بررسی موتورهای سه فاز و تک فاز در ماشین های نجاری

کمتر ماشین نجاری وجود دارد که به نوعی از موتور های الکتریکی در آن استفاده نشده باشد. در این نوشته به برتری ها و کاستی های موتورهای سه فاز و تک فاز نسبت به یکدیگر خواهیم پرداخت و این دو را بررسی و مقایسه می کنیم. قبل از ورود به مبحث موتورها توضیحی کوتاه از مفهوم واژه های سه فاز و تک فاز و فرایند تولید آن ها بیان می کنیم.

برق سه فاز چیست؟

انرژی الکتریکی در نیروگاه ها و به صورت سه فاز از نیروگاه تولید می شود. این انرژی پس از فرایند افزایش ولتاژ منتقل و با کاهش دوباره آن (توسط پست های سوئیچینگ) در شبکه مصرف کننده توزیع می شود. به بیانی ساده تر سه فاز تشکیل شده از سه خط با ولتاژهایی برابر که در نیروگاه ها به صورت مستقیم و به همین گونه تولید می شود.

اگر نگاهی به تیر های برق کوچه و خیابان انداخته باشیم. تیرهایی بلندتری با سه رشته سیم می بینیم. این سه رشته سیم ولتاژی سه فاز با مقدار ۲۰.۰۰۰ ولت دارند که پس از کاهش توسط ترانس به سه فاز ۴۰۰ ولتی تبدیل خواهد شد که در کارگاه استفاده می کنیم.

تیر برق های کوتاه تر با ۵ رشته سیم را می توانیم آخرین واحد توزیع برق بنامیم. این همان سیم‌هایی هست که برق سه فاز یا تک فاز کارگاه و خانه شما را تأمین می کنند.

این ۵ رشته سیم را از بالا و به ترتیب ۱. سیم نول (زمین) ۲. سیم فاز اول (برق روشنایی معابر) ۳. سیم فاز اول (رشته ۲ و ۳ اختلاف ولتاژی با هم ندارند) ۴. فاز دوم ۵. فاز سوم نام گذاری می کنیم.

بنابراین وقتی شما برق سه فاز در کارگاه خود دارید یعنی یک کابل چهار رشته از تابلو برق اصلی کارگاه شما به سه رشته سیم ۳،۴،۵ برای فاز و به سیم ۱، برای نول به نزدیک‌ترین تیر برق یا تابلو توزیع وصل شده است.

به بیانی دیگر در خطوط سه فاز (صنعتی و نیمه صنعتی و کارگاهی) ولتاژ بین هر یک از فاز ها ۳۸۰ ولت (این مقدار محاسباتی هست ولی در عمل حدود ۴۰۰ ولت هست) و ولتاژ بین هر فاز و نول (زمین) ۲۲۰ ولت هست.

برق تک فاز چیست؟

برق تک فاز از کنار هم قرار دادن نول و یکی از فازها (یکی از فاز های سه رشته فاز) به دست می آید. پس در برق تک فاز یک فاز و یک نول داریم. نول به زمین وصل بوده و خنثی و بدون برق است و فاز به شبکه وصل بوده و برق دار هست. مقدار این ولتاژ ۲۲۰ ولت هست (در کشورهایی استاندارد ۱۰۰ تا ۱۲۷ ولت و از ۲۲۰ تا ۲۴۰ ولت وجود دارد)

موتور الکتریکی القایی چیست؟

موتور الکتریکی یک مکانیسم برای تبدیل برق به حرکت دورانی (موتور خطی نیز وجود دارد) است. یک موتور الکتریکی بر مبنای تولید میدان الکتریکی و عکس‌العمل ناشی از القای آن تولید حرکت می کند. از جمله پر کاربردترین موتور های رایج در ابزار و ماشین آلات صنایع چوب می توان به موتور های یونیورسال، براشلس، استپر، سروو، موتورهای دینامی تک فاز و سه فاز و … اشاره نمود.

موتور های سه فاز و تک فاز در ماشین های نجاری که به دینامی هم مشهور شده‌اند از رایج‌ترین موتور های در این صنعت می باشند. تک فاز یا سه فاز نامیدن یک موتور در واقع اشاره ای است به منبع تغذیه آن. به این معنی که موتور تک فاز برای راه اندازی نیاز به برق تک فاز و موتور سه فاز نیازمند منبع برق سه فاز است.

