دانلود تحقیق راه اندازی موتورهای صنعتی

راه اندازی موتورهای القایی
همانطوری که می دانید ، راه اندازی موتورهای القایی در صنعت از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

به خصوص این که امروزه استفاده از راه اندازهای الکترونیکی مانند راه اندازهای نرم - کنترلر های سرعت بسیار مرسوم شده است و لازم است علاقه مندان و کارشناسان این رشته روشهای کنترل و راه اندازی موتورها را به شیوه های کلاسیک به دیده فراموشی بسپارند و به فراگیری روشهای بروز بپردازند.
نصب و راه اندازی موتورهای استارتر
همانطوری که می دانید ، راه اندازی موتورهای القایی در صنعت از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

به خصوص این که امروزه استفاده از راه اندازهای الکترونیکی مانند راه اندازهای نرم - کنترلر های سرعت بسیار مرسوم شده است و لازم است علاقه مندان و کارشناسان این رشته روشهای کنترل و راه اندازی موتورها را به شیوه های کلاسیک به دیده فراموشی بسپارند و به فراگیری روشهای بروز بپردازند.
یکی از روشهای راه اندازی موتورهای القایی راه اندازهای نرم می باشد که از طریق آنها موتور ها از طریق کنترل ولتاژ-فرکانس در یک زمان مشخص بتدریج از سرعت صفر به سرعت نامی می رسند که این روش امروزه کاملا جا افتاده است.
راه اندازهای نرم تنها در هنگام راه اندازی بکار می روند و معمولا پس از راه اندازی توسط یک کنتاکتور بای پس از مدار خارج می گردند.

این راه اندازها می توانند به سیستم از کار اندازی نرم نیز مجهز باشند که کاربرد های ویژه ای دارد.

ضمن این که عموما این نوع راه اندازها به ترمز الکترونیکی از طریق تزریق جریان مستقیم نیز مجهز می باشند.

راه اندازهای نرم تنها در هنگام راه اندازی بکار می روند و معمولا پس از راه اندازی توسط یک کنتاکتور بای پس از مدار خارج می گردند.

سازندگان این نوع راه اندازها معمولا حفاظت های مورد نیاز برای موتور را نیز در راه اندازها تعبیه می کنند که از این طریق حجم راه انداز محدود می گردد.

ضمن این که با استفاده از این گونه راه اندازها نیاز به در نظر گرفتن کنتاکتور اصلی نیست .

حفاظت هایی که معمولا در راه اندازهای نرم پیش بینی می گردد بشرح زیر است : - حفاظت در مقابل اضافه بار - حفاظت در مقابل توالی معکوس فازها و دو فاز شدن - حفاظت در مقابل افزایش حرارت سیم پیچ های موتور که از طریق سنسورهای حرارتی انجام می گردد.

- حفاظت در مقابل کاهش ولتاژ و موارد دیگر که بسته به سازنده راه انداز می تواند تغییر کند.

نکته مهم اینجاست که هنگام بسته شدن کنتاکتور بای پس حفاظت های تعبیه شده در راه انداز همچنان فعال می باشد چون مسیر بای پس تنها تایرستورها را بای پس می کند.

جهت بستن کنتاکتور بای پس بعد از راه اندازی موتور عموما از یک کنتاکت راه انداز استفاده می گردد که بعد از رمپ راه اندازی به صورت خودکار فعال می گردد.

لازم به ذکر است که برخی از راه اندازهای نرم دارای سیستم بای پس داخلی هستند که دیگر نیاز به در نظر گرفتن کنتاکتور بای پس نیست.

با توجه به این که تایرستورهای بکار رفته در راه اندازهای نرم حرارت تولید می کنند اینطور استنباط می گردد که در تابلوهای دارای راه اندازهای نرم لازم است از فن استفاده گردد.

ولی با توجه به کار راه انداز تنها در مرحله استارت ، حرارت تولید شده تنها به مرحله راه اندازی محدود می گردد و بنابر این در راه اندازهای دارای سیستم بای پس تنها تعبیه شکاف های عبور هوا متناسب با درجه حفاظتی تابلو توصیه می گردد.

ضمن این که این گونه راه اندازها عموما مجهز به هیت سینک و فن هستند.

اکثر راه اندازهای نرم مجهز به پورت های اطلاعاتی مانند مودباس- پروفی باس و ....

جهت تبادل اطلاعات می باشند که از این طریق می توان از کلیه اطلاعات داخل راه انداز مطلع گردید به این طریق کنترل این راه انداز ها توسط سیستم هایی مانند DCS بسیار ساده می باشد.

- یک هند بوک مفید در مورد راه اندازهای نرم که مطالعه آن را به کلیه علاقه مندان توصیه می کنم.

نصب و راه اندازی انواع اینورتورها کنترل سرعت موتورهای الکتریکی از دیرباز در صنعت از جمله مسائل مهم، پیچیده و پر هزینه به شمار می رفته که این امر مشکلات زیادی را برای سازندگان ماشین آلات و همچنین صاحبان صنایع ایجاد می کرده است .

در زمانهای گذشته برای سیستمهایی که در آنها نیاز یه موتورهای الکتریکی با سرعت متغیر بوده به ناچار بایستی از موتورهای DCاستفاده می شد.

استفاده از موتورهای DC مشکلات زیادی را به همراه دارد .

برخی از این مشکلات عبارتند از : مشکلات فوق و برخی دلایل دیگر باعث شده امروزه کمتر از موتورهای DC استفاده شده و استفاده از موتورهای AC با سرعت متغیر به سرعت در حال رشد باشد .

برای کنترل دور موتورهای AC امروزه درایورهای زیادی توسط شرکتهای مختلف ارائه می گردد .

برخی مزایای این درایورها به شرح ذیل می باشد : به عنوان مثال: نمایش پارامترهای فرکانس ، جریان ، ولتاژ ، حفاظت موتورها در مقابل اضافه جریان و ولتاژ ، تنظیم شتابهای راه اندازی و توقف ، قابلیت تغییر جهت چرخش موتور روشهای مختلف راه اندازی موتورهای آسنکرون در مورد ساختمان و مزایا و معایب این موتورها در قسمتهای قبلی این وبلاگ مطالبی را مشاهده کردید در این قسمت از راه اندازی این موتورها مطالبی‌ را مینویسم امیدوارم مورد توجه تان قرار گیرد .

موتورهای آسنکرون با توجه به قدرت و ولتاژ آن به طرق مختلف راه اندازی میشوند و با توجه به اینکه موتور در لحظه شروع به کار جریان زیادی میکشد و این جریان زیاد علاوه بر اینکه به خود موتور صدمه میزند به مصرف کننده های دیگری که از این خط تغذیه می کنند لطمه زده و کار آنها را مختل می سازد.

بنابراین برای کم کردن جریان شروع به کار موتور باید چاره ای اندیشید؟؟

معمولاً به روشهای زیر راه اندازی میشود در نتیجه جریان راه اندازی‌ کم میشود : 1- به طور مستقیم 2- توسط کلید یا مدار ستاره – مثلث 3- توسط کمپانساتور 4- راه اندازی بوسیله اضافه کردن مقاومت در مدار روتور 5- راه اندازی بوسیله داخل کردن مقاومت در مدار استاتور 1- راه اندازی موتور به طور مستقیم : برای‌ موتورهایی که بزرگ نیستند و‌ آمپر زیادی از شبکه نمی کشند بوسیله یک کلید سه قطبی به شبکه متصل میشوند .

2- راه اندازی ستاره – مثلث : ابتدا ولتاژ اولیه را که بر هر فاز متصل میشود ،‌ را کم مى کنیم سپس وقتی که موتور به دور نرمال خود رسید ولتاژی که به هر فاز می رسد را زیاد می کنیم .

بنابراین در لحظه اول کلید به حالت ستاره بوده یعنی ولتاژ دو سر هر فاز به u/√3 تقلیل می یابد در نتیجه موتور با توان 3/1 توان نامی خود کار می کند .

استعمال کلید روی انواع موتورها با روتور قفسه ای یا روتور سیم پیچی امکان پذیر است .

ولی در موتورهایی که با بار زیاد کار می کنند از کلید برای راه اندازی استفاده نمی شود .

چون گشتاور مقاوم بار زیاد است .

3- راه اندازی توسط کمپانساتور : این وسیله راه اندازی که اتوترانسفورماتور کاهنده است بین موتور و شبکه قرار می گیرد .

این طریق راه اندازی به دلیل اینکه جریان شروع به کار و گشتاور شروع به کار هر دو به یک نسبت پایین می آیند خیلی خوب است .

ولی چون هزینه آن گران است فقط در موتورهایی که قدرت زیاد دارند استفاده می شوند.

4- راه اندازی موتورهای قفسه ای بوسیله قرار دادن مقاومت سر راه استاتور : برای جلوگیری از عبور جریان زیاد در موقع راه اندازی موتور میتوان مقاومت هایی به طور سری سر راه سیم پیچی های موتور قرار دارد .

و به تدریج که موتور دور می گیرد دسته مقاومتهای راه انداز را به طرف چپ حرکت داده در این صورت کم کم مقاومتها از سر راه مدار خارج میشود.

این طریق راه اندازی به دلیل تلفات انرژی در مقاومتها زیاد و نیروی کشش در لحظه شروع به کار کم ، استعمال کمی دارد.

5- راه اندازی موتورهای آسنکرون با روتور سیم پیچی با قرار دادن مقاومت سر راه روتور : تمام مقاومتهای راه انداز را سر راه سیم پیچی روتور قرار داد .

بدین وسیله مقاومت مدار سیم پیچی روتور را به حداکثر مقدار خود میرسانند و سپس استاتور را به شبکه برق وصل می کنند .

مقاومت روئستای روتور به تدریج از مدار خارج میشود .

در حالت کلی شش روش مختلف برای راه اندازی موتورهای AC استفاده میشود: راه اندازی مستقیم یاDOL راه اندازی به روش ستاره مثلث راه اندازی با استفاده از اتوترانسفورماتور راه اندازی با استفاده از راکتور یا مقاومت راه اندازی با استفاده از Soft Starter راه اندازی با استفاده از Frequency Converter بعنوان مقایسه روشهای راه اندازی موارد زیر قابل ذکر است: بجز روش اتصال مستقیم موتور یا روش DOL در بقیه روشها اصل مهم ، محدود کردن ولتاژ اعمالی به موتور و در نتیجه کاهش جریان راه اندازی موتور میباشد.

به همین دلیل در این روشها زمان راه اندازی نسبت به روش اتصال مستقیم افزایش پیدا میکند.

در روش DOL هیچگونه محدودسازی جریان راه اندازی اعمال نمیشود.

در نتیجه عبور جریان راه اندازی موجب افت ولتاژ شبکه بصورت محلی شده و این افت ولتاژ میتواند به سایر تجهیزات آسیب وارد کند.

علاوه بر این شتاب گیری بسیار سریع موتور در زمان راه اندازی میتواند باعث آسیب دیدگی اتصالات مکانیکی ، پیچها و یاتاقانها شود.

در حالت کلی روش DOL تنها در موتورهای با ظرفیت کوچک و یا حداکثر متوسط بکار گرفته میشود.

راه اندازی موتور DC بصورت چپگرد – راستگرد با میکرو کنترلر و کامپیوتر: در این مدار ساده شما میتوانید موتور DC را بصورت چپ گرد یا راست گرد راه اندازی نمائید .

- در این مدار از ترانزیستور های TIP122 تقویت جریان برای موتور استفاده شده .

شما میتوانید از ای سی ULN2003 بجای 4 ترانزیستور استفاده نمائید .

- همچنین در این مدار برای کنترل چپ گرد راست گرد موتور از پل هیبرید یا (H) استفاده شده است .

یعنی یا Q1 و Q4 روشن و موتور مثلا" در جهت راست میچرخد و یا Q2وQ3 روشن و موتور مثلا" در جهت چپ میچرخد .

حسن این روش این است که میتوان عمل ترمز را نیز برای موتور انجام داد .

به این ترتیب که اگر دو سر موتور اتصال کوتاه شود موتور ترمز میکند .

بنابراین یا Q1وQ2 همزمان روشن شوند یا Q3وQ4 .

- همچنین اگر برای راه اندازی از ترانزیستور استفاده میکنید حتما" از دیود هرز گرد برای تخلیه جریان موتور هنگام قطع ولتاژ استفاده کنید .

- تغذیه موتور و تغذیه میکرو را جداگانه و مجزا از یکدیگر فراهم کنید - در برنامه میکرو برای تشخیص فرمان شما برای کنترل چپ گرد یا راست گرد بودن موتور از وقفه های خارجی استفاده شده است .

هر یک از کلید هایی که در شماتیک مدار مشاهده میکنید باعث چرخش موتور در یک جهت میشوند .

- در شماتیک مدار کریستال و نیز پایه ریست بایاس نشده اند .

شما بایستی این پایه ها را بصورت مناسب بایاس کنید .

روشهای راه اندازی موتورهای سنکرون: برای راه اندازی موتورهای سنکرون سه روش اساسی می توان به کار برد.

1-کاهش سرعت میدان مغناطیسی استاتور: تا حدی که روتور بتواند طی نیم سیکل چرخش میدان مغناطیسی شتاب بگیرد و با آن قفل شود .

این کار را می توان با کاهش فرکانس منبع تغذیه انجام داد.

2- استفاده از یک گرداننده اولیه: که سرعت موتور را تا حد سرعت سنکرون بالا میبرد و با طی مراحل موازی کردن ماشین مثل ژنراتور روی خط آورده شود.

پس از این مراحل خاموش کردن با جدا کردن گرداننده اولیه ماشین سنکرون را تبدیل به موتور خواهد کرد.

3- استفاده از سیم پیچ های میرا کننده که در انتهای قطبین روتور نصب می شود.

در موتورهای سنکرون سرعت حرکت روتور در هر حال برابر با سرعت میدان دوار استاتور خواهد بود و افزایش بار فقط عقب ماندگی روتور نسبت به میدان را موجب می شود.

اختلاف فاز این دو میدان Bs وBR همان زاویه گشتاور است که از0 تا90 تغییر می کند.

البته اگر افزایش بار بیش حد باشد.

موتور از حالت سنکرونیزم خارج خواهد شد که اصطلاحا آن را ناپایدار می نامیم ضمنا هنگام کار با سرعت سنکرون با تغییرات جریان تحریک امتداد جریان آرمیچر و ضریب قدرت ماشین از حالت پس فازی به اهمی و پیش فازی قابل کنترل خواهد بود که از این خاصیت جهت اصلاح ضریب قدرت شبکه استفاده می شود که به موتورهای سنکرون پر تحرک (کاردر حالت پیش فازی) خازنهای سنکرون نیز گفته می شود .

راه اندازی موتورهای سنکرون در حالت بارداری ساختمان : استاتور موتورهای سنکرون از نظر ساختمان دقیقاً مشابه استاتور موتورهای القایی است سیم پیچهای سه فاز آن در داخل شیارهای هسته آهنی استاتور تعبیه شده که وظیفه آنها ایجاد میدان دوار در هسته استاتور است.

روتور این موتور به صورت یکپارچه یا از ورقهای مغناطیسی ساخته می شود و بر روی آن یک سیم پیچی جریان مستقیم به نام سیم پیچ تحریک نصب می شود.

جریان تغذیه سیم پیچی تحریک روتور، از طریق دو حلقه که بر روی محور روتور نصب شده به وسیله جاروبکها تأمین می شود و روتور این موتورها عملا بصورت یک مغناطیس الکتریکی (چرخ قطب) رفتار می کند که تعداد قطبهای روتور به اندازه قطبهای سیم پیچی استاتور خواهد بود.

طرز کار: هنگام وصل استاتور به شبکه سه فاز ، یک میدان دوار که سرعت آن متناسب با فرکانس شبکه و تعداد قطبهای استاتور است در آن بوجود می آید و سطح روتور را جاروب می کند.

بقیه در ادامه مطلب قطبهای روتور از طریق قطبهای غیر همنام استاتور جذب و لحظه ای بعد مجدداً این قطبها به وسیله قطبهای همنام استاتور دفع خواهند شد.

پس میانگین گشتاور صفر و روتور حرکت نمی کند قطبهای روتور به دلیل سنگینی و اینرسی موجود در آن نمی توانند به سرعت همراه میدان دوار استاتور بچرخند.

پس باید با یک وسیله کمکی (راه انداز) ابتدا سرعت روتور را به نزدیکی سرعت میدان دوار استاتور رساند تا روتور بتواند همراه میدان دوار چرخش کند.

