دستگاه بالانس آرمیچر ( بالانس روتور، بالانس الکتروموتور، بالانس دینام ) دستگاهی است که با تنظیمات خود، نامتوازن بودن آرمیچر، موتور و روتور را تشخیص داده و آن را برطرف و تنظیم مینماید. مزیت بالانس کردن آرمیچر، موتور و روتور به افزایش طول عمر یاتاقان کمک زیادی میکند علاوه بر این باعث میشود تا موتور به آرامی کار کند.
بالانس کردن آرمیچر
یک تصور اشتباه وجود دارد که مشکلات توازن در موتور را میتوان با بالانس کردن آرمیچر ( Balance Armature ) که یک بالانس آرمیچر با ویژگی دقیقتر و محکم تر میباشد، رفع کرد. با وجود اینکه سایر منابع بی ثباتی نیز در نظر گرفته میشود، این کار تنها هزینه بالانس روتور را افزایش میدهد، سرعت تولید را کاهش میدهد، و در بعضی موارد، تنها با سر و صدای ناشی از دستگاه بالانس آرمیچر تمام میشود. کاری که باید انجام شود این است که مراقب مشکلات واقعی باشیم و از بالانس آرمیچر انتظار معجزه نداشته باشیم.
دلیل و کاربرد بالانس آرمیچر
دلیل بالانس کردن موتور الکتریکی این است که به آرامی و بی سر و صدا کار کند، و از طول عمر یاطاقان موتور اطمینان حاصل شود. برای اینکه این اتفاق بیافتد، اجزای چرخشی موتور باید بالانس شده باشند.
سؤالی که مطرح میشود این است: ” آرمیچر چقدر باید متعادل یا بالانس شود؟ و ویژگی های خوب بودن به اندازه کافی” بالانس آرمیچر نیز باید به عنوان میزان تعادل شناخته شود.
باید در نظر داشته باشید که بالانس آرمیچر موتور تنها یک قدم در روند متعادل سازی میباشد. درست همانطور که یک زنجیره، قوی تر از ضعیف ترین پیوند آن نیست، لازم است که در نظر بگیریم هرکدام از آنها چگونه به هم متصل شده است. در یک زنجیره به هم متصل، کامپوننت کاملا متعادلی که خارج از مرکز نصب شده است، باعث ایجاد عدم تعادل خواهد شد.
آرمیچر بالانس شده
به قسمتی از ماشین های جریان مستقیم که انرژی پتانسیل الکتریکی را به انرژی جنبشی تبدیل میکند آرمیچر بالانس گفته میشود. در موتورهای الکتریکی با عبور جریان از سیم پیچ در میدان مغناطیسی حرکت چرخشی تولید خواهد شد. یک آرمیچر بالانس از قسمتهای مختلفی تشکیل شده است که در ادامه به معرفی تمامی این قسمتها خواهیم پرداخت:
قسمت تشکیل دهنده یک آرمیچر بالانس:
- فایل الکترومغناطیسی ( Coils ) یا سیم پیچ
- آهنربا های دائمی
- کلکتور یا اسپیلت و حلقه ( Split – Ring Commutator )
- زغال ( Brushes )
- محور ( Axle )
- آرماتور ( Armator )
- بالشتک ( Stator )
فایل الکترومغناطیسی ( COILS ) یا سیم پیچ
به قسمتی از آرمیچر بالانس که سیم های عایق روی آن پیچیده شدهاند فایل مغناطیسی یا کویل گفته میشود.
سیم پیچ ها باعث ایجاد گشتاور در آرمیچر بالانس و برقراری ارتباط بین جریان عبوری از سیم پیچ و میدان مغناطیسی خواهد شد. از آنجایی که کویل روی روتر قرار میگیرد تمامی نیروی گشتاور آن به آرمیچر بالانس و از آرمیچر بالانس به محور منتقل خواهد شد.
آهنربا دائمی ( PERMANTNETMAGNETS )
در دو طرف آرمیچر بالانس دو عدد آهنربا قرار دارند یک در کنار هم یک میدان مغناطیسی شعاعی ایجاد میکنند. این میدان مغناطیسی باعث تعامل آرماتور و ایجاد اثر موتور خواهد شد.
کلکتور یا اسپلیت حلقه (SPLIT – RING COMMUTATOR)
کلکتور به یک حلقه فلزی گفته میشود که در انتهای آرماتور قرار میگیرد. روی این قطعه چندین تیغ قرار دارد. هر جفت از این تیغها به یک مجموعه سیم پیچ متصل هستند. وظیفه این قطعه ایجاد تماس بین سیم پیچ و مدار الکتریکی خارجی است.
