روش‌های کنترل دور الکتروموتور

کنترل دور الکتروموتورکاهش یا افزایش، یکی از مهم‌ترین مباحث در صنعت اتوماسیون است. با تغییر سرعت موتور، می‌توان به عملکرد بهینه‌تری در سیستم‌های مختلف دست یافت. در این مقاله، به بررسی روش‌های مختلف کنترل دور الکتروموتور خواهیم پرداخت. دور الکتروموتور یا RPM این تجهیز نسبت به توان آن متغیر است. بعضی اوقات لازم است بسته با کاری که در آن از الکتروموتور استفاده می کنیم، دور این تجهیز را کاهش یا افزایش دهیم. در این مقاله، به بررسی روش‌های مختلف کنترل دور الکتروموتور خواهیم پرداخت.

چرا کنترل دور الکتروموتور مهم است؟

• افزایش راندمان: با تنظیم سرعت موتور متناسب با بار، می‌توان از مصرف انرژی اضافی جلوگیری کرد.
• کنترل دقیق فرآیند: در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، کنترل دقیق سرعت موتور برای حفظ کیفیت محصول ضروری است.
• کاهش تنش مکانیکی: با راه اندازی نرم موتور و تغییر تدریجی سرعت، می‌توان از وارد آمدن تنش مکانیکی به سیستم جلوگیری کرد.
• کاهش نویز: با کنترل سرعت موتور، می‌توان از ایجاد نویزهای اضافی جلوگیری کرد.

روش‌های کنترل دور الکتروموتور

به طور کلی با چندین روش می توان دور موتور های الکتریکی را کاهش با اقزایش داد. در ادامه به بررسی این روش ها خواهیم پرداخت.

استفاده از انواع گیربکس

یکی از روش های ایده آل جهت کاهش یا افزایش الکتروموتورها استفاده از انواع گیربکس صنعتی کاهنده یا افزاینده است. همچنین با این روش میزان گشتاور الکتروموتورها می توان کم زیاد کرد.

تنظیم ولتاژ

• ساده‌ترین راه جهت کنترل دور موتور
• با کاهش ولتاژ تغذیه موتور، سرعت آن کاهش می‌یابد.
• محدودیت: در سرعت‌های پایین، گشتاور موتور به شدت کاهش می‌یابد.

کنترل جریان

• با محدود کردن جریان تغذیه موتور، می‌توان سرعت آن را کنترل کرد.
• محدودیت: در سرعت‌های بالا، جریان موتور افزایش می‌یابد که می‌تواند به موتور آسیب برساند.

تنظیم برداری

• دقیق‌ترین روش کنترل دور
• با کنترل مستقیم گشتاور و شار موتور، می‌توان به کنترل دقیق سرعت دست یافت.
• در کاربردهای با دینامیک بالا مانند ربات‌ها و ماشین‌های ابزار استفاده می‌شود.

مزایا و معایب روش‌های مختلف

کنترل دور الکتروموتورتکفاز با دیمر

استفاده از دیمر برای کنترل دور موتورهای تکفاز، روشی رایج و ساده است، اما به چند دلیل مهم، این روش برای همه انواع موتورها و در همه شرایط مناسب نیست:

چرا استفاده از دیمر برای کنترل دور موتور تکفاز محدودیت دارد؟

• نوع موتور: دیمرها معمولاً برای کنترل موتورهای یونیورسال مانند موتور فن کویل و الکتروموتورهای صنعتی(که هم با جریان مستقیم و هم متناوب کار می‌کنند) مناسب‌تر هستند. برای موتورهای القایی تکفاز، به ویژه در دورهای پایین، ممکن است باعث ایجاد حرارت زیاد، کاهش راندمان و حتی آسیب به موتور شود.
• تغییرات ولتاژ و فرکانس: دیمر با تغییر ولتاژ کار می‌کند. در موتورهای القایی، نسبت ولتاژ به فرکانس باید ثابت بماند. تغییر ولتاژ بدون تغییر فرکانس می‌تواند باعث ایجاد جریان‌های هارمونی، گرم شدن موتور و کاهش گشتاور شود.
• توان موتور: دیمرهایی که در بازار موجود هستند، معمولاً برای توان‌های پایین تا متوسط مناسب هستند و برای موتورهای پرقدرت ممکن است کافی نباشند.
• نوع بار: نوع باری که موتور به آن متصل است نیز در عملکرد دیمر مؤثر است. بارهای مقاومتی مانند گرمکن‌ها معمولاً با دیمر بهتر کار می‌کنند، اما بارهای القایی مانند پمپ‌ها و کمپرسورها ممکن است باعث ایجاد مشکلات شوند.

افزایش دور موتور الکتریکی: راهکارها و نکات مهم

کنترل و افزایش دور الکتروموتور به معنای افزایش سرعت چرخش روتور موتور است و در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی مورد نیاز است. چندین روش برای افزایش دور موتور وجود دارد که انتخاب روش مناسب به نوع موتور، کاربرد و محدودیت‌های سیستم بستگی دارد.

روش‌های اصلی افزایش دور موتور الکتریکی:

تغییر فرکانس تغذیه (استفاده از اینورتر)

• مکانیزم: یکی از روش ها جهت کنترل دور الکتروموتور و افزایش آن اینورتر است. اینورتر با تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) و سپس تبدیل مجدد آن به AC با فرکانس متغیر، سرعت موتور را کنترل می‌کند. افزایش فرکانس باعث افزایش سرعت موتور می‌شود.
• مزایا: کنترل دقیق سرعت، کاهش مصرف انرژی، راه اندازی نرم موتور، حفاظت در برابر اضافه بار.
• کاربردها: پمپ‌ها، فن‌ها، نوار نقاله‌ها، ماشین‌آلات صنعتی.
  

تغییر قطب‌های موتور

• مکانیزم: در برخی موتورهای القایی، با تغییر اتصال سیم‌پیچ‌ها می‌توان تعداد قطب‌های موتور را تغییر داد. افزایش تعداد قطب‌ها باعث کاهش سرعت موتور می‌شود و بالعکس.
• مزایا: سادگی، هزینه کم.
• محدودیت‌ها: تعداد محدودی سرعت قابل تنظیم، مناسب برای موتورهای با سرعت پایین.
  

استفاده از گیربکس

• مکانیزم: یکی دیگر از روش های کنترل دور الکتروموتور و افزایش آن استفاده از گیربکس است. گیربکس‌ها با تغییر نسبت دنده، سرعت خروجی موتور را افزایش یا کاهش می‌دهند.
• مزایا: افزایش گشتاور، کاهش سرعت، تنوع در نسبت دنده‌ها.
• محدودیت‌ها: کاهش راندمان، افزایش هزینه، محدودیت در سرعت‌های بالا.

تغییر ولتاژ تغذیه

• مکانیزم: افزایش ولتاژ تغذیه موتور باعث افزایش سرعت آن می‌شود، اما این روش به دلیل محدودیت‌های ولتاژ و خطر آسیب به موتور، کمتر استفاده می‌شود.

کاهش دور موتور الکتریکی

همانطور که افزایش دور موتور می‌تواند مفید باشد، در بسیاری از موارد نیاز به کاهش دور موتور داریم. کاهش دور موتور به معنای کاهش سرعت چرخش روتور موتور است و دلایل مختلفی مانند کنترل دقیق فرآیند، کاهش مصرف انرژی و افزایش گشتاور می‌تواند داشته باشد. جهت کنترل دور الکتروموتور و کاهش آن از همان روش هایی که برای افزایش توضیح داده شد، می توان استفاده کرد.

کاهش دور موتور سه فاز: راهکارهایی برای کنترل سرعت

کاهش دور و کنترل الکتروموتور سه فاز، یکی از نیازهای رایج در بسیاری از صنایع و کاربردهای صنعتی است. با کاهش دور موتور می‌توان به کنترل دقیق‌تر فرایندها، کاهش مصرف انرژی و افزایش گشتاور دست یافت.

روش‌های اصلی کاهش دور موتور سه فاز

استفاده از اینورتر (درایو فرکانس متغیر VFD)

• مکانیزم: اینورتر با تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) و سپس تبدیل مجدد آن به AC با فرکانس متغیر، سرعت موتور را کنترل می‌کند. کاهش فرکانس باعث کاهش سرعت موتور می‌شود.
• مزایا: کنترل دقیق سرعت، کاهش مصرف انرژی، راه اندازی نرم موتور، حفاظت در برابر اضافه بار.
• کاربردها: پمپ‌ها، فن‌ها، نوار نقاله‌ها، ماشین‌آلات صنعتی.

تغییر قطب‌های الکتروموتور

• مکانیزم: در برخی موتورهای القایی، با تغییر اتصال سیم‌پیچ‌ها می‌توان تعداد قطب‌های موتور را تغییر داد. افزایش تعداد قطب‌ها باعث کاهش سرعت موتور می‌شود.
• مزایا: سادگی، هزینه کم.
• محدودیت‌ها: تعداد محدودی سرعت قابل تنظیم، مناسب برای موتورهای با سرعت پایین.