الکتروموتور سه فاز چیست و انواع آن کدامند؟

الکتروموتور سه فاز موتورهای الکتریکی هستند که برای کار کردن از جریان برق سه فاز استفاده می‌کنند؛ یعنی در آن‌ها، برای انتقال و توزیع برق، سه سیم (یا چهار سیم) بکار گرفته می‌شود. برق سه فاز از نوع جریان متناوب است و رایج ترین روشی است که توسط شبکه های الکتریکی در سراسر جهان برای انتقال نیرو استفاده می‌شود. موتورهای سه فاز قدرتی تا حدود 400 اسب بخار ارائه می‌دهند و سرعتی بین 900 تا 3600 چرخش در دقیقه (RPM) دارند. این محصولات در دو نوع سنکرون و آسنکرون تولید می‌شوند. موتورهای سه فاز با توجه به توان بالای خود، کاربردهای صنعتی فراوانی دارند. از جمله استفاده در سیستم نیرو محرکه کشتی‌ها، دستگاه‌های ماشین تراش، ماشینکاری تحت فشار، ماشین های سنگ زنی و پمپ‌ها. صرفه اقتصادی، انتقال برق در حجم بالا و توانایی عملکرد به عنوان ژنراتور، از مزیت های موتورهای سه فاز است.

الکتروموتور سه فاز چیست؟

به موتورهای الکتریکی که برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی از سه یا چهار سیم استفاده می‌کنند الکتروموتور سه فاز می‌گوییم. سیم چهارم سیم ارت (earth) است و برای اتصال به زمین استفاده می شود. زمانی که برق دستگاه توسط سه یا چهار سیم منتقل می‌شود، می‌گوییم برق از نوع سه فاز است. بنابراین، الکتروموتور سه فاز، از برق سه فاز تغذیه می‌کند و انرژی خود را از آن تأمین می‌کند. جریان برق موتور سه فاز از نوع جریان متناوب (Ac) است.

استاتور و روتور دو عضو اصلی در ساختار موتورهای الکتریکی هستند. در استاتور سیم پیچ هایی وجود دارد. جریان برق سه فاز از این سیم پیچ‌ها عبور می‌کند. این جریان برق، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که می‌تواند روتور را بچرخاند و موتور را بکار اندازد. دور موتور که در عامیانه از آن صحبت می‌شود، در واقع همین سرعت چرخش روتور است. تعداد قطب در موتور الکتریکی، می‌تواند بر سرعت چرخش روتور یا همان دور موتور مؤثر باشد.

موتور سه فاز در دو نوع سنکرون و آسنکرون تولید می‌شود. از موتورهای سه فاز در ساخت موتورهای الکتریکی صنعتی مثل موتور مشعل و الکتروموتور دما بالا استفاده می‌شود. با توجه به اینکه الکتروموتورهای سه فاز برای عملکرد خود نیاز به برق سه فاز دارند و از آن استفاده می‌کنند، در ادامه توضیحاتی راجع به برق سه فاز داده شده است. سپس توضیحاتی در مورد موتورهای سنکرون و آسنکرون ارائه شده است.

شرکت گستره آبی نماینده رسمی موتوژن است. شما می‌توانید خرید موتور سه فاز موتوژن فریم آلومینیومی و چدنی مورد نیاز خود را با قیمت نمایندگی خرید کنید و از تخفیف های نمایندگی ما بهره مند شوید؛ ما تماس بگیرید: 44972921-021

برق سه فاز چیست؟

برای تأمین ولتاژ و برقرای جریان الکتریسته، دو نوع برق وجود دارد که در اصطلاح برق تک فاز و برق سه فاز نام دارند.

در برق تک فاز، از دو سیم برای برای تامین ولتاژ سینوسی و برقراری جریان الکتریسته استفاده می‌شود. از یک سیم برای حمل جریان و سیم دیگر (سیم ارت) برای تخلیه جریان بهره برده می‌شود. در برق سه فاز، از سه سیم برای تامین ولتاژ سینوسی استفاده می‌شود، اما هر فاز 120 درجه جابجا می‌شود.

