مقدمه
یکی از دغدغه های اصلی مهندسان در صنایع برق و الکترونیک، کنترل دقیق و ایمن فرآیند راه اندازی موتورهای الکتریکی است. راه اندازی موتورهای الکتریکی چه تک فاز و چه سه فاز به روش های مختلفی قابل اجرا است که یکی از روش های رایج و موثر برای این منظور، استفاده از واریابل یا اتوترانس موتور است. راه اندازی موتور سه فاز با اتو ترانس به خصوص در بارهای سنگین، به دلیل جریان راه اندازی بسیار بالا شامل مراحل مختلفی است که می توان به پیکربندی و تجهیزات، راه اندازی الکتریکی، راه اندازی سیستم کنترل، تست ها و کنترل ها، مراقبت و نگهداری و … اشاره نمود. استفاده از اتوترانس موتور یکی از روش های معمول برای محدود کردن جریان راه اندازی و کاهش فشار وارده بر شبکه و موتور می باشد. البته به جز استفاده از روش راه اندازی موتور با اتوترانس، روش های دیگری نیز برای این کار وجود دارد که هر کدام دارای مزایا و معایب خاصی هستند. انتخاب بهترین روش برای راه اندازی موتور القایی به عوامل مختلفی از جمله نوع موتور، بار مورد نظر، شرایط محیطی و حتی هزینه تجهیزات نیز بستگی دارد.
در این مقاله با ارائه اطلاعاتی در خصوص اتوترانس، شما را با نحوه عملکرد و نقش آن در صنعت آشنا می کنیم. همچنین به تشریح نحوه راه اندازی موتور با اتوترانس، مقایسه استفاده از اتوترانس با روش های دیگر برای راه اندازی موتور، نحوه انتخاب اتوترانس مناسب برای موتور سه فاز، روش های مراقبت و نگهداری از اتوترانس، بیان نکات کلیدی در نصب اتوترانس برای موتور و نکات ضروری برای خرید اتوترانس برای راه اندازی موتور می پردازیم. در ضمن برای آشنایی بهتر با اتوترانس یا واریاک/واریابل پیشنهاد می کنیم که حتما مقاله “اتوترانسفورماتور ( اتوترانس) چیست؟” را مطالعه فرمایید.
خواهشمند است برای خرید واریاک، واریابل با بهترین کیفیت و قیمت ارزان تنها کافی است که با شماره تلفن درج شده در قسمت زیر با کارشناسان مجرب ما جهت دریافت مشاوره رایگان تماس حاصل فرمایید.
اتوترانس موتور
پیش از آن که به نحوه راه اندازی موتور با اتوترانس بپردازیم، بهتر است که با خود اتو ترانس و نحوه عملکرد آن آشنا شویم. اتوترانس موتور، ابزاری قدرتمند و بسیار کاربردی برای کنترل سرعت و جریان در موتور های الکتریکی است که با نام های واریاک، واریابل و یا اتوترانسفورماتور متغیر نیز شناخته می شود. در ساختار داخلی اتوترانس، تنها یک سیم پیچ مشترک وجود دارد که به عنوان سیم پیچ اولیه و ثانویه عمل می کند تا ولتاژ خروجی را به صورت پیوسته تنظیم نماید. برای راه اندازی موتور با اتوترانس، ابتدا اتوترانس را به شبکه برق متصل می کنیم، سپس با اتصال سیم پیچ های موتور به خروجی اتوترانس، موقعیت تپ ها روی سیم پیچ اتوترانس تغییر کرده و همین امر منجر به تنظیم ولتاژ خروجی می گردد. در ضمن با تغییر ولتاژ خروجی اتوترانس، می توان سرعت چرخش موتور را تغییر داد. این ویژگی در بسیاری از کاربردها مانند ماشین آلات صنعتی، آسانسورها و نوار نقاله‌ها که نیاز به تنظیم سرعت دارند، بسیار مفید می باشد.
