          79

              3-7-2) نوسانساز موج دندانه اره اي:                                                                84

              3-7-3 ) كنترل زاويه آتش :                                                                                  86

              3-7-4 ) مقايسه كننده:                                                                                           88

              3-7-5)  ايزوله كننده مدار قدرت و مدار فرمان:                                                89

              3-7-6) رلة اضافه ولتاژ و افت ولتاژ:                                                                 90

              3-7-7) رلة اضافه جريان (Over Current) :                                                 92

      3-8) نظام هماهنگ و   :                                                                                     93

              3-8-1) لزوم استفاده از نظام   ثابت:                                                             95

              3-8-2) توضيح دربارة PWM :                                                                         97

              3-8-3) مدارات اينورتر:                                                                                      100

              3-8-4) ركتيفايرها:                                                                                              102

     3-9 ) مقایسه قیمت تمام شده انواع راه اندازها :                                                      111

     3-10) نتیجه :                                                                                                                  113

 

فصل اول :

« کلیات موتور آسنکرون سه فاز 

) رتور : هستۀ روتور نيز مورق ساخته شده ( لايه  لايه )  و از  جنس مواد  فرو مغناطيسي مرغوب ساخته مي شود سطح خارجي رتور همانند استاتور داراي شيارها يي است و هادي هاي رتور در آن  جاسازي  مي شوند   رتور از نظر  ساختماني  به دو  نوع تقسيم مي شوند : 

1 – موتور  سيم  پيچي  شده  که درون  شيارهاي  رتور ميله هاي  مسي  يا  آلومينيومي قرار ميگيرد   

2 – موتور قفس سنجابي که درون شيارهاي رتور ميله هاي مسي يا آلومينيومي قرار مي گيرد   

 

شکل ( 4-1) 

 

بايد دانست در رتور قفس سنجابي ميله ها از دو سمت  توسط  حلقه هاي  انتهايي  به هم متصل يا  به عبارت بهتر اتصال کوتاه شده اند   در رتور سيم پيچي  شده در حقيقت  يک اتصال کوتاه شده داريم   

1-1 -3 ) حلقه هاي لغزان : 

کارخانه هاي  سازنده سه پايۀ رتور  را از درون  به  يکديگر وصل کرده وهر سه  پايانۀ ديگر را  از ماشين  خارج  و به حلقه هاي  لغزان  بر روي محور رتور متصل مي سازند   

 

شکل ( 5-1) 

 

1 - 1 -4 ) جاروبک ها : 

بر روي  حلقه هاي  لغزان  جاروبک  نصب  شده که ساکن  است و مي توان از اين طريق مقاومت رتور را تغيير داد   

1 - 1- 5 ) ياتاقان و بدنه : 

 

شکل (6-1)                                          

 

1 – 2 )  عملکرد موترهاي القايي سه فاز : 

شکل ( 7 – 1 )  يک  موتور دو قطبي را نشان ميدهد   در اين دياگرام فقط يک دسته هادي براي هر فاز نشان داده  شده است   البته هر يک از اينها نشان دهنده يک سري سيم بندي در شيارهاي مختلف  است  به  طوريکه يک توزيع  سينوسي  از نيروي  محرکه القايي در فاصله هوايي  ايجاد  شود  مي توان  يک مدل  الکتريکي براي موتورهاي  القايي ارائه داد   

 

 

شکل ( 7-1) 

 

 

1 – 2 – 1 ) موتور ساکن : 

اگر استاتور موتر شکل ( 7 – 1 ) بوسيلۀ يک منتبع سه فاز متقارن تحريک شود آنگاه يک ميدان  گردان در فاصلۀ  هوايي  ايجاد خواهد شد   اين  ميدان گردان  از هادي هاي  رتور عبور کرده و در آنها ولتاژ القا مي کند اين  ولتاژها  سينوسي هستند  و با هم اختلاف فاز دارند   بنابراين اگر موتور ساکن باشد به سادگي يک ترانسفورماتور عمل مي کند   ممکن است فرض  شود  سيم بندي استاتور  و  رتور هر دو ستاره باشند  بدون  اينکه توجه به واقعيت آنها بشود   چون موتور شبيه به ترانسفور ماتور سه فاز عمل مي کند مي توانيم مدار معادل يک فاز آن را بکشيم   

شکل ( 8 – 1 ) مدار معادل تک فاز را نشان مي دهد   

 

 

شکل (8-1)

فرض  کنيد  سيم پيچ  رتور مدار  باز  باشد  و يک شبکه  سه فاز متقارن  استاتور  را  با فرکانس ws تغذيه کند   ولتاژ فاز آن برابر Va باشد   جريان متنجه Ia و ديگر جريان هاي منتجه در فازهاي  ديگر يک ميدان  گردان در فاصلۀ  هوايي ايجاد مي کنند  که باعث ايجاد ولتاژ القايي Ema در فاز a مي شود   مقداري فلوي  پراکنده نيز هست که آن را به صورت ls در مدار نشان مي دهند که يک افت ولتاژ القايي در مدار ايجاد مي کند   بعلاوه به دليل وجود مقاومت سيم پيچ  يک  افت  ولتاژ اهي  نیز  خواهيم داشت  که در مدار  به  صورت مقاومت Rs نشان داده شده است   

هنگامي  که رتور مدار باز  باشد در  ترانسفور ماتور ايده ال  جريان  نداريم بنابر اين  Ia همان  جريان مغناطيس  کنندگي  Ima  مي باشد   ميدان گردان ولتاژ القايي  Ema را در فاز    a ايجاد مي کند ضمناً در اثر همين ميدان گردان ولتاژ  Ema  نيز در رتور  القا خواهد شد   

فصل دوم:

 

« انواع روشهاي راه اندازي موتور القايي سه فاز»

 

2 – 1 ) انواع روشهاي راه اندازي معمولي : 

براي شتاب دادن موتوراز حالت سکون تا شرايط نامي احتياج به انرژي است   اين انرژي بايد تلفات و انرژي جنبشي قسمتهاي گردان را تأمين کند    اگر از تلفات  صرفه نظر شود و فرض شود که موتور بي بار راه اندازي مي شود آنگاه گرماي توسعه يافته  I2R  برابر با انرژي جنبشي ذخيره شده خواهد بود   (  اين  مسئله  لازم  است  در جاهايي  که  مدام استارت مي شود  مورد  نظر گرفته شود )  با در نظر گرفتن  اصطحکاک  گرماي  توسعه يافته در I2R بيشتر مي شود   

در  طراحي موتور  به  شرايط راه اندازي  بايد توجه  شود   چه  مقدار راه اندازي در  يک زمان معين  مورد  نياز است راه اندازي بعد از اضافه بار چه مدت بايد تأخير داشته باشد و زمان اره اندازي چه مقدار باشد 

روش کلاج گريز از مرکز :

تمامي روش هاي ذکر شده در موتورقفس سنجابي گشتاور راه اندازي را کاهش مي دهند  روش کلاچ گريز از مرکز سبب مي شود که ماشين با گشتاور کم  شروع  به کار کند و با دور گرفتن مقدار بار افزايش يابد ، همانطور که گشتاور توسعه يافته افزايش مي يابد   در شکل (21-2) يک نمونه کلاچ را نشان داده ايم   

 

كنترل راه اندازي:

 از اين مد زماني استفاده مي شود كه بخواهيم بعد از يك زمان معين تمام ولتاژ شبكه تحت هر وضعيت به موتور اعمال شود بدون اينكه به جريان و يا سرعت موتور توجه كنيم  اين مد كنترل مطابق با ساير طرح هاي معمولي راه اندازي مي باشد كه به جز زمان راه اندازي تنظيم ديگري ندارد 

3-2-2( كنترل شتاب راه اندازي:

 از اين مد كنترلي به صورت وسيع براي تله كابين ها، نقاله ها و مواردي كه موتور القايي جايگزين موتور DC مي شوند استفاده مي شود  همچنين از اين مد كنترلي در پروسه هاي ماشين هايي مثل كشش سيم كه نياز به زمان شتابگيري ضروري است، استفاده مي شود 

تنظيم شتاب ماشين در حالت توقف يك امكان اضافي است  در اين حالت زمان توقف ماشين كمتر مي باشد 

شكل (7-3) مشخصه راه اندازي را براي مدهاي را براي مدهاي مختلف راه اندازي مقايسه مي كند  

 

 

شكل (7-3) 

راه انداز تريستوري بيشتر بيشتر براي موتورهاي كلاس B «طبق استاندارد VENA» به كار برده مي شود و در بعضي موارد كه راه اندازي بار با اينرسي زياد و يا بار با گشتاور راه انداز مورد نياز باشد اين روش راه اندازي استفاده مي شود و براي موتورهاي طرح DC نيز مناسب مي باشد  همچنين از اين روش راه اندازي مي توان در مواردي كه از تاكتيك كاهش ولتاژ راه اندازي بهره مي برند  توسط روش TCS استفاده كرد  اين روش كاربردهاي بسياري در صنعت ايفا مي كند از جمله اين كاربردها به موارد زير اشاره مي كنيم 

