پلاک‌خوانی موتورهای تکفاز و سه فاز الکتریکی

پلاک، لوحی فلزیست که کلیه مشخصات کاری و راه‌اندازی موتور روی آن قید می‌شود و لازم است تا جهت راه‌اندازی صحیح، طراح بتواند اطلاعات مورد نیاز را از روی آن استخراج نماید. به منظور انتخاب صحیح و مناسب الکتروموتور در پروژه  باید به چگونگی استخراج اطلاعات از روی پلاک (پلاک خوانی) آشنا بود.شکل ظاهری پلاک موتورها و نوع اطلاعات نوشته شده روی آن متفاوت است. پلاک‌خوانی موتورهای تکفاز و سه فاز الکتریکی یکی از مهارت‌های ضروری برای هر مهندس برق و اتوماسیون صنعتی است. تا زمانیکه قادر به استخراج صحیح اطلاعات از پلاک موتور نباشید، نمی‌توانید نوع راه‌اندازی صحیح موتور ( ستاره-مثلث، درایو و ….. ) را مشخص کنید.

در شکل زیر یک نمونه از این پلاک ها را می‌بینید:

در پلاک‌ها تقریبا همه مشخصات زیر درج می‌شود ولی برای آموزش بهتر تلاش کردیم که برای معرفی هر پارامتر از یک شکل پلاک متفاوت استفاده کنیم.

ولتاژ کاری  (Voltage)

روی پلاک موتورها ولتاژ نامی سیم‌پیچ‌ها بصورت یک تک عدد یا ترکیبی از دو عدد مثلا ۲۲۰/۳۸۰ نوشته می‌شود. از روی ولتاژ می‌توانیم حداکثر ولتاژ اعمالی به کلاف را پیدا کنیم که از روی آن نحوه راه‌اندازی موتور (ستاره، مثلث یا درایو) مشخص خواهد شد.

• آموزش کامل سربندی الکتروموتور سه‌فاز

نکته: طبق استاندارد جدید، ولتاژ سه‌فاز شبکه برق ایران 400 ولت است و همه موتورها می‌توانند تا 10 درصد ولتاژ کلاف خودشون در سلامت کامل کار کنند.

یک تجربه : اگر ولتاژ درج شده بر روی پلاک موتور ۳۸۰/۶۶۰ باشد اتصال به صورت مثلث است ولی می‌توانیم در استارت اولیه با ستاره موتور را استارت کنیم و سپس با مثلث در مدار بیاوریم. اما در موتورهای ۲۲۰/۳۸۰ فقط اتصال به صورت ستاره است، مگر اینکه بخواهیم آن را با اینورتر راه‌اندازی کنیم و فقط در دورهای پایین با آن کار کنیم.

فرکانس ( Frequency)

فرکانس شبکه برق در ایران 50 هرتز است و در جهان معمولا ۵۰ یا ۶۰ هرتز است و اکثر موتورها نیز قابلیت کارکردن با این فرکانس‌ها را دارند. اگر بیش از یک فرکانس بر روی پلاک  درج شده باشد، سایر پارامترهایی که از تغییر در فرکانس ورودی روی موتور تاثیر می‌پذیرند مانند گشتاور، جریان، چرخه کاری مفید و توان نیز روی پلاک موتور درج  می‌گردند.

تعداد فاز کاری ( Phase)

این پارامتر بیانگر تعداد خطوط تغذیه موتور در راه‌اندازی آن می باشد. با توجه به ساختمان موتورها، برای راه‌اندازی یا به تکفاز نیاز داریم یا سه‌فاز

نوع ( Type) یا مدل موتور

در این قسمت سازندگان موتورها اغلب نام تجاری یا کد محصول را درج می‌کنند. که در واقع این کد ابزاری جهت معرفی محصول است. نحوه  انتخاب این کد استاندارد ثابتی ندارد و هر سازنده با تعیین یک استاندارد داخلی اقدام به نام‌گذاری و کدگذاری محصولات خود می‌کند.

