موتورهای تکفاز AC یک نوع رایج از تجهیزات الکتریکی در صنایع مختلف هستند. اکثریت قریب به اتفاق موتورهایی که از منبع اصلی تغذیه برای صنایع خانگی یا سبک استفاده می کنند تک فاز هستند. یکی از موارد مهم انتخاب سایز مناسب موتور با توجه به برنامه است. اکثر برنامه های کنترل موتور نیاز به کنترل سرعت موتورهای القایی تک فاز دارند زیرا این موتور نه تنها سرعت متغیری را فراهم می کند ، بلکه مصرف انرژی و سر و صدای قابل شنیدن را نیز کاهش می دهد. این مقاله عمدتا دانش مربوط به کنترل کننده موتور تک فاز را معرفی می کند.
موتورهای تک فاز در منازل ، ادارات ، کارگاه های کارخانه و غیره بسیار مورد استفاده قرار می گیرند ، زیرا قدرت تحویل داده شده به اکثر خانه ها و ادارات تک فاز است. علاوه بر این ، موتورهای تک فاز قابل اعتماد ، کم هزینه ، ساختار ساده و نگهداری آسان هستند.
اکثر موتورهای القایی تک فاز یک جهته هستند ، به این معنی که آنها برای چرخش در یک جهت طراحی شده اند. با افزودن سیم پیچ های اضافی ، رله ها و کلیدهای خارجی ، یا با افزودن مکانیزم چرخ دنده ، جهت چرخش را می توان تغییر داد. استفاده از سیستم کنترل مبتنی بر میکروکنترلر می تواند تغییرات سرعت را به سیستم اضافه کند. بسته به الگوریتم کنترل موتور مورد استفاده ، علاوه بر گزینه تغییر سرعت ، جهت چرخش نیز قابل تغییر است.
اصل کار کنترل موتور تکفاز
اصل کار کنترل کننده تک فاز کنترل کننده موتور بر اساس توالی عملکرد سوئیچینگ برخی از کلیدهای قدرت ، یعنی تریستور است. نحوه روشن شدن تریستور اجازه می دهد تا بار در بخشی از هر نیم چرخه ولتاژ ورودی به منبع تغذیه AC متصل شود. بنابراین ، ولتاژ خروجی از ولتاژ AC ورودی بار متصل به منبع تغذیه پیروی می کند. به این ترتیب ولتاژ خروجی کنترل می شود.
کنترل کننده موتور تک فاز
هنگامی که استاتور کنترل کننده موتور تکفاز از منبع تغذیه تک فاز تغذیه می کند ، شار مغناطیسی متناوب در سیم پیچ های استاتور ایجاد می کند. بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی [39] ، جریان متناوب که از سیم پیچ های استاتور عبور می کند ، باعث ایجاد جریان در نوار روتور (روتور قفس سنجابی) می شود. این جریان القایی در روتور نیز شار مغناطیسی متناوب تولید می کند.
حتی پس از تنظیم دو شار مغناطیسی متناوب کنترل کننده ، موتور هنوز نمی تواند روشن شود. با این حال ، اگر روتور در ابتدا با نیروی خارجی در هر دو جهت راه اندازی شود ، موتور به سرعت خود شتاب می گیرد و سرعت نامی خود را حفظ می کند. این رفتار موتورهای تک فاز را می توان با نظریه چرخش دو میدان توضیح داد.
انواع موتورهای القایی تکفاز
موتورهای القایی تک فاز به طور گسترده ای در برنامه هایی استفاده می شوند که فقط برق تک فاز در دسترس است. این دستگاه ها در محدوده چندین کیلووات تولید می شوند تا نیازهای برنامه های مختلف را برآورده کنند ، مانند پنکه سقفی ، میکسر غذا ، یخچال ، جاروبرقی ، مته برقی قابل حمل ، سشوار و غیره. انواع مختلف موتورهای القایی تک فاز در زیر به طور مختصر مورد بحث قرار می گیرد. با توجه به حالت راه اندازی ، انواع اصلی موتورهای ناهمزمان تکفاز عبارتند از: موتورهای فاز شکاف دار ، موتورهای راه اندازی خازن ، موتورهای خازن با آهنربای دائمی و انواع دیگر.
موتور القایی فاز شکاف یکی از پرکاربردترین موتورهای القایی تک فاز است. اجزای اصلی موتور فاز شکاف شامل سیم پیچ اصلی ، سیم پیچ کمکی و کلید گریز از مرکز است. این یک آرایش ساده است که با ارائه دو سیم پیچ بر روی یک هسته استاتور ، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می کند. سیم پیچ کمکی یا سیم پیچ شروع به مقاومت سری دارد ، بنابراین امپدانس آن در اصل به یک مقاومت بالا تبدیل می شود. روش سیم پیچ آن با سیم پیچ اصلی متفاوت است ، اما در مقایسه با سیم پیچ اصلی ، پیچ های کمتری دارد و قطر آن بسیار کمتر است.
موتورهای القایی شروع شده با خازن مشابه موتورهای فاز شکاف دار هستند ، اما یک خازن به صورت سری با سیم پیچ کمکی وصل شده است. این یک نسخه پیشرفته از موتور فاز شکاف است. از آنجا که خازن جریان اصلی را جذب می کند ، استفاده از خازن باعث افزایش زاویه فاز بین دو جریان (جریان اصلی و جریان کمکی) می شود و در نتیجه گشتاور راه اندازی را افزایش می دهد. این دلیل اصلی استفاده از خازن ها در موتورهای القایی تک فاز است.
کنترل کننده موتور تک فاز
موتور القایی خازن آهنربای دائمی را موتور خازنی نیز می نامند که در آن خازن کم به صورت سری با سیم پیچ شروع شده وصل شده و حتی در حالت در حال اجرا از مدار خارج نمی شود. با توجه به این ترتیب ، نیازی به سوئیچ گریز از مرکز نیست. خازن می تواند به طور مداوم کار کند. خازنهای کم ارزش تغییر فاز پیشرو را تولید می کنند ، اما کل جریان شروع کمتر است. بنابراین ، گشتاور راه اندازی تولید شده توسط این موتورها بسیار کمتر از گشتاور راه اندازی موتورهای خازنی است.
مقاله به طور عمده اصل کار کنترل کننده موتور تکفاز را معرفی می کند. با مرور متن کامل ، می توانید درک کنید که اصل کار هر کنترل کننده ولتاژ بر اساس توالی عملکرد سوئیچینگ برخی از کلیدهای قدرت ، یعنی تریستور است. نحوه روشن شدن تریستور اجازه می دهد تا بار در بخشی از هر نیم چرخه ولتاژ ورودی به منبع تغذیه AC متصل شود.
