آرشیو آذر ماه 1402

آموزش سیم پیچی الکتروموتور سه فاز

۷۷ بازديد
مقدمه
الکتروموتورهای سه فاز، بخش وسیعی از انرژی مکانیکی کارخانه ها و کارگاه های تولیدی را تأمین می کنند، بالابرها، آسیاب ها، تسمه نقاله ها، فن ها و نظایر آن از این دسته است. از این رو سیم پیچی انواع موتورهای سه فاز بیشتر مورد توجه است، زیرا بیشتر موتورها در این بخش به صورت سه فاز هستند.
در ساختار ماشین های الکتریکی از سیم پیچ های با آلیاژهای مس، آلومینیوم و.. استفاده می شود و این سیم پیچ ها در برابر اضافه جریان و حرارت بسیار آسیب پذیر هستند و در صورت بروز مشکل برای آنها می بایست موتورهای الکتریکی را برای بار دیگر سیم پیچی نمود.

ساختمان ماشین های القایی
به طور کلی الکتروموتورها از دو بخش اصلی ثابت و متحرک تشکیل شده اند:
1. استاتور (بخش ثابت) :
که از ورقه های آهن سیلیس دار ساخته می شود ورقه ها وقتی روی هم قرار می گیرند، شیارهایی را پدید می آورند .در داخل شیارهای استاتور، سیم پیچ های مسی با اختلاف فاز ۱۲۰ درجه مکانی، سیم پیچی می شوند. با عبور جریان از داخل این سیم پیچ ها، چون جریان های الکتریکی سه فاز خود دارای اختلاف فاز الکتریکی ۱۲۰ درجه بوده و دائما در حال تغییر هستند، به همین دلیل یک میدان مغناطیسی در حال چرخش در سطح داخلی استاتور پدید می آید که اصطلاحا به آن « میدان مغناطیسی دوار» می گویند.
سرعت چرخش میدان مغناطیسی دوار با فرکانس شبکه و قطب های موتور، متناسب است. به طور کلی به قسمت تولید کننده میدان مغناطیسی دوار در موتورهای الکتریکی، القاکننده می گویند.
استاتور شامل:
  • بدنه
  • هسته مغناطیسی : که شامل مجموعه ای از ورقهای فولادی است که دارای شیار در سطح داخلی آن می باشد که پس از قرار گرفتن در کنار هم تشکیل یک حجم استوانه ای توخالی را میدهد . سیم پیچ های سه فاز ماشین القایی در داخل همین شیارها قرار می گیرند .
  • سیم پیچ ها
  • یاتاقان
2. روتور( بخش متحرک ماشین )
اگر در سیم پیچی الکتروموتورها ، در هر شیار استاتور یک بازوی کلاف قرار بگیرد یک طبقه و اگر تعداد بازوها در هر شیار بیش از یک باشد ، چند طبقه می گویند .
متداول ترین سیم پیچی چند طبقه در الکتروموتور سه فاز، سیم پیچی دو طبقه است که دو بازو در هر شیار قرار می گیرد . سیم پیچی در اکثر ماشین های سه فاز صنعتی ( قدرت متوسط و بالا ) به روش دو طبقه انجام میگیرد .

سیم پیچی دو طبقه دارای مزایای زیادی می باشد که شامل :
1. عایق بندی بهتر انجام شده و ضریب اطمینان الکتروموتور ماشین بالا می رود .
2. امکان اتصال حلقه ها در داخل شیار و اختلاف پتانسیل بین هر هادی با هادی یکدیگر 50 % کمتر می شود .
3. امکان سیم پیچی با هر نوع گام وجود دراد گام معمولی ، گام کوتاه ، کوتاه تر ، بلند
4. امکان سیم پیچی با هر تعداد شیار استاتور برای هر نوع تعداد دور موتور ( تعداد قطب ) سیم پیچی با شیار کسری
* در سیم پیچی دو طبقه بعد از جا گذاری اولین کلاف احتیاجی به خالی گذاشتن شیار نیست. یعنی بلافاصله کلاف بعدی را در شیار های بعدی قرار می دهیم.

