1. ماشین های القایی سه فاز علی محبی امیرحسینی 92412361 استاد: دکتر شمقدری
بسم الله الرحمن الرحیم
ماشین های القایی سه فاز
علی محبی امیرحسینی
استاد:
دکتر شمقدری

2. سرفصل مطالب مقدمه تاریخچه مقایسه ی موتورهای آسنکرون با موتورهای سنکرون
مقایسه ی ماشین های القایی و ماشین های جریان مستقیم
کاربردها
اساس کار موتور القايي سه فاز
ساختمان موتورهاي سه فاز
انواع موتورهای القایی
راه‌اندازي
ترمز كردن
كنترل سرعت با منبع ولتاژ متغير و فركانس ثابت
تعمیرات و نگهداری
انتخاب موتور القایی مناسب در کاربردهای صنعتی
قیمت و نحوه ی تهیه

3. مراجع و منابع https://fa.wikipedia.org http://parslift.com
Buschart, R.J., 1979, “ Motor Efficienty” IEEE Trans. On I.A., Vol. IA- 15, No.5.
Fei, R., et al., 1989, “Comparison of two optimization techniques as applied to 3-phase induction motor design”, IEEE Trans. On EC, Vol. EC- 4, No.

4. مراجع مفید http://zakhar-bineshun.blogfa.com

5. کاربرد های موتور القایی سه فاز
کاربرد های گسترده ی تجاری و صنعتی
آسیاب ها
ليث ها دستگاه برنده و فرم دهنده چوب و فلز
پمپها
کمپرسورها
تسمه نقاله ها
دستگاههاي چاپ
دستگاه هاي مزرعه
سرمايش

6. موتورهای القایی
آسنکرون (غیرهمزمان) است که توان مورد نیاز در AC موتور القایی نوعی از موتور جریان متناوب موتور پرکاربردترین‌ AC قسمت متحرک آن از طریق القای الکترومغناطیسی تامین می‌شود. موتورهای القایی موتورهایی هستند که در سامانه‌های کنترل حرکت صنعتی و همچنین خانگی به کار گرفته می‌شوند. طراحی AC ساده و پایدار، بهای ارزان، هزینه نگه داری پایین و اتصال آسان و کامل به یک سرچشمه نیروی. در بازار هست AC هستند. انواع گوناگونی از موتورهای القایی AC برتری‌های بنیادی موتورهای القایی موتورهای گوناگون برای کارهای گوناگونی شایسته‌اند.

7. چرا موتورهای القایی؟ قدرت بالا ساختار ساده
عدم وجود جاروبک‌ها (که به تعمیر و نگه‌داری زیادی نیاز دارند)
قابلیت بالای موتورهای القایی برای کنترل سرعت

8. تاریخچه
اولین موتور القایی در سال ۱۸۸۲ توسط نیکولا تسلا در فرانسه اختراع شد اما در سال ۱۸۸۸ و پس از نقل مکان تسلا به ایالات متحده به طور رسمی ثبت شد. اولین موتور القایی روتور قفسی یک سال بعد توسط میخاییل دولیوو دوبرولسکی در اروپا اختراع شد. پیشرفت‌های تکنیکی در زمینه تولید این موتورها تا جایی ادامه یافت که در سال ۱۹۷۶ موتوری القایی با قدرت خروجی ۱۰۰ اسب بخار با حجمی برابر موتور ۷٫۵ اسب بخاری سال ۱۸۹۷ ساخته شد. امروزه پرکاربردترین موتورهای القایی را موتورهای روتور قفس سنجابی تشکیل می‌دهند.

9. اساس کار موتور القايي سه فاز
با يک آهنرباي نعلي شکل و يک قطعه آلومينيومي مي توان مجموعه اي با محور مشترک ساخت . چنانچه آهنربا حول محور مشترک با سرعت کافي به حرکت در آيد ، قطعه آلومينيومي شروع به چرخيدن در جهت آهنربا خواهد کرد . زيرا با قطع خطوط ميدان مغناطيسي آهنربا توسط قطعه آلومينيومي ، در آن جريان القا شده و اين جريان القايي نيز به نوبه خود يک ميدان مغناطيسي به وجود مي آورد که از تاثير متقابل آن با ميدان آهنربا گشتاوري ايجاد شده قطعه آلومينيومي شروع به حرکت خواهد کرد . سرعت حرکت قطعه آلومينيومي الزاما کمتر از سرعت حرکت آهنربا خواهد بود تا امکان قطع خطوط ميدان توسط آن باشد . اين مجموعه ساده نشان دهنده اساس کار موتور القايي است.

