گشتاور موتور چیست؟
درایو ویا مبدل فرکانس متغیر (VVVF) یا VFD معمولاً برای راه اندازی موتور القایی قفس سنجابی استفاده می شود که در آن کنترل سرعت برای کنترل فرآیند مورد نظر میباشد. در صورت استفاده از VFD برای راه اندازی فن های گریز از مرکز، دمنده ها و پمپ های آب می توان به صرفه جویی در مصرف انرژی دست یافت.
ابتدا، اجازه دهید بفهمیم که گشتاور یک موتور القایی چیست و چرا گشتاور راه اندازی برای راه اندازی تجهیزات مکانیکی مهم است. هنگامی که منبع AC را به استاتور موتور القایی متصل می کنیم، شار مغناطیسی در طول فاصله هوایی القا می شود و ولتاژ در روتور القا می شود.
روتور موتور در حلقه های انتهایی اتصال کوتاه دارد و بنابراین جریان روتور در روتور شروع به شارش می کند و گشتاور در موتور به دلیل برهمکنش شار مغناطیسی و جریان روتور تولید می شود.
گشتاور جریان القایی را می توان با زیر بیان ریاضی بیان کرد
T = K Φ Ir cos Φ equation (1)
شار تولید شده در موتور متناسب با ولتاژ تغذیه استاتور است
Φ ∝ V
جریان روتور متناسب با لغزش و ولتاژ تغذیه استاتور است. در شروع لغزش = 1،از این رو:
Ir ∝ V
T = KV2 equation (2)
از معادله بالا مشخص می شود که گشتاور راه اندازی موتور القایی با مجذور ولتاژ استاتور متناسب است.
چگونه VFD سرعت موتور را کنترل می کند؟ولتاژ القا شده در سیم پیچ استاتور برابر است با:
E = 4.44 Φ f T equation (3)
Φ = E / (4.44 f T)
Φ = V / (4.44 f T)
Φ = V / f equation (4)
شار تولید شده در استاتور متناسب با نسبت V/f است. سرعت موتور را می توان با عبارات ریاضی بیان کرد
Ns = (120 f) / P equation (5)
بنابراین سرعت موتور متناسب با فرکانس است.نسبت V/f ثابت نگه داشته می شود تا گشتاور نامی در تمام سرعت ها تا سرعت پایه موتور ارائه شود. اگر نسبت V/f ثابت بماند، موتور در حالت گشتاور ثابت کار می کند.
چرا گشتاور راه اندازی بالا مورد نیاز است؟
طبق قوانین حرکت نیوتن، جسمی که در وضعیت سکون قرار دارد، در صورتی که نیروی خارجی به آن وارد شود، سعی می کند در وضعیت سکون خود باقی بماند. به این قانون اینرسی می گویند. هنگامی که یک موتور بار مکانیکی را هدایت می کند، همین اصل اعمال می شود.
گشتاور راه اندازی توسط بار مکانیکی به گشتاور ترکیبی اینرسی موتور و تجهیزات محرک بستگی دارد.هر چه اینرسی بیشتر باشد، گشتاور راه اندازی بیشتر مورد نیاز است. اگر موتور گشتاور راه اندازی مورد نیاز را تامین نکند، موتور از کار می افتد و زیر بار میخوابد.
چگونه VFD می تواند موتور را برای تامین گشتاور راه اندازی بالا کار کند؟
VFD به طور کلی در حالت گشتاور ثابت با تامین ولت/هرتز ثابت به استاتور موتور القایی عمل می کند.
اینورتر PWM VFD ولتاژ و فرکانس را به همان نسبت افزایش می دهد و بنابراین گشتاور ارائه شده توسط موتور ثابت می ماند
به عنوان مثال، اگر ولتاژ نامی موتور و فرکانس موتور 400 ولت و 50 هرتز باشد، نسبت V/f برابر با 8=400/50 است. اگر موتور با نصف سرعت نامی خود کار کند، خروجی VFD و فرکانس اینورتر به ترتیب 200 ولت و 25 هرتز و نسبت V/f 200/25=8 است.با این حال، برخی از انواع بارها نیاز به گشتاور راه اندازی بالایی دارند. برای ارائه گشتاور راه اندازی بالا، نسبت v/f خروجی VFD عمداً برای مدت معینی بیش از 8 ساخته می شود تا شار بیشتری در فاصله هوایی ایجاد شود.شار بیشتر منجر به گشتاور بیشتر نسبت به گشتاور نامی موتور می شود. الگوی V/f در مورد راه اندازی افزایش گشتاور به شرح زیر است.
در الگوی V/f بالا، نسبت ولتاژ و فرکانس در ابتدا بیشتر نگه داشته می‌شود تا گشتاور راه‌اندازی بیشتری به دست آید. بنابراین، بارهای اینرسی بالا را می توان با برنامه ریزی الگوی V/f در VFD شروع کرد. این ویژگی VFD به ویژگی افزایش گشتاور معروف است.
دیدگاهی موجود نیست