ماشینی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند، موتور الکتریکی نامیده می‌شود. این موتورها طراحی ساده، استفاده آسان، هزینه کم، راندمان بالا، هزینه نگهداری کم و قابل اعتمادی دارند. موتورهای القایی سه فاز یکی از انواع موتورهای الکتریکی هستند و با سایر انواع موتورهای الکتریکی متفاوتند. تفاوت اصلی این است که هیچ اتصال الکتریکی از سیم‌پیچ روتور به هیچ منبع تغذیه‌ای وجود ندارد. جریان و ولتاژ مورد نیاز در مدار روتور توسط القا از سیم‌پیچ استاتور تأمین می‌شود. به همین دلیل است که آن را موتور القایی می‌نامند. این مقاله موتور القایی قفس سنجابی را که یکی از انواع موتور القایی سه فاز است، شرح می‌دهد.
موتور القایی قفس سنجابی چیست؟
تعریف: موتور قفس سنجابی یکی از انواع موتورهای القایی است. برای تولید حرکت، الکترومغناطیس را سخت می‌کند. از آنجایی که شفت خروجی به جزء داخلی روتور که شبیه قفس است متصل است. از این رو به آن قفس سنجابی می‌گویند. درپوش‌های دو سر، یعنی دایره‌ای شکل، توسط میله‌های روتور به هم متصل شده‌اند. این میله‌ها بر اساس EMF تولید شده توسط استاتور عمل می‌کنند. این EMF همچنین توسط محفظه بیرونی تولید می‌شود که از ورق‌های فلزی چندلایه و سیم‌پیچ ساخته شده است. دو قسمت اصلی هر نوع موتور القایی، استاتور و روتور هستند. قفس سنجابی یک روش ساده برای ایجاد اثر القایی الکترومغناطیسی است. یک موتور القایی قفس سنجابی ۴ قطبی در زیر نشان داده شده است.
اصول کار موتور القایی قفس سنجابی
موتور القایی سنجابی بر اساس اصل الکترومغناطیس کار می‌کند. هنگامی که سیم‌پیچ استاتور با یک جریان متناوب سه فاز تغذیه می‌شود، یک میدان مغناطیسی دوار (RMF) تولید می‌کند که سرعتی به نام سرعت سنکرون دارد. این RMF باعث القای ولتاژ در میله‌های روتور می‌شود. بنابراین، آن جریان از آن عبور می‌کند. به دلیل این جریان‌های روتور، یک میدان مغناطیسی خودی تولید می‌شود که با میدان استاتور در تعامل است. اکنون، طبق اصل، میدان روتور شروع به مخالفت با علت خود می‌کند. هنگامی که RMF گشتاور روتور را می‌گیرد، جریان روتور به صفر کاهش می‌یابد. سپس هیچ گشتاور نسبی بین روتور و RMF وجود نخواهد داشت.
از این رو، نیروی مماسی صفر توسط روتور تجربه می‌شود و برای لحظه‌ای کاهش می‌یابد. پس از این کاهش در گشتاور روتور، جریان روتور دوباره با بازسازی حرکت نسبی بین RMF و روتور القا می‌شود. از این رو نیروی مماسی روتور برای چرخش بازیابی می‌شود و با پیروی از RMF شروع می‌شود. در این حالت، روتور سرعت ثابتی را حفظ می‌کند که کمتر از سرعت RMF و سرعت سنکرون است. در اینجا، اختلاف بین سرعت RMF و روتور به صورت لغزش اندازه‌گیری می‌شود. فرکانس نهایی روتور را می‌توان با ضرب لغزش در فرکانس تغذیه بدست آورد.
ساختار موتور القایی قفس سنجابی
قطعاتی که برای ساخت موتور القایی قفس سنجابی مورد نیاز هستند عبارتند از استاتور، روتور، فن و یاتاقان. استاتور از سیم‌پیچ‌های سه فاز با زاویه ۱۲۰ درجه از نظر مکانیکی و الکتریکی با محفظه و هسته فلزی تشکیل شده است. به منظور فراهم کردن مسیری با رلوکتانس کم برای شار تولید شده توسط جریان AC، سیم‌پیچ روی هسته آهنی چندلایه نصب می‌شود.
روتور انرژی الکتریکی داده شده را به خروجی مکانیکی تبدیل می‌کند. شفت، هسته و میله‌های مسی اتصال کوتاه شده اجزای روتور هستند. برای جلوگیری از هیسترزیس و جریان‌های گردابی که منجر به اتلاف توان می‌شوند، روتور لایه لایه ساخته شده است. و برای جلوگیری از دندانه‌دار شدن، هادی‌ها مورب هستند که به ایجاد نسبت تبدیل خوب نیز کمک می‌کند.
یک فن که در پشت روتور برای تبادل گرما متصل شده است، به حفظ دمای موتور در محدوده مشخصی کمک می‌کند. برای چرخش روان، یاتاقان‌هایی در موتور تعبیه شده است.
تفاوت بین موتور القایی قفس سنجابی و موتور القایی حلقه لغزان
مزایا
مزایای موتور القایی قفس سنجابی شامل موارد زیر است:
ساخت و ساز ساده و مقاوم.
هزینه اولیه و همچنین نگهداری پایین.
سرعت ثابت را حفظ می‌کند.
ظرفیت اضافه بار زیاد است.
چیدمان شروع ساده.
ضریب توان بالا.
تلفات کم مس روتور.
راندمان بالا.
معایب
معایب موتور القایی قفس سنجابی شامل موارد زیر است.
موتور
جریان راه اندازی بالا
حساسیت بالا به نوسانات ولتاژ تغذیه
ضریب توان پایین در بارهای سبک.
کنترل سرعت خیلی سخته
گشتاور راه اندازی بسیار ضعیف به دلیل مقاومت کم روتور.
زمان ارسال: ۲۶ ژوئن ۲۰۲۴