10. تولید میدان مغناطیسی چرخان
استاتور موتور القایی از سیم پیچ هایی تشکیل شده است که با زاویه 120 درجه توزیع همپوشانی دارند. وقتی که سیم پیچ اولیه یا استاتور به یک منبع سه فاز متصل می شود یک میدان مغناطیسی دوار تولید می کند که با سرعت سنکرون می چرخد.
تولید میدان مغناطیسی چرخان

11. چرخش
ای القا می شود. و emf بر اساس قانون فارادی در هر مداری که تغییرات شار مغناطیسی داشته باشیم از آنجا که در روتور موتور القایی هادی ها یا با حلقه اتصال کوتاه یا با مقاومت به یکدیگر متصل هستند و در هادی ها تولید می شود که سبب جاری شدن emf میدان مغناطیسی استاتور از آنها می گذرد یک جریان در آنها می شود. در اینجا سرعت نسبی بین شار گردان و هادی های روتور باعث عبور جریان از روتور می شود بنابراین بر اساس قانون لنز روتور در همان جهت شروع به چرخش می کند تا با بوجود آورنده اش مخالفت کند یا در برابر آن مقاومت کند سرعت چرخش موتور القایی نباید هیچگاه به سرعت سنکرون برسد چون اگر سرعت روتور و میدان استاتور یکسان شود سرعت نسبی بین آنها نخواهد بود و ای تولید نخواهد شد و جریانی در روتور جاری نخواهد شد و هیچ نیروی عکس العملی بوجود emf هیچ نخواهد آمد که موتور را به گردش وادار کند. بنابراین روتور نمی تواند به سرعت سنکرون برسد. اختلاف سرعت بین میدان گردان استاتور (سرعت سنکرون) و سرعت روتور را لغزش یا اسلیپ گویند. میدان گردان استاتور در موتور القایی یک برتری بزرگ دارد و آن عدم نیاز به اتصال الکتریکی با روتور است

12. ساختمان موتورهاي سه فاز
: موتورهاي سه فاز شامل سه قسمت مي باشد استاتور .1 روتور. 2 کاسه ها ( قالپاق ها ). 3

13. استاتور
از يک هسته آهني شياردار به صورت ثابت ساخته مي شود . داخل شيارها سه گروه کلاف به صورتي قرار مي گيرند که با هم 120 درجه الکتريکي اختلاف فاز داشته باشند . انرژي الکتريکي توليدي به صورت سه فاز از طريق استاتور به مدارهاي خارج منتقل مي گردد . استاتور از چندين قطعه باريك آلومنيوم يا آهن سبك ساخته شده است.اين قطعات بصورت يك سيلندر تو خالي به هم منگنه و محكم شده اند(هسته استاتور) با شيارهايي كه در شكا يك نشان داده شده اند.سيم پيچهايي از سيم روكش دار در اين شيارها جاسازي شده اند.هر گروه پيچه با هسته اي كه آن را فرا گرفته يك آهنرباي مغناطيسي (با دو پل) را براي به اتصال دروني پيچه هاي AC شكل مي دهد.تعداد قطبهاي يك موتور القايي AC كار كردن با تغذيه استاتوربستگي دارد.پيچه هاي استاتور مستقيما به منبع انرژي متصل اند.آنها به صورتي متصل اند كه با يك ميدان مغناطيسي چرخنده توليد مي شود. AC برقراري تغذيه

15. روتور
قسمت گردنده مولد از هسته آهني شياردار ساخته مي شود و داخل اين شيارها سيم هاي مسي براي توليد فوران مغناطيسي قرار مي گيرد . اين فوران به وسيله ولتاژ جريان مستقيم توليد مي شود روتور از چندين قطعه مجزاي باريك فولادي كه ميانشان ميله هايي از مس يا آلومنيوم تعبيه شده ساخته شده است . در رايج ترين نوع روتور (روتور قفس سنجابي) اين ميله ها در انتهاي خود به صورت الكتريكي و مكانيكي بوسيله حلقه هايي به هم متصل شده اند .

