مقاله در مورد موتورهای پله ای

word قابل ویرایش
29 صفحه
4700 تومان

موتورهای پله ای

بطور کلی عملکرد موتورهای پله ای به صورت تبدیل یکسری پالسهای دیجیتال به تغییر زاویه مناسب با آن پالسها در روتور می باشد. روتور به ازای هر پالس یک پله دوران می نماید و اگر این پالسها به طور پیاپی به موتور اعمال شوند روتور به صورت پیوسته دوران خواهد کرد.
موتورهای فوق قابلیت دوران در هر دو جهت را دارا می باشند و به علت نوع ساختمانشان دارای مزایا و معایبی هستند که در زیر به آنها می پردازیم.

مزایا
۱- این موتورها بطور لحظه ای قابلیت توقف دارند بدون اینکه اینرسی دورانی منجر به چرخش چند دور اضافه گردد.
۲- فرمانهای حرکت برای موتور دیجیتال بوده لذا به راحتی می توان آنها را توسط گیتهای منطقی و یا میکروپروسسور کنترل کرد.
۳- نیاز به فیدبکهای گران قیمت و پیچیده برای کنترل دور و یا وضعیت (تاکومتر و چرخ دنده و …) ندارند.
۴- کوپل ماکزیمم همواره به بار وارد می شود.
۵- موتورهای پله ای مسئله کموتاسیون زغالها را ندارند.
معایب
۱- حداکثر سرعت کاری این موتورها کم می باشد.
۲- در حرکت آرام دارای Over Shoot می باشند.
با وجود این معایب در صورتیکه تغذیه سیستم به صورت مناسبی انجام شده و مشخصات موتور با موقعیت و شرایط کاری تطبیق داده شود امکان هرگونه خطا در این موتورها به صفر خواهد رسید.
طبق یک دسته بندی می توان موتورهای پله ای را به دو دسته Unipolar و Bipolar تقسیم کرد که در نوع Unipolar‌ جهت جریان سیم پیچها تنها در یک جهت بوده و در Bipolar جهت جریان دو طرفه می باشد
روش تحریک پله کامل ( Full Step )

با توجه به شکل زیر در این روش در هر لحظه دو سیم پیچ در حالت تحریک می باشند.
استفاده از این روش خصوصا در فرکانسهای پایین و حالت Start – Stop پاسخ بهتری خواهد داشت و گشتاور بیشتری ایجاد می نماید. در این روش با هر تغییر حالت در تحریک فازها موتور یک پله دوران خواهد نمود.
روش تحریک نیم پله ( Half Step )
در این روش قبل از تحریک سیم پیچ دوم در یک فاز سیم پیچ اول قطع می گردد. به همین دلیل در بعضی از حالات تنها یکی از سیم پیچها در حالت تحریک می باشد. این نحوه عملکرد باعث می شود که روتور در یک زاویه بین دو حالت پایدار بایستد و زاویه هر پله نصف می گردد. بنابراین با این روش می توان دقت موتورهای پله ای را افزایش داد. این روش در فرکانسهای پایین نسبت به حالت قبل کوپل کمتری ایجاد می نماید ولی در سرعتهای بالاتر تقریبا کوپلهای یکسان دارند.

سرو موتور AC

نویسنده هانی سخنور
۱۳ آبان ۱۳۸۶
سروموتورهای AC همانطـور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبی برای کاربـــردهای با توان پایین هستند و به همین دلیل است که موتورهای AC همیشه به موتورهای DC ترجیح داده میشوند. مزایای سروموتورهای AC به سروموتورهای DC شامل موارد زیر است :
۱- روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشینهای DC از نظر ساختاری ، محکمتر هستند.
۲- سروموتورهای AC دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.
۳- هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور DC وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.

