روابط دیاگرام سیم پیچی موتور سه فاز

اول از همه باید خدمتدون عرض کنم که منبع این مطلب را معلم خوب کارگاه سیم پیچی جناب آقای مهندس

ابراهیم حسینی در اختیار بنده گذاشتند که از همین جا از ایشان و زحمت های که برای من کشیدند

تقدیر و تشکر کنم.

کلاف

مجموعه ای از چندین دور سیم که بر روی قالبهای متحدالمرکزی پیچیده می شوند یک کلاف را تشکیل می دهند. هر کلاف دارای دو بازو می باشد که هر یک در یک شیار استاتور قرار می گیرند. در نتیجه بازوهای هر کلاف دو شیار استاتور را اشغال می نمایند. از آنجا که سیم پیچ فازهای مختلف موتور سه فاز به ولتاژهای برابر متصل می شوند؛ لذا باشد تعداد کلافهای هر یک از فازها و همچنین تعداد دورها یا حلقه های کلافهای هر فاز، یکسان باشند. چنانچه Z تعداد کل شیارهای موجود در سطح استاتور باشد از آنجا که هر کلاف در سیم بندی یک طبقه در دو شیار جای می گیرد در نتیجه تعداد کل کلافها برابر با Z/2 می باشد. همچنین تعداد کلافهای (بوبین) مربوط به هر فاز برابر با Z/2m خواهد بود. اما در سیم بندی دو طبقه تعداد کلافها دو برابر حالت یک طبقه می باشد. در نتیجه تعداد کلافهای هر فاز برابر با Z/m خواهد شد. (m تعداد فازها)

گام قطبی (yp) :

فاصله بین مراکز دو قطب غیرهمنام مجاور بر حسب شیار، گام قطبی نامیده می شود. به عبارت دیگر، گام قطبی تعداد شیارهای زیر هر قطب را تعیین می نماید. چنانچه Z تعداد شیارهای استاتور و 2P تعداد کل قطبهای موتور باشد، گام قطبی از رابطه زیر به دست می آید

گام کلاف یا سیم بندی (yz) :

فاصله بین دو بازوی یک کلاف بر حسب تعداد شیار، گام سیم بندی یا گام کلاف نامیده می شود. چنانچه گام کلاف برابر با گام قطبی انتخاب شود سیم بندی را گام کامل می نامند. به دلایل متعددی مانند صرفه جویی در مصرف مس و بهبود توزیع شار در فاصله هوایی ماشین، معمولا گام کلاف را از گام قطبی کوتاهتر در نظر گرفته می شود. در عمل این گام در محدوده 80٪ تا 100٪ گام قطبی انتخاب می شود. به چنین سیم بندی، سیم بندی گام کوتاه یا فشرده یا کسری می گویند

شیار در قطب در فاز (q) :

به تعداد شیار زیر هر قطب مربوط به هر فاز، شیار در قطب در فاز گویند، به عبارتی تعداد شیاری که هر فاز پر می کند یا به اشتراک می گذارد تا یک قطب در ماشین تشکیل شود، شیار در قطب در فاز نام دارد. مقدار شیار در قطب در فاز (q) در یک موتور القایی سه فاز از رابطه زیر قابل محاسبه است :

چنانچه q یک عدد صحیح باشد سیم پیچی را شیار کامل و اگر یک عدد کسری باشد، سیم پیچی را شیار کسری می نامند.

تعداد کلاف ها یا بوبین های هر گروه کلاف نیز از نظر عددی برابر مقدار شیار در قطب در فاز (q) می باشد.

تعداد گروه کلاف های هر فاز موتور (Gph) :

هر چند کلاف از یک فاز با یکدیگر تشکیل یک گروه کلاف می دهند، بکارگیری گروه کلافهای متشکل از چند کلاف در هر فاز به جای یک کلاف با تعداد دور زیاد، باعث می شود که سیم بندی در سطح استاتور توزیع شود. این عمل باعث می شود که اندازه شیارها کوچکتر شود. توزیع سیم بندی با استفاده از گروه کلافها همچنین باعث بهبود گشتاور راه اندازی و کاهش نویز در شرایط کارکرد موتور می گردد.

در زیر یک گروه کلاف که از سه گروه کلاف تشکیل شده نشان داده شده است.

در یک موتور القایی تعداد گروه کلاف های هر فاز موتور (Gph) با توجه به تعداد طبقات سیم بندی (t) و تعداد زوج های قطبهای موتور (P) از رابطه زیر به دست می آید:

G=t*P

طبق این رابطه در سیم بندی یک طبقه (t=1) تعداد گروه کلاف های هر فاز از موتور برابر تعداد زوج قطبهای موتور بوده (Gph=1*P=P) و اصطلاحا به این سیم بندی، سیم بندی به ازای زوج قطب می گویند، همین طور در سیم بندی دو طبقه (t=2) تعداد گروه کلافهای هر فاز از موتور برابر تعداد قطبهای موتور بوده (Gph=2*P=2P) و اصطلاحا به این نوع سیم بندی، سیم بندی به ازای قطب می گویند.

