روش‌های کنترل موتور القایی- بخش اول

 
 مهمترین مزیت‌های موتور القایی در مقابل موتور DC ساختار ساده، راندمان بالاتر، قیمت کمتر و رنج توان بالاتر می‌باشد. در مقابل مهمترین حسن موتور‌های DC در مقابل موتور‌های القایی کنترل راحت‌تر و دقیق‌تر این موتور‌ها می‌باشد.
روش‌های زیادی برای کنترل موتور القایی پیشنهاد شده است که بطور کلی می‌توان روش‌های کنترل موتور القایی را بصورت زیر دسته‌بندی کرد:

 

روش‌های کنترل اسکالر معمولاً ساده‌تر و ارزان‌تر و در مقابل دارای محدودیت رنج کنترل سرعت می‌باشند. روش‌های کنترل برداری پیچیده‌تر و گران‌تر می‌باشند، ولی می‌توانند سرعت موتور را از سرعت صفر تا بالاتر از سرعت نامی موتور بطور دقیق کنترل کنند.
در این قسمت می‌خواهیم انواع روش‌های کنترل اسکالر را توضیح بدهیم.
همان طور که قبلاً اشاره شد سرعت روتور بصورت زیر قابل محاسبه می‌باشد:

 

که fs فرکانس تغذیه موتور، P. تعداد قطب‌های موتور و s. لغزش موتور می‌باشند.
همان طور که از رابطه بالا مشخص است برای تغییر سرعت موتور می‌توان سه پارامتر fs و P. و s. را تغییر داد.

کنترل سرعت با تغییر لغزش:

برای تغییر s. می‌توان یک مقاومت در روتور (برای موتور‌های القایی سیم پیچی شده) مانند شکل زیر اضافه کرد که با تغییر آن منحنی گشتاور سرعت تغییر کرده و سرعت موتور نیز تغییر می‌کند:



در قدیم معمولاً از رئوستا استفاده می‌شد، ولی امروزه از مقاومت استاتیکی استفاده می‌شود. چون اضافه کردن مقاومت باعث ایجاد تلفات می‌گردد پس بازده موتور کاهش پیدا می‌کند؛ بنابراین از این روش کمتر استفاده می‌شود.

کنترل سرعت با تغییر قطب:

همان طور که از رابطه میدان استاتور مشخص است سرعت با تعداد قطب رابطه عکس دارد؛ بنابراین می‌توان با استفاده از چند سیم پیچی با تعداد قطب‌های مختلف در استاتور بجای یک سیم پیچی به سرعت‌های مختلف دست یافت. مثلاً اگر دو سیم پیچی ۶ و ۸ قطبی داشته باشیم در فرکانس ۵۰ می‌توان به دو سرعت ۱۰۰۰ و ۷۵۰ دور بر دقیقه دست یافت.

توجه کنید که در این روش تغییرات سرعت پیوسته نمی‌باشد و فقط می‌توان چند سرعت گسسته داشت. همچنین این روش باعث کاهش بازده ماشین شده و هزینه آن را افزایش می‌دهد.
اتصال دالاندر حالت خاصی از این روش می‌باشد که در آن سیم پیچی هر فاز به دو قسمت تقسیم شده است. در این روش با تغییر اتصال سری به اتصال موازی تعداد قطب‌ها نصف و سرعت دو برابر می‌شود. بدین ترتیب فقط با استفاده از یک سیم پیچی دو سرعت مختلف ایجاد می‌توان کرد.
سه روش اتصال برای روش دالاندر وجود دارد که بصورت زیر می‌باشند:



مشخصه گشتاور سرعت اتصالات مختلف دالاندر بصورت زیر می‌باشد:


کنترل سرعت با تغییر ولتاژ:

با توجه به رابطه زیر گشتاور موتور با مجذور ولتاژ تغذیه رابطه دارد:



تغییرات ولتاژ شکل منحنی گشتاور سرعت را بصورت زیر تغییر می‌دهد:



بنابراین می‌توان با تغییر ولتاژ سرعت را کنترل کرد. فقط باید توجه داشت که بدلیل مسایل عایقی نمی‌توان ولتاژ را از مقدار نامی خود بیشتر کرد و همچنین کاهش زیاد ولتاژ باعث تغییر شار شده که اثرات نامطلوبی بر روی موتور دارد.

کنترل سرعت با تغییر فرکانس منبع:

یکی از راه‌های تغییر ns تغییر فرکانس منبع تغذیه است؛ و لذا به یک تغییر دهنده فرکانس (اینورتر) در سر راه موتور نیاز است. شکل زیر تغییرات منحنی گشتاور سرعت بر حسب تغییرات فرکانس را نشان می‌دهد:



کنترل سرعت موتور‌های القایی با تغییر فرکانس مشکلاتی را برای موتور بوجود می‌آورد که عمده‌ترین آن گرم شدن هسته استاتور به علت افزایش فرکانس از حد نامی می‌باشد زیرا تلفات آهنی هسته استاتور با مجذور فرکانس رابطه مستقیم دارد:



بنابراین به جای استفاده از تغییر فرکانس، از کنترل ولتاژ فرکانس (V/f) استفاده می‌شود.

 

برای مطالعه ادامه به روش‌های کنترل موتور القایی- بخش دوم توجه فرمایید.