موتورهای الکتریکی

موتور القایی سه فاز

How does an Induction Motor work

موتور القایی :

امروز در ادامه آموزشهای تصویری، یکی دیگر از مستندهای مهندسی را برای شما آماده کرده ایم.

در این ویدیو نحوه عملکرد  موتور القایی را به شما آموزش  می دهیم.

نحوه عملکرد موتور القایی

اختراع موتور القایی بر ای همیشه مسیر تمدن بشری را تغییر داد

این موتور صد ساله که توسط دانشمند بزرگ نیکلا تسلا اختراع شده

حتی امروزه هم از  رایج ترین نوع موتورها به شمار میرود

در واقع حدود ۵۰ درصد مصرف توان الکتریکی جهانی ناشی از موتور القایی است

بیایید به سراغ کارکرد موتورهای القایی برویم به عبارت خاص تر تفکر نبوغ آمیز نیکلا تسلا

اجزای  موتور القایی

موتور القایی دارای دو قسمت اصلی است :استاتور و روتور

به طور کلی استاتور سه حلقه سیم پیچ است  که  توان سه فاز ورودی است که به آن داده شده است

سیم پیچ ها از شیارهای استاتور می گذرند

که از انباشتی از ورقهای نازک فولادی با گذردهی بالا درون یک قاب فولادی یا چدنی تشکیل شده است

وقتی جریان سه فاز از درون این سیم پیج ها می گذرد اتفاق بسیار جالبی رخ می دهد

میدان مغناطیسی دواری تولید میشود

این میدان مغناطیسی دوار یا(RMF)  همان چیزی است که موتور را می چرخاند

برای درک نحوه ی تولید میدان مغناطیسی دوار و همینطور شاخص هایش سیم پیچ ساده شده ی  استاتوری را در نظر می گیریم

در اینجا سه سیم پیچ با زوایای ۱۲۰ درجه داریم

سیم حامل جریان،  در اطراف خود یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند

وقتی توان سه فاز به این آرایش خاص اعمال می شود

میدان مغناطیسی حاصل در یک لحظه همانند شکل نشان داده خواهد شد

میدان مغناطیسیAC با تغییرات جریان موقعیت های مختلفی به خود می گیرد

اگر این سه لحظه را با هم مقایسه کنید

می بینید که انگار میدان مغناطیسی با قدرت یکنواختی می چرخد

سرعت سنکرون

سرعت چرخش میدان مغناطیسی به عنوان سرعت سنکرون شناخته می شود

فرض کنید که رسانای بسته ای را درون آن قرار می دهید
بر اساس قانون فارادی به دلیل اینکه میدان مغناطیسی متغیر است

یک میدان الکترومغتاطیسی (EMF) درون حلقه القا می شود

پس EMF هم  جریانی در حلقه ایجاد می کند

در نتیجه وضعیت شبیه حالتی شده که یک حلقه حامل جریان در یک میدان مغناطیسی قرار بگیرد.

بر اساس قانون نیروی لورنتز یک نیروی الکترو مغناطیسی بر روی حلقه ایجاد می شودو حلقه شروع به چرخیدن می کند

پدیده ای مشابه درون موتور القایی  نیز رخ می دهد

اینجا به جای یک حلقه ساده از چیزی بسیار مشابه قفس سنجاب استفاده شده است

جریان سه فاز AC که از استاتور می گذرد  میدان مغناطیسی دواری را تولید می کند

همانند حالت قبل جریان در میله های قفس سنجابی القا می شود

که توسط حلقه های تحتانی کوتاه شده تا روتور شروع به حرکت کند

به این دلیل است که این موتورها ،موتور القایی نامیده می شود

برق در روتور به جای اتصال مستقیم به کمک القای الکترو مغناطیسی، القا شده است

برای کمک به چنین القای الکتریکی ورق هسته آهنی عایقی درون روتور قرار داده شده

این مقدار کوچک آهن از کمینه بودن تلفات جریان اِدی اطمینان حاصل می سازد

قسمت اول 

مزایای موتور القایی

مشاهده می کنید که موتور القایی دارای مزیت بزرگی است  به صورت ذاتی خود راه انداز است