زاویه الکتریکی بین دو شیار مجاور ( aez) :

در یک سیم بندی با گام کامل، از آنجا که گام کلاف برابر با گام قطبی است، چنانچه یک بازوی کلاف در زیر مرکز قطب N باشد بازوی دیگر در زیر مرکز قطب S قرار می گیرد در نتیجه اختلاف فاز الکتریکی بین دو بازوی هر کلاف 180 درجه الکتریکی خواهد شد. با توجه به اینکه گام قطبی از تعداد Z/2P شیار تشکیل می گردد، در نتیجه زاویه الکتریکی بین دو شیار مجاور از رابطه زیر قابل محاسبه خواهد بود:

موتور 2 قطب، 4 قطب و 6 قطب و زاويه الكتريكي هر كدام :

بايد به اين نكته توجه داشته باشيم كه هر قطب 180 درجه در هر شرايطي اشغال مي كند و محيط دايره هميشه 360 درجه مكانيكي است ولي زاويه الكتريكي مي تواند بيشتر از 360 درجه باشد مثلاً aez=1080 , aez=720

شیار شروع سیم پیچی هر یک از فازهای موتور سه فاز ( R , S , T) :

جهت توليد ميدان دوار در يك موتور القايي سه فاز، لازم است سيم بندي استاتور به وسيله يك ولتاژ سه فاز كه در آن بين ولتاژ هر دو فاز 120 درجه الكتريكي اختلاف فاز وجود داشته باشد تغذيه شود. به همين دليل چنانچه شروع سيم پيچي فاز R از شيار شماره يك باشد، سيم پيچي مربوط به فاز S بايد از شياري شروع شود كه با شيار شروع فاز R به اندازه 120 درجه الكتريكي اختلاف فاز داشته باشد و سيم پيچي مربوط به فاز T بايد از شياري شروع شود كه با شيار شروع فاز R به اندازه 240 درجه الكتريكي اختلاف فاز داشته باشد. حال اگر زوايه الكتريكي بين دو شيار مجاور باشد، شيار شروع هر يك از سه فاز به صورت روبه رو قابل محاسبه است

ولتاژ كار موتور :

عبارت است از ولتاژ بين دو فاز شبكه كه بايد موتور به آن ولتاژ اتصال يابد. اين ولتاژ به همراه نوع اتصال برروي پلاك موتور نوشته مي شود. اگر برروي پلاك موتور نوشته شده باشد ( )، بدين معني است كه سيم پيچ هاي هر فاز موتور، حداكثر ولتاژ 220 ولت را مي توانند تحمل كنند در صورتي كه اتصال سيم پيچ ها به صورت ستاره بسته شود، مي توان آن را به شبكه ي 380 ولتي اتصال داد. گاهي برروي پلاك موتورهاي سه فاز، دو ولتاژ ثبت مي شود براي مثال 220 / 380 ولت . در اين صورت ولتاژ كمتر، ولتاژ مجاز هر سيم پيچ است و در صورت بستن سيم پيچ ها به صورت مثلث بايد آن را به ولتاژ سه فازه 220 ولتي متصل كرد و براي اتصال به ولتاژ سه فازه 380 ولتي نيز، بايد حتماً سيم پيچ ها را به صورت ستاره اتصال داد.

قدرت نامي موتور :

توان مكانيكي يا خروجي موتور P2 در حالت كار نامي، روي پلاك موتور برحسب كيلو وات ( KW ) يا اسب بخار (Ps) نوشته مي شود و براساس آن مي توان قدرت ورودي موتور را حساب كرد. با توجه به قدرت ورودي و ولتاژ نامي مي توان جريان هريك از سيم پيچ ها را حساب كرد و از روي آن قطر سيم را به دست آورد.

جريان خط :

جريان خط نيز برروي پلاك موتور ثبت مي شود و يا از طريق محاسبه به دست مي آيد. با توجه به آن مي توان جريان هر يك از سيم پيچ ها را به دست آورد و هم چنين وسايل حفاظتي مناسب را براي موتور به كار گرفت.

فرم كلافهاي سيم پيچي :

الف) متحد المركز يا گام نامساوي : در سيم پيچي متحدالمركز،‌گام كلافهاي مربوط به هر گروه كلاف با يكديگر متفاوت مي باشد و هر كلاف بزرگ، كلاف كوچكتر را در برمي گيرد. در يك گروه كلاف، هر كلاف از كلاف بزرگتر بعد از خود به اندازه دو شيار كوچكتر است. براي پيچيدن كلافهاي يك گروه كلاف از قالبهاي نامساوي استفاده مي شود. در شكل زير سه كلاف را كه به صورت متحدالمركز پيچيده شده اند نشان داده شده است:

ب) زنجيره اي يا گام مساوي : اين سيم پيچي به گونه اي است كه در آن گام تمام كلافهاي يك گروه كلاف و در نتيجه گام تمام كلافهايي كه در داخل شيارهاي استاتور جا مي گيرند به يك اندازه مي باشد. براي پيچيدن اين كلافها از قالبهايي با اندازه هاي مساوي استفاده مي شود. در اين سيم پيچي طول متوسط كلاف، كوتاهتر از سيم پيچي متحدالمركز مي باشد،‌به همين جهت در مصرف سيم نيز صرفه جويي شده و اقتصادي تر مي باشد. به دليل مساوي بودن طول كلافها در اين سيم بندي، امكان اتصال موازي كلافهاي هر گروه وجود دارد در حالي كه اين امكان در سيم بندي متحدالمركز وجود ندارد. همچنين در هر دو سيم بندي متحدالمركز و زنجيري امكان موازي كردن گروه كلافهاي يك فاز وجود دارد. در شكل زير سه كلاف را كه به صورت زنجيري پيچيده شده و يك گروه كلاف را تشكيل مي دهند، نشان مي دهد

موفق باشید

روابط دیاگرام سیم پیچی موتور سه فاز

مطالب مشابه :

سیم پیچی ترانسفومر

سیم پیچی موتورهای تکفاز

دانلود نرم افزار سیم پیچی موتورهای الکتریکی با آموزش

روابط دیاگرام سیم پیچی موتور سه فاز

الکتروتکنیک یوسفی

بروشور آموزشی سیم پیچی آرمیچر(ماشین های الكتریكی DC)