انواع روش‌های راه‌اندازی موتور آسنکرون

برای راه‌اندازی موتور آسنکرون ، پنج روش اصلی و متداول وجود دارد.

هر پنج روش راه‌اندازی موتورهای القایی مزایا و معایبی دارد که سعی می‌کنیم به صورت مختصر این روش‌ها را توضیح دهیم.

انواع روش‌های راه‌اندازی موتور آسنکرون

1. اتصال مستقیم (تک ضرب)
2. اتصال ستاره مثلث (دو ضرب)
3. اتوترانسفورماتور متغیر (واریابل)
4. سافت استارتر (soft start)
5. اینورترهای فرکانسی (درایو)

اتصال مستقیم (تک ضرب)

در این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون معمولاً الکتروموتورهای کوچک تا توان حداکثر 7.5KW و در موارد نادر تا 15kw و بالاتر به صورت مستقیم به شبکه برق توسط یک کنتاکتور یا یک کلید وصل می‌گردد.

در این روش جریان زیادی از شبکه بعضا تا هفت برابر پلاک موتورکشیده می‌شود و چون گشتاور راه‌اندازی زیادی تولید می‌کند، قسمت‌های مکانیکی مثل شفت، کوپلینگ‌ها، چرخ دنده‌ها یا تسمه و قسمت برقی (شامل فیوزها، کابل‌ها، کنتاکتور و اتصالات)، فشار زیادی را تحمل می‌کند که ممکن است آسیب ببینند.

در این روش هزینه برق مصرفی نیز با توجه به تعداد دفعات روشن و خاموش، به شدت افزایش می‌یابد.

در دنیای امروز که تولید انرژی ارزشمند شده و علاوه بر قیمت انرژی عوارض زیست محیطی نیز خیلی مهم است، لذا به کاربردن آن در موارد محدود توصیه می‌گردد.
از معایب این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون این است که دور خروجی الکتروموتور ثابت بوده است.

در صورت نیاز باید از دو سیم پیچی جداگانه استفاده نمود یا باید با تغییر سربندی (دالاندر) استفاده نمود. که باز هم هزینه تولید را بالا می‌برد.

در این روش با توجه به نوع پلاک الکتروموتور باید سربندی مناسب انجام گیرد.
اگر پلاک الکتروموتور به صورت ۳۸۰ ستاره/ ۲۲۰ مثلث باشد، ترمینال باید به صورت ستاره بسته و به شبکه برق وصل گردد.

اگر پلاک الکتروموتور به صورت ۶۶۰ ستاره/ ۳۸۰ مثلث باشد، ترمینال باید به صورت مثلث بسته و به شبکه برق وصل گردد.

اتصال ستاره مثلث (دو ضرب)

در این حالت معمولا از الکتروموتورهای با توان بالاتر از 7.5kw این کار انجام می‌گیرد.

در این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون با توجه به نوع اتصال الکتروموتور که در ایران به صورت ۶۶۰ ستاره / ۳۸۰ مثلث می‌باشد، توسط ۳ عدد کنتاکتور برق به الکتروموتور وصل می‌شود. ابتدا توسط دو عدد کنتاکتور با اتصال ستاره الکتروموتور به برق وصل می‌گردد.

با توجه به نیاز ولتاژ 660 ولت برای حالت ستاره و وصل شدن ولتاژ ۳۸۰ ولت به الکتروموتور جریان و ولتاژ و گشتاور کمتری اعمال می‌گردد و پس از راه اندازی و رسیدن به دور نامی، اتصال به حالت مثلث در می‌آید. یعنی کنتاکتور ستاره توسط تایمر قطع و کنتاکتور مثلث وصل می‌گردد و الکتروموتور با توان حداکثر بار به کار خود ادامه می‌دهد.

در این صورت جریان و ولتاژ در دو مرحله به الکتروموتور وارد می‌شود و جریان راه‌اندازی پایین می‌آید.

ولی تا سه برابر جریان نامی می‌تواند باشد.

در این روش فشار مکانیکی کمتری به اتصالات وارد می شود.

ولی باز هم این فشار باعث خرابی در مدار الکتریکی و قطعات مکانیکی می‌گردد .

در این روش دور الکتروموتور ثابت و باتوجه به RPM نامی موتور می‌باشد.

از دیگر معایب این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون علاوه بر مصرف انرژی بالا این است که:

از تابلو تا الکتروموتور به دو عدد کابل با رشته سیم نیاز است که در فواصل زیاد، هزینه زیاد می‌شود.

راه‌اندازی توسط واریابل (اتوترانسفورماتور متغیر)

معمولاً در این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون یک ترانسفورماتور سه فاز با دو سیم پیچی جداگانه وجود دارد.

با تغییر هسته، ولتاژ القایی از مقدار کم تا مقدار حداکثر از یک سیم پیچی به سیم پیچی دیگر القاء می‌گردد.

این عمل به صورت مکانیکی توسط یک دسته و میله که توسط یک پیچ گردان انجام می‌شود.

یک اتوترانسفورماتور که با تغییر تپ‌ها با زیاد شدن ولتاژ دور نامی هم زیاد می‌گردد صورت می‌گیرد.

برای کم کردن سرعت هم برعکس عمل می‌شود.

راه اندازی نرم و جریان کشیدن کم از شبکه و سالم ماندن اتصالات مکانیکی، از مزایای آن نسبت به دو روش قبل می‌باشد.

از معایب آن هزینه بالا مخصوصا در توان‌های بالا می‌باشد.

از دیگر معایب این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون می‌توان به اتوماتیک نبودن آن اشاره کرد.

با آمدن نیمه‌‌هادی‌ها به بازار استفاده از این روش بسیار کمتر شده است.

در این روش برای اتصال واریابل تا الکتروموتور از یک کابل سه سیم استفاده می‌گردد.

راه‌اندازی موتور آسنکرون توسط سافت استارت (soft start)

استفاده از نیمه‌هادی‌ها با توجه به قیمت و حجم کمتری که دارند نسبت به اتوترانسفورماتور در صنعت در اولویت قرار دارد.

در بعضی کارها جریان و گشتاور راه اندازی کمی نیاز دارند و با دور ثابتی کار می‌کنند.

استفاده از سافت استارت گزینه خوبی برای راه‌اندازی موتور آسنکرون می‌باشد.

سافت استارت‌ها از وجود ۴ یا ۶ تریستور بهره می‌برند.

زمانی که گیت تریستور با ولتاژی تحریک می‌گردد، تریستور اصطلاحا آتش می‌شود.

با توجه به جریان کشیده شده ولتاژ از مقدار حداقل به حداکثر ورودی می‌رسد.

الکتروموتور با یک رمپ که بعضا (با توجه به دیجیتال و یا آنالوگ بودن سافت استارت) قابل تنظیم است، به دور نامی خود می‌رسد.

در سافت استارت‌هایی که از ۴ تریستور استفاده می‌کنند، یک فاز توسط یک شمش وصل است و فقط دو فاز کنترل می‌گردد.

سافت استارت‌هایی که از شش تریستور استفاده می‌کنند، هر سه فاز کنترل می‌شود.

همچنین انواعی هم با اعمال ولتاژ DC روی ترمز الکتروموتور کنترل دارند.

از محاسن سافت استارت این است که جریان راه‌اندازی کم شده و استهلاک قطعات برقی و مکانیکی کاهش پیدا می‌کند.

از عیوب آن این است که در مواقعی که گشتاور زیادی نیاز دارند قابل استفاده نیست.

الکتروموتور پس از راه‌اندازی فقط با دور ثابت و نامی کار خواهد کرد.

علت آن این است که سافت استارت فقط  ولتاژ را کنترل می‌کند و کنترلی روی فرکانس ندارد.

راه‌اندازی موتور آسنکرون توسط درایو (اینورترهای فرکانسی)

با اختراع و به بازار آمدن نیمه هادی‌ها و قطعه‌ای به نام IGBT و استفاده آن در ساخت اینورترهای فرکانسی، انقلابی در صنعت بوجود آمده است.

در این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون علاوه بر کنترل ولتاژ، فرکانس، جریان و گشتاور نیز کنترل می‌شود.

به دست آوردن دورهای مختلف حتی بالاتر از دور نامی الکتروموتور نیز امکان پذیر می‌باشد.

حتی تغییر جهت دور الکتروموتور به سادگی صورت می‌گیرد.

با اینورترهای فرکانسی هرگونه کنترلی روی موتور و با برنامه‌های مختلف و حتی از راه دور امکان پذیر می‌باشد.

در انواع مختلف کنترل فاز ورودی و خروجی و جریان انجام می‌شود و احتیاجی به کنترل فاز و بی‌متال در مدار وجود ندارد.

در انواع دیگر اینورتر، قابلیت کنترل چند الکتروموتور نیز وجود دارد.

با اینورتر علاوه برکنترل زمان راه اندازی و توقف تا زمان دلخواه، جریان راه اندازی به طور محسوسی کاهش پیدا می‌کند.

با اینورتر می‌توان چندین دور مختلف دلخواه به الکتروموتور داد.

همچنین با اینورتر صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی بدست خواهد آمد.

اینورتر راهکاری مناسب برای اکثر کاربردها می‌باشد.

البته اینورتر هم دارای معایبی نظیر داشتن شکل موج مربعی که ایجاد مشکلاتی در مدار می‌کند، می‌باشد.

همچنین یک تولید کننده هارمونیک می‌باشد. البته برای حل تمامی موارد فوق راه کارهایی مناسب وجود دارد.