نکته ایمنی: هنگام سیم پیچی باید دقت کنید که سیم ها به موازات یکدیگر پیچیده شوند و از روی هم عبور نکنند؛ چون در این صورت جا زدن آنها در داخل شیار دشوار است. علاوه بر این، احتمال ساییدگی سیم ها بر هم افزایش می یابد و در اثر از بین رفتن عایق، خطر اتصال کوتاه حلقه ها به یکدیگر نیز وجود دارد.

موتورهای سه فاز در قالب یکی از دو نوع سیم پیچی می شوند :

1-گام کامل
2-گام کسری

سیم پیچی یک طبقه گام کامل
چنانچه در سیم پیچی ابتدا و انتهای یک کلاف، اختلاف فاز ۱۸۰ درجه الکتریکی رعایت گردد و نیروی محرکه القایی بازوهای رفت و برگشت کلاف ها جمع جبری شوند سیم بندی را گام کامل می گویند.
در این سیم بندی تعداد شیارهای موجود بین رفت و برگشت هر کلاف و شیار خواهد بود. در این سیم پیچی گام سیم پیچی با گام قطبی برابر است.

سیم پیچی یک طبقه گام کسری
اگر در سیم پیچی ابتدا و انتهای یک کلاف، اختلاف فازی کمتر از ۱۸۰ درجه الکتریکی وجود داشته باشد سیم بندی با گام کسری عنوان میشود.
درگام کسری نیروی محرکه های الکتریکی بازوهای کلاف ها جمع برداری میشوند. چون جمع برداری از جمع جبری کمتر است، لذا نیروی محرکه موتور در سیم بندی گام کسری کاهش می یابد و توان موتور کاهش می یابد.
به همین دلیل برای جبران کاهش نیروی محرکه، تعداد دور کلاف های موتور را به تناسب کوتاهی گام تقویت می کنند.

مزایای گام کسری به گام کامل:
-کاهش سیم مصرف
-کاهش مقاومت اهمی سیم پیچ های موتور و کاهش تلفات اهمی موتور
-افزایش بازده موتور
-کاهش لرزش های موتور
-افزایش عمر موتور
انواع سیم بندی از لحاظ شکل کلافها

سیم پیچی استاتور الکتروموتورها به ۲ صورت زیر انجام می شود :
  •     سیم بندی متحدالمرکز
  •     سیم بندی کلاف مساوی 
سیم بندی متحدالمرکز
در سیم پیچی متحدالمرکز، گام کلاف ها در یک گروه از کلان برابر نبوده و کلاف ها به گونه ای یکدیگر را در بر می گیرند که مراکزشان بر هم منطبق می شود.
گام هر کلاف بیرونی به اندازه ۲ شبار از گام کلانی که درون و مجاور آن قرار گرفته، بیشتر است. این سیم بندی بیشتر در موتورهای تکفاز کاربرد دارد.

سیم بندی کلاف مساوی
در سیم پیجی کلاف مساوی، گام تمام کلاف ها در مجموعه سیم بندی با هم برابر بوده و برای پیجیدن آنها می توان از قالب هایی با اندازه مساوی استفاده کرد.
در این نوع سیم پیچی سیم کمتری در مقایسه با سیم پیچی متحدالمرکز مصرف می شود و محاسبه تعداد دور هر کلاف، ساده تر است. در سیم بندی کلاف مساوی، کلافهای فازهای متفاوت از روی یکدیگر عبور کرده و آنها را باید نسبت به هم عایق کرد .

در صورت نیاز به هرگونه مشاوره و راهنمایی در این زمینه ،می توانید با مشاوران شیبا صنعت تماس بگیرید.

