روش های راه اندازی موتورالکتریکی سه فاز

روش های متفاوت راه اندازی موتور سه فاز

علی رغم مزایای فراوان الکتروموتور القائی یکی از معایب این نوع موتورها جریان راه اندازی آنها می‌باشد که مقدار آن بستگی به طراحی موتور می‌تواند بین 3 الی 7 برابر جریان نامی باشد و مقدار گشتاور راه اندازی می‌تواند تا سه برابر گشتاور نامی باشد. دلیل بالا بودن جریان راه اندازی در الکتروموتورهای القائی را در مقاله‌ای دیگر توضیح داده ایم که جهت آشنایی می‌توانید آن را در مقاله های مربوط به الکتروموتور مطالعه فرمایید.

راه اندازی نرم الکتروموتور علی رغم اینکه باعث کاهش جریان الکتریکی کشیده شده از اداوات الکتریکی شبکه برق چون کابل، ترانس، کلید، ژنراتورها و غیره می‌شود. منجر به کاهش شدید استهلاک در کوپلینگ ها، کلاچ ها و سایر تجهیزات مکانیکی متصل به الکتروموتور می‌شود. جهت راه اندازی نرم و کاهش جریان راه اندازی  موتورهای القایی روش های مختلفی استفاده می‌شود که متداول ترین این روش ها را می‌توان زیر به صورت زیر تقسیم بندی کرد:

راه اندازی مستقیم DIRECT ON LINE(D.O.L)

این نوع از راه اندازی متداول ترین نوع راه اندازی موتورهای الکتریکی در صنعت می‌باشد. تجهیزات راه اندازی فقط شامل یک کنتاکتور اصلی و رله اضافه بار گرمایی یا الکترونیکی است. اشکال این روش داشتن بالاترین جریان راه اندازی ممکن است که عموما مقداری بین ۶ تا ۷ برابر جریان نامی موتور را در بر می‌گیرد و البته مقادیری تا ۹ یا ۱۰ برابر جریان نامی نیز ممکن است بدست آید.

همچنین به هنگام راه اندازی به روش مستقیم گشتاور راه اندازی نیز مقدار بسیار بالایی خواهد داشت که این مقدار برای اغلب کاربردها بالاتر از مقدار مورد نیاز می‌باشد.

این گشتاور بیش از حد موجب استهلاک تجهیزات مکانیکی خواهد شد اما در حالاتی این روش تنها روش راه اندازی است که پاسخگو است.

منحنی جریان راه اندازی مستقیم واقعی تابعی از طراحی موتور و ولتاژ ترمینال و مستقل از بار موتور می‌باشد. بار موتور بر روی زمان صرف شده برای شتاب گیری آن تا رسیدن به سرعت کامل تاثیر می گذارد و از این رو بر زمان جریان راه اندازی اثر قابل توجهی دارد اما تاثیری بر روی دامنه جریان راه اندازی ندارد.

راه اندازی مستقیم حداکثر جریان راه اندازی و حداکثر گشتاور راه اندازی را دارد.

راه اندازی ستاره – مثلث

از روش های به کار گرفته شده در راه اندازی موتورها در صنعت می‌باشد که جریان راه اندازی و گشتاور راه اندازی را کاهش می‌دهد. عموما این روش مشتمل بر به کارگیری ۳ کنتاکتور، یک رله اضافه بار و یک تایمر برای تنظیم طول زمان راه اندازی (زمان در نظر گرفته شده برای تبدیل سیم بندی موتور از حالت ستاره به مثلث).

جریان راه اندازی منتجه در این روش حدود ۳۰ درصد جریان راه اندازی در روش D.O.L بوده و گشتاور راه اندازی تا حدود ۲۵ درصد گشتاور ایجادی در راه اندازی نوع D.O.L کاهش می‌یابد. این روش راه اندازی تنها برای کاربردهایی جواب می دهد که موتور در مرحله راه اندازی کم بار باشد.

مبدل فرکانسی FREQUENCY CONVERTER

یا VFD(Variable frequency drive – درایو فرکانس متغیر) نیز می‌نامند و یا ساده تر از همان عبارت درایو برای آن استفاده می‌کنند.

به طور کلی درایو از دو بخش اصلی تشکیل شده است. بخش نخست که برق متناوب AC (50 یا ۶۰ هرتز) را به برق نوع DC تبدیل کرده و بخش دوم که برق نوع DC را مجددا به برق نوع AC و البته با قابلیت تغییر فرکانس در محدوده صفر تا ۲۵۰ هرتز  تبدیل می‌کند. با توجه به اینکه سرعت موتور بستگی به میزان فرکانس دارد، این قابلیت امکان کنترل سرعت موتور را با تغییر فرکانس خروجی درایو فراهم می‌کند و این امر در مواقعی که به تنظیم سرعت موتور در حین گردش مداوم آن نیاز است مزیت ویژه ای است.

با کنترل فرکانس گشتاور نامی موتور در سرعت پایین قابل دسترسی بوده و جریان راه اندازی نیز پایین می‌باشد، مقداری بین ۵/۰ تا ۰/۱ برابر جریان نامی موتور و حداکثر تا ۵/۱ برابر I_n .

ویژگی دیگر این روش که بسیار سودمند می باشد قابلیت ایست نرم (Soft stop) است.

نصب فیلترهای مناسب به همراه درایوها به منظور کاهش میزان هارمونیک های تولیدی و انتشار امواج الکترومغناطیسی بسیار متداول می‌باشد.

راه انداز نرم SOFT STARTER

مدار اصلی آن از تایریستور تشکیل شده و ولتاژ موتور توسط یک برد الکترونیکی تنظیم می‌شود. در واقع در سافت استارت از این قانون استفاده شده که با کاهش ولتاژ موتور در مرحله راه اندازی به تبع آن جریان راه اندازی و گشتاور راه اندازی نیز مقدار پایین تری خواهد داشت.

در مرحله نخست راه اندازی ولتاژ اعمالی به موتور در حدی است که تنها باعث لغزش اولیه چرخ دنده ها و در گیر شدن آنها و یا محکم شدن تسمه ها و زنجیرها می گردد. به بیان دیگر باعث حذف تکان ها و ضربات نامطلوب در هنگام راه اندازی می شود. به تدریج  ولتاژ و گشتاور افزایش می یابند که در نتیجه ماشین شروع به شتاب گیری می کند.

یکی از برتری های این روش از راه اندازی ، امکان تنظیم دقیق گشتاور مطابق نیاز بار می‌باشد.

مقایسه جریان راه اندازی روش های  مذکور در شکل زیر نشان می‌دهد در یک الکتروموتور که در حالت راه اندازی مستقیم جریان آن می‌تواند تا بیش از 7 برابر مقدار نامی افزایش یابد. در روش ستاره مثلث  پیک این جریان بین 3 الی 4  برابر محدود شده و با سافت استارتر این مقدار می‌تواند تا 2.5 برابر کاهش یابد  و نهایتا با یک دستگاه درایو مقدار جریان راه اندازی می‌تواند به زیر جریان نامی کاهش یابد!