- كنترل بهتر حالت هاي گذرا در سيستم هاي هيدروليكي شامل:

الف) تغييرات تدريجي مايع به شيرآلات و منابع ذخيره 

ب) كاهش فشار مايع به شيرآلات و منابع ذخيره 

ج) جلوگيري از آسيب رسيدن به فيلتر ها و نازلها 

 

 

شكل  ( 8 3 - )

- كنترل فن ها و ميكسرها و ماشين هايي با اينرسي بالا:

الف) استارت نرم و آهسته براي جلوگيري از تنش در رينگ و تسمه ها  

ب) جلوگيري از افت جريان و ولتاژ در استارت  

ج) عمل تغيير جهت چرخش فن در حالت كار  

 

 

شكل ( 9 - 3 )

- كنترل كمپرسورها:

الف) كاهش پيك جريان 

ب) جلوگيري از لغزش تسمه ها 

ج) حفاظت از لغزش موتورهاي ويژه 

د) حفاظت در مقابل جابجايي فازها 

 

 

شكل (10-3)

- كنترل نوارهاي نقاله:

استارت نرم و آهسته، كاهش شك و لغزش تسمه ها  

 

شكل (11-3)

در مد كنترل شتاب حفاظ موتور در مقابل دماي بالا داراي اهميت خاصي مي باشد  به دليل اينكه در حالت راه اندازي تلفات خيلي زياد استو در صورتي كه زمان شتاب مناسب نباشد دماي سيم پيچ موتور بالا مي رود و ممكن است كه موتور بسوزد  بنابراين بايد شرطي را گذاشت كه به ازاي آن شرط، راه اندازي متوقف شود  حفاظت هاي معمولي اضافه بار براي اين منظور مناسب نيستند  بنابراين توصيه مي شود كه يك آشكار كننده حرارتي در داخل سيم پيچي رتور نصب گردد 

نكته ديگري كه بايد به آن توجه گردد اين است كه سيستم راه انداز مي تواند به عنوان كنترل كننده ولتاژ براي تنظيم سرعت موتورهاي AC به صورت دائم مورد استفاده قرار بگيرد  اما از اين سيستم ها نبايد براي اين عملكرد به هر زمان كوتاه راه اندازي استفاده شود  زيرا موتورهاي القايي معمولي براي كنترل سرعت با استفاده از كاهش ولتاژ استاتور طراحي شده اند  بنابراين براي اين منظور بايد هماهنگي دقيق بين مشخصه هاي موتور، سيستم كنترل و بار وجود داشته باشد  سيستم هاي ساخته شده اند كه براي هر دو منظور كنترل سرعت و راه اندازي طراحي شده اند  كنترل سرعت مي تواند هم براي بارهاي متغيير هم بارهاي گشتاور ثابت مانند آسانسور و بالابرها 

 

3-3- مشخصات راه اندازهاي تريستوري:

1- قابليت تنظيم تريستورها به كمك تغيير زاويه آتش به ما اين امكان را مي دهد كه بتوانيم ولتاژ موتور را به صورت پيوسته افزايش دهيم 

2- در راه انداهزهاي تريستوري همانند راه اندازهاي الكترومكانيكي فرسودگي وجود ندارد  بنابراين عملكرد تكراري و مستمر مشكلي را به وجود نمي اورد 

3- سيستمهاي مكانيكي به علت افت ولتاژ و سر كنتاكت هايشان نسبت به تريستورها تلفات كمتري را ايجاد مي كنند 

4- در راه اندازهاي الكترونيكي بار از شبكه جدا مي شود ولي در راه اندازهاي تريستوري بار به صورت ايزوله از شبكه نمي باشد 

با توجه به مطالب بالا در بيشتر موارد تركيبي از سيستم هاي تريستوري و الكترو مكانيكي را به كار مي برند 

- ترتيب عمليات اين سيستم به صورت زير مي باشند :

الف) تريستورهاي اول و دوم (T2, T1) ولتاژ موتور را در زمان راه اندازي كاهش مي دهند 

ب) وقتي ولتاژ موتور به مقدار حداكثر خود رسيد كنتاكتور موازي با آنها بسته مي شوند و جريان از طريق آن به بار مي رسد 

ج) اگر بخواهيم توقف آرامي نيز داشته باشيم كنتاكتور باز و ولتاژ توسط تريستورهاي موازي و معكوس بتدريج كاهش مي يابد تا موتور بايستد