در مقایسه با برق تک فاز، برق سه فاز فقط 1.5 برابر سیم استفاده می‌کند؛ اما می‌تواند سه برابر بیشتر برق انتقال دهد و تأمین کند. به عبارت دیگر، از مواد رسانای کمتری برای انتقال مقدار معینی از توان الکتریکی استفاده می‌کند. از این رو، یک منبع تغذیه کارآمدتر و اقتصادی‌تر محسوب می‌شود.

برق تک فاز برای مصارف مسکونی و کاربردهای کم مصرف مناسب است. به این معنی که از دو سیم برای برقراری جریان استفاده می کند؛ از یک سیم برای حمل جریان و سیم دیگر (سیم ارت) برای تخلیه جریان بهره برده می‌شود. برق سه فاز معمولاً برای مصارف صنعتی یا با توان بالاتر مورد نیاز است. برق سه فاز عمدتاً به طور مستقیم برای تغذیه موتورهای القایی بزرگ، انواع موتورهای الکتریکی (مثل موتور ضد انفجار) و بارهای سنگین استفاده می‌شود. قابلیت راه اندازی ماشین آلات و دستگاه های بزرگ را دارد و سه رسانا برای حمل جریان الکتریکی وجود دارد که هر یک با فازی با اختلاف جهت 120 درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند. در شکل زیر هر یک از فازها به صورت جداگانه به تصویر کشیده شده اند و در نمودار بالایی به صورت ترکیبی نشان داده شده است.

از این رو، موتورهای الکتریکی سه فاز برای کارکردن نیاز به برق سه فاز دارند تا بتوانند انرژی الکتریکی را به صورت انرژی مکانیکی با چرخاندن روتور و سپس محور موتور تبدیل نمایند.

انواع الکتروموتور سه فاز

1. موتور سه فاز القایی یا آسنکرون.
2. موتور سه فاز سنکرون.

الکتروموتور سه فاز القایی

موتور سه فاز القایی خود در سه نوع تولید می شود که عبارتند از:

• موتورهای القایی قفس ساده یا سنجابی.
• موتورهای قفس سنجابی دوبل.
• موتورهای القایی حلقه لغزشی یا چرخشی روتور.

هر یک از این الکتروموتورها، از نظر خروجی موتور، اندازه قاب، وزن، طول عمر و غیره متفاوت هستند. هنگام انتخاب نوع مناسب برای یک کاربرد معین، گشتاور راه اندازی مورد نیاز مهم است و باید در درجۀ اول اولویت‌ها باشد. سپس موارد دیگر در نظر گرفته شوند.

پرکاربردترین الکتروموتورهای سه فاز، از نوع القایی قفس سنجابی هستند. از این رو، در اینجا توضیحاتی راجع به آن ارائه شده است.

یکی از ویژگی‌های این موتورها، طراحی ساده آن هاست. در تصویر زیر، طرح ساده ای از ساختمان یک الکتروموتور سه فاز قفس سنجابی ارائه شده است. دو عضو اصلی موتورهای سه فاز یعنی استاتور و روتور، در این تصویر نشان داده شده است. سرنخ های موتور با T1، T2  و  T3مشخص شده است.

روتور موتور قفس سنجابی سیم پیچی ندارد. در عوض، از میله‌های فلزی که در هر حلقه انتها به انتها متصل هستند، تشکیل شده است. بین میله های فلزی ورق های فلزی چند لایه قرار دارد. در طول کار موتور، ولتاژ به میله های فلزی القا می شود و جریان و میدان مغناطیسی تولید می کند. در واقع، موتور قفس سنجابی برای این روتور نامگذاری شده است، که شبیه چرخ تمرینی است که معمولا در قفس همستر یافت می‌شود. شکل زیر برق AC سه فاز اعمال شده به سیم پیچ های استاتور را نشان می دهد. برق سه فاز هر 120 درجه یک ولتاژ پیک تولید می کند.

از آنجا که توان سه فاز اعمال شده در فاز T₁ در جهت مثبت پیک می‌کند، سیم‌پیچ‌های فاز T₂ و T₃ دارای قطبیت مخالف هستند (به تصویر زیر نگاه کنید). همچنین مقادیر آنها بین صفر و منفی است. فاز T₂ نیز در جهت مثبت خود به اوج می‌رسد؛ از این رو، T₁ و T₃ قطبیت مخالف به خود می گیرند و مقادیر آنها بین صفر و منفی خواهد بود. این الگو در کلِ چرخشِ 360 درجه‌ای موج سینوسی AC اعمال شده، ادامه می‌یابد.

در اطراف استاتور، یک میدان مغناطیسی دوار ظاهر می‌شود. سرعت سنکرون، سرعت چرخش ناشی از میدان مغناطیسی است. این سرعت تحت تأثیر تعداد قطب های استاتور و فرکانس AC است که اعمال می شود.

برای معکوس کردن جهت چرخش موتور قفس سنجابی، کافیست اتصالات هر دو از سه سیم استاتور را تعویض کنید. به عنوان یک قاعده، T1 و T3 با هم تعویض می‌شوند. این باعث می‌شود که میدان مغناطیسی دوار در استاتور در جهت مخالف بچرخد. روتور در جهت جدید میدان مغناطیسی دوار می‌چرخد که برعکس میدان اصلی خواهد بود.

الکتروموتور سه فاز سنکرون

موتورهای سنکرون دارای یک استاتور سه فاز، یک روتور، حلقه های لغزنده و برس هستند. در موتور سه فاز سنکرون، روتور یک سیم پیچ دارد؛ اما در موتور سه فاز القایی، روتور سه سیم پیچ دارد.

روتور الکتروموتور سنکرون، حاوی میله های کوتاه کننده است و از این نظر، مشابه روتور موتور قفس سنجابی می‌باشد. سرنخ های موتور سنکرون برای اتصالات استاتور با T1، T2 و T3 و برای اتصالات روتور با R1 و R2 نشان داده شده است. برق روتور از طریق منبع DC تامین می‌شود.

موتورهای سنکرون با اعمال برق سه فاز به استاتور راه اندازی می‌شوند. هنگامی که برق سه فاز به استاتور اعمال می شود، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می‌شود. میدان مغناطیسی دوار ولتاژی را به میله های اتصال روتور القا می کند. این ولتاژ القایی جریانی تولید می‌کند که میدان مغناطیسی در روتور ایجاد می‌کند. سپس روتور به سمت میدان مغناطیسی دوار استاتور جذب شده و باعث چرخش روتور می‌گردد.

هنگامی که سرعت روتور بالا می رود، منبع DC روشن می شود و اجازه می‌دهد DC به سیم پیچ های روتور اعمال شود. این باعث می شود که روتور به عنوان یک آهنربای الکتریکی عمل کند. روتور همگام با میدان مغناطیسی دوار استاتور قفل می‌شود. این امر باعث می‌شود تا موتور سنکرون توانایی کار با سرعت ثابت (از شرایط بدون بار تا بار کامل) را داشته باشد. توجه داشته باشیم که موتور سنکرون هرگز نباید با جریان برق DC اعمال شده به سیم پیچ های روتور راه اندازی شود. اگر موتور سنکرون به این شکل راه اندازی شود، روتور نمی‌چرخد ​​و به روتور و منبع تغذیه DC آسیب می‌رسد.

برای معکوس کردن چرخش الکتروموتور سه فاز سنکرون، اتصالات هر دو از سه سیم استاتور را تعویض کنید. به عنوان یک قاعده، T1 و T3 با هم عوض می شوند و باعث می شود که میدان مغناطیسی دوار در استاتور در جهت مخالف بچرخد. سپس روتور در جهت جدید میدان مغناطیسی دوار می‌چرخد، که خلاف جهت اصلی است.

کاربرد الکتروموتور سه فاز

هر یک از الکتروموتورهای سه فاز آسنکرون و سنکرون، به دلیل ویژگی‌ها و قابلیت های منحصر به فردی که دارند، کاربرد خاص خود را دارند.

کاربرد موتورهای سه فاز قفس سنجابی (آسنکرون)

تولید و ایجاد نیرو در دستگاه های صنعتی مانند پمپ‌ها، نوار نقاله ها و کمپرسورها.

استفاده در سیستم‌های HVAC برای ساختمان‌های تجاری بزرگ و تأسیسات صنعتی جهت ایجاد تهویه مناسب و کنترل آن.