چرا از اتوترانس در موتور ها استفاده می کنیم؟
اتوترانس یا اتوترانسفورماتور متغیر، یک ابزار بسیار کاربردی در صنعت برق و الکترونیک است که در زمینه کنترل سرعت و جریان موتورهای الکتریکی بسیار حائز اهمیت می باشد. از رایج ترین کارایی استفاده از اتوترانس در موتور ها را می توان به موارد ذیل اشاره نمود.
- کنترل دقیق سرعت: با تغییر ولتاژ خروجی اتوترانس، می توان سرعت چرخش موتور را به صورت پیوسته تغییر داد. با تنظیم و کنترل سرعت موتور متناسب با بار، می توان از مصرف بی رویه انرژی نیز جلوگیری نمود.
- کاهش جریان راه اندازی: هنگام راه اندازی موتورهای الکتریکی، به دلیل القای جریان های گذرا، به صورت قابل توجهی جریان های مصرفی افزایش پیدا می کند. این جریان های گذرا، باعث آسیب دیدن موتور و شبکه برق می شود که با استفاده از اتوترانس می توان با محدود کردن این جریان از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری کرد.
- حفاظت از موتور: اتوترانس می تواند به عنوان یک وسیله حفاظتی برای موتور عمل کند. با محدود کردن ولتاژ اعمال شده به موتور، می توان از آن در برابر نوسانات ولتاژ و اضافه بار محافظت نمود.
- تنظیم گشتاور: با استفاده از اتوترانس می توان گشتاور خروجی موتور را در سرعت های مختلف تنظیم کرد.
تفاوت اتو ترانس تک فاز و سه فاز در راه اندازی موتور
اتوترانسفورماتور ها به دو نوع اصلی اتو ترانس یا واریاک تک فاز و اتو ترانس یا واریاک سه فاز تقسیم می شوند، بنابراین برای راه اندازی موتور با اتوترانس باید به این تفاوت ها دقت کرد. اتوترانسفورماتور تک فاز از یک هسته ترانس با دور سیم پیچ های مسی تشکیل شده که این سیم پیچ به صورت مشترک برای ورودی و خروجی عمل می کند. اما اتوترانس سه فاز متشکل از سه هسته ترانس با سیم پیچ مسی می باشد. این سیم پیچ ها به نحوی طراحی شده اند که بتوانند بارهای سه فاز را به طور هم زمان تأمین نمایند. اتوترانس واریاک تکفاز بیشتر مناسب کاربرد های کوچک مثل تأمین برق دستگاه های کوچک و روشنایی مناسب است و نمی توان از آن برای راه اندازی موتور های صنعتی استفاده نمود. در حالی که اتوترانس سه فاز به دلیل اینکه توان بالاتری دارند، استفاده از آن در صنایع بزرگ و سیستم های توزیع برق به کار می رود، بنابراین می توان از آن به خوبی برای راه اندازی موتور سه فاز با اتوترانس استفاده نمود. از نظر توان و ظرفیت نیز اتوترانس یا واریابل تک فاز، معمولاً برای توان های پایین تر طراحی شده اند و ظرفیت محدودتری دارند، در حالی که اتوترانس سه فاز می تواند توان های بالاتر را تأمین کند و برای بارهای سنگین مناسب تر می باشد. همچنین از نظر عملکرد ولتاژ ورودی اتوترانس تک فاز معمولاً 220 ولت با ولتاژ خروجی 0 تا 300 ولت است ولی اتوترانس سه فاز با ولتاژ ورودی 380 ولت و ولتاژ خروجی 0 تا 500 ولت کار می کند که می تواند به راحتی بارهای سنگین را مدیریت نماید.
روش های راه اندازی موتور سه فاز
1. راه اندازی موتور سه فاز با اتوترانس
در روش راه اندازی موتور سه فاز با اتوترانس باید از یک اتوترانسفورماتور متغیر استفاده کرد. این اتوترانس یا واریاک بین شبکه برق و موتور قرار می گیرد و با اعمال تدریجی ولتاژ بر سیم پیچ های اتوترانس، ولتاژ اعمالی به موتور به تدریج افزایش می یابد. این کار باعث کاهش جریان راه اندازی و کاهش فشار وارد بر موتور می شود. در ادامه، به آرامی ولتاژ اعمال شده به موتور را افزایش می دهیم تا به ولتاژ نامی آن برسد. در این مرحله، موتور به طور کامل به شبکه برق متصل شده و با حداکثر توان خود کار می کند. در این روش راه اندازی موتور القایی، با استفاده از اتوترانس، می توان جریان راه اندازی را به طور دقیق تری کنترل نمود. این روش به عنوان یکی از بهترین روش های راه اندازی موتور سه فاز با اتوترانس شناخته می شود. به طور خلاصه، روش راه اندازی موتور با اتوترانس، یک روش کنترل شده و کارآمد برای کاهش جریان راه اندازی موتور های الکتریکی است که به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
2. راه اندازی موتور سه فاز به روش مستقیم
در روش راه اندازی مستقیم، به این صورت است که مصرف کننده های سه فاز و موتور های با قدرت کم را می توان مستقیماً به شبکه برق متصل نمود. معمولاً موتورهای با قدرت کمتر از ۳ کیلو وات را می توان با این روش راه اندازی کرد. در این روش راه اندازی موتور سه فاز به صورت مستقیم، از کلیدهای ساده ای مانند (کلیدهای اهرمی، زبانه ای یا غلتکی) برای اتصال مستقیم سه فاز شبکه برق به سیم پیچ های موتور استفاده می شود. اگر اتصال سیم پیچ های موتور به صورت ستاره باشد، ولتاژ فاز به هر سیم پیچ اعمال می شود. اما اگر اتصال به صورت مثلث باشد، ولتاژ خط به هر سیم پیچ اعمال خواهد شد. کلید های مورد استفاده در روش راه اندازی مستقیم موتورها، معمولاً دارای 6 کنتاکت هستند: سه کنتاکت ورودی که با حروف R، S و T نشان داده می شوند به شبکه برق متصل شده و سه کنتاکت دیگر که با حروف U، V و W مشخص شده اند به موتور های الکتریکی متصل می شوند. این کلیدها تنها دو حالت قطع یا وصل را دارند. در ضمن همانطور که اشاره شد، از روش راه اندازی مستقیم موتور سه فاز، برای موتورهای کم قدرت مناسب است، اما برای موتورهای با قدرت بالاتر، استفاده از روش راه اندازی موتور سه فاز با اتوترانس توصیه می شود.
3. راه اندازی موتور سه فاز به روش ستاره مثلث
راه اندازی ستاره مثلث، یک روش کارآمد برای راه اندازی موتورهای سه فاز با توان 3 کیلو وات (3kW) به بالا به شمار می رود. در این روش برای کاهش جریان راه اندازی و استهلاک موتور، ابتدا سیم پیچ های موتور را به صورت ستاره به شبکه برق وصل می کنیم. با این اتصال، ولتاژ اعمالی به هر سیم پیچ با ولتاژ فاز شبکه برابر می شود. پس از اینکه موتور به سرعت نامی خود رسید، با استفاده از کلید ستاره مثلث یا مدار ستاره مثلثی که با کنتاکتور و تایمر طراحی می شود، اتصال سیم پیچ ها از ستاره به مثلث تغییر پیدا می کند. بنابراین در حالت مثلث، ولتاژ اعمالی به هر سیم پیچ با ولتاژ خط شبکه برابر می شود. در ضمن، برای اجرای این روش، از کلید های ستاره مثلث یا مدار های کنتاکتوری مورد استفاده قرار می گیرد. این مدارها به صورت خودکار یا دستی، در زمان مناسب، اتصال سیم پیچ ها را از ستاره به مثلث تغییر می دهند.
خواهشمند است برای خرید اتوترانس با بهترین کیفیت و قیمت ارزان تنها کافی است که با شماره تلفن درج شده در قسمت زیر با کارشناسان مجرب ما جهت دریافت مشاوره رایگان تماس حاصل فرمایید.
مقایسه اتوترانس با روش های دیگر برای راه اندازی موتور
همانطور که در بالا گفته شد، به جز راه اندازی موتور با اتوترانس، روش های دیگری نیز برای راه اندازی موتور وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از سافت استارتر است که در این روش با استفاده از یک سافت استارتر، موتور به آرامی راه اندازی می شود. با استفاده از این روش ولتاژ به تدریج افزایش پیدا می کند. جریان در سافت استارتر به صورت از قبل تعیین شده محدود می شود و بعد از اتمام مدت راه اندازی، جریان کمتر شده و در مقدار مورد نیاز بار متوقف می گردد. در روش راه اندازی مستقیم، می توان مصرف کننده های سه فاز و الکترو موتورهای با قدرت کم را مستقیماً به شبکه وصل کرد. در راه اندازی الکترو موتور با درایو اینورتر نیز منحصراً برای موتور با روتور سیم پیچی شده مقدور است. در روش راه اندازی ستاره مثلث، فرایند راه اندازی برای الکترو موتورهای سه فاز با قدرت 3 کیلو وات به بالا امکان پذیر می باشد.
چرا راه اندازی موتور با اتوترانس بهتر است؟
راه اندازی موتور با اتوترانس دارای مزایای زیادی است که مهم ترین آن افزایش طول عمر موتور به دلیل نحوه مناسب راه اندازی و شروع به کار آن است. همانطور که پیش از این نیز گفته شد، با استفاده از اتوترانس، جریان راه اندازی موتور کاملاً تحت کنترل قرار می گیرد و باعث می شود که شروع به کار موتور با اتوترانس به بهترین شکل انجام شود. همین موضوع باعث کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری موتور می شود. در واقع هزینه های لازم برای تهیه اتوترانس بستگی به توان اتوترانس، پیچیدگی نصب و نوع موتور دارد، اما به طور کلی استفاده از اتوترانس می تواند در طولانی مدت به کاهش هزینه های عملیاتی کمک کند.
خرید اتوترانس برای راه اندازی موتور
پس از تعیین شدن مشخصات دقیق موتور، می توانیم مشخصات دقیق اتوترانس مناسب را برای راه اندازی موتور به دست بیاوریم و برای خرید اتوترانس اقدام کنیم. یکی از نکات مهم برای تصمیم گیری و انتخاب اتوترانس مناسب نیاز خود، قیمت و برند اتوترانس است. نکاتی مانند توان خروجی، برند، کیفیت ساخت و ویژگی های فنی خاص دیگر دستگاه از جمله مهم ترین نکاتی هستند که قیمت اتوترانس را تعیین می کند. شرکت فنی و مهندسی راد الکتریک از معتبرترین توزیع کننده ها و تنها نماینده انحصاری واریاک تکفاز گلداستار GOLDSTAR کره و اتوترانسفورماتور سه فاز گرین دات Green Dot هند در بازار ایران است که به همراه تمامی محصولات گلداستار GOLDSTAR و گرین دات Green Dot خود گارانتی 12 ماهه و خدمات پس از فروش ارائه می دهد.
از پرطرفدارترین محصولاتی که توسط راد الکتریک در بین نمایندگی ها و فروشگاه های معتبر سراسر کشور توزیع می گردد، دستگاه اتوترانسفورماتور یا اتوترانس است. برای خرید اتوترانس یا واریاک می توانید به وب سایت راد الکتریک مراجعه نموده و پس از مطالعه دقیق مشخصات و توضیحات مربوط به انواع اتوترانس و واریابل، نسبت به تهیه اتوترانس مناسب برای نیاز خود اقدام نمایید. همچنین می توانید در صورت نیاز پیش از خرید محصول از کارشناسان فنی مجموعه راد الکتریک مشاوره های لازم را دریافت نمایید. یکی دیگر از راه های تهیه و خرید اتوترانس مراجعه حضوری به فروشگاه ها و نمایندگی های معتبر در خیابان لاله زار، خیابان جمهوری، میدان توپخانه و سراسر کشور است که اتوترانس و سایر تجهیزات الکترونیکی را از شرکت راد الکتریک دریافت و به فروش می رساند.
نکات کلیدی در نصب اتوترانس برای موتور
برای نصب اتوترانس موتور، بهتر است که از کارشناسان و متخصصان با تجربه راد الکتریک کمک گرفته شود، به خصوص حضور نصاب برای اتوترانس های با توان بالا اهمیت بسیار زیادی دارد و نصب اصولی اتوترانس یا واریابل باعث عملکرد بهتر در زمینه راه اندازی موتور با اتوترانس و افزایش طول عمر آن می شود. محل نصب اتوترانس موتور باید دور از تابش نور مستقیم خورشید باشد تا گرمای زیادی به آن وارد نشود. همچنین باید از قرار دادن آن در محیط های مرطوب و بدون سقف پرهیز گردد تا از خطر ورود آب و گرد و غبار به داخل دستگاه جلوگیری شود. دمای محل نصب واریاک یا اتوترانس موتور نیز باید مورد توجه قرار گیرد و دمای محل پایین تر از 5- و بالاتر از 45+ نباشد. اتوترانس و ترانسفورماتور معمولی هر دو برای تغییر ولتاژ متناوب به کار می رود، اما در ساختار داخلی و نحوه عملکرد آن ها تفاوت هایی وجود دارد که مستقیماً بر روی سیم پیچ های آن ها تأثیر می گذارد.
تفاوت راه اندازی مستقیم و اتو ترانس در موتور سه فاز
راه اندازی موتور های سه فاز به دو روش اصلی: راه اندازی مستقیم و راه اندازی با اتو ترانس امکان پذیر می باشد. در این روش راه اندازی مستقیم، موتور مستقیما به شبکه برق متصل می شود که ساده ترین و کم هزینه ترین روش راه اندازی موتور سه فاز به روش مستقیم می باشد. این روش راه اندازی مستقیم، معمولا برای موتورهای کوچک و با بار سبک مناسب است. در روش راه اندازی موتور با اتوترانس، از یک اتوترانسفورماتور متغیر ( اتوترانس) جهت کاهش ولتاژ اعمالی به موتور در هنگام راه اندازی استفاده می شود. بنابراین با کاهش ولتاژ، جریان راه اندازی نیز کاهش پیدا می کند. کاهش جریان راه اندازی، عمر مفید موتور و کنترل بهتر سرعت موتور در هنگام راه اندازی از مزایای استفاده از روش راه اندازی موتور سه فاز با اتوترانس به شمار می رود. از روش راه اندازی موتور با اتوترانس، می توان برای موتورهای بزرگ با بار سنگین و یا در مواردی که جریان راه اندازی بالا باعث ایجاد مشکل می شود، استفاده نمود.
خواهشمند است برای خرید واریاک تکفاز با بهترین کیفیت و قیمت ارزان تنها کافی است که با شماره تلفن درج شده در قسمت زیر با کارشناسان مجرب ما جهت دریافت مشاوره رایگان تماس حاصل فرمایید.
نحوه کارکرد اتوترانس در راه اندازی موتور
اتوترانس یک نوع ترانسفورماتور است که در ساختار آن تنها از یک سیم پیچ (اولیه و ثانویه) مشترک استفاده شده و همین امر در راه اندازی موتور ها بسیار پرکاربرد می باشد. در واقع عملکرد اتوترانس در راه اندازی موتور ها به این صورت است که با کاهش ولتاژ اعمال شده به موتور در ابتدای کار توسط اتوترانس، باعث می شود که جریان راه اندازی موتور به شدت کاهش یابد. سپس پس از گذشت چند ثانیه، ولتاژ خروجی اتوترانس به تدریج افزایش داده می شود تا به ولتاژ نامی موتور برسد. با این روش کار اتوترانس، نه تنها به موتور اجازه می دهد تا به آرامی به سرعت نامی خود برسد، بلکه از ایجاد شوک های مکانیکی و الکتریکی به موتور نیز جلوگیری می کند.