کاربرد آنالیز اثر جریان در تشخیص عیوب الکتروموتورها

۸۱ بازديد
مقدمه
با توجه به نقش حیاتی الکتروموتورهای القائی سه فاز و تکفاز در صنعت، پایش هرچه بهتر این تجهیزات در پیشگیری از توقف‌های ناگهانی آن‌ها و متعاقباً پیشگیری از افت راندمان سیستم، کاهش تولید و افزایش هزینه‌ها بسیار مؤثر است. از طرفی آنالیز اثر جریان موتور یکی از روش‌های بااهمیت پایش وضعیت موتورها است، لذا در مقاله حاضر مطالعه موردی از نتایج ارزنده به‌کارگیری این روش در الکتروپمپ عمودی با توان نامی 1625 kw بررسی‌شده است.
در چند دهه گذشته آنالیز اثر جریان موتور به‌عنوان روشی نا مداخله‌گر درروند کاری موتورها (روشی که در کارکرد موتور هیچ‌گونه تأثیری ندارد) به‌منظور پایش وضعیت آن‌ها شناخته‌شده است. در این روش با نمونه‌برداری جریان از یک‌فاز موتور و آنالیز فرکانس‌های به‌دست‌آمده از تبدیل فوریه سریع این سیگنال می‌توان به وجود، اندازه و نوع برخی از عیوب الکتروموتورها پی برد. در این مقاله ضمن تشریح برخی از مطالب تئوری تلاش شده است با استفاده از فن MCSA به بررسی و نحوه تشخیص عیب یک الکتروپمپ عمودی با توان 1625 kw  پرداخته شود.

تشریح تئوریک خارج از مرکزیت
خارج از مرکز وضعیتی است که در آن فاصله هوایی بین روتور و استاتور متقارن نیست. به‌عبارت‌دیگر عدم تقارن در فاصله هوایی وجود دارد. این پدیده موجب ایجاد نیروی کشش الکترومغناطیسی نامتعادل یا عدم تعادل نیروی شعاعی می‌شود که درنهایت در صورت افزایش بیش‌ازحد، موجب برخورد روتور با استاتور و متعاقب آن توقف آنی است و سبب اثر ارتعاشات بر هسته استاتور و متناسب با آن بر سیم‌پیچ‌های استاتور و روتور  می‌شود. بنابراین چنانچه عیب خارج از مرکزیت در مراحل اولیه شناسایی می‌شود، می‌توان با پایش روند افزایشی آن از توقف آنی موتور جلوگیری کرد.
خارج از مرکزیت در موتورها به سه صورت نمایان می‌شوند که عبارت‌اند از:
Static Eccentricty
 در این حالت فاصله هوایی بین روتور و استاتور در موقعیت کمتر از حد متعارف و در یک موقعیت بیشتر از حد متعارف است این کاهش فاصله هوایی با چرخش روتور تغییر نمی‌کند و هنگامی‌که به وجود می‌آید که مرکز روتور و استاتور یکی نیستند. پدیدار شدن این نوع خارج از مرکزیت می‌تواند ناشی از بیضوی بودن هسته استاتور، نامیزان بودن (Misalignment) یاتاقان‌ها به علت مشکلات نسبی ساییده شدن یاتاقان‌ها، نامیزان بودن کوپلینگ مکانیکی و به وجود آمدن پدیده soft foot  باشد.
Dynamic Eccentricty
این پدیده هنگامی اتفاق می‌افتد که روتور حول مرکز استاتور می‌چرخد اما هم‌محور نیستند. خارج از مرکزیت دینامیک سبب کاهش فاصله هوایی در طول محیط چرخش روتور می‌شود و برخلاف خارج از مرکزیت استاتیکی که فقط در یک نقطه کاهش  فاصله هوایی داشتیم، این تغییرات در فاصله هوایی همراه با چرخش روتور مدام تغییر می‌کند و تمامی محیط استاتور را شامل می‌شود، دلایل به وجود آمدن این پدیده عبارت‌اند از: تشدید مکانیکی اجزای الکتروموتور در سرعت بحرانی، گشادشدن محوطه یاتاقان و … . افزایش این مؤلفه فرکانسی بسیار بااهمیت‌تر از Static Eccentricty است و افزایش مقدار آن در مقیاس لگاریتمی نسبت به مؤلفه اصلی Eccentricty Static دارای محدوده مجاز 17 dB است.
Mix Eccentricty
در این وضعیت Static Eccentricty و Dynamic Eccentricty تمایل به هم‌زیستی باهم دارند در این شرایط روتور نه حول محور استاتور و ننه حول مرکز خود می‌چرخد، بلکه حول نقطه‌ای بین مرکز استاتور و روتور می‌چرخد.