کاربرد الکتروموتور سه فاز سنکرون

موتورهای سنکرون در کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق سرعت و همگام سازی با سیستم های قدرت دارند، نقش مهمی ایفا می‌کنند. از جمله کاربردهای قابل توجه آنها، استفاده در نیروگاه ها است که در آنها به عنوان ژنراتورهای سنکرون برای تولید برق با راندمان و پایداری بالا استفاده می شود.

در صنعت دریایی، این موتورها سیستم‌های محرکه را در کشتی‌ها و کشتی‌ها نیرو می‌دهند و عملکرد موثر و پاسخگو را برای ناوبری ارائه می‌دهند.

علاوه بر این، موتورهای سنکرون در مواردی که تنظیم دقیق سرعت برای عملکرد بهینه و صرفه ‌جویی در انرژی بسیار مهم است. نمونه ای از این مورد، ماشین‌آلات صنعتی با کارایی بالا مانند کمپرسورها و پمپ‌های گریز از مرکز است.

مزیت های الکتروموتور سه فاز

موتورهای سه فاز ستون فقرات بسیاری از کاربردهای صنعتی و قدرت هستند و طیف وسیعی از ماشین آلات و فرآیندها را هدایت می‌کنند. از مهمترین مزیت های این دستگاه‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• موتورهای سه فاز میدان مغناطیسی دوار تولید می‌کنند، از این رو، برای راه اندازی نیازی به خازن ندارد.
• برخی از موتورهای سه فاز برگشت پذیر هستند، به این معنی که می‌توانند با تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی به عنوان ژنراتور عمل کنند. این مورد در رابطه با موتورهای القایی قفس سنجابی صدق می کند.
• موتورهای قدرتمندی هستند؛ ظرفیت قدرت شان بیش از 150٪ بیشتر از یک موتور تک فاز است.
• در انتقال حجم بالایی از برق در یک منطقه بزرگ کارآمدتر هستند.
• برای تاسیسات با تقاضای برق بالا مقرون به صرفه تر عمل می کنند.
• عمر آنها بیشتر از موتورهای تک فاز است و در زمان کارکردن، سر و صدای کمتری دارند.

کاهش سرعت موتور سه فاز

چنانچه الکتروموتور سه فاز شما، سرعتی بیشتر از سرعت مورد نظرتان دارد، برای کم کردن سرعت می‌توانید از کنترل کننده‌های سرعت مثل اینورتر و یا درایو فرکانس متغیر استفاده کنید. همچنین با استفاده از اینورتر تک فاز به سه فاز، این امکان وجود دارد که موتور سه فاز را با برق تک فاز راه اندازی کنید. البته این کار تا توان چهار اسب قابل اجرا است.

راه اندازی موتور سه فاز

برای اینکه بهتر نحوه کارکرد موتور سه فاز را بدانیم بهتر است به این نکته اشاره نماییم که موتور الکتریکی سه فاز چطور راه اندازی می شود. با اینکه پیش تر نیز به نحوه کارکرد آن اشاره کرده ایم در اینجا قصد داریم نحوه راه اندازی الکتروموتور سه فاز را برایتان شرح دهیم. همانطور که ذکر شد استاتور موتور از سیم پیچ هایی تشکیل می شود که نسبت به هم همپوشانی دارند و از طرفی نسبت به هم در زاویه 120 درجه سانتی گراد قرار گرفته اند. در زمان اتصال استاتور یا به عبارتی سیم پیچ اولیه که در استاتور قرار گرفته است به منبع تغذیه جریان متناوب یا برق سه فاز، انرژی الکتریکی جریان می یابد و با جریان یافتن در سیم پیچ ها برای انتقال به سیم پیچ های موجود در روتور نیازمند میدان الکترومغناطیسی هستند که بتواند بر اساس قانون فارادی انرژی الکتریکی را از دو سیم پیچی که به هم نقطه اتصال ندارند انتقال دهد. از آنجایی که این سیم پیچ ها با زاویه 120 درجه نسبت به هم قرار دارند و سیم پیچ هایی موجود در روتور نیز در راستای این اختلاف بر روی روتور نصب شده اند میدان الکترومغناطیسی می تواند چرخشی در روتور با سرعت سنکرون ایجاد نماید.

طبق قانون فارادی به دلیل سرعت تغییر پیوند شار مغناطیسی در مدار یک میدان الکترومغناطیسی القا ایجاد می‌نماید. با توجه به اینکه سیم پیچ روتور در موتور القایی به شکل های مختلف (بسته شدن توسط مقاومت خارجی یا با کوتاه شدن به صورت مستقیم به کمک حلقه انتهایی) میدان مغناطیسی استاتور را قطع می کند، به این ترتیب در میله مسی روتور یک میدان مغناطیسی القا می‌شود که بر اساس این میدان الکترومغناطیسی یک جریان در رسانای روتور به جریان در می آید. عامل ایجاد جریان سرعت نسبی است که بین شار الکترومغناطیسی دوار و هادی مربوط به روتور در شرایط استاتیک در ابتدای راه اندازی وجود دارد، می‌باشد. از این رو با توجه به قانون لنز، روتور به این خاطر که می خواهد سرعت نسبی را کاهش دهد در یک جهت می‌چرخد.

همچنین بر اساس اصل کار الکتروموتور القایی سه فاز، سرعت روتور نباید به سرعت سنکرون تولید شده توسط استاتور برسد. اگر سرعت‌ها برابر باشد سرعت نسبی وجود نخواهد داشت تا میدان الکترومغناطیسی القا شود و روتور را به گردش در آورد. در نتیجه موتور الکتریکی نمی تواند به سرعت سنکرون برسد. زیرا تفاوت در سرعت استاتور (سنکرون) و روتور، منجر به ایجاد این میدان مغناطیسی می‌گردد. استفاده از موتور القایی این مزیت را دارد که برای چرخاندن روتور نیاز به اتصال الکتریکی ندارد. از طرفی دارای سیستم خود راه اندازی می باشد و کمتر دچار جرقه زدن و آسیب می شود، ساختار محکم و مقاومی دارد، مقرون به صرفه است و شرایط نگهداری آن نیز آسان است.

قیمت الکتروموتور سه فاز

با کلیک بر لینک قیمت الکتروموتور سه فاز موتوژن، می‌توانید لیست کاملی از قیمت موتورهای سه فاز موتوژن را در فریم های آلومینیومی و چدنی با سرعت‌های مختلف از جمله 750 دور، 1000، 1500 و 3000 دور ملاحظه نمایید. جهت دریافت راهنمایی و مشاوره فنی در زمینه خرید انواع الکتروموتور و ترانسفورماتور با کارشناسان ما در شرکت گستره آبی تماس بگیرید: 44972921-021

سوالات رایج پیرامون موتور سه فاز

1. انواع الکتروموتور سه فاز کدامند؟ موتورهای الکتریکی سه فاز در انواع قفس سنجابی، روتور لغزنده و الکتروموتور سه فاز سنکرون تولید می‌شود.
2. الکتروموتور سه فاز چه نوع موتور الکتریکی است؟ الکتروموتور سه فاز از نوع موتور AC می باشد و در واقع نوعی موتور چند فاز است.
3. چرا از الکتروموتور سه فاز استفاده می شود؟ این موتور از لحاظ اقتصادی به صرفه است؛ سیستم خود راه انداز داشته و قدرت بالایی دارد. از این رو، در صنعت و ساختمان‌های تجاری استفاده می‌شود.
4. الکتروموتور سه فاز چطور کار می کند؟ الکتروموتور دارای سه بخش اصلی استاتور، روتور و محفظه موتور می باشد. اصل کار الکتروموتور سه فاز بر اساس القای الکترومغناطیسی است. در واقع با وصل شدن موتور الکتریکی به منبع تغذیه سه فاز، جریان متناوب منجر به ایجاد میدان الکترومغناطیسی می شود که روتور و محور متصل به آن را به گردش در می آورد.
5. چه نوع سیم کشی برای الکتروموتور سه فاز به کار برده می شود؟ سیم کشی در الکتروموتور بر اساس منبع تغذیه سه فازاست. و کابل برق مربوط به این دستگاه دارای چهار سیم (فاز) می‌باشد. سه سیم برای فازهای فعال به کار برده می‌شود و یک سیم مربوط به سیم ارت است.