ذغال
یک بلوک کربن فشرده یا همان ذغال در دو طرف کلکتور قرار دارد که به مدار خارجی متصل است و باعث ایجاد ارتباط بین کلکتور و ذغال خواهد شد. گرافیت موجود در ذغال یک نوع کربن است که الکتریسیته تولید میکند و همچنین به عنوان روانکننده مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
محور ( AXLE )
محور یک ساختار استوانهای از جنس فولاد است که از وسط آرمیچر بالانس و کلکتور عبور میکند. این قطعه چرخش موتور را به قطعات متحرک مثل چرخ و چرخدنده منتقل میکند.
آرماتور ( ARMATOR )
آرماتور یک سیلندر آهنی روکش دار است که روی یک محور با شیار طولی نصب میشود و داخل آن مجموعهای از چندین سیم قرار میگیرد. آهن موجود در این بخش از آرمیچر بالانس باعث افزایش چشمگیر میدان مغناطیسی و در نتیجهی آن افزایش گشتاور خواهد شد. روی آرماتور نیز چندین لایهی روکشدار آهن وجود دارد. به منظور مراقبت از سیم پیچ در برابر رطوبت، محافظت از سیم پیچها در برابر ارتعاشات مغناطیسی، افزایش عایق الکتریکی و قدرت دیالکتریکی و همچنین رها کردن گرمای سیم پیچ آرماتور معمولا لمینت خواهد شد.
بالشتک ( STSATOR )
این قطعه از یک آهنربا و پوشش عایق مانند تشکیل شده است و به دو قطعه زغال متصل است. استاتور یا بالشتک با ایجاد میدان مغناطیسی به چرخش موتور کمک میکند و با اتصال به مدار خارجی ( زغال ) باعث حرکت آرمیچر بالانس خواهد شد. همچنین این قطعه از ورود گرد و غبار یا اشیاء خارجی هم جلوگیری میکند.
روتور بالانس شده چیست؟
روتور بالانس ( Rotor ) یک قطعه متحرک از یک سیستم الکترومغناطیسی در موتور الکتریکی ( Electric Motor )، ژنراتور الکتریکی ( Electric Generator ) و یا آلترناتور ( Alternator ) است. چرخش روتور بالانس به دلیل تعامل بین سیم پیچ ها و میدانهای مغناطیسی است که در اطراف محور روتور بالانس تولید گشتاور میکنند.
موتورهای القایی ( Induction Motors ) یا موتورهای آسنکرون ( Asynchronous Motors )، ژنراتورها ( Generators ) و آلترناتورها ( Alternators ) دارای یک سیستم الکترومغناطیسی متشکل از یک استاتور ( Stator ) و روتور بالانس هستند. دو طرح برای روتور بالانس در یک موتور القایی وجود دارد:
- روتور بالانس قفس سنجابی ( Squirrel Cage Rotor )
- روتور بالانس سیم پیچی ( Wound Rotor )
در ژنراتورها و آلترناتورها، طرح روتور بالانس به صورتهای زیر است:
- قطب برجسته ( Salient Pole Rotor )
- روتور بالانس استوانه ای ( Cylindrical Rotor )
- روتور بالانس قفس سنجابی
روتور بالانس قفس سنجابی ( Squirrel-Cage Rotor ) از فولاد لایه لایه در هسته تشکیل شده است که تسمههای مسی یا آلومینیومی به صورت محوری با فاصله برابر حول محیط آن قرار گرفتهاند و انتهای آنها توسط رینگ های انتهایی به صورت دایم اتصال کوتاه شده است. این ساختار ساده و ماهرانه، روتور بالانس قفس سنجابی را برای بسیاری از کاربردها مورد علاقه میسازد.
روتور بالانس کلافی
روتور بالانس کلافی ( Wound Rotor ) یا روتور بالانس سیم پیچی، یک هسته استوانه ای ساخته شده از ورقه لایهای و دارای شیارهایی برای نگه داشتن سیم های سیم پیچ ۳ فاز آن است که به طور مساوی در ۱۲۰ درجه الکتریکی از یکدیگر جدا و در یک پیکربندی ‘Y’ به هم متصل میشوند. روتور بالانس کلافی بر روی شافت روتور بالانس به سه رینگ لغزشی ( Slip Ring ) دارای جاروبک ( Brush ) متصل میشوند. برای کنترل سرعت، جاروبک های روی رینگ لغزشی به مقاومتهای سه فاز خارجی اجازه اتصال سری به سیم پیچ های روتور بالانس را میدهند. در زمان استارت موتور برای تولید یک گشتاور بزرگ، مقاومت خارجی تبدیل به بخشی از مدار روتور بالانس میشود. با سرعت گرفتن موتور، مقاومت به صفر کاهش مییابد.
