آشنایی با سیم پیچی الکتروموتور سه فاز | انواع و نحوه سیم پیچی

آشنایی با سیم پیچی الکتروموتور سه فاز در شیبا صنعت
همانطور که میدانیم، الکتروموتور سه فاز از مهمترین تجهیزات کارخانه ها و کارگاههای تولیدی و مراکز صنعتی است، بنابراین آشنایی با سیم پیچی الکتروموتور سه فاز بسیار اهمیت دارد. الکتروموتور سه فاز در صنعت بیشترین کاربرد را دارد و اغلب از این موتور الکتریکی در بالابر، میکسرها، فن، کمپرسور، تسمه نقاله و آسیابها استفاده میشود.
در سیم پیچی الکتروموتور سه فاز از آلیاژهای مس، آلومینیوم استفاده میشود که نوع مسی آن بهتر است و بازدهی بیشتری دارد. و توجه داشته باشید که سیم پیچی موتورهای الکتریکی در برابر اضافه جریان، بار و حرارت بسیار آسیب پذیر هستند و در صورت بروز هر گونه مشکل باید برای سیم پیچی الکتروموتور اقدام کرد، تا از آسیب بیشتر به دستگاه و مختل شدن پروژه جلوگیری شود.
در این مطلب سعی کردیم تا درباره سیم پیچی الکتروموتور سه فاز، انواع سیم پیچی ها و نحوه سیم پیچی الکتروموتور سه فاز صحبت کنیم، پس با ما در ادامه این مطلب همراه باشید.
انواع سیم پیچی الکتروموتور سه فاز
استاتور بخش ثابت الکتروموتور سه فاز است که شامل ورقهای آهنی است که طوری روی هم قرار میگیرند که شیارهایی تشکیل میشود و به آن اسلات میگویند و سیم پیچی الکتروموتور سه فاز در داخل همین شیارها قرار میگیرند. چون جریان الکتریکی سه فاز، دارای اختلاف فاز الکتریکی است و دائم در حال تغییر است، به همین دلیل یک میدان مغناطیسی در حال چرخش در سطح داخلی استاتور بوجود میآید که همان میدان مغناطیسی دوار است.
در یک الکتروموتور سه فاز، سه سیم پیچ معمولاً در زاویه 120 درجه از هم قرار دارند و هر کدام از این سه سیم پیچ، جریان الکتریکی را با یک اختلاف فاز مشخص نسبت به دو سیم پیچ دیگر دریافت میکنند. به طور کلی هر یک از سه سیم پیچ، در یک دایره قرار دارند و زاویه بین هر دو سیم پیچ متوالی 120 درجه است. ولتاژهای تولید شده توسط هر سیم پیچ دارای اختلاف فاز 120 درجه نسبت به دیگری باشند.
به طور کلی سیم پیچی الکتروموتور سه فاز به دو دسته سیمپیچی استاتور و روتور تقسیم میشود. سیمپیچی استاتور ثابت بوده و همانطور که گفتیم وظیفه تولید میدان مغناطیسی دوار را بعهده دارد، روتور در الکتروموتور سه فاز در دو نوع قفس سنجابی و سیمپیچی شده تولید میشود. اغلب الکتروموتورهای سه فاز، از نوع روتور قفس سنجابی هستند.
در این مقاله انواع سیم پیچی استاتور بررسی میشود، به طور کلی اگر در سیم پیچی الکتروموتور سه فاز، در هر شیار استاتور یک بازوی کلاف قرار بگیرد یک طبقه و اگر تعداد بازوها در هر شیار بیش از یک باشد، چند طبقه نامیده میشود، که متداولترین نوع آن، سیم پیچی دو طبقه است که دو بازو در هر شیار قرار میگیرد.
و اما روشهای مختلف دیگری نیز برای سیم پیچی الکتروموتور سه فاز موجود است، بنابراین انواع سیم پیچی الکتروموتور سه فاز عبارت است از:
- سیم پیچی یک طبقه
- سیم پیچی دو طبقه
- سیم پیچی متحدالمرکز
- سیم پیچی زنجیری (کلاف مساوی)
بررسی سیمپیچی دو طبقه و سیم پیچی یک طبقه
در سیمپیچی یک طبقه، داخل هر شیار استاتور یک کلاف سیمپیچ و در سیمپیچی دوطبقه، دو کلاف مختلف قرار میگیرد. در سیم پیچی دو طبقه بعد از قرار دادن اولین کلاف احتیاجی به خالی گذاشتن شیار نیست و کلاف بعدی را در شیارهای بعدی قرار میدهیم. باید توجه داشت که در زمان سیم پیچی الکتروموتور سه فاز، سیم ها از روی هم عبور نکنند و بصورت موازی با هم پیچیده شوند، در غیر اینصورت قرار دادن سیم ها داخل شیارها با مشکل مواجه میشود و برای سیم ها ساییدگی ایجاد میشود.