۴- بدلیل اینکه آرمیـچر، سیـم پیچی های عایـق دار پیچـیده ای ندارد ، قطرآن می توانـد برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد . این امر به جلوگیری از Over Shoot در مکـانیسم سـرو کمک می کند .
سروموتورهای AC همانطـور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبی برای کاربـــردهای با توان پایین هستند و به همین دلیل است که موتورهای AC همیشه به موتورهای DC ترجیح داده میشوند. مزایای سروموتورهای AC به سروموتورهایDC شامل موارد زیر است :
۱- روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشینهای DC از نظر ساختاری ، محکمتر هستند.
۲- سروموتورهای AC دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.
۳- هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور DC وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.
انـد برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد . این امر به جلوگیری از Over Shoot در مکـانیسم سـرو کمک می کند .
یک سروموتور AC اصولا یک موتور دوفاز القایی است به جز در مورد جنبه‌های خـاص طراحی آن.
توان مکانیکی خروجی یک سروموتور DC از ۲ وات تا چند صد وات تغییر می کند . مــوتورهای بزرگتر از این توان بسیار کم بازده اند واگربامشـخصات گشتـاور سرعت مطلوب ساخته شده باشند برای استفاده در کاربردهای سرو بسیار مشکل ساز خواهند شد . سرو موتورهای دقیق در کامپیوترها ابزارهای سرو و شماری ازکاربردها که به دقت بالایی نیاز است بکار می روند.
سرو موتور
در کاربردهای مـدرن ، واژه سرو یا مکانیــسم سرو به یک سیستم کنـترلی فیدبک که متغیر کنترل شونده ، موقعیت یا مشتق موقعیت مکانیکی به عنوان سرعت و شتاب است، محدود می شود.
یک سیستم کنترلی فیدبک ، سیـستم کنـترلی است که به نگهـداشتن یک رابطه مفروض بین یک کمیت کنـترل شده و یک کمیـت مرجع ، با مقایسه توابع آنها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان وسیله کنترل منجر می شود.
سیستم کنـترلی فیدبک الکتریکی ، عموما برای کار به انرژی الکتـریکی تکیه می کند . مشخصـات مهمی که معمولا برای چنین کنترلی مورد نیاز است ، عبارتند از :
۱- پاسخ سریع ،

۲- دقت بالا ،
۳- کنترل بدون مراقبت و
۴- کارکرد از راه دور .
نیاز های چنین کنترلی عبارتست از :
۱- وسیله آشکار سازی خطا ،
۲- تقویت کننده و
۳- وسیله تصحیح خطا ،
که در شکل ۱ نشان داده شده است .
هر عنـصر هدف ویژه ای در هماهنگ کردن کمیت مرجع با کمیت کن

ترل شده ایفا می کند . وسیله آشکـــارسازی خـطا هنــگامی که کمیـت تنظیم شده متفاوت از کمیت مرجع است ، خطا را آشکار می کند . سپـس یک سیگنـال خطا به تقویت کنـنده ای که قــدرت وسیله تصـحیح خطا را فراهم می کند می فرسـتد . با این تـوان وسیـله تصـحیح خطا ، کمـیت کـنترل شـده را آنـچنـــان تغییر می دهد که با ورودی مرجع هماهنگ گردد .
به موتورهـایی که به سرعـت به سیگنال خطا پاسخ می دهنـد و سریعا به بار شتاب می دهنـد سرو موتور گفته می شود . نسبت گشتاور به اینرسی (t/j) یک جنبه بسیار مهم یک سرو مـوتور است ، زیرا موتور با این فاکتور شتاب می گیرد .

مشخصات اصلی که در هر سرو موتور دیده می شود عبارتست از :
۱- گشتاور خروجی موتور باید متناسب با ولتاژ بکار گرفته شده آن باشد .

۲- جهت گشتاور سرو موتور باید به پلاریته لحظه ای ولتاژ کنترل بستگی داشته باشد .سرو موتور به دو دسته کلی سرو موتورهای و سرو موتورهای تقسیم می گردد .
سرو موتورهای عموما به سرو موتورهای ترجیح داده می شوند ، بجز برای استفاده در سیستمهای با قدرت خیلی بالا، سرو موتورهای به دلیل اینکه نسبت به سرو موتورهای دارای بازده بیـشتری هستنـد ترجیـح داده می شونــد . اگــر چه تلفـات تـوان نگــرانی اصـلی در سرومکانیسمها نیستند ، یک موتور پربازده از تلفات بیش از اندازه توان جلوگیری می کند .

موتورهای جریان متناوبAC سنکرون
موتورهای جریان متناوبAC
1- موتورهای سنکرون
۲- موتورهای آسنکرون
موتورهای آسنکرون به علت نداشتن کلکتور و سادگی ساختمان آن بیشتر از موتور سنکرون متداول است.