روتور بالانس با قطب برجسته
روتور بالانس یک آهنربای بزرگ با قطبهای ساخته شده از ورقههای فولادی است که از هسته روتور بالانس بیرون زدهاند. قطبها توسط جریان مستقیم تغذیه و یا توسط آهن ربا های دایمی مغناطیسی میشوند. آرمیچر با سیم پیچ سه فاز به سه رینگ لغزشی متصل و بر روی شفت نصب میشود. جاروبک ها بر رینگ های لغزشی حرکت میکنند. سیم پیچی که روی روتور بالانس پیچیده میشود میدان مغناطیسی تولید میکند و در سیم پیچ آرمیچر که بر روی استاتور است، ولتاژ القا میشود. جریان مستقیم ( DC )، از یک محرک خارجی و یا از یک پل دیود نصب شده بر روی شفت روتور بالانس، یک میدان مغناطیسی تولید میکند و سیم پیچ های دوار میدان را تغذیه میکنند و جریان متناوب به صورت همزمان سیم پیچ آرمیچر را انرژیدار میکند.
روتور بالانس استوانه ای
روتور بالانس استوانه ای شکل از یک محور فولادی توپر دارای شیارهایی که در امتداد طول خارجی استوانه برای نگه داشتن سیم پیچ میدان روتور بالانس تشکیل شده است. سیم پیچ میدان روتور بالانس به صورت تسمههای مسی لایه ای است که در داخل شیارها قرار میگیرند و به وسیله بالههایی نگه داشته میشوند. شیارها نسبت به سیم پیچ عایق شدهاند و به وسیله رینگ های لغزشی از انتها نگه داشته میشوند. یک منبع جریان مستقیم ( DC ) خارجی به رینگ های لغزشی دارای جاروبک متصل میشود. جاروبکها با رینگ های لغزشی دوار ایجاد یک اتصال الکتریکی میکنند. جریان DC همچنین میتواند از طریق تحریک بدون جاروبک از یک یکسوساز نصب شده بر روی شافت ماشین تامین شود که جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل میکند.
ویژگی انواع روتور بالانس
روتور بالانس قفس سنجابی
سرعتی کمتر از چرخش میدان مغناطیسی استاتور یا سرعت سنکرون میچرخد. لغزش روتور بالانس، جریان های القایی لازم روتور بالانس را برای گشتاور موتور ایجاد میکند که متناسب است با میزان لغزش. زمانی که سرعت روتور بالانس افزایش مییابد، لغزش کاهش مییابد. افزایش لغزش باعث افزایش جریان موتور میشود که به نوبه خود باعث افزایش جریان روتور بالانس میشود که نتیجه آن گشتاور بالاتر برای تامین افزایش بار است.
روتور بالانس سیم پیچی
روتور بالانس با سرعت ثابت کار میکند و دارای جریان راه اندازی پایینتری است. مقاومت خارجی به مدار روتور بالانس اضافه میشود و گشتاور راهاندازی را افزایش میدهد. در زمان افزایش سرعت موتور کارایی موتور با کاهش مقاومت خارجی بهبود مییابد. کنترل بهتری بر سرعت و گشتاور اعمال میکند.
روتور بالانس با قطب برجسته
بدون تحریک شدن در سرعت های زیر ۱۵۰۰ دور در دقیقه و در ۴۰ درصد گشتاور خود کار میکند. دارای قطر بزرگ و طول محوری کوتاه است. فاصله هوایی غیر یکنواخت است. روتور بالانس دارای استحکام مکانیکی پایین است.
روتور بالانس استوانه ای
روتور بالانس در سرعت بین ۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ دور در دقیقه کار میکند. دارای استحکام مکانیکی قوی است. فاصله هوایی یکنواخت است. قطر آن کوچک و دارای طول محوری بزرگ است و نسبت به روتور بالانس با قطب برجسته نیاز به تورک بالاتری دارد.
آموزش نصب و راه اندازی دستگاه بالانس آرمیچر ( بالانس روتور، بالانس الکتروموتور یا بالانس دینام ) گلداستار Goldstar کره و اسن Esen ترکیه
دستگاه بالانس آرمیچر را در محل استفاده دائمی آن قرار دهید. هنگام نصب نهایی دقت کنید که دستگاه بالانس دینام بصورت کامل از طریق لرزه گیرهای لاستیکی زیر پایه ها، کاملا با سطح زمین در تماس باشد. این کار باعث می شود که دستگاه بالانس آرمیچر هنگام کار به هیچ عنوان لرزش نداشته باشد.
توجه کنید که دستگاه بالانس آرمیچر در حال کار کردن با دیوار اطراف و یا با وسایل دیگر در تماس نباشد.