سیمپیچی دو طبقه مزایای بیشتری نسبت به یک طبقه دارد، که عبارتند از:
- عایق بندی بهتر و بالا رفتن ضریب اطمینان الكتروموتور
- امکان اتصال حلقه ها در داخل شیار
- کاهش اختلاف پتانسیل بین هر هادی به میزان 50 درصد
- قابلیت سیم پیچی با هر تعداد شیار استاتور برای هر تعداد دور موتور
- قابلیت سیم پیچی با هر نوع گام از جمله گام بلند، گام معمولی، گام کوتاه و…
- کاهش پیشانی کلافهای سیم پیچی و کاهش وزن و در نتیجه کاهش قیمت سیمپیچ
- کاهش مقاومت سیم پیچی به دلیل کاهش پیشانی کلافها، کم شدن حرارت الکتروموتور و افزایش راندمان کاری
- حذف هارمونیک سه در سیم پیچی دو طبقه به روش گام کسری، که به نوعی هارمونیک مزاحم است.
بررسی سیم پیچی زنجیری (کلاف مساوی) و سیم پیچی متحدالمرکز
در سیم پیچی زنجیری یا همان کلاف مساوی، کلافها با اندازههای مساوی و در سیم پیچی متحدالمرکز، کلافها در اندازههای نامساوی پیچیده میشوند. در سیم پیچی زنجیری، مجموع طول کلافها کمتر از سیم پیچی متحدالمرکز بوده و به همین علت مقرون به صرفه تر است. اما در سیم پیچی متحدالمرکز چون گام هر گروه از کلافها با هم متفاوت است، اندازه آنها نیز با هم تفاوت دارد.
سیمپیچی متحدالمرکز بیشتر برای الکتروموتور تک فاز مورد استفاده قرار میگیرد. در سیم پیچی زنجیری یا همان کلاف مساوی، کلافهای فازهای متفاوت از روی هم عبور کرده و آنها را باید نسبت به هم عایق کرد.
تعریف گام سیم پیچی
گام سیم پیچی، در واقع بستن سیمها بر اساس شیارهای استاتور است که در دو نوع، گام کلاف و گام قطبی انجام میشود. گام کلاف که به آن گام سیم پیچی نیز میگویند، فاصله دو بازوی کلاف را بر حسب تعداد شیارهای استاتور نشان میدهد، مثلاً اگر ابتدای کلاف در شیار اول باشد، گام کلاف مشخص میکند که انتهای آن باید در کدام شیار قرار بگیرد. اما در گام قطبی تعداد شیارهای استاتور، تعیین کننده است که توسط هر قطب پوشش داده میشود.
الکتروموتورهای سه فاز در دو قالب سیم پیچی میشوند، که عبارتند از: گام کامل و گام کسری
سیم پیچی گام کامل
اگر در سیم پیچی ابتدا و انتهای یک کلاف، اختلاف فاز ۱۸۰ درجه الکتریکی رعایت شود و نیروی محرکه القایی بازوهای رفت و برگشت کلاف ها جمع جبری شوند، به آن سیم پیچی گام کامل میگویند. در این سیم پیچی تعداد شیارهای موجود بین رفت و برگشت هر کلاف و شیار است که در این سیم پیچی گام سیم پیچی با گام قطبی برابر است.
سیم پیچی گام کسری
اگر در سیم پیچی ابتدا و انتهای یک کلاف، دارای اختلاف فازی کمتر از ۱۸۰ درجه الکتریکی باشد، به آن گام کسری میگویند. در گام کسری نیروی محرکه الکتریکی بازوهای کلاف جمع برداری میشوند، که علت آن این است که جمع برداری از جمع جبری کمتر است، لذا نیروی محرکه موتور در سیم بندی گام کسری کاهش یافته و توان موتور کم میشود. لذا برای جبران کاهش نیروی محرکه، تعداد دور کلاف های موتور را به تناسب کوتاهی گام تقویت می کنند. در این مدل مقدار گام سیم پیچی از گام قطبی کمتر است.
مزایای گام کسری نسبت به گام کامل
- افزایش بازدهی الکتروموتور
- کاهش لرزش های الکتروموتور
- افزایش طول عمر الکتروموتور
- کاهش مصرف سیم مورد نیاز سیم پیچی
- کاهش مقاومت اهمی سیم پیچ های الکتروموتور و کاهش تلفات اهمی آن
مراحل سیم پیچی الکتروموتور
مراحل سیم پیچی الکتروموتور سه فاز را در ادامه این مطلب میآوریم، ولی توجه داشته باشید که به طور کلی سیم پیچی الکتروموتور سه فاز نیاز به دانش و تجربه دارد و باید توسط افراد کارشناس و متخصص انجام بگیرد.
- ابتدا بخش جلو و انتهای الکتروموتور را باز کنید.
- سپس روتور را خارج کنید.
- روتور و بلبرینگ باید از آن خارج شود. برای خارج کردن بلبرینگ میتوانید از ابزار مخصوص این کار استفاده کنید.
