محاسبه سرعت موتور آسانسور

عوامل موثر در سرعت میدان دوار

برای ترسیم میدان دوار از شکل موج جریان های سه فاز در فواصل منظم و در یک دوره تناوب استفاده می شود. حالا تصور کنید هر چه دوره تناوب در زمان کوتاه تری تکرار گردد مسلماً سرعت چرخشی میدان دوار نیز بیشتر خواهد شد و بالعکس با افزایش زمان دوره تناوب سرعت میدان دوار کندتر می شود.

شکل موج میدان دوار در یک دوره تناوب

L1 : فاز اول

L2 : فاز دوم

L3 : فاز سوم

t : زمان

یکی از کمیت های شبکه برق متناوب، فرکانس f است که با دوره تناوب T نسبت عکس دارد. پس می توان نتیجه گرفت یکی از عوامل مؤثر بر سرعت میدان دوار، فرکانس شبکه برق می باشد ولی از آنجا که فرکانس متناسب با عکس زمان تناوب است، بنابراین با کاهش فرکانس، سرعت چرخش میدان دوار، کم می شود و با افزایش فرکانس، سرعت چرخش میدان دوار زیاد می شود.
سرعت میدان دوار ماشین القایی را با ns نمایش می دهند و آن را سرعت سنکرون می نامند.
سرعت میدان دوار متناسب با فرکانس است بنابراین می نویسیم:

ns∝f

از آنجا که جریان عبوری از سیم پیچ ها در یک دوره تناوب فقط یکبار تغییر جهت می دهند، میتوان نتیجه گرفت که قطب های N و S میدان دوار در این مدت فقط یکبار عوض میشود.

نتیجه گیری :

بنابراین در یک ماشین دو قطبی که قطب ها (۳۶۰ درجه) محیط استاتور را اشغال کرده اند در یک دوره تناوب، میدان دوار یک دور محیط استاتور را طی میکند در حالی که در یک ماشین چهار قطبی که هر دو قطب آن (۱۸۰ درجه) محیط استاتور را اشغال کرده است در یک دوره تناوب، میدان دوار تنها نیم دور (۱۸۰ درجه) محیط استاتور را طی می کند. پس میتوان نتیجه گرفت، افزایش تعداد قطب های استاتور باعث کم شدن سرعت میدان دوار می شود.
بنابراین عامل دیگر تعیین کننده سرعت میدان دوار، تعداد قطب های سیم بندی ماشین القایی (الکتروموتور) می باشد.

.

اثر افزایش تعداد قطب موتور آسانسور بر سرعت موتور

.

با مراجعه به جدول بالا دیده می شود که میدان دوار ماشین ۴ قطبی در مقایسه با ماشین ۲ قطبی در یک دوره تناوب نیم دور محیط استاتور را طی میکند . با توجه به این جدول سرعت میدان دوار با رابطه P/2 متناسب است.

رابطه (۱) ns∝ ۲/p

P تعداد قطب ها
ns سرعت میدان دوار
رابطه سرعت میدان دوار با در نظر گرفتن هر دو عامل فرکانس و تعداد قطب های سیم پیچی به صورت زیر نوشته می شود:

رابطه (۲) ns= 2*f/p

(ns بر حسب دور در ثانیه)
سرعت میدان دوار در رابطه (۱) بر حسب دور بر ثانیه می باشد ولی از آنجا که سرعت ماشین های دوار را معمولا بر حسب دور بر دقیقهRPM) 1) نمایش می دهند، لذا رابطه سرعت میدان دوار به صورت رابطه (۲) خواهد شد.

ns= 120*f/p

در رابطه (۲):
ns سرعت میدان دوار بر حسب RPM
f فرکانس شبکه برق بر حسب Hz
P تعداد قطب های سیم بندی ماشین القایی
به یاد داشته باشید که فرکانس در شبکه های برق ثابت است در نتیجه حداکثر سرعت میدان دوار در ماشین القایی (الکتروموتورآسانسور) دو قطبی ایجاد می شود.
مثال: سرعت میدان دوار موتور آسانسور ۴ قطبی در شبکه برق ایران با فرکانس (۵۰Hz) چقدر است؟

ns= 120*f/p = 120*50/4 = 1500 RPM

این سرعت بیشترین مقداری است که میدان دوار ماشین القایی در اتصال به شبکه برق کشور ایران می تواند داشته باشد.

.

لغزش در ماشین های القایی

در ماشین القایی به اختلاف سرعت رتور(nr) با سرعت میدان دوار(ns) سرعت لغزش می گویند. و آن را با رابطه (۳) نشان می دهند.

رابطه (۳) Δn=ns-nr

.

از آنجا که سرعت رتور متغیر است لذا سرعت لغزش هم به تناسب آن تغییر میکند. نسبت سرعت لغزش به سرعت میدان دوار را لغزش میگویند و آن را S نمایش می دهند.

رابطه (۴) S=Δn/ns

رابطه (۵) S=(ns-nr)/ns

معمولاً لغزش را در ماشینهای القایی به صورت درصد نمایش میدهند و آن را از رابطه زیر محاسبه می کنند:

[S%=100*[(ns-nr)/ns

.

مثال ۲ : رتور موتور القایی چهار قطب در فرکانس ۵۰ هرتز با سرعت ۱۴۵۰ rpm میچرخد مطلوب است. سرعت لغزش و لغزش این موتور القایی :

ns= 120*f/p = 120*50/4 = 1500 RPM

Δn=ns-nr=1500-1450=50 RPM

S=Δn/ns=50/1500=0.03

S%=100*0.03=3%

.

با توجه به رابطه (۵) می توان نوشت :

S=(ns-nr)/ns

S*ns=ns-nr

nr=ns-S*ns

رابطه (۶) nr=ns(1-s)

از رابطه (۶) برای محاسبه سرعت رتور می توان استفاده نمود.

.

مثال ۳ : اگر لغزش یک موتور القایی چهار قطب در فرکانس ۵۰ HZ ، ده درصد باشد، سرعت رتور را محاسبه نمایید.

ns= 120*f/p = 120*50/4 = 1500 RPM

S%=10%=10/100=0.1

nr=ns(1-s)=1500(1-0.1)=1350 RPM

.

لغزش در زمان راه اندازی

به محض اتصال سیم پیچ های استاتور ماشین القایی سه فاز به برق یعنی هنگام راه اندازی سرعت رتور صفر است ولی میدان دوار با سرعت سنکرون میچرخد. بنابراین خواهیم داشت :

nr=0

S=(ns-0)/ns=ns/ns=1

Δn=ns

بنابراین : لغزش موتور در زمان راه اندازی برابر ۱ یا ۱۰۰% است .

.

لغزش در سرعت سنکرون

اگر رتوربتواند با سرعتی برابر سرعت سنکرون و یا با همان سرعت میدان دوار گردش کند لغزش ماشین صفر می شود.

nr=ns

S=(ns-ns)/ns=0/ns=0

Δn=0

این کار زمانی امکان پذیر است که رتور ماشین القایی به کمک یک نیروی محرکه خارجی به اندازه سرعت میدان دوار در همان جهت چرخانده شود.

بنابراین : لغزش موتور در سرعت سنکرون برابر صفر است .

.

لغزش موتور در حین کار

رتور موتور القایی پس از راه اندازی دور می گیرد و سرعت آن به تدریج افزایش مییابد. با زیاد شدن سرعت رتور، اختلاف سرعت رتور با سرعت میدان دوار کم می شود. این افزایش سرعت تا جایی که نزدیک به سرعت سنکرون است می تواند ادامه یابد. زیرا اگر سرعت رتور با میدان دوار برابر شود، میدان استاتور هم نمی تواند هادی های رتور را قطع نماید و در نتیجه نیرویی به رتور وارد نمی شود. با وجود وزن خود رتور و نیروی اصطکاک یاتاقان ها و هوا، سرعت رتور هرگز به سرعت سنکرون نمی رسد بلکه در نزدیک آن پایدار می شود. از آنجا که در موتورهای القایی بین سرعت میدان دوار و سرعت رتور همواره اختلاف وجود دارد در نتیجه به آنها موتورهای آسنکرون(غیر همزمان) نیز گفته می شود و موتورهای آسانسور از نوع آسنکرون هستند.

سرعت در موتورهای گیربکس و گیرلس آسانسور

موتور گیربکس:

در موتورهای آسانسور گیربکس دار بایستی نسبت تبدیل گیربکس را محاسبه کنید تا بتوانید سرعت فلکه اصلی را بدست آورید.

موتور گیرلس :

در موتورهای آسانسور گیرلس سرعت فلکه اصلی موتور با سرعت رتور یکی است .

.

.