قسمت پشت دستگاه بالانس الکتروموتور که محل تهویه حرارت است را حتما حداقل با 10 سانتی متر فاصله از دیوار در نظر بگیرید تا تهویه حرارت راحتتر صورت گیرد. قبل از وصل دو شاخه دستگاه بالانس روتور به پریز برق سیم اتصال به زمین را به محل مورد نظر ( سیم کارگاه یا شیرآب و … ) وصل کنید.
نکات مهم جهت نگهداری بهتر دستگاه بالانس آرمیچر ( بالانس روتور، بالانس الکتروموتور یا بالانس دینام ) گلداستار Goldstar کره و اسن Esen ترکیه
رعایت نکات زیر طول عمر دستگاه بالانس آرمیچر شما را زیاد خواهد کرد: به هنگام خروج از کارگاه حتما دستگاه بالانس آرمیچر را خاموش کنید.
اگر مدت زمان بین دو بالانس کردن آرمیچر بیش از یک ساعت باشد بهتر است که دستگاه بالانس آرمیچر را خاموش کنید. از قرار دادن دستگاه هایی مانند ولت متر، اسیلوسکوپ، منبع تغذیه و … روی قسمت دیجیتال بالانس دینام جداً خودداری کنید. از آرمیچر آغشته به پلی استر خشک نشده خودداری کنید. این کار باعث پاشیده شدن پلی استر به قسمت های حساس دستگاه بالانس الکتروموتور شده و آن را معیوب میکند.
اجزای دستگاه بالانس آرمیچر ( بالانس روتور، بالانس الکتروموتور یا بالانس دینام ) گلداستار Goldstar کره و اسن Esen ترکیه
- شاسی یا پایه دستگاه
- فک ( یاطاقان ) دستگاه بالانس آرمیچر جهت استقرار آرمیچر
- پیچ محکم کننده فک ( یاطاقان )
- دسته متحرک الکترو موتور
- فلاشینگ جهت مشخص نمودن موقعیت بالانس
- سوئیچ پاور و انتخاب بارگذاری یا بارداری
- نشانگر دستگاه بالانس آرمیچر جهت مشخص نمودن مقدار نابالانسی
طرز استفاده و نحوه کارکرد دستگاه بالانس آرمیچر ( بالانس روتور، بالانس الکتروموتور یا بالانس دینام ) گلداستار Goldstar کره و اسن Esen ترکیه
- دستگاه بالانس آرمیچر را به برق تکفاز ( 220 ولت ) وصل نمایید.
- کلید ON دستگاه بالانس آرمیچر ( بالانس روتور، بالانس الکتروموتور، بالانس دینام ) را لمس نمایید تا روشن شود.
- با لمس کردن – / + یکی از وضعیت ها را انتخاب نمایید تا LED روشن شود.
- با لاک غلط گیر سفید یک خط دلخواه از مرکز نوک شفت آرمیچر به صورت شعاعی بطرف بیرون بکشید.
- آرمیچر را طوری روی یاطاقان های سنسور قرار دهید، که تقریبا به صورت تراز قرار گیرد.
- در ضمن طرفی که با لاک غلط گیری علامت گذاری شده طرف فلاشینگ قرار دهید.
- دسته الکترو موتور را پایین آورده، به طوری که تسمه های دسته دستگاه بالانس آرمیچر با آرمیچر تماس حاصل نموده و آرمیچر کامل به دور بیافتد.
- شاسی سمت چپ روی دسته الکترو موتور را فشار دهید تا اعداد در روی صفحه دیجیتال سمت چپ دستگاه بالانس آرمیچر ثابت شود، سپس شاسی سمت راست را فشار دهید تا اعداد در روی صفحه دیجیتال سمت راست دستگاه بالانس آرمیچر نیز ثابت گردد.
- بالانس را از سمتی شروع کنید که بیشترین ارقام را بر روی صفحه دیجیتال نشان می دهد.
- فلاش را بر نوک شفت بگیرید، در این موقع یکی از شاسی های دسته را که بیشترین رقم را دارد فشار دهید تا خط روی نوک آرمیچر ثابت گردد. علامتی که زده شده (خط ثابت) را در هر کجا که ثابت ایستاد، آنجا را به خاطر سپرده، دسته الکترو موتور را بالا برده و علامت ( خط ) را که هر کجا ثابت دیده اید در همان جا آرمیچر را نگه دارید و اگر دکمه ( – ) کم کردن را انتخاب کرده اید درست از قسمت بالای سطح آرمیچر براده برداری کنید و در صورتی که دکمه ( + ) اضافه کردن را انتخاب کرده اید درست به قسمت بالای سطح آرمیچر بار اضافه نمایید.
- دستگاه بالانس آرمیچر را تا زمانی ادامه دهید که خط روی نوک آرمیچر به حالت غیر ثابت و اعداد روی صفحه دیجیتال کمترین ارقام را داشته باشد.