چون مقدار زیادی از قدرت الکتریکی تولید شده بصورت متناوب میباشد ، بیشتر موتورها طوری طرح شده اند که با جریان متناوب کار کنند . این موتورها در بیشتر موارد میتوانند دو برابر موتورهای جریان مستقیم کارکنن و زحمت آنها در موقع کارکردن کمتر است ، چون در موتورهای جریان مستقیم همیشه اشکالاتی در کموتاسیون آنها ایجاد میشود که مستلزم عوض کردن ذغالها یا زغال گیرها و یا تراشیدن کلکتور است . بعضی موتورهای جریان متناوب با موتورهای جریان مستقیم کاملا فرق دارند ، بطوریکه حتی در آنها از رینگ های لغزنده هم استفاده نمیشود و برای مدت طولانی بدون ایجاد درد سر کار میکنند .
موتورهای جریان متناوب ، عملا برای کارهایی که احتیاج به سرعت ثابت دارند ، مناسب هستند . چون سرعت آنها به فرکانس جریان متناوب اعمال شده به سر های موتور ، بستگی دارد . اما بعضی از آنها طوری طرح شده اند که در حدود معین ، دارای سرعت متغیر باشد .
موتورهای جریان متناوب میتوانند طوری طرح شوند که با منبع جریان متناوب یک فاز یا چند فاز کار کنند . ولی چه موتور یک فاز باشد و یا چند فاز ، روی اصول یکسانی کار میکنند ، اصول مزبور عبارتست از این که جریان متناوب اعمال شده به موتور یک میدان مغناطیسی گردانی تولید میکند و این میدان باعث میشود که روتور بگردد .
موتورهای جریان متناوب عموما به دو نوع تقسیم بندی می شوند :
1-موتورهای سنگرون
2- موتورهای القایی .
موتور سنکرون در واقع یک آلترناتور است که بعنوان موتور کار میکند و در آن جریان متناوب به استاتور و جریان مستقیم به روتور اعمال میشود موتورهایی القایی شبیه به موتورهای سنگرون هستند با این تفاوت که در آنها روتور به و منبع قدرت وصل می شود .
از دو نوع موتورهای جریان متناوب ذکر شده ، موتورهای القائی به مراتب خیلی بیشتر از موتورهای سنکرون مورد استفاده قرار میگیرند .
میدان گردان :
همانطور که گفته شد میدان گردانی که از اعمال جریان متناوب به موتور ، تولید میگردد باعث گردش روتور میشود . اما قبل از اینکه یاد بگیرید چگونه یک میدان گردان باعث حرکت روتور میشود ، باید اول درک کنید که چگونه یک میدان گردان باعث حرکت روتور میشود ، باید اول درک کنید که چگونه میتوان میدان مغناطیسی گردان تولید کرد . دیاگرام زیر، یک استارتور سه فازه را نشان میدهد که جریان متناوب سه فاز آن اعمال شده است ، همانطور که نشان داده است ، سهم پیچها بصورت دلتا به یکدیگر اتصال دارند و کلاف هر یک از سیم پیچها بصورت دلتا به یکدیگر اتصال دارند و دو کلاف هر یک از سیم پیچها در یک جهت سیم پیچی شده است .
در هر لحظه ، میدان مغناطیسی تولید شده بوسیله هر یک از سیم پیچها بستگی دارد به جریانی که از آن میگذرد . اگر جریان صفر باشد ،میدان مغناطیسی هم صفر خواهد بود اگر جریان ماکزیمم باشد ، میدان مغناطیسی هم ماکزیمم خواهدبود و چون جریان فازها 120 درجه با هم اختلاف فاز دارند ، میدان های مغناطیسی تولید شده هم 120 درجه با هم اختلاف فاز خواهند داشت . حال سه میدان مغناطیسی مزبور که در هر لحظه وجود دارند ، با هم ترکیب میشوند و یک میدان منتجه تولید میکنند که روی روتور عمل میکند . در آینده خواهید دید که هر لحظه میدان های مغناطیسی ترکیب میشوند ، میدان مغناطیسی منتجه پیوسته در حال حرکت است و بعد از هر سیکل کامل جریان متناوب ، میدان مغناطیسی مزبور هم با اندازه 360 درجه یا یک دور دوران میکنند.
دیاگرام زیر ، شکل موج جریانهای اعمال شده به استاتور سه فازه مزبور را نشان میدهد . این شکل موج ها 120 درجه با هم اختلاف فاز دارند . شکل موجهای مزبور میتوانند نشان دهنده سه میدان مغناطیسی باشد که بوسیله هر یک از سیم پیچ تولید میشود . به شکل موجها وابسته شده است که مشابه فاز مربوطه میباشد با استفاده از شکل موجها ، میتوانیم در هر 6/1 دور ( معادل 60 درجه ) میدانهای مغناطیسی تولید شده را با هم ترکیب کنیم تا جهت میدان مغناطیسی منتجه پیدا شود. در نقطه 1 ( شکل موج C مثبت وشکل B منفی است .به عبارت دیگر جریانهای گذرنده از سیم پیچ های فاز C,B غیر هم جهت هستند و بنابراین جهت میدانهای مغناطیسی ناشی از C,B هم غیر هم جهت هستند . در بالای نقطه 1 جهت میدان بطرز ساده ای نشان داده شده است . توجه داشته باشید که B1 قطب شمال و B قطب جنوب است همین ترتیب C قطب شمال و C1 قطب جنوب است . چون درنقطه1 هیچ جریانی از سیم پیچ فاز نمیگذرد ، میدان مغناطیسی آن صفر است .
ریله حرارتی :
دستگاههای الکتریکی و الکترونیکی ، معمولا بوسیله فیوزها ور یله های حرارتی (که در آنها از اثر حرارتی جریان برق استفاده میشود ) در مقابل جریان زیادی حفاظت میشوند.
فیوز بطور ساده یک قطعه کوچک فلز است با نقطه ذوب پائین که بطور سری با مداری که باید حفاظت شود ، قرار میگیرد وقتی جریان گذرنده از مدار ، از مقدار معینی تجاوز کرد . فلز فیوز ذوب خواهد شد و مدار را قطع خواهد کرد باید توجه داشت که اگر چه فیوز ، ساده و ارزان است اما عیبش اینست که تقریباً بطور انی عمل میکند( وقتی جریان گذرنده از فیوز برای یک لحظه از مقدار معینی تجاوز کرد فیوز میسوزد ) بنابراین فیوز میتواند برای حفاظت موتورها مورد استفاده قرار بگیرد چو نمیدانید که جریان راه اندازی موتور اکثرا بیشتر از جریان اسمی موتور است و از فیوز نمیتوان استفاده کرد ، اما ریله های حرارتی ، این عیب را از بین برده اند .یک نوع از ریله های حرارتی از دو فلز مختلف با درجه انبساط متفاوت ساخته شده است .دو فلز به یکدیگر جوش شده اند و آنها را تیغه بی متال می گویند .وقتی یک بی‌متال گرم شود ، بعلت یکسان نبودن درجه انبساط فلزها ، تیغه کج خواهد شد. تیغه بی‌متال نزدیک به سیم پیچی گرم کننده‌های قرار دارد که جریان موتور از دوون آن میگذرد . یک سرتیغه بی متال در جای محکم شده است ولی سر دیگر آن آزاد است و وقتی یک جریان زیادی از مدار بگذرد ، انتهای آزاد تیغه خم شده ، یک سری کنتاکت که با موتور سری هستند باز میشوند و در نتیجه مدار موتور قطع میشود و موتور میایستد.
ریله های حرارتی همچنین می توانند بعنوان وسایل تاخیر دهنده در بعضی دستگاهها بکار بروند وقتی یک کلید بسته میشود ، سیم پیچی گرم کننده ریله به یک منبع ولتاژ وصل میشود و بعد از مدت زمان معین تیغه خم سده و یک جفت کنتاکت را میبندد.
یک مورد بکاربردن ریله های حرارتی جریان زیادی در راه اندازه معمولی ، دستی هست که باموتور های جریان متناوب بکار میرود .
شکل نشان داده شده در زیر دیاگرام موتور سه فاز را نشان میدهد . سیم های منبع به نقاط L1,L2,L3 روی شکل . علائم بین نقاط نشان دهنده کنتاکت و سیم پیچی گرم کننده ریله حرارتی است . وقتی تکمه استارت فشرده نشده است ، سه کنتاکت بسته هستند و جریان برق موتور وصل شده است باعث کارکردن موتور میشود .اما اگر بار زیادی بر موتور وارد شود و موتور جریان زیادی بکشد . ریله حرارتی عمل خواهد مرد و تکمه استارت را آزاد میکند . کنتاکتها باز میشوند و موتور میایستد.
به یاد داشته باشید که ریله جریان حرارتی بعد از پیدا کردن علت جریان زیادی باید دوباره بادست در جای خود قرار بگیرد .
به همین ترتیب وقتی تکمه ایستادن ( تکمه دوم در شکل زیر ) فشرده شود ، تکمه استارت آزاد شده وکنتاکت ها باز میشوند وموتور میایستد.
کلیدهای قدرت :
کلید های قدرت ، ریله های مغناطیسی جریانزیادی هستند کهبرای حفاظت مدار از بار زیاد وسایر شرایط غیر عادی ، نظر افتادن ولتاژ و برعکس شده جهت جریان طرح شده اند .
چون کلید ها قدرت ، اساسا ریله هستند خیلی از مزایای ریله هارا دارند . انها بسرعت عمل میکنند وامکان دارد از دور کنترل شوند ومیتوانند طوری تنظیم شوند که با مقادیر جریان عمل کند .
یک نوع کلید قدرت که اغلب با آن سروکار داریم و خصوصیات معمولی همه نوع آنها را دارد . در این جا شرح داده میشود . این کلید دارای سه ردیف کنتاکت است، یک کنتاکت اصلی و دود کتتاکت مخصوص .
کتتاکت اصلی A، از نوارهای نازک مسی که به یکدیگر فشرده شده اند . ساخته شده است و به شکل قوس خم شده است ، وقتی کلید بستهاست انتهای قوس نوارهای مس باد و کنتاکت ثابت است ، قوس مسی تحت فشار است و انتهای نوارهای مس روی اتصال ثابتی را که قرار دارد . میپوشاند .کنتاکت مخصوص ( C) که کنتاکت قوسی نامیدهمیشود . دارای نوک های قابل حرکت کربنی میباشد که روی فنر های دراز مسی قرار گرفته اند کنتاکت مخصوص ( B) دارای یک فنر مسی سنگین با نوک مسی قابل حرکت میباشد.
در کلید های قدرت یک سیم پیچی وجود دارد که ممکن است بطور سری و یا موازی با مدار قرار بگیرد وقتی جریان درون سیم پیچی مقدار معینی زیاد شد ، سیم پیچی ، یک ضامنی را آزاد میکند تا به کنتاکت ها اجازه دهد که در اثر وزنشان و یا در نتیجه فنر کشیده شده باز شوند.
عنوان صفحه
انواع موتورهای متناوب 1
میدان گردان 2
موتور سنکرون 5
موتور القایی 8
موتورهای القایی دو فازه 11
موتور یک فاز 14
موتورهای القایی با قطب های شکاف دار 18
موتور سنکرون 21
موتورهای القایی 23
دستگاههای الکترومکانیکی 25
مدارهای ریله 26
کلیدهای قدرت 29
ترانسفورماتور 31
پست های فشار قوی 31
انواع پست ها 32
اجزاء تشکیل دهنده پستها 36
ترانسفورماتورهای قدرت 37
دستگاههای حفاظت کنترل ترانسفورماتورها 38
رله بوخهلتس 39