مزایای استفاده از اتوترانس در موتورهای سه فاز
اتوترانس یا اتوترانسفورماتور متغیر، به دلیل بالا بودن دقت و راندمان، در راه اندازی موتورهای سه فاز از کاربرد گسترده ای برخوردار است. این دستگاه مزایای متعددی را به همراه دارد که در موارد ذیل به برخی از از مهم ترین آن ها اشاره شده است:
- کاهش جریان راه اندازی
- کنترل نرم و تدریجی سرعت
- افزایش طول عمر موتور
- سادگی و هزینه کمتر
نگهداری و مراقبت از اتوترانس
برای اینکه بتوانیم استفاده بهینه ای از اتوترانس، واریابل یا واریاک داشته باشیم و عمر آن را طولانی تر کنیم تا برای راه اندازی موتور با اتوترانس دچار مشکل نشویم باید نکاتی را برای نگهداری و مراقبت از آن رعایت کنیم. رعایت نظافت و تمیزی اتوترانس مهم ترین نکته برای نگهداری از آن می باشد. آلودگی و گرد و خاک می تواند بر عملکرد دستگاه تاثیر منفی بگذارد و حرارت داخلی اتوترانس را افزایش دهد، به همین دلیل بهتر است به صورت منظم دستگاه را تمیز کرده و از فعالیت دقیق فن ها و سیستم خنک کننده مطمئن شویم تا از بروز مشکلات فنی پیشگیری کنیم. رعایت نکات ایمنی نیز در افزایش طول عمر و بهره وری اتوترانس موثر است. مهم ترین نکته درباره مسائل ایمنی مطمئن شدن از سالم و درست بودن اتصالات است. لازم است همواره بررسی کنیم که هیچ نشانه ای از نشت الکتریکی یا اتصالات شل در دستگاه وجود نداشته باشد. باید از سیستم های حفاظتی مانند فیوزها و محافظ های ولتاژ استفاده کرده تا از بروز آسیب های احتمالی جلوگیری نماییم. همچنین دستگاه اتوترانس باید در محیط مناسبی نصب شده باشد. در کنار این موارد استفاده از تجهیزات ایمنی و حفاظتی مانند عینک و دستکش در زمان کار با دستگاه اتوترانس اهمیت دارد. در نهایت، باید توجه داشته باشیم که نگهداری منظم و بررسی دوره ای عملکرد اتوترانس می تواند به افزایش طول عمر آن کمک کند تا برای راه اندازی موتور با اتوترانس به مشکل بر نخوریم.
انجام بررسی های دوره ای می تواند بهترین روش برای مراقبت اصولی از اتوترانس باشد. برای این کار می توانیم ابتدا بررسی کنیم که هیچ نشانه ای از آسیب دیدگی، سوختگی یا خرابی در بدنه، سیم ها و اتصالات وجود نداشته باشد. همچنین می توانیم به صداهای غیرعادی گوش دهیم. صداهای غیرمعمول می تواند نشانه ای از مشکلات داخلی باشد. همچنین می توانیم با استفاده از مولتی متر، ولتاژ و جریان خروجی اتو ترانس را اندازه گیری کنیم تا از صحت عملکرد آن اطمینان حاصل کنیم. در صورت مشاهده هر نوع خرابی در سیم پیچ ها، رله ها، فیوزها و خازن ها باید نسبت به تعویض آن ها اقدام نماییم. برای این کار باید قبل از هرگونه تعمیر و نگهداری، اطمینان حاصل کنیم که دستگاه خاموش و از برق جدا شده است.
کلام آخر
همانطور که گفته شد، برای راه اندازی موتور ها روش های مختلفی وجود دارد که یکی از بهترین روش ها، راه اندازی موتور با اتوترانس است. اتوترانسفورماتور ابزاری مؤثر برای راه اندازی موتور می باشد که با کاهش جریان راه اندازی و کنترل نوسانات ولتاژ، از بروز آسیب به موتور جلوگیری کرده و همین امر باعث افزایش طول عمر دستگاه می شود. راه اندازی موتور با اتوترانس دارای مزایای زیادی است که از جمله آن ها می توان به کاهش جریان راه اندازی، افزایش طول عمر موتور، کاهش استهلاک موتور و کنترل ولتاژ که باعث محافظت از دستگاه های حساس می شود، اشاره نمود. در مجموع می توان گفت که راه اندازی موتور با اتوترانس روشی اقتصادی و مؤثر برای افزایش طول عمر و بهبود کارایی موتور می باشد. همچنین، رعایت نکات ایمنی و نظافت منظم دستگاه در افزایش طول عمر اتوترانس موتور موثر خواهد بود.