موتور های تک فاز و سه فاز مشهور به دینامی در زبان تخصصی خود موتور های القایی نامیده می شوند. موتور های القایی از یک استاتور (قسمت ثابت یا بدنه موتور) با شیارهایی برای قرار گرفتن کلاف ها و یک روتور (قسمت گردان) تشکیل شده‌اند. روتور در این نوع معمولاً از نوع بدون سیم پیچی یا قفس سنجابی است.

مطلب پیشنهادی:

آنچه که باید از موتورهای الکتریکی در ابزار نجاری بدانیم

 

موتور سه فاز چه برترهایی نسبت به نوع تک فاز آن دارد؟

ساختمانی ساده با استهلاک بسیار پایین

موتور های سه فاز ساختمانی بسیار ساده دارند. می توان گفت ساده‌ترین موتوری هست که بشر تا کنون ساخته است. موتور سه فاز به دلیل همین ساختمان ساده استهلاک بسیار پایینی دارد و تعمیر و نگهداری آن ساده تر است. همکارانی که در کارگاه خود دستگاهی با موتور سه فاز دارند حتماً این تفاوت را تصدیق خواهند کرد.

سادگی موتور های سه فاز القایی به قدری هست که شرکت بزرگی مانند تسلا در ماشین های برقی خود از این نوع موتور استفاده می کند.

بدون نیاز به راه اندازی اولیه

موتورهای سه فاز القایی بر خلاف عمو زاده های تک فاز خود نیاز به هیچ گونه مکانیسمی برای راه اندازی نداشته و خود راه انداز هستند.
به دلیل وجود سه فاز مجزا با مقدار عددی یکسان و اختلاف فاز زمانی ۱۲۰ درجه ای در یک موتور سه فاز برآیند نیرو ها جهت گرداندن محور موتور همیشه یک عدد مثبت است. بنابراین نیازی به راه اندازی اولیه موتور بر خلاف موتور های تک فاز نیست.

کارایی بالاتر و قیمت ارزان‌تر

موتور های سه فاز گشتاور اولیه و گشتاور نقطه کار بیشتری نسبت به موتور های هم رده تک فاز خود دارند. به بیانی ساده تر یک موتور سه فاز با مشخصاتی برابر با نوع تک فاز خود؛ حجم، وزن و در نتیجه قیمتی کمتر خواهد داشت.

کاستی های موتور سه فاز چیست؟

شاید بتوان بزرگ‌ترین کاستی موتور سه فاز القایی را نیازمند بودن آن به منبع برق سه فاز دانست. با توجه به برخورداری مصرف کنندگان خانگی از برق تک فاز و عدم دسترسی همگانی و آسان به برق سه فاز امکان استفاده از این موتور ها محدود به کارگاه ها و صنایع شده است.

همچنین موتور های سه فاز القایی نیاز به سیستم راه اندازی و محافظتی گران‌تری نسبت به انواع تک فاز دارند. در اندازه های برابر تابلو برق موتور سه فاز گران‌تر از تابلو برق نوع تک فاز آن است.

مزایای موتور های تک فاز چیست؟

بزرگ‌ترین مزیت موتور های تک فاز القایی در مقایسه به سه فاز القایی امکان استفاده همگانی تر آن است. همچنین موتور های تک فاز برای راه اندازی یا محافظت تابلو برق ارزان‌تری نیاز خواهند داشت.

کاستی های موتور های تک فاز چیست؟

در مقایسه با موتور سه فاز القایی حجم و وزن بالاتر و قیمت بیشتری دارند. موتور های تک فاز القایی بر خلاف نوع سه فاز خود راه انداز نبوده و نیاز به یک سیستم جانبی برای راه اندازی اولیه موتور دارند.

موتور های تک فاز القایی به دلیل داشتن همین سیستم راه انداز استهلاک بیشتری دارند. تجربه نشان داده در ماشین های نجاری دارای موتور تک فاز خازن یا سیم پیچ راه انداز این موتورها هر از چند گاهی سوخته و نیاز به سیم پیچی دوباره تمام موتور خواهیم داشت که نسبت به موتور های سه فاز استهلاک را بسیار بالاتر خواهند برد.

موتور تک فاز القایی در اندازه برابر دارای گشتاور راه اندازی و گشتاور کار پایین‌تری نسبت به تک فاز هستند. هنگام کار صدای بیشتری تولید کرده و نرمی کار موتور های سه فاز را ندارند.

پ.ن: گشتاور هیچ رابطه ای به تعداد دور موتور نداشته و از جنس نیرو است. می توانیم به صورت ساده معادل با قدرت محور موتور برای به حرکت در آوردن بار روی آن قرار دهیم. هر چه عدد گشتاور بیشتر باشد آن موتور قدرت بیشتری در چرخاندن محور موتور دارد. گشتاور مانند نیرویی است که به پدال دوچرخه وارد می کنیم.

تشخیص موتور تکفار و سه فاز

در بسیاری از ماشین های نجاری از نخستین پرسش های خریدار در مواجهه با موتور های القایی استفاده شده در آن تک فاز یا سه فاز بودن موتور است.

تشخیص ظاهری موتور های القایی تک فاز

موتور های تک فاز و سه فاز در ظاهر شبیه به هستند؛ اما با اندکی تفاوت! موتورهای تک فاز با توجه به نیاز به راه انداز که معمولاً در ماشین های نجاری از نوع خازنی است، یک یا دو خازن استوانه ای شکل در بیرون پوسته موتور قرار دارد. در نمونه های کوچک تر موتور های تک فاز القایی این خازن می تواند در جعبه کلم موتور نیز جایگذاری شود.

پ.ن: راه اندازی خازنی در دو نوع تک خازن و دو خازنی وجود دارد. همچنین خازن می تواند دائم کار بوده و در مدار باقی بماند یا اینکه پس از راه اندازی توسط سوئیچ های گریز از مرکز از مدار جدا شود. در نظر داشته باشید جنس این دو خازن متفاوت بوده و در صورت استفاده هر یک جای دیگر خازن داغ شده و خطر انفجار خواهد داشت.

موتور های تک فاز با راه اندازی فاز شکسته و یا انواع قطب چاک‌دار فاقد خازن هستند؛ اما با توجه به کاستی‌هایی که دارند در ابزار نجاری استفاده نخواهند شد.

ترفند دیگر تشخیص تک فاز بودن یک موتور القایی توجه به کابل تغذیه آن است. کابل تغذیه موتور های تک فاز، تک زوج و شامل حداقل دو عدد سیم برای فاز و نول موتور است. طبق استاندارد ایمنی این کابل باید شامل سه سیم باشد. دو سیم برای فاز و نول و سیمی دیگر با رنگ ترکیبی سبز و زرد برای اتصال بدنه و جهت اتصال به سیستم ارتینگ وجود دارد.

موتورهای تک فاز در مقایسه با سه فاز هنگام کار صدای بیشتری تولید می کنند که در صورت قرار گرفتن کنار یکدیگر و مقایسه دقیق کاملاً محسوس خواهد بود.

مطلب پیشنهادی:

cnc چوب چیست؟ هر آنچه قبل از خرید سی ان سی چوب باید بدانیم!

تشخیص ظاهری موتور های القایی سه فاز

موتور های سه فاز فاقد سیستمی جهت راه اندازی هستند و بر خلاف نوع تک فاز اشاره شده خازن یا عنصر اضافی دیگری روی بدنه ندارند.

موتور های سه فاز دارای حداقل یک کابل ورودی سه‌تایی جهت تغذیه هستند. این سه به فاز های R,S,T موتور متصل خواهند شد. در صورت استفاده از همان کابل برای سیستم ارتینگ از کابل دو زوج (۴ سیم) استفاده می شود.

معمولاً موتور های کمتر از ۳ اسب بخار سه فاز دارای یک کابل برای تغذیه موتور هستند و بزرگ‌تر از آن دو کابل جهت مصرف دستگاه دارند (جهت راه اندازی ستاره مثلث).

در نمونه های دیگر موتورهای القایی سه فاز می توانید سه یا حتی چهار کابل تغذیه ببینید. معمولاً موتورهایی مانند دالاندر این‌گونه طراحی می شوند. موتور های سه فاز دارای تابلو برق پیچیده تر و گران‌تری نسبت به انواع تک فاز خود هستند که می تواند از راه های تشخیص آن باشد.

پلاک در موتور های القایی

علاوه بر مطالب اشاره شده در بالا، بهترین و استانداردترین روش ممکن برای شناخت یک موتور توجه به پلاک مشخصات موتور القایی می باشد.

این پلاک به‌صورت فلزی و پرچ شده روی موتور قرار می گیرد (در مدل های کوچک تک فاز ممکن است پلاک نداشته و زیر درب جعبه کلم موتور مشخصات و دیاگرام موتور چاپ یا حک شده باشد).

مطلب پیشنهادی:

تفاوت دریل پیچ بند و دریل ایمپکت درایو (impact Drive) چیست؟

 

لطفا پرسش ها و تجریبات خود با موضوع موتورهای سه فاز و تک فاز در ماشین هاین نجاری را در دیدگاه های این مطلب بیان کنید.