موتور رلوکتانسی

بخش دوم این مقاله دو نوع موتور رلوکتانسی را پوشش می دهد: سنکرون و سوئیچنگ.

مراجعه به بخش اول همین مقاله :

موتورهای رلوکتانس سنکرون (SynRM)

سیم پیچی استاتور موتور رلوکتانسی سنکرون مشابه موتور های القایی قفس سنجابی معمول است. اما روتور آن طوری طراحی شده است که کمترین مقاومت مغناطیسی ممکن را در یک جهت (محور مستقیمd) و مقاومت مغناطیسی بالا (یعنی رلوکتانس بالا) در جهتی به فاصله نیم قطب (مثلاً 45 درجه مکانیکی برای یک ماشین 4 قطبی) ارائه دهد.

شکل 8

هنگامی که SynRMs   با VFD برای کنترل سرعت و گشتاور استفاده می شود (شکل 9 و 10)، صرفه جویی زیادی در انرژی در کاربردهایی مانند پمپ ها و فن ها ایجاد می کند. این موتورها مشخصاً ریپل گشتاور کم، لرزش کم و در نتیجه سطح سر و صدای کم تری را ارائه می دهند.

شکل 9

طراحی‌ روتور SynRM برای استفاده با VFD بهینه‌سازی شده‌. بنابراین توان خروجی یک فریم مشخص می‌تواند با یک SCIM مطابقت داشته باشد و در عین حال راندمان بالاتری هم تحویل بدهد. علاوه بر این، هیچ جریانی در روتور ایجاد نمی‌شود. در نتیجه عملکرد موتور خنک‌ تر می‌شود که عمر روان ‌کننده‌ها و یاتاقان‌ها را افزایش می‌دهد. SynRM ها مخصوصاً برای آن دسته از کاربری های صنعتی که به سرعت بالا نیاز ندارند و اضافه بارهای سنگین را تجربه نمی کنند، مناسب هستند. و به دلیل راندمان بالا، به طور فزاینده ای برای پمپ های با سرعت متغیر مورد استفاده هستند. در آینده، افزودن PM به روتور SynRM می تواند کارایی را بیشتر کند. حداقل یک سازنده روی این هدف برای کاربردهای 1.5-20 اسب بخار در سرعت های 1000-4000 دور در دقیقه کار می کند.

موتورهای رلوکتانس سوئیچینگ (SRMs)

طراحی SRM مربوط به اوایل دهه 1800 است. با این حال جای تعجب نیست که در آن زمان هیچ مدار کنترلی برای عملی کردن یک SRM وجود نداشت. SRM مدرن در اواخر دهه 1900 با ظهور کنترلرهای الکترونیکی به وجود آمد.

شکل 10

SRM یک ماشین نسبتاً ساده است، با سیم پیچ های قطب برجسته در استاتور و لایه های فولادی در روتور. هنگامی که جریان از یکی از سیم پیچ های استاتور عبور می کند، روتور تمایل دارد با قطب برانگیخته استاتور هم جهت شده و گشتاور ایجاد کند. بنابراین، انرژی دادن به سیم پیچ یک فاز از استاتور یک میدان مغناطیسی منفرد ایجاد می کند که روتور را به موقعیت حداقل رلوکتانسی خودش جذب می کند و گشتاور رلوکتانسی تولید می کند (شکل 11). جهت گشتاور تولید شده تابعی از موقعیت روتور نسبت به فاز انرژی داده شده است.

شکل 11

کنترلر SRM تحریک هر فاز را با موقعیت روتور هماهنگ می کند تا یک گشتاور پیوسته تولید کند. مقادیر رایج برای تعداد فازها در استاتور SRM، اعداد 2، 3، 4 و 5 است (شکل 12). اگرچه تعداد قطب های روتور اغلب دو برابر تعداد فازهای استاتور است، اما این یک الزام طراحی نیست.

شکل 12

سیم پیچ های استاتور قطب های برجسته (شکل 13) طول چرخش انتهایی بسیار کوتاه تری نسبت به سیم پیچ های موتور القایی معمولی دارند. این امر میانگین طول گردش سیم ها و در نتیجه تلفات توان مقاومتی سیم پیچ را کاهش می دهد. قطب های روتور (شکل 14) هیچ هادی یا آهنربای دائمی ندارند. و فضاهای خالی بزرگ بین قطب ها اینرسی روتور را کاهش می دهد، که گاهی اوقات این میزان بیش از 50٪ در مقایسه با روتور قفس سنجاب معمولی. این امر به نوبه خود، پاسخ دینامیکی به تغییرات سرعت را افزایش می دهد.

شکل 13

سادگی ساخت نوید هزینه نسبتاً کم را به همراه دارد که در سال‌های اخیر باعث علاقه به فناوری‌های SRM شده است. با این حال یکی از معایب SRM ها عدم توانایی این موتور ها برای راه اندازی مستقیم از خط AC هستندو بنابراین نیاز مند دررایو (VFD) هستند. سایر اشکالاتی که ممکن است با آن ها مواجه بشویم این است که به سنسور موقعیت شفت نیاز دارند، ممکن است پر سر و صدا باشند و ریپل گشتاور نسبتا بالایی دارند.

در بین کاربری هایی که اخیرا از SRM استفاده می کنند، موتور کمپرسورهای سرعت متغیر هستند که از موتور های HPM استفاده می کردند. با توجه به قابلیت گسست و گشتاور اضافه بار، SRMها برای کاربردهایی مانند کنترل حرکت در چاپگرها و کشش در تجهیزات سنگین نیز مناسب هستند. اگر مشکلات نویز صوتی و ریپل گشتاوری این موتور ها حل شود ممکن است به صنعت اتومبیل سازی نیز ورود کنند.

شکل 14

نتیجه گیری:

در این مقاله راجع به تکنولوژی های به روز تر موتورهای الکتریکی و مشخصا درباره موتور های مغناطیس دائم و موتور های رلوکتانسی صحبت کردیم. با اصلاحات تدریجی در طراحی، موتورهای القایی قفس سنجابی باید در آینده قابل پیش‌بینی در کنار فناوری‌های موتوری نوظهور که فرصت‌های خوبی برای بهبود بهره‌وری انرژی و قابلیت اطمینان ارائه می‌دهند، رشد کنند.

بخش اول همین مقاله: موتورهای مغناطیس دائم

همچنین بخوانید:

• اقدامات عملی برای حفظ راندمان الکتروموتور هنگام تعمیر
• حفاظت حرارتی الکتروموتو
• نکات تعمیر الکتروموتور برای حفظ راندمان
• مراحل تعمیر الکتروموتور: تعمیر اجزای مکانیکی الکتروموتور

منبع: plantservices.com