مزایای موتور سنکرون:
۱- این موتور دارای ضریب قدرت مناسب و قابل تنظیم است.
۲- بازده عالی دارد.
۳- در مقابل نوسان ولتاژ حساسیت ندارد.
۴- امکان بکار بردن آن به طور مستقیم با ولتاژ زیاد وجود دارد.
۵- با تحریک مناسب هیچگونه قدرت راکتیو مصرف نمیکند و فقط قدرت اکتیو مناسب می گیرد.
۶- از این موتور میتوان به عنوان مولد قدرت راکتیو برای بالا بردن ضریب قدرت خط استفاده کرد.

معایب موتور سنکرون:
۱- یک وسیله راه اندازی اولیه که موتور کمکی و غیره می باشد احتیاج دارد.
۲- علاوه بر جریان متناوب برای سیم پیچ استاتور ، جریان دائم برای قطبهای آن هم مورد احتیاج است در نتیجه قیمت ماشین را نسبت به مشابه خود بالا میبرد.
۳- سرعت آن ثابت است در نتیجه قابل تنظیم است.
۴- نداشتن تحمل اضافه بار ( در صورتیکه خیلی زیادتر از حد مجاز به آن بار دهند میایستد و دوباره بایستی آنرا راه اندازی کرد.)

کاربرد موتور سنکرون:
به خاطر راه اندازی مشکل موتور سنکرون ، مورد استفاده آن محدود است.
به خاطر سرعت ثابت آن، در مواردیکه دور ثابت نیاز باشد، استفاده می شود. در وسایل دقیق مانند ساعتهای الکتریکی و گرام و ….
کاربرد مهم موتور سنکرون ، برای اصلاح Cosφ است. بار روی آن قرار نداده یعنی موتور بدون بار کار میکند در این حالت موتور سنکرون را خازن سنکرون گویند.
معرفی چند دستگاه برای کنترل سرعت موتورهای AC :
این دستگاهها برای کنترل سرعت موتورهای AC آسنکرون قفس سنجابی و یا سیم پیچی شده ساخته شده اند. ( ساخت شرکت پرتو صنعت )

این دستگاهها قابل کنترل از راه دور بوده و می توانند به کامپیوتر یا PLC متصل شوند. همچنین با اتصال چندین دستگاه به هم امکان ایجاد شبکه بر اساس پروتکل RS485 وجود دارد. این دستگاهها می توانند بصورت مستقل و یا در سیستمهای کنترل و اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. سیستم کنترل این دستگاهها میکروپروسسوری بوده و تنظیم تمامی پارامترهای سیستمی دستگاه، بصورت نرم افزاری و از طریق پانل کنترل روی دستگاه انجام می گیرد.

مشخصات فنی و معرفی قابلیتهای دستگاههای PSMC-RM
این دستگاهها در توانهای مختلف از ۲٫۲ تا ۱۱ کیلو وات موجود می باشند. دستگاههای۲٫۲ ،۳ و ۴ کیلووات فاقد فن خنک کننده و دستگاههای ۵٫۵ ، ۷٫۵ و ۱۱ کیلووات دارای فن خنک کننده می باشند.
برای دریافت pdf یا Word Zip file درباره مشخصات تکنیکی دستگاه PSMC-RM مشخصات فنی و معرفی قابلیتهای دستگاه و نصب و راه اندازی اینجا را کلیک کنید
درایوها چه کاری انجام میدهند؟
درایو یا کنورتور فرکانس و یا کنترل کننده دور موتور برای تنظیم دور الکتروموتورهای AC (موتورهای سه فاز ) استفاده میگردد. درایوها قادرند دور موتور را از صفر تا چندین برابر دور نامی موتور و بطور پیوسته تغییر دهند.
تنظیم دور در الکتروموتورها علاوه بر منعطف نمودن پروسه های صنعتی ، در کاربردهای زیادی منجر به صرفه جوئی انرژی هم میگردد. علاوه بر آن درایوها جریان راه اندازی کشیده شده از شبکه را به میزان زیادی کاهش میدهند. بطوریکه این جریان خیلی کمتر از جریان اسمی موتور است.
درایوها میتوانند موتور را بطور نرم و کاملا کنترل شده استارت و استپ نمایند. زمان استارت و استپ را میتوان بدقت تنظیم نمود. این زمانها میتوانند کسری از ثانیه و یا صدها دقیقه باشد. توانائی درایو در استارت و استپ نرم موجب کاهش قابل ملاحظه تنشهای م

کانیکی در کوپلینگها و سایر ادوات دوار میگردد.
کنترل کننده های دور موتور :
کنترل کننده های دور موتورهای الکتریکی هر چند که ادوات پیچیده ای هستند ولی چون در ساختمان آنها از مدارات الکترونیک قدرت استاتیک استفاده می شود و فاقد قطعات متحرک می باشند، از عمر مفید بالائی برخوردار هستند . مزیت دیگر کنترل کننده های دور موتور توانائی آنها در عودت دادن انرژی مصرفی در ترمزهای مکانیکی و یا مقاومت های الکتریکی به شبکه می باشد . در چنین شرائطی با استفاده از کنترل کننده های دور مدرن می توان از این طریق ، در کمتر از یکسال معادل هزینه سرمایه گذاری سیستم بازیافت انرژی می شود .
کنترل کننده های دور موتور انواع مختلفی دارند. آنها قادرند انواع موتورهای AC و DC را کنترل کنند. قیمت کنترلرها وابسته به نوع تکنولوژی بکار رفته در ساختمان آنها میباشد.
۱- روش تثبیت نسبت ولتاژ به فرکانس(یا کنترل V/ F ثابت) : ساده ترین روش کنترل موتورهای AC روش تثبیت نسبت ولتاژ به فرکانس میباشد. اینک این روش، بطور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع کنترلرها از نوع اسکالر بوده و بصورت حلقه باز با پایداری خوب عمل میکنند. مزیت این روش سادگی سیستمهای کنترلی آن است. در مقابل این نوع کنترلرها برای کاربردهای با پاسخ سریع مناسب نمی باشند.
۲- روش کنترل برداری : روبوتها و ماشینهای ابزار نمونه هائی از کاربردهای با دینامیک بالا هستند. در این کاربردها روشهای کنترلی برداری استفاده میشود. در روشهای کنترلی برداری با تفکیک مولفه های جریان استاتور به دو مولفه تورک ساز و فلو ساز، و کنترل آنها با استفاده از رگولاتورهای PI ترتیبی داده میشود که موتور AC نظیر موتور DC کنترل شود. و بدین ترتیب تمام مزایای موتور DC از جمله پاسخ گشتاور سریع آنها در موتورهای AC نیز در دسترس خواهد بود.
۳- روش کنترل مستقیم گشتاور (Direct Torque Control ) : پاسخ گشتاور در روشهای برداری حدود ۱۰ – ۲۰msو در روشهای کنترل مستقیم گشتاور (Direct Torque Control ) این زمان حدود ۵ms است.
> برای آشنائی بیشتر با مزایای درایو لطفا اینجا را کلیک کنید.
> برای آشنایی با ساختمان درایوهایAC لطفا اینجا را کلیک کنید.
> برای آشنائی با تاثیر درایو در صرفه جوئی انرژی الکتریکی لطفا اینجا را کلیک کنید.
تنظیم دور موتورهای آسنکرون :
در قسمت های قبل انواع راه اندازی این موتورها گفته شد در این قسمت انواع روشهای کنترل دور را می نویسم .
با دانستن رابطه Nr=[60f/p](1-S) دور موتور آسنکرون را میتوان به طریقه های زیر تنظیم نمود :
۱- تغییر فرکانس ولتاژ شبکه
۲- تغییر قطبها
۳- داخل کردن مقاومت در مدار روتور

 

۴- تغییر ولتاژ موتور
۱- تغییر دور بوسیله تغییر فرکانس : با تغییر فرکانس سرعت سنکرون تغییر میکند و دور موتور تغییر میکند . میتوان برای تغییر فرکانس از یک مولد یا مبدل فرکانس استفاده نمود . و یک یا چند موتور القایی که در شرایط مشابهی کار می کنند بوسیله آنها تغذیه شوند . مانند موتور ماشینهای کارخانه فولاد سازی و موتورهای محرک ماشین نساجی
۲- تغییر دور بوسیله تغییر عده جفت قطبها : این تغییر را در موتورهای آسنکرونی است که بتوان با سیم پیچهای‌ آن تغییر قطب داد که این حالت در موتورهای دو سرعته ( دالاندر ) دیده می شود که میتوان با کلید ( دالاندر ) دور موتور را تغییر داد .
۳- تغییر دور با داخل کردن مقاومت در مدار روتور : در موتورهای آسنکرون با روتور سیم پیچر شده با تغییر مقاوت مدار روتور میتوان سرعت گردش روتور را تنظیم کرد ولی چون راندمان موتور بر اثر تغییر دور تغییر میکند در نتیجه کاربرد این روش خیلی کم است .
۴- تغییر دور با تغییر ولتاژ : از این روش در موتورهای کوچک مانند پنکه و … استفاده میشود
تنظیم دور موتورهای آسنکرون :
در قسمت های قبل انواع راه اندازی این موتورها گفته شد در این قسمت انواع روشهای کنترل دور را می نویسم .
با دانستن رابطه Nr=[60f/p](1-S) دور موتور آسنکرون را میتوان به طریقه های زیر تنظیم نمود :
۱- تغییر فرکانس ولتاژ شبکه
۲- تغییر قطبها
۳- داخل کردن مقاومت در مدار روتور
۴- تغییر ولتاژ موتور
۱- تغییر دور بوسیله تغییر فرکانس : با تغییر فرکانس سرعت سنکرون تغییر میکند و دور موتور تغییر میکند . میتوان برای تغییر فرکانس از یک مولد یا مبدل فرکانس استفاده نمود . و یک یا چند موتور القایی که در شرایط مشابهی کار می کنند بوسیله آنها تغذیه شوند . مانند موتور ماشینهای کارخانه فولاد سازی و موتورهای محرک ماشین نساجی

۲- تغییر دور بوسیله تغییر عده جفت قطبها : این تغییر را در موتورهای آسنکرونی است که بتوان با سیم پیچهای‌ آن تغییر قطب داد که این حالت در موتورهای دو سرعته ( دالاندر ) دیده می شود که میتوان با کلید ( دالاندر ) دور موتور را تغییر داد .

۳- تغییر دور با داخل کردن مقاومت در مدار روتور : در موتورهای آسنکرون با روتور سیم پیچر شده با تغییر مقاوت مدار روتور میتوان سرعت گردش روتور را تنظیم کرد ولی چون راندمان موتور بر اثر تغییر دور تغییر میکند در نتیجه کاربرد این روش خیلی کم است .

۴- تغییر دور با تغییر ولتاژ : از این روش در موتورهای کوچک مانند پنکه و … استفاده میشود
روشهای مختلف راه اندازی موتورهای آسنکرون وبلاگ مطالبی را مشاهده کردید در این قسمت از راه اندازی این موتورها مطالبی‌ را مینویسم امیدوارم مورد توجه تان قرار گیرد .
موتورهای آسنکرون با توجه به قدرت و ولتاژ آن به طرق مختلف راه اندازی میشوند و با توجه به اینکه موتور در لحظه شروع به کار جریان زیادی میکشد و این جریان زیاد علاوه بر اینکه به خود موتور صدمه میزند به مصرف کننده های دیگری که از این خط تغذیه می کنند لطمه زده و کار آنها را مختل می سازد.
بنابراین برای کم کردن جریان شروع به کار موتور باید چاره ای اندیشید؟؟
معمولاً به روشهای زیر راه اندازی میشود در نتیجه جریان راه اندازی‌ کم میشود :
۱- به طور مستقیم
۲- توسط کلید یا مدار ستاره – مثلث
۳- توسط کمپانساتور
۴- راه اندازی بوسیله اضافه کردن مقاومت در مدار روتور

۵- راه اندازی بوسیله داخل کردن مقاومت در مدار استاتور
۱- راه اندازی موتور به طور مستقیم : برای‌ موتورهایی که بزرگ نیستند و‌ آمپر زیادی از شبکه نمی کشند بوسیله یک کلید سه قطبی به شبکه متصل میشوند .
۲- راه اندازی ستاره – مثلث : ابتدا ولتاژ اولیه را که بر هر فاز متصل میشود ،‌ را کم مى کنیم سپس وقتی که موتور به دور نرمال خود رسید ولتاژی که به هر فاز می رسد را زیاد می کنیم .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 4700 تومان در 29 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد