فیلیوس

موتور رلوکتانسی چیست و چگونه کار می کند؟

موتور رلوکتانسی قرمز آموزش مهندسی برق قدرت الکترونیک قدرت فیلیوس filioos

موتور رلوکتانسی سوییچ شونده در کاربردهای صنعتی در سال های اخیر بسیار رواج یافته است. استفاده از SRM برای کاربردهای با سرعت متغیر، از سال ۱۹۶۹ آغاز شد. مبدا این موتور می تواند به سال ۱۸۴۲ برگردد، اما زمانی که ابزار سوئیچینگ با قدرت بالا و قیمت مناسب اختراع شدند، استفاده از این موتور رونق دوباره گرفت. گرچه موتور رلوکتانسی سوئیچ شونده در دسته ماشین های سنکرون جای می گیرد، اما با خصوصیات ویژه ای از جمله قرار گرفتن همگی سیم پیچ های این موتور بر روی استاتور و رتور بدون سیم پیچ یا آهنربای دائم که جنس آن از مواد فرومغناطیسی می باشد، از سایر ماشین ها متمایز شده است.

در برشمردن ویژگی های این موتور می توان به مقاوم بودن آن، ساختار مکانیکی ساده، راندمان بالا، نگهداری آسان ، گشتاور بالا در سرعت های کم و مزیت هایی اساسی نظیر قابلیت اطمینان بالا به دلیل استقلال نسبتا زیاد فازها از یکدیگر) و توانایی رسیدن به سرعت های بالا (۲۰۰۰۰ ۵۰۰۰۰ دور در دقیقه) در مقایسه با ماشین های ac, dc اشاره کرد.

موتور رلوکتانسی چیست؟

موتور رلوکتانسی نوعی موتور سنکرون است که نیازی به میدان DCدر رتور ندارد و گشتاور آن ناشی از اختلاف رلوکتانس های طولی و عرضی فاصله هوایی است . نوع بسیار کوچک این موتورها تک فاز است و در جاهایی که سرعت دقیق مورد نیاز است استفاده می شود . از جمله این کاربردها می توان به ساعت های الکتریکی و دیگر ابزارهای زمان سنجی اشاره کرد.

علی رغم بزرگ بودن اندازه ، نوع سه فاز این گونه موتورها نیز ، در مقایسه با موتورهای سنکرون هم توان خود ، به تدریج جای خود را در صنعت باز کرده است . دلیل این امر ، عدم نیاز به تحریک DC  و همین طور حلقه های لغزان است . البته طی چند دهه اخیر با پیشرفت قطعات کلید زنی الکترونیکی و نیز میکروکنترلرها ، از موتورهای رلوکتانسی به صورت موتور سنکرون با سرعت قابل تنظیم استفاده می شود . این گونه موتورها SRM نامیده می شوند.

کارکرد صحیح یک موتور سوئیچ رلوکتانسی

جهت کارکرد صحیح یک موتور سوئیچ رلوکتانسی ، می بایست جریان هر فاز را در زمانی که اندوکتانس آن فاز رو به افزایش می گذارد اعمال کرد و به این ترتیب انرژی را از منبع تغذیه سیستم به هریک از فازها منتقل نمود . حال جهت نائل آمدن به چنین نظمی به یک کنترلر و یک مبدل نیاز داریم . روش های گوناگونی جهت کنترل موتور های سوئیچ رلوکتانسی وجود دارد . در این روش ها سعی شده است تا از کم ترین اجزاء ممکن جهت هر چه بهتر و دقیق تر این نوع موتورها استفاده شود .در این نوع موتورها معمولاً از مدارهای مبدل برای این کار استفاده می کنند که شامل دو بخش هستند :

  1. یک کلید کنتترل شونده جهت اتصال ولتاژ منبع به سیم پیچ ها تا جریان مورد نظر در آنها راه اندازی گردد.
  2. ایجاد یک مسیر تخلیه به هنگام قطع کلید تا انرژی ذخیره شده در سیم پیچ های فازها بتواند در جای دیگری استفاده شود.

طرز کار موتور رلوکتانسی

موتور رلوکتانسی سوئیچ شونده را موتور با برجستگی مضاعف گویند. علت این نام گذاری وجود قطب های برجسته در رتور و استاتور این موتور می باشد. رتور به دلیل جنس آن با هر مکانی که دو قطب قطری استاتور تحریک شوند، هم راستا می شود. زیرا رتور ترجیح می دهد به موقعیت با حداقل رلوکتانس در لحظه تحریک، برود. در حالیکه دو قطب رتور با دو قطب تحریک شده استاتور هم راستا هستند، یک دسته دیگر از قطب های رتور نسبت به دسته ای جدید از قطب های استاتور در یک راستا قرار ندارند. سپس این دسته جدید از قطب های استاتور تحریک می شوند تا قطب های رتور را با خود هم راستا کنند.

بدین ترتیب با تحریک متوالی سیم پیچ های استاتور از طریق سوئیچینگ جریان بین آنها، رتور شروع به گردش می کند. حرکت رتور سبب تولید گشتاور می شود؛ که برای آن به سوئیچینگ جریان بین سیم پیچ های استاتور نیاز است که سبب تغییرات در رلوکتانس می شود. بنابراین، به این درایو موتور با سرعت متغیر، درایو موتور رلوکتانسی سوئیچ شونده گفته می شود.

موتور رلوکتانسی فیلیوس آموزش مهندسی برق قدرت filioos

ساختار موتور رلوکتانسی

موتور رلوکتانس متغیر شاید ساده ترین نوع ماشین های الکتریکی باشند . آنها شامل یک استاتور با سیم پیچ های تحریک و یک رتور مغناطیسی قطب برجسته می باشند. به هادی های رتور نیازی نداریم چرا که در واقع گشتاور ایجاد شده در این موتورها ، حاصل تمایل رتور به همراستایی با شار ناشی از استاتور می باشد و این همراستایی به گونه ای است که به ازای جریان اعمالی به استاتور ، شار پیوندی در استاتور را ماکزیمم گرداند . گشتاور تولید شده در این ماشین ها را می توان به وسیله استفاده از یک سری تکنیک و با در نظر گرفتن این که اندوکتانس های سیم پیچی استاتور  تابعی از موقعیت زاویه ای رتور است ، محاسبه نمود .

اگر چه ایده موتور رلوکتانس متغیر برای زمانهای طولانی مطرح بوده است ولی مدت کمی است که این موتورها در کاربردهای مهندسی شروع به گسترش یافته اند . علت عمده این مساله نیز کنترل بسیار پیچیده این موتورها است ( برای مثال برای فرمان دادن به استاتور برای تولید گشتاور ، باید از موقعیت دقیق رتور اطلاع داشته باشیم) که اخیراً این مشکل به دلیل گسترش الکترونیک  قدرت و قیمت کم این قطعات بر طرف شده است و این موتورها با موتورهای DC و القایی به رقابت درآمده اند .

در زیر ویدئویی در مورد طرز کار موتور رلوکتانسی نشون داده شده. پیشنهادمی کنیم حتما این ویدئو رو تماشا کنید.

فیلیوس

برق قدرت

دیدگاه‌ها

*
*