در چنین شرایطی استفاده از روشهای راهاندازی موتور سه فاز با برق تک فاز یک ضرورت است. خوشبختانه با استفاده از چند روش اصولی میتوان یک موتور سه فاز را بهراحتی با برق تکفاز نیز راهاندازی کرد. این موتورها برای فعالیت خود به منبع تغذیه سهفاز (220، 380، 400، 415، 480 ولت) نیاز دارند، اما در صورت عدم دسترسی به منابع سهفاز میتوان با بکارگیری روشهایی موتور را با منبع تغذیه تک فاز (110 ، 220، 230 ، 240 ولت) راهاندازی کرد.
الکتروموتور یا موتور الکتریکی چیست؟
کار الکتروموتورها تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است و یکی از پرکاربردترین و پراستفادهترین تجهیزات در صنعت هستند. بسیاری از الکتروموتورها از روش برهم کنش بین میدانهای مغناطیسی سیم پیچ ها نیرو تولید میکنند، این نیرو به شکل گشتاور به شافت (شفت) موتور اعمال و موجب حرکت آن میشود.
الکتروموتورها میتوانند با استفاده از منابع جریان مستقیم (DC) یا با استفاده از منابع جریان متناوب مثل شبکه برق، اینورترها یا ژنراتورها تغذیه شوند. حال وقتی در مورد مشخصات الکتریکی مهم الکتروموتورها سؤال میشود، میتوان به پارامترهایی نظیر ولتاژ کاری، توان، فرکانس، آمپراژ و سرعت چرخش اشاره کرد. الکتروموتور ABB و الکتروموتور زیمنس به عنوان نمونههای مشهور اروپایی و الکتروموتور موتوژن به عنوان یک برند شناختهشده ایرانی شناخته میشوند. در تمام صنایع، کاربرد الکتروموتورها واضح است و میتوان گفت که تقریبا در کلیه صنایع کاربردهای فراوانی دارند.
تفاوت برق تک فاز و سه فاز
برق تکفاز تنها دارای یک فاز است که همراه با یک خط نول به دستگاهها انتقال مییابد. این نوع سیستم بیشتر برای مصارف خانگی مناسب است. جریان الکتریکی در برق تکفاز بهطور مداوم نوسان میکند (در هر ثانیه ممکن است تا ۵۰ بار قطع و وصل شود). در مقابل، برق سهفاز دارای سه فاز مجزا است. این ویژگی موجب میشود جریان برق در سیستمهای سهفاز بهصورت پیوسته و با پایداری بیشتر توزیع شود. بهطوری که حتی اگر یکی از فازها دچار مشکل گردد، دو فاز دیگر جریان برق را تامین و از قطع برق جلوگیری میکنند. این تفاوتها باعث میشود برق سهفاز برای کاربردهای صنعتی و تجاری که نیاز به توان بالا و پایداری دارند، مناسبتر باشد. همچنین، در سیستمهای برقرسانی سهفاز تلفات انرژی کمتر و کارایی انتقال برق بالاتر میباشد.
اصلیترین تفاوتهای الکتروموتور تک فاز و سه فاز
تفاوت اصلی الکتروموتور تک فاز و سه فاز در این است که الکتروموتورهای سهفاز بهدلیل داشتن سه سیمپیچ، نیازی به سیمپیچ راهانداز ندارند و بهصورت خودکار میدان دوار ایجاد میکنند. الکتروموتور تک فاز، پس از رسیدن به حدود 75 درصد سرعت نامی، کلید گریز از مرکز عمل کرده و سیمپیچ راهانداز را از مدار خارج میسازد.
- راندمان و کارایی: برجستهترین تفاوت الکتروموتور تک فاز و سه فاز در راندمان و کارایی آنهاست. الکتروموتورهای سهفاز بهدلیل تقسیم برق بین سه سیم، جریان روانتر و پایدارتری دارند. در مقابل، الکتروموتورهای تکفاز با ساختار سادهتر، کارایی کمتری دارند و نسبت به موتورهای سهفاز برق بیشتری مصرف میکنند.
- ظرفیت و توان: الکتروموتورهای سهفاز با ساختار چند فازی و توانایی تولید گشتاور بالا، برای کاربردهایی که نیاز به توانهای بیشتری دارند مناسبتر هستند. بهطور معمول، الکتروموتورهای تکفاز در توانهای محدود (حداکثر تا 5 اسب بخار) تولید میشوند. در حالی که الکتروموتورهای سهفاز میتوانند توانهای بسیار بیشتری را تامین کنند.
- شروع به کار و گشتاور: الکتروموتورهای سهفاز با تامین توان یکنواخت و توزیع انرژی در سهفاز، گشتاور شروع به کار بسیار بیشتری دارند. از این رو در هنگام روشن شدن و تحت بارهای سنگینتر به حداکثر کارایی خود میرسند. الکتروموتورهای تکفاز، گشتاور کمتری در شروع بهکار دارند و نیازمند تجهیزات اضافی مانند خازن برای بهبود شروع به کار هستند.
- لرزش و صدا: دیگر تفاوت الکتروموتور تک فاز و سه فاز، میزان لرزش و صدای آنهاست. الکتروموتورهای سهفاز بهدلیل توزیع متوازن جریان در سه سیم، بهطور کلی صدای کمتری تولید میکنند و لرزش کمتری دارند.
- هزینه و نگهداری: از نظر هزینه، الکتروموتورهای تکفاز بهطور معمول ارزانتر از نوع سهفاز هستند. از سوی دیگر، الکتروموتورهای سهفاز در بلندمدت بهخاطر کارایی بالاتر و مصرف کمتر انرژی، میتوانند هزینههای عملیاتی بهصرفهتری داشته باشند. نگهداری این موتورها نیز کمی دشوارتر است، اما طول عمر بیشتری دارند.
روشهای راه اندازی موتور سه فاز با برق تک فاز
سه روش اصولی و استاندارد برای تبدیل برق تک فاز به سه فاز و راهاندازی موتور وجود دارد:
- استفاده از درایو (اینورتر تکفاز به سهفاز)
- استفاده از خازن شیفت فاز
- استفاده از RPC یا مبدل دوار فاز
در ادامه هر روش را کامل بررسی میکنیم.
1. استفاده از درایو جهت راه اندازی موتور سه فاز با برق تک فاز
Variable Frequency Drive یا اینورتر، تجهیزی است که از هجوم جریان راهاندازی جلوگیری کرده و موتور را از لحظهی راهاندازی تا سرعت نامی کنترل میکند. قابلیت تکفاز به سهفاز درایو بهترین گزینه برای راهاندازی یک موتور سه فاز با استفاده از منبع تغذیه تک فاز است. در این روش، درایو برق تکفاز را دریافت کرده و در خروجی خود برق سهفاز را به موتور تحویل میدهد.
مزایای استفاده از درایو جهت راه اندازی
- شروع نرم (Soft Start) را میتوان با تنظیم پارامترهای درایو به دست آورد.
- تجربهی عملکرد خوب (قدرت و گشتاور مناسب موتور) با تنظیم سرعت توسط درایو.
- تشخیص اضافه بار و اضافه ولتاژ با استفاده از درایو.
- استفاده از این روش بسیار ساده است، کافی است منبع تغذیه را به ورودی تکفاز درایو و اتصال موتور سهفاز را به خروجی درایو وصل کرد.
- درایوها در ظرفیتهای مختلف برای موتورهای مختلف در دسترس هستند.
2. استفاده از خازن شیفت فاز جهت راه اندازی موتور سه فاز با برق تک فاز
در این روش برای راهاندازی موتور سهفاز با برق تکفاز از یک خازن استفاده میشود، که به آن خازن شیفت فاز یا Phase Shift Capacitor گفته میشود. با اتصال یک فاز و یک نول به شمشهای موتور اتصال یک فاز برق به موتور انجام شده و یک شمش آزاد باقی میماند. پس از انتخاب خازن با ظرفیت مناسب یک سر را به شمش آزاد و سر دیگر را به شمش فاز وصل میکنیم. پس از این اتصال موتور با گشتاور مناسب بدون هیچگونه ارتعاش و صدای اضافه راهاندازی میشود.
مزایای استفاده از خازن شیفت فاز جهت راه اندازی
- با اتصال خازن به شمش آزاد و شمش نول به راحتی میتوانیم جهت چرخش موتور را عکس کنیم.
- روشی کمهزینه است و تجهیزات آن معمولا در دسترس است.
معایب استفاده از خازن شیفت فاز جهت راه اندازی
- کاهش گشتاور موتور
- کاهش 65 درصدی توان موتور
ظرفیت خازن شیفت فاز چقدر است؟
ظرفیت خازن شیفت فاز با توان موتور رابطهی مستقیم دارد. برای محاسبهی ظرفیت خازن میتوان به دو روش اشاره کرد:
- برای موتور با توان 746 وات (یک اسب) یک خازن 50 میکروفاراد لازم است.
- استفاده از فرمول محاسبهی ظرفیت خازن:
که در آن P توان، f فرکانس و v ولتاژ است.
مثلا اگر بخواهیم موتوری با توان 90 وات را با برق تکفاز راهاندازی کنیم با برقراری تناسب داریم:
میدانیم 90watt برابرHorsepower 0.12 است.
بنابراین خازن مورد نیاز برای این موتور خازن 6 میکروفاراد است.
3. استفاده از RPC جهت راه اندازی موتور سه فاز با برق تک فاز
RPC (Rotary Phase Converter) یا مبدل دوار فاز که سیگنالهای سه فاز را با استفاده از منبع تک فاز از طریق حرکت چرخشی تولید میکند. RPCها بسیار گرانتر از درایوها هستند و استفاده از آنها برای تبدیل فاز موتور به ندرت کاربردی است.
مزایای استفاده از RPC جهت راه اندازی
- دقت بالا در تولید برق سه فاز
- مناسب برای موتورهای با توان بالا
معایب استفاده از RPC جهت راه اندازی
- هزینه بسیار زیاد
- ابعاد بزرگ و وزن بالا
- نگهداری پیچیده
خلاصه روشهای راه اندازی موتور سه فاز با برق تک فاز
1. استفاده از درایو
- مزایا: گشتاور و توان مناسب موتور، تشخیص اضافه بار و اضافه ولتاژ و استارت نرم.
- معایب: هزینهی زیاد نسبت به روش دوم.
2. استفاده از خازن شیفت فاز
- مزایا: ساده و ارزان بودن
- معایب: کاهش توان و گشتاور موتور
3. استفاده از RPC
- مزایا: دقت بالا
- معایب: هزینهی بسیار زیاد
خدمات تخصصی لیا نوین جهت راه اندازی موتور سه فاز با برق تک فاز
شرکت لیا نوین یکی از مجموعههای متخصص در زمینه برق صنعتی، طراحی و ساخت تابلو برق صنعتی، نصب تجهیزات صنعتی و راهاندازی موتور سه فاز با برق تک فاز است. اگر قصد دارید موتور سه فاز خود را با برق تکفاز راهاندازی کنید، کارشناسان لیا نوین بهترین روش را با توجه به توان موتور، نوع بار، شرایط محیطی و بودجه شما انتخاب و اجرا میکنند. بخشی از خدمات تخصصی ما عبارتند از:
- راهاندازی موتور سه فاز با برق تک فاز
- انتخاب بهترین روش (درایو، خازن یا RPC)
- طراحی و ساخت تابلو برق اختصاصی برای الکتروموتورها
- کابلکشی و اتصالات برق صنعتی
- عیبیابی و رفع مشکلات راهاندازی موتورها
- تنظیمات تخصصی درایو و برنامهریزی دستگاه
- اجرای اصولی مطابق استانداردهای برق صنعتی
بهترین روش راه اندازی موتور سه فاز با برق تک فاز کدام است؟
انتخاب روش مناسب برای راه اندازی موتور سه فاز با برق تک فاز به عوامل مختلفی از جمله توان موتور، بودجه، دقت مورد نیاز و شرایط کاری بستگی دارد ولی اگر کیفیت، طول عمر موتور و کارکرد اصولی برای شما مهم است، از نظر ما استفاده از درایو بهترین گزینه است. شرکت لیا نوین با بهرهگیری از نیروهای متخصص و تجهیزات پیشرفته، آماده ارائه خدمات تخصصی در این زمینه میباشد.
برای دریافت مشاوره رایگان و اطلاعات بیشتر، با کارشناسان ما در لیانوین تماس حاصل فرمایید.