با مراجعه به وبسایت شیبا صنعت مطالب گسترده تری را می توانید مطالعه کنید و در صورت نیاز به مشاوره فنی با کارشناسان مجموعه تماس بگیرید.
 
 

بلبرینگ، بوش و یاتاقان در الکتروموتور

۸۹ بازديد

بلبرینگ، بوش و یاتاقان در الکتروموتور

قطعات مکانیکی الکتروموتورها را، پوسته استاتور و هسته روتور تشکیل می‌دهد. روتور قسمت گردان الکتروموتور در داخل استاتور گردش می‌کند. بنابراین به مجموعه قطعاتی نیاز است تا ارتباط بین روتور و استاتور را ازنظر مکانیکی برقرار سازد. این وظیفه به عهده بلبرینگ ها، بوش‌ها و یاتاقان‌ها هست. بلبرینگ‌ها و بوش‌ها علاوه بر برقراری ارتباط بین روتور و استاتور وظیفه مهم دیگری ایفا می‌کنند؛ این وظیفه کاهش قابل‌ملاحظه اصطکاک در یاتاقان‌ها هست.

بلبرینگ

بلبرینگ‌ها قطعاتی از الکتروموتورها هستند که بین محور روتور و یاتاقان استاتور قرار می‌گیرند. هر بلبرینگ از دوطوقه تشکیل می‌شود. یکی از طوقه‌ها ثابت است که در سمت یاتاقان به قسمت ساکن الکتروموتور جفت می‌شود و طوقه دوم متحرک است که روی محور روتور قرار می‌گیرد و همراه آن گردش می‌کند.

برای کاهش اصطکاک، در بین دوطوقه گلوله‌های کوچکی (ساچمه) قرار دارد، این گلوله‌ها ضمن حفظ فاصله بین طوقه سطح تماس آن‌ها را نیز به حداقل می‌رسانند.

هر چه سطح تماس بین دوطوقه کمتر باشد اصطکاک نیز کمتر شده و راندمان الکتروموتور افزایش می‌یابد. کاهش سطح تماس محدودیت دارد و اگر بیش‌ازحد کاهش یابد، گلوله‌ها فشار وارده از طرف محور را تحمل نمی‌کنند و خرد می‌شوند.

طراحان بلبرینگ‌ها در صنعت، بین فشار محور و کاهش اصطکاک، یک حالت بهینه انتخاب می‌کنند و بر اساس آن بلبرینگ‌ها را می‌سازند. بدین علت بلبرینگ‌ها در انواع مختلف ساخته می‌شوند.

هر چه فشار محور کمتر باشد بلبرینگ‌ها در حجم کمتر و با تعداد ساچمه‌های کمتری ساخته می‌شوند. در موتورهای بزرگ و پرقدرت ساچمه‌ها تحمل فشار زیاد را ندارند، لذا در بین طوقه‌ها از غلطک های کوچک یا رول استفاده می‌شود که به آن رولبرینگ می‌گویند.

بلبرینگ‌ها از طریق ساچمه‌ها یا طوقه‌ها آسیب می‌پذیرند. فشار بیش‌ازحد بر روی ساچمه‌ها باعث می‌شود ساچمه‌ها خرد شوند که این خرد شدن دو اثر نامطلوب در گردش طوقه‌ها به‌جا می‌گذارد.

یکی اینکه طوقه‌ها روی همدیگر روان گردش نمی‌کنند و دیگر اینکه به هنگام گردش طوقه‌ها سروصدا ایجاد نمی‌شود. قابل‌ذکر است که سروصدای بین طوقه‌ها از خشک بودن فضای بین ساچمه‌ها و طوقه‌ها نیز به وجود می‌آید که این مورد را با روغن‌کاری می‌توان برطرف نمود.

برای تشخیص شکستگی ساچمه‌ها، پس از روغن‌کاری یکی از طوقه‌ها را با یکدست نگه می‌داریم و طوقه دیگر را با دست دیگر به گردش درمی‌آوریم. اگر گردش با سروصدا همراه باشد علامت آن است که ساچمه‌ها خردشده‌اند و بلبرینگ خراب است و باید با یک بلبرینگ سالم مشابه تعویض شود.

فشار زیاد بر طوقه‌ها باعث می‌شود بلبرینگ‌ها حالت تقارن خود را از دست بدهند که در این حالت محور روتور متعادل کار نمی‌کند (به‌اصطلاح لنگ می‌زند) و یا روتور قفل کرده و به گردش در‌نمی‌آید (گیرپاچ می‌کند)؛ در این مورد باید بلبرینگ را با یک بلبرینگ سالم تعویض کرد.

بوش و کاسه‌نمد

در مواردی که بار موتور سبک است و محیط کار از رطوبت نسبی برخوردار است به‌جای بلبرینگ از یاتاقان‌های استوانه‌ای که بوش نام دارند، استفاده می‌شود. بوش‌ها را از مخلوط گرافیت و مس می‌سازند.

یک بوش خوب باید دو خاصیت اساسی زیر را داشته باشد:

1- درجه سختی آن با درجه سختی محور روتور یکسان یا کمی از درجه سختی آن پائین تر باشد تا محور روتور به هنگام گردش در درون بوش‌ها، خردگی پیدا نکند.

2- خاصیت اسفنجی داشته باشد به‌گونه‌ای که اگر آن را در کف دست قرار دهیم و داخل آن را با روغن‌موتور پرکنیم و با کف دست دیگر به قسمت بالای آن فشار بیاوریم روغن از لابه‌لای درزهای آن به بیرون نشت کند.

برای بوش‌ها داشتن سطح تماس بیشتر با محور روتور نسبت به بلبرینگ‌ها، لازم است به‌طور دائم روغن‌کاری شوند. بدین علت بوش‌ها را در محفظه‌هایی قرار می‌دهند که به طریقی با روغن در تماس باشند.

در این محفظه‌ها روغن از طریق فتیله یا الیاف پارچه یا نمد که قدرت جذب روغن بیشتری دارد، به بوش‌ها رسانده می‌شود. به این مجموعه که محور روتور، بوش‌ها، روغن‌موتور و الیاف پارچه یا نمد را دربرمی گیرد کاسه‌نمد گفته می‌شود.

تماس محور روتور با بوش‌ها موجب می‌شود بوش‌ها ساییده شوند و فاصله هوایی بین آن‌ها و محور زیاد گردد. این افزایش فاصله، تقارن روتور را درون استاتور به هم میزند و راه‌اندازی و کار الکتروموتور را با مشکل روبرو می‌سازد.

بنابراین لازم است در سرویس‌های متداول فاصله هوایی بین محور و بوش‌ها کنترل شود. این فاصله معمولاً 39/0 میلی‌متر هست و اگر بیش از این شد لازم است بوش‌ها عوض شوند.

پیچ – مهره – واشر

برای برقراری ارتباط بین مجموعه قطعات موتور از پیچ و مهره استفاده می‌شود. این ارتباط موقت است لذا هرگاه سرویس یا تعمیری لازم باشد با باز کردن پیچ و مهره‌ها، قطعات را از هم جدا کرده و پس از سرویس یا تعمیر مجدداً آن‌ها را می‌بندند.

پیچ و مهره‌ها بر اساس علائم مشخص‌کننده و در جداول خاص معرفی می‌شوند. این معرفی به دو صورت میلی‌متری یا اینچی و با دنده‌های ریز یا درشت و برحسب قطر پیچ صورت می‌گیرد.

برای جلوگیری از شل شدن اتصال پیچ و مهره ها یا آب بندی محل اتصال یا تنظیم قطعات بین یاتاقان ها ، از واشر های فنری و پلاستیکی استفاده می شود.