همانطور که مشاهده می کنید هم میدان مغناطیسی و هم روتور می چرخند

ولی روتور در چه سرعتی خواهد چرخید؟

برای بدست آوردن پاسخ این سوال، حالت متفاوتی را در نظر بگیرید

حالتی را در نظر بگیرید که در آن سرعت روتور با سرعت میدان مغناطیسی برابر است

با توجه به این واقعیت که هر دو در یک سرعت می چرخند

میدان مغناطیسی هیچگاه حلقه را قطع نخواهد کرد

در نتیجه : EMF و جریان القایی نخواهد بود  و این به معنای این است که نیرویی
بر روی میله های روتور نخواهد بود و از سرعت روتور به مرور کاسته خواهد شد

 سرعت سنکرون موتور القایی

همزمان با کاهش سرعت روتور میدان مغناطیسی حلقه روتور را قطع خواهد کرد

پس جریان و نیروی القایی دوباره افزایش خواهد یافت سپس سرعت روتور افزایش خواهد یافت

خلاصه اینکه که روتور هرگز قادر به این نخواهد بود که به سرعت میدان مغناطیسی برسد

روتور در سرعت خاصی که کمی  کمتر از سرعت سَنکرون است می چرخد

تفاوت بین سرعت سنکرون و سرعت روتور به عنوان لغزش شناخته می شود

حالا بیایید بفهمیم چرا موتور القایی بر دو دنیای صنعتی و مصارف خانگی حکمرانی می کند

می توانید ملاحظه کنید که موتور القایی نیاز به یک آهن ربای دائم ندارد

آن ها حتی جاروبک،  و حلقه های کموتاتور و سنسور تعیین وضعیت در ماشین های الکتریکی مشابه را ندارند

ماشین های القایی همچنین خود راه انداز هستند

مهمترین مزیت آنها این است که سرعت موتورهای القایی را می توان به راحتی با کنترل فرکانس توان ورودی کنترل کرد

برای درک بهتر بیاید یک بار دیگر ساختار یک  سیم پیچ ساده را در نظر بگیریم

یاد گرفتیم که میدان مغناطیسی دوار به دلیل توان وروردی سه فاز تولید می شود

کاملا وضح است که سرعت  RMF  متناسب  با فرکانس توان ورودی است

به خاطر اینکه روتور همیشه در تلاش  است تا به سرعت  RMF برسد

سرعت روتور نیز متناسب با فرکانس توان  ACاست

در نتیجه با استفاده از راه اندازهای فرکانس متغیر می توان سرعت موتور القایی
را به آسانی کنترل کرد

مزایای موتور القایی

این ویژگی موتورهای القایی آن ها را به انتخابی جذاب برای آسانسورها، جرثقیل ها حتی
خودروهای الکتریکی تبدیل می کند

به دلیل پهنای سرعت بالای موتورهای القایی خودروهای الکتریکی قادرند به صورت تک دنده حرکت کنند

از دیگر مشخصات جذاب موتورهای القایی این است که وقتی روتور بوسیله یک محرک اولیه حرکت داده
می شود، می تواند به صورت ژنراتور عمل کند

در این حالت می توانید اطمینان حاصل کنید که همواره کمتر از سرعت روتور است RMF سرعت

معتقدیم که الآن درک واضحی از اصول عملکرد هوشمندانه پشت سر یک موتور القایی

و اینکه چرا همچنان برای دنیای صنعت و مصارف خانگی حکمرانی می کند را پرورش داده ایم

در آینده ویدیوی مربوط به قسمت دوم  موتور القایی  را در همین صفحه ببینید 

مترجم :مهندس امین جمال لیوانی
گوینده : 

کاری از گروه دوبلاژ آترینا
و کانال مستند های مهندسی

برچسب ها

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

همچنین ببینید

بستن
دکمه بازگشت به بالا
بستن