- اگر الکتروموتور سوخته بود، سیم پیچ های قبلی باید از استاتور خارج شود که با استفاده از قلم و چکش سیم پیچی را قلم زده و از سمت دیگر سیمها را خارج کنید.
- شیارهای استاتور را تمیز کرده و در صورت وجود پوسیدگی، آن را از بین ببرید.
- با کاغذ مخصوص عایق، شروع به عایق بندی شیارها کنید، توجه داشته باشید که کاغذهای عایق بندی درجه حرارت متفاوتی دارند. برای سیم پیچی الکتروموتور سه فاز باید از کاغذ با درجه حرارت بالاتر استفاده کنید.
- با توجه به تعداد شیار و نقشه شروع به کلاف بندی کنید.
- به تعداد شیارهای استاتور، کلاف ها را آماده کنید. کلاف های آماده نیز در بازار موجود است و میتوانید خودتان کلاف بندی نکنید.
- کلاف ها را، روی عایق های استاتور نصب کنید.
- سر کلاف ها را محکم کرده و مراقب باشید به هم نچسبند، تا بتوانید عایق های بعدی را هم نصب کنید.
- مایلر عایق را بین سر کلاف ها قرار دهید.
- نخ بندی و محکم کاری سر کلاف ها را در این مرحله انجام دهید.
- سیم های خارج شده از کلاف باید با پوشش مناسب عایق بندی شوند.
- برای اینکه نقاط اتصال سیم های مسی باز نشود آنها را لحیم کاری کنید.
- سر سیم های کلاف ها را از قسمت مشخص شده که روی بدنه الکتروموتور است، خارج نمایید.
- بعد از اتمام سر بندی با نخ مخصوص آنها را ببندید تا کلاف ها و سر سیم های الکتروموتور محکم و بدون لرزش ثابت شوند.
- درب های جلو و عقب الکتروموتور را ببندید.
- در نهایت الکتروموتور را امتحان کنید و برای اطمینان از درست بودن سیم پیچی، تمام درب های بدنه الکتروموتور را ببندید.
تست سیم پیچی الکتروموتور سه فاز و کلاف ها
برای اینکه از عملکرد صحیح موتور الکتریکی، بعد از سیم پیچی الکتروموتور سه فاز مطمئن شوید باید موارد زیر را حتماً تست کنید، در غیر اینصورت الکتروموتور ممکن است در هنگام کار به مشکل بخورد و باعث بروز هزینه جانبی و آسیب به تجهیزات دیگر شود، بنابراین موارد زیر را در نظر بگیرید:
- بررسی مقاومت سیم پیچی و قطع شدن یا نشدن جریان
- بررسی وجود اتصال کوتاه در سیم پیچی و شدت مقاومت آن
- اطمینان از اتصال سیم پیچی به زمین یا بدنه موتور
اصول تست صحیح الکتروموتور پس از سیم پیچی
بعد از سیم پیچی الکتروموتور سه فاز، ابتدا بدنه و اتصالات را بررسی کنید و اگر مشکلی نداشت، جریان برق را وصل کنید. اگر شفت الکتروموتور میچرخد و سر و صدایی ندارد و بوی سوختگی را حس نمیکنید، بدین معنا است که کارکرد آن منظم است و سیم پیچی درست انجام شده است.
با یک اهم متر اتصال جفت سر سیم های مختلف را انجام دهید، اگر با هم مساوی باشند و سیم پیچی الکتروموتور اتصال کوتاهی ندارد، سالم است ولی اگر اختلاف خیلی کم باشد ممکن است مشکلی وجود داشته باشد.
اگر سیم پیچی به صورت ستاره است، سه گره در کلاف سیم پیچی ایجاد میشود که باید مقاومت بین سه نقطه یکسان باشد و بین زمین و نقاط هم مقاومت بی نهایت باشد.
نتیجه گیری
در این مطلب به نحوه سیم پیچی الکتروموتور سه فاز و انواع سیم پیچی آن پرداختیم. توصیه ما به کارفرمایان و صاحبان صنایع این است که بهتر است قبل از تصمیم برای سیم پیچی الکتروموتور سه فاز و تعمیر آن، ابتدا شرایط را برای خرید الکتروموتور نو بررسی کنید. چرا که گاهی تعمیر الکتروموتور وقت و هزینه بیشتری را در بر میگیرد.
و حتی گاهی اوقات، تعمیر الکتروموتور و یا سیم پیچی الکتروموتور سه فاز ممکن است به دلیل صرف زمان بیشتر برای تعمیرات و مختل شدن کار، آسیب بیشتری به پروژه بزند، و حتی کارکرد و مقاومت دستگاه مثل قبل نباشد و کیفیت الکتروموتور کم شود. بنابراین پیشنهاد میکنیم قبل از اقدام به این کار با کارشناسان با تجربه شیبا صنعت مشورت کنید و اطلاعات لازم را از ایشان دریافت کنید.