سؤال: گشتاور راه اندازی این موتورها چقدر است؟

(موتورهای سنکرون در حالت کار پیش فازی کم تحریک هستند همانطوری که می دانید ، راه اندازی موتورهای القایی در صنعت از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

به خصوص این که امروزه استفاده از راه اندازهای الکترونیکی مانند راه اندازهای نرم - کنترلر های سرعت بسیار مرسوم شده است و لازم است علاقه مندان و کارشناسان این رشته روشهای کنترل و راه اندازی موتورها را به شیوه های کلاسیک به دیده فراموشی بسپارند و به فراگیری روشهای بروز بپردازند.

موتورهای DC نیاز به یکسو سازهای پر قدرت دارند موتورهای DC هزینه تعمیر و نگهداری بالایی دارند موتورهای DC در مقایسه با موتورهای AC در یک کلاس مشابه وزن و حجم بیشتری دارند موتورهای DC اغلب از موتورهای AC در کلاس یکسان دارای قیمت بیشتری می باشند.

دارای قیمتهای پائینی هستند از لحاظ فیزیکی فضای بسیار کوچکی را اشغال می کنند به سادگی نصب و راه اندازی می شوند به سادگی قابل برنامه ریزی هستند علاوه بر سیستمهای دستی در سیستمهای اتوماتیک نیز قابل استفاده هستند نیاز به منبع تغذیه های جدا گانه ندارند علاوه بر قابلیت تغییر سرعت موتور قابلیتهای بسیار دیگری در این درایورها وجود دارد .

عنوان محصول : برنامه ریزی انواع PLCدر گذشته نه چندان دور در بسیاری از تابلوهای فرمان ماشین آلات صنعتی ، برای کنترل پروسه های تولید از رله های الکترومکانیکی یا سیستمهای پنوماتیکی استفاده می کردند و اغلب با ترکیب رله های متعدد و اتصال آنها به یکدیگر منطق کنترلی مورد نظر ایجاد می گردید .

در بیشتر ماشین آلات صنعتی ، سیستمهای تاخیری و شمارنده ها نیز استفده می گردید و با اضافه شدن تعدادی Timer و شمارنده به تابلوهای کنترل , حجم و زمان مونتاژ آن افزایش می یافت .

اشکال فوق با در نظر گرفتن استهلاک و هزینه بالای خود و همچنین عدم امکان تغییر در عملکرد سیستم ، باعث گردید تا از دهه 80 میلادی به بعد اکثر تابلوهای فرمان با سیستمهای کنترلی قابل برنامه ریزی جدید یعنی PLC جایگزین گردند .در حال حاضر PLC یکی از اجزای اصلی و مهم در پروژه های اتوماسیون می باشد که توسط کمپانیهای متعدد و در تنوع زیاد تولید و عرضه میگردد .

به طور خلاصه سیستمهای نوین اتوماسیون و ابزار دقیق مبتنی بر PLC در مقایسه با کنترل کننده های رله ای و کنتاکتوری قدیمی دارای امتیازات زیر است : هزینه نصب و راه اندازی آنها پایین می باشد.

برای نصب و راه اندازی آنها زمان کمتری لازم است .

اندازه فیزیکی کمی دارند.

تعمیر و نگه داری آنها بسیار ساده می باشد.

به سادگی قابلیت گسترش دارند .

قابلیت انجام عملیات پیچیده را دارند.

ضریب اطمینان بالایی در اجرای فرایندهای کنترلی دارند .

ساختار مدولار دارند که تعویض بخشهای مختلف آن را ساده میکند.

اتصالات ورودی ، خروجی و سطوح سیگنال استاندارد دارند.

زبان برنامه نویسی آنها ساده و سطح بالاست.

در مقابل نویز و اختلالات محیطی حفاظت شده اند.

تغییر برنامه در هنگام کار آسان است.

امکان ایجاد شبکه بین چندین PLC به سادگی میسر است .

امکان کنترل از راه دور (به عنوان مثال از طریق خط تلفن یا سایر شبکه های ارتباطی ) قابل حصول است .

امکان اتصال بسیاری از تجهیزات جانبی استاندارد از قبیل چاپگر ، بارکد خوان و ...

به PLC ها وجود دارد .