17. انواع موتورهای القایی موتور قفس سنجابي
موتورهاي القائي با رتور سيم بندي شده

18. موتور قفس سنجابي
سه فاز از اين نوعند.كه روتور آنها از نوع قفس سنجابي است كه محدوده هاي طبقه بندي نيروي AC تقريبا 90 درصد موتورهاي القايي آنها از يك سوم تا چند صد اسب بخار است.موتورهاي اين نوعي كه در دسته يك اسب بخار به بالا اند در مقايسه با مشابه هاي تك فاز كم هزينه ترند و مي توانند در استارت در فشارهاي سنگين تر بكار كنند.

19. کلاس بندي موتورهاي قفس سنجابي Aکلاس
داراي رتوري با مقاومت و راكتانس كم است
لغزش كوچك
بازدهي و ضريب قدرت بالا در بار نامي
گشتاور راه انداز معمولي
جريان راه انداز ي بالايي

20. Bکلاس دارای میله های عمیق یا قفس دوبل A گشتاور راه اندازی کمتر از کلاس
 دارای میله های عمیق یا قفس دوبل
A گشتاور راه اندازی کمتر از کلاس
A جریان راه اندازی کمتر از کلاس
A لغزش و بازده درشرایط نامی مشابه کلاس
A گشتاور حداکثر کمتر از کلاس
A کاربرد ها مشابه کلاس

21. C کلاس استفاده از روتور قفس سنجابی دوبل B مقاومت روتور بیشتر از کلاس
گشتاور راه اندازی زیاد
جریان راه اندازی به نسبت کم
بیشتر و راندمان کمتر است A و B در شرایط نامی لغزش از کلاس
مناسب برای کاربرد هایی که گشتاور راه اندازی زیاد نیاز است.

22. D کلاس جنس میله ها برنز است و مقاومت روتور زیاد است
جنس میله ها برنز است و مقاومت روتور زیاد است
گشتاور راه اندازی زیاد و جریان راه اندازی کم است
لغزش نسبتا زیاد در شرایط کار عادی
تلفات اهمی روتور یا تلفات لغزشی زیاد و بازده کم است
گشتاور حداکثر زیاد است
حجم نسبتا بالا و گران قیمت در نتیجه کاربرد در بار های خاص

23. موتورهاي القائي با رتور سيم بندي شده
یكي از ويژگي هاي موتور هاي القائي رتور سيم بندي شده به موتورهاي قفس سنجابي آن است كه به مصالحه بين مشخصات حالت راه اندازي و كار دائم، نيازي ندارد . سيم بندي رتور بامقاومت كوچك طراحي مي‌گردد و بطوريكه در حالت دائم راندمان مناسب و لغزش كوچكي ايجاد مي شود.مشخصه اي راه اندازي با اضافه نمودن مقاومت درمدار رتور اصلاح مي شوند. بخاطر در دسترس بودن سيم بندي رتور ، قابليت انعطاف و كنترل پذيري موتورهاي رتور سيم بندي شده بيش از موتور هاي قفس سنجابي است . زيرا هم امكان تغيير مقاومت رتور و هم تزريق ولتاژ به رتور وجود دارد . ولي در مقابل ضعفهايي نسبت به موتور قفس سنجابي دارد . از جمله مي توان به قيمت بالا ، نياز به نگهداري و تعمير مكرر جاروبك و حلقه هاي لغزان رتور و كاهش استحكام رتور اشاره نمود . لذا همانند موتورهاي قفس سنجابي كار برد وسيعي ندارد.

24. راه‌اندازي
زمانيكه موتور هاي القايي بطور مستقيم به ولتاژ خط متصل شود ، جريان راه اندازي بزرگي را مي كشد . در شرايطي كه امپدانس داخلي منبع تغذيه بزرگ و يا ظرفيت جريان خروجي آن محدود باشد ، راه اندازي موتور موجب افت ولتاژ خط مي شود . درنتيجه ساير بارهاي متصل به آن منبع تغذيه دچار اشكال مي گردند . لذا لازم است با استفاده از روشهايي ، جريان راه اندازي محدود شود . رفتار موتورهاي قفس سنجابي در شرايط راه اندازي با توجه به نوع آن (كلاس موتور )متفاوت مي باشد ، همانطور كه بدان اشاره شد . راه اندازي موتورهاي رتور سيم پيچي شده با افزايش مقاومت خارجي رتور انجام مي شود و جريان راه اندازي نيز محدود مي شود.