جریان نامی Current

یکی از مهم‌ترین پارامترها در پلاک‌خوانی موتورهای الکتریکی ، استخراج جریان نامی موتور است. جریان درج شده بر روی پلاک موتور متناظر با توان خروجی، ولتاژ و فرکانس نامی است.

اگر فازها نامتعادل باشند یا شبکه دچار افت ولتاژ گردد، جریان  از آمپراژ نامی موتور منحرف خواهد شد. جریان نامی موتور تعیین‌کننده کنتاکتور و دیگر تجهیزات مورد نیاز برای کنترل موتور خواهد بود.

نوسان ولتاژ تغذیه تاثیرات زیادی روی موارد زیر دارد:

• • جریان مصرفی
  • گشتاور تولید شده توسط موتور
  •  راندمان الکتروموتور
  • تولید گرما و دمای بدنه موتور
  • عمر مفید الکتروموتور

یکی از مهم‌ترین علل استفاده از اینورتر در راه‌اندازی موتورها، ثابت نگه‌داشتن گشتاور و جریان موتور در سطحی استاندارد حتی درصورت نوسانات ولتاژ شبکه می‌باشد.

ضریب توان ( Power factor)

اختلاف فازی که بدلیل خاصیت سلفی موتور بین جریان و ولتاژ ایجاد می‌­شود را ضریب توان (کسینوس‌فی) گویند. این عدد بین صفر و یک تغییر می‌­کند و هر چه قدر خاصیت سلفی موتور کمتر باشد این عدد به یک نزدیک‌تر بوده و توان راکتیو موتور به صفر نزدیک‌تر و موتور دارای راندمان بالاتری خواهد بود. این عدد را به صورت  cosφ، PF یا P.F. نمایش می‌دهند. دقت کنید که اداره برق بابت توان راکتیو از مصرف‌کننده صنعتی با درج مقدار مصرف ماهیانه در قبض برق، پول می‌گیرد. لذا این پارامتر در صنعت بسیار مهم خواهد بود.

کیلووات یا اسب بخار(  kW or horsepower)

مطابق تعریفی که در ویکی‌پدیا برای “وات”  آمده است :

وات (به نشانه کوتاه شده W) یکای سنجش توان در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها است. یک وات برابر است با یک ژول انرژی در هر ثانیه. وات بیانگر آهنگ مصرف یا تولید انرژی است.

آهنگ مصرف انرژی الکتریکی در لامپ‌های حبابی معمولی بین ۱۵ تا ۱۰۰ وات است. لامپ‌های فلوئورسنت فشرده مصرفی بین ۵ تا ۳۰ وات دارند. موتور یک خودروی معمولی با آهنگ ۲۵۰۰۰ وات انرژی مکانیکی تولید می‌کند. توان یک فرمول اصلی دارد که همیشه یکسان است.

یک کیلووات ساعت برابر است با انرژی مصرف‌شده دستگاهی با توان ۱۰۰۰ وات در مدت یک ساعت.

همچنین تعریفی که در ویکی‌پدیا برای “اسب بخار” آمده است:

اسب بخار (به انگلیسی: Horsepower) که به‌اختصار با hp نشان داده می‌شود، یکای توان است که میزان کار انجام‌شده در واحد زمان را بیان می‌کند. این واژه در اواخر قرن هجدهم توسط مخترع اسکاتلندی، جیمز وات برای مقایسهٔ بازده موتور بخار با قدرت اسب‌های کاری به تصویب رسید. بعدازآن برای سنجش بازده موتورهای پیستونی و الکتریکی و توربین‌ها کاربرد آن بیشتر گسترش یافت، اما امروزه این اصطلاح به خاطر تعریف‌های مختلفی که از آن موجود بوده، در علوم چندان به کار نمی‌رود. اسب بخار به‌عنوان مقیاسی از توان موتورهای درون‌سوز بیشتر در صنعت خودروسازی اصطلاحی رایج است. واحد توان در دستگاه SI وات است. یک اسب بخار، بنا بر تعاریف مشهور، بین ۷۳۵٫۵ تا ۷۵۰ وات است. در منابع و محاسبات مهندسی برق، یک اسب بخار برابر با ۷۴۶ وات است. تصویر اسب بخار متریک (اسب بخار). یک اسب بخار قدرت موردنیاز برای بلند کردن وزن ۷۵ کیلوگرم (میانگین وزن یک نفر) به یک متری (۳٫۲۸ فوت) در عرض یک ثانیه است. اسب بخار متریک معادل تقریبی ۷۳۵٫۵ وات است.

سرعت بار کامل ( Full-load speed)

سرعت بار کامل عبارت است از سرعتی که در آن گشتاور بار کامل نامی در توان خروجی نامی تحویل داده می‌شود. معمولا سرعت بار کامل بر حسب دور بر دقیقه نوشته می‌شود. این سرعت با عناوین سرعت لغزشی یا سرعت واقعی روتور نیز نامیده می‌شود.

بازده موتور ( Efficiency )

بازده عبارت است از توان خروجی موتور تقسیم بر توان ورودی آن ضرب در صد. بازده به صورت درصد بیان می‌گردد. بازده توسط سازنده تضمین می‌شود که در محدوده باند خاصی قرار داشته باشد که بسته به استاندارد طراحی از قبیل IEC یا NEMA تغییر می‌کند.

بنابراین هنگام ارزیابی عملکرد موتور به بازدهی‌های حداقل درج شده در پلاک موتور توجه نمایید.

چرخه کاری ( Duty)

Duty  عبارت از  مدت‌زمانی که در آن موتور می‌تواند با توان نامی خود کار کند. در بسیاری از موارد موتور می‌تواند این کار را به طور پیوسته انجام دهد که با S1 یا پیوسته نمایش داده می‌شود. اگر چیزی بر روی پلاک درج نشده باشد فرض بر خواهد بود که موتور برای چرخه‌کاری S1 طراحی شده است.

همچنین بخوانید >> درایو موتور، مقدمه‌ای بر آشنایی با راه‌انداز موتور

کلاس عایقی ( Insulation class)

میزان تحمل حرارتی سیم‌پیچی موتور را براساس استانداردهای تعیین‌شده، کلاس عایقی نامند. عملکرد موتور و همچنین محیط محل نصب موتور در دمای موتور مهم خواهد بود. کلاس عایقی به صورت یک حرف انگلیسی روی پلاک درج می‌شود، که هر چه از نظر ترتیب حروف الفبا عقب‌تر باشد، عملکرد موتور بهتر خواهد بود.

برای مثال، کلاس عایقی F عمر نامی طولانی‌تری در دمای راه‌اندازی مشخص نسبت به کلاس B دارد.

درجه حفاظت بدنه ( Enclosure)

شرایط محیطی که یک موتور می­‌تواند آن را تحمل کند و صدمه نبیند، بوسیله  دو عدد مشخص می­‌شود. البته این عدد تنها برای موتور نیست و تقریبا برای تمامی تجهیزات صنعتی کاربرد دارد. این عدد را با IPXY نمایش می­‌دهند که معنی عدد سمت چپ و راست در جدول زیر آمده است:

کلیپ‌های تکمیلی

برای جمع‌بندی پلاک‌خوانی موتورهای الکتریکی پیشنهاد می‌کنیم که کلیپ‌های زیر را مشاهده کنید.

در این ویدیو با چگونگی استخراج اطلاعات از پلاک موتور آشنا می شوید:

در این ویدیو نحوه پلاک‌خوانی موتورهای الکتریکی القایی را مشاهده می‌کنید:

اگر به مبحث موتورهای الکتریکی و کنترل آن‌ها علاقه‌مند هستید، پیشنهاد می‌کنم که مقالات و آموزش‌های بخش موتور، اینورتر و درایو رو مطالعه کنید.