در الکتروموتور ها برای اتصال درپوش ها به پوسته موتور بیشتر از پیچ های بلند استفاده می شود. معمولا هر دو سر پیچ رزوه دار است و هر دو سر با مهره بسیته می شود .

این انتخاب بیشتر بخاطر تنظیم موقعیت روتور و قالپاق ها از هر دو طرف موتور می باشد.

کلید گریز از مرکز

کلید های گریز از مرکز که معمولا در الکتروموتور تک فاز به کار گرفته می شوند براساس دور محور موتور کار می کنند و در طبقه بندی کلید ها جزء کلید های تابع دور می باشند . این کلید ها قادرند در دور معین، ارتباط الکتریکی کلیدی را قطع و یا برقرار کنند.

محرک مکانیکی کلید گریز از مرکز ، از چند بازو تشکیل شده است که این بازو ها در حالت معمولی ، توسط فنرهایی در حالت جمع شده می باشند و زمانی که دور محور زیاد می شود ، با توجه به خاصیت نیروی گریز از مرکز ، نیروی بازوی محرک بر نیروی فنر ها غلبه کرده و بازو ها باز می شوند و حلقه کشویی ( لغزنده ) را که روی محور قرار دارد به به داخل می راند ؛ این حلقه به هنگام جا به جایی می تواند کنتاکت هایی را وصل یا قطع نماید.

با حرکت حلقه های لغزنده بازو های کلید الکتریکی به صورت عقب رانده می شوند و کلید تغییر حالت می دهد . مثلا در کلید تبدیل الکترو موتور کولری ، با رانده شدن بازو ها به عقب ارتباط بازو های 1 و 2 از کنتاکت A و B قطع و ارتباط بازوی 1 با کنتاکت C برقرار می شود .

کار عملی

هدف : تعویض قطعات مکانیکی الکتروموتور

نکات ایمنی: لباس کار ، کفش ایمنی و دستکش بپوشید ، محیط کار را خلوت کنید و ابزار مزاحم را نیز از محیط کار دور کنید.

ابزار و وسایل مورد نیاز :

  • سنبه نشان
  • چکش فلزی و پلاستیکی از هر کدام یک عدد
  • الکترو موتور تک فاز یک دستگاه
  • الکتروموتور سه فاز ، یک دستگاه
  • پولی کش
  • بوش کش

مراحل کار:

  • یک الکترو موتور سه فاز را در اختیار بگیرید.
  • محور روتور را با دست به طرف بالا و پائین حرکت دهید و از میزان مجاز حرکت محور اطمینان حاصل کنید. در مورد موتور هایی که یاتاقان های آنها بوشی است ، میزان جا به جایی 39/0 میلی متر مجاز است.
    • قطعات موتور را پیاده کنید.
    • روتور را در اختیار بگیرید و از طریق بلبرینگ کش یا بوش کش ، بلبرینگ و بوش آن را از محور جدا کنید.

     

    برای درآوردن بوش ها و یاتاقان های استوانه ای از ابزار زیر استفاده می شود . این ابزار دو فک قابل تنظیم دارد که در داخل بوش محکم می شود و با چرخیدن دستگیره پیچ ، بوش به بیرون یاتاقان هدایت می شود.

برای خارج کردن بلبرینگ ها از داخل یاتاقان ها از بلبرینگ کش استفاده می شود . فک های این ابزار با طوقه بلبرینگ درگیر می شود و با پیچیدن پیچ بلبرینگ ، پایه پیچ در محور قسمت گردان قرار می گیرد و فک ها بلبرینگ را به خارج از محور هدایت می کنند.

در مجموعه شیبا صنعت انواع الکتروموتور ایرانی مثل موتوژن و الکتروژن ، الکتروموتور سه فاز چینی ایده آل  و الکتروموتور تک فاز چینی ایده آل و الکتروموتور خارجی زیمنس ، الکتروموتور ضد انفجار زیمنس و میکسان ، الکتروموتور کولری ، الکتروموتور ترمز دار به فروش می‌رسد.