25. ترمز كردن
روشهاي متفاوتي در ترمز الكتريكي موتورهاي القائي مورد استفاده قرار مي گيرند كه به dc همانند موتورهاي 3 دسته زير تقسيم ميشوند: ترمز ژنراتور ي ترمز با معكوس كردن تغذيه ترمز ديناميكي يا رئوستا يي ترمز ديناميكي در موتورهاي القايي از چند طريق امكان پذير است.dc بر خلاف موتورهاي

26. كنترل سرعت با منبع ولتاژ متغير و فركانس ثابت
شكل كلي منحني ها ي سرعت - گشتاور مشابه است ولي با مجذور ولتاژ تغيير مي نمايد . كنترل سرعت ، باتغيير ولتاژ تغذيه به گونه ا ي انجام مي شود كه در سرعت مورد نظر گشتاور بار بوسيله موتور تامين مي شود . از آنجايي كه افزايش ولتاژ بالاتر از ولتاژ نامي مجاز نمي باشد بنا بر اين در اين روش ، افزايش سرعت تا سرعت نامي امكان پذير است. چون گشتاور در لغزش مشخص با مجذور ولتاژ متناسب است ،لذا جريان رتور مستقيما متناسب با ولتاژ تغذيه است .در نتيجه نسبت گشتاور به جريان با كاهش ولتاژ تغذيه كاهش مي يابد . همچنين گشتاور موجود براي يك بار گذاري حرارتي مشخص براي موتور كاهش مي يابد .گشتاور شكست نيز با مجذورولتاژ كم مي شود . بنا براين بهره برداري در سرعتها ي پايين و با شرايط حرارتي طبيعي موتور ، در صورتي امكان پذير است كه گشتاور بار با كاهش سرعت تقليل يابد

27. تعمیرات و نگهداری
نظافت الکتروموتور یکی از مهمترین کار های تعمیراتی برای موتور های القایی است چون گرمای بوجود آمده در داخل سیم پیچ ها از طریق بدنه و فن خنک کاری به محیط منتقل می شود و اگر الکتروموتور کثیف باشد به خصوص در محیط گرم و شرایط کاری سخت موتور ممکن است الکتروموتور شما فقط به خاطر کثیفی بیش از حد بسوزد. همچنین باید اتصالات الکتروموتور به صورت دوره ای چک و آچارکشی انجام شود. یکی دیگر از مشکلات الکتروموتور ها بروز مشکل در سمت بار است بار الکتروموتور می تواند یک پمپ، فن، تسمه نقاله، بالابر یا هر چیز دیگری باشد گاه وجود گیر و مشکل در سمت بار سبب می شود که از الکتروموتور جریانی بیش از حد مجاز کشیده شود این جریان اضافه سبب گرم شدن الکتروموتور می شود در حالیکه الکترموتور ها توان محدودی در دفع گرما دارند بنابراین دمای آن آنقدر بالا می رود تا عایق های آن بسوزد. برای جلوگیری از چنین مشکلاتی باید برای هر الکتورموتور رله حفاظتی اورلود یا بی متال در مسیر تغذیه سه فاز قرار داد تا در صورت جریان کشی بیش از حد مجاز بعد از زمان مشخصی الکتروموتور را از مدار خارج نماید و همچنین تا خنک شدن آن اجازه استارت مجدد ندهد.

28. انتخاب موتور القایی مناسب در کاربردهای صنعتی
به طور خلاصه در انتخاب موتور باید به موارد زیر توجه کرد
مصرف انرژی  
ملاحظات اقتصادی  
عملکرد  
بازدهی و ضریب توان  
کنترل کننده موتور

29. قیمت و نحوه ی تهیه
برای خرید هر یک از موتور های زیر می توان به سایت زیر مراجعه نمود:

30. برای خرید موتورهای فوق نیز می توان به آدرس زیر مراجعه نمود:

31. پایان