۱- مقدمه‌ای بر خواندن پلاک الکتروموتورهای ۳ فاز

در اولین برخورد با یک الکتروموتور توانایی خواندن پلاک یا nameplate آن سریعترین روش اطلاع از مشخصات الکترو موتور است. بر روی یک پلاک الکتروموتور تنها مهم‌ترین اطلاعات قرار گرفته است. برای اطلاع از مشخصات کاملتر باید به دیتاشیت الکترو موتور مراجعه فرمایید. در این مقاله با نحوه خواندن پلاک الکتروموتورها آشنا خواهید شد.

۲- خواندن پلاک الکتروموتور

در شکل ۱ شکل ظاهری پلاک یک الکتروموتور نشان داده شده است. در ادامه به توضیح جزئیات آن خواهیم پرداخت.

شکل ۱: پلاک الکتروموتور

دیتای شماره ۱: در این قسمت نوