1. بررسی اجمالی
الف موتور القایی سه فاز AC (SIMO) وسیله ای است که انرژی الکتریکی را بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. سیم‌پیچ‌های استاتور آن با برق AC سه فاز با تغییر فاز 120 درجه تغذیه می‌شوند و یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می‌کنند که هادی‌های روتور را برای القای جریان و تولید گشتاور هدایت می‌کند. این موتور دارای ساختار قوی، عملکرد قابل اعتماد و نگهداری آسان است که آن را به پرمصرف ترین منبع برق در صنعت تبدیل می کند.

2. ساختار اصلی و اصل عملیاتی

استاتور:
هسته از ورق های فولادی سیلیکونی با نفوذپذیری بالا تشکیل شده است. سه مجموعه سیم‌پیچ (U، V و W) به صورت متقارن توزیع شده‌اند (با تغییر فاز 120 درجه).
هنگامی که برق AC سه فاز به سیم پیچ ها اعمال می شود، یک میدان مغناطیسی ترکیبی با دامنه ثابت و جهت چرخش پیوسته ایجاد می شود (سرعت سنکرون n_s = 120f / p، که در آن f فرکانس توان و p تعداد جفت قطب های مغناطیسی است).

روتور:
قفس سنجابی: میله‌های هادی بدون عایق در شکاف‌های هسته تعبیه شده‌اند که در دو انتها توسط حلقه‌های اتصال کوتاه به هم متصل می‌شوند. ساختار ساده و مستحکم، کم هزینه و غالب در کاربردهای صنعتی.
روتور زخم: سیم‌پیچ‌های عایق‌شده سه فاز در شکاف‌های هسته تعبیه شده‌اند و از طریق حلقه‌های لغزشی و برس‌ها به مقاومت‌های متغیر خارجی متصل می‌شوند. آنها گشتاور راه اندازی بالا و تنظیم سرعت خوب را ارائه می دهند که آنها را برای کاربردهای خاص مناسب می کند.
میدان مغناطیسی دوار از میله های روتور عبور می کند و نیروی حرکتی و جریان الکتریکی را القا می کند. هادی های حامل جریان در میدان مغناطیسی تحت نیروهای (نیروهای لورنتس) قرار می گیرند و گشتاور الکترومغناطیسی تولید می کنند که روتور را به حرکت در می آورد. سرعت روتور n همیشه کمتر از سرعت سنکرون n_s است (به دلیل لغزش s = (n_s - n) / n_s).

پوشش و درپوش انتهایی: پشتیبانی مکانیکی را فراهم می کند، از ساختارهای داخلی محافظت می کند و گرما را از بین می برد. سطوح حفاظتی مشترک (کدهای IP) الزامات مختلف محیطی را برآورده می کند.

بلبرینگ: محور روتور را پشتیبانی کرده و اصطکاک را کاهش دهید. نگهداری و روغن کاری منظم مورد نیاز است.

سیستم خنک‌کننده: معمولاً از سیستم خنک‌کننده خودکار (IC 411) استفاده می‌شود، در حالی که برخی از محیط‌های پرقدرت یا خاص از هوای اجباری یا خنک‌کننده آب (IC 416/IC 666 و غیره) استفاده می‌کنند.

جعبه ترمینال: حاوی پایانه هایی برای اتصال کابل های برق (وای یا دلتا) است.

3. پارامترهای کلیدی عملکرد

توان نامی: توان مکانیکی پیوسته خروجی در شفت موتور (بر حسب کیلووات یا اسب بخار) که معمولاً از چند کیلووات تا چندین مگاوات متغیر است.

ولتاژ نامی: ولتاژ عملیاتی طراحی شده (به عنوان مثال، 380 ولت، 415 ولت، 480 ولت، 690 ولت)، که باید با سیستم منبع تغذیه مطابقت داشته باشد.

فرکانس نامی: فرکانس کاری طراحی شده (50 هرتز یا 60 هرتز).

سرعت نامی: سرعت روتور (rpm) در خروجی توان نامی، که با تعداد قطب ها و لغزش تعیین می شود (به عنوان مثال، تقریباً 2880-2970 rpm @ 50Hz برای یک موتور 2 قطبی).

جریان نامی: جریان خط در سیم پیچ استاتور (A) در خروجی توان نامی.

راندمان: درصد توان خروجی مکانیکی به توان ورودی الکتریکی. استانداردهای بین المللی (مانند IEC 60034-30) کلاس های کارایی (IE1، IE2، IE3 و IE4) را تعریف می کنند که IE4 کارآمدترین آنهاست.

ضریب توان: نسبت توان اکتیو ورودی به توان ظاهری که منعکس کننده تقاضای توان راکتیو است. به طور معمول از 0.8 تا 0.9 (در بار کامل) متغیر است.

جریان راه اندازی: حداکثر جریان در لحظه راه اندازی موتور (معمولاً 5 تا 7 برابر جریان نامی).

گشتاور راه اندازی: گشتاور تولید شده توسط موتور در هنگام راه اندازی (معمولاً 1.5 تا 2.5 برابر گشتاور نامی).

گشتاور شکست: حداکثر گشتاوری که یک موتور می تواند بدون توقف تولید کند (معمولاً 2 تا 3 برابر گشتاور نامی).

مشخصات گشتاور-سرعت: منحنی که توانایی موتور را برای تولید گشتاور در سرعت های مختلف توصیف می کند.

رتبه بندی حفاظتی (رده بندی IP): تعریف شده توسط IEC 60529، این رتبه بندی نشان دهنده توانایی محفظه در محافظت در برابر اجسام جامد خارجی و نفوذ آب (به عنوان مثال، IP55، IP56) است.

کلاس عایق: تعریف شده توسط IEC 60085، این درجه بندی نشان دهنده مقاومت حرارتی مواد عایق سیم پیچ (به عنوان مثال، کلاس B، F، H) است که افزایش دمای مجاز را تعیین می کند.

4. برنامه های کاربردی معمولی

تولید صنعتی: درایوهای پمپ، فن، کمپرسور، تسمه نقاله، ماشین ابزار، سنگ شکن، میکسر، اکسترودر و غیره.

زیرساخت: فن/پمپ های سیستم گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC)، ایستگاه های پمپ تصفیه خانه آب و ماشین آلات کشش آسانسور.

انرژی و نیرو: تجهیزات کمکی نیروگاه (پمپ های آب تغذیه، فن های کششی القایی) و پمپ ها و کمپرسورها در صنعت نفت و گاز.

حمل و نقل: جرثقیل های بندری و سیستم های کمکی (غیر محرکه اصلی) برای وسایل نقلیه الکتریکی.

سایر موارد: پمپ های آبیاری کشاورزی، ماشین آلات معدنی و غیره.

5. ملاحظات انتخاب و استفاده

تطبیق بار: ویژگی های قدرت، سرعت و گشتاور باید الزامات بار را برآورده کنند. از اضافه بار یا کم باری طولانی مدت خودداری کنید.

ولتاژ و فرکانس: باید با منبع تغذیه مطابقت داشته باشد. تحمل ولتاژ معمولاً 5±% و تحمل فرکانس ±2% است.

شرایط محیطی: دمای محیط، ارتفاع (که بر خنک شدن اثر می‌گذارد)، رطوبت، گرد و غبار، گازهای خورنده و مناطق خطرناک انفجار (مورد نیاز به گواهی ضد انفجار) را در نظر بگیرید و سطح حفاظتی مناسب، مواد مسکن و روش خنک‌کننده را انتخاب کنید.

روش راه‌اندازی: بر اساس ظرفیت شبکه و نیازهای جریان راه‌اندازی، راه‌اندازی مستقیم روی خط، راه‌اندازی ستاره-مثلث، استارتر نرم یا اینورتر را انتخاب کنید.

روش نصب: بر اساس استانداردها (IEC 60034-7، NEMA MG1)، B3 (پایه افقی)، B5 (نصب فلنج)، یا B35 (فلنج پا) را انتخاب کنید.

الزامات نگهداری: دسترسی به تعمیر و نگهداری معمول را در نظر بگیرید، مانند چرخه های روغن کاری بلبرینگ، تمیز کردن مجرای خنک کننده، و بازرسی سفتی سیم کشی.

6. مبانی تعمیر و نگهداری

بازرسی منظم: سطح موتور و کانال های خنک کننده را تمیز کنید (مخصوصاً برای موتورهای خود تهویه). اتصال دهنده ها (پیچ و مهره ها، بلوک های ترمینال) را بررسی کنید. و برای نویز/ارتعاش غیرعادی نظارت کنید.

تعمیر و نگهداری بلبرینگ: گریس را با توجه به فواصل زمانی مشخص شده در دفترچه راهنمای سازنده و مارک گریس مجدداً روغن کاری یا تعویض کنید. چربی بیش از حد ممکن است باعث گرم شدن بیش از حد شود.

تست مقاومت عایق: برای اطمینان از انطباق با استانداردهای ایمنی، مقاومت عایق سیم پیچ به زمین و فاز به فاز را با استفاده از مگاهم متر به طور منظم (به عنوان مثال، سالانه) اندازه گیری کنید.

نظارت بر عملیات: جریان عملیاتی (برای جلوگیری از اضافه بار)، افزایش دما (اندازه گیری دمای محفظه، مراجعه به مقدار مجاز کلاس عایق) و ارتعاش را کنترل کنید.

7. استانداردهای ایمنی

نصب، بهره برداری و نگهداری باید با استانداردهای ایمنی الکتریکی کشور/منطقه (به عنوان مثال استانداردهای IEC، NEC، GB) مطابقت داشته باشد.

اطمینان حاصل کنید که موتور به طور قابل اعتماد به زمین متصل است (رسانای PE).

قبل از انجام هر گونه کار تعمیر و نگهداری داخلی، منبع تغذیه را قطع کنید و یک آزمایش الکتریکی انجام دهید.

در محیط های قابل اشتعال و انفجار از موتورهای ضد انفجار تایید شده (به عنوان مثال موتورهایی که با استانداردهای ATEX یا IECEx مطابقت دارند) استفاده کنید.

موتورهای القایی سه فاز AC، با استحکام، قابلیت اطمینان و طراحی استاندارد، همچنان یک نیروی محرکه اصلی برای صنعت جهانی هستند. درک اصول ساختاری، پارامترهای عملکرد، و روش‌های انتخاب و نگهداری مناسب برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت و پایدار بسیار مهم است. در کاربردهای عملی، به شدت به مشخصات سازنده و استانداردهای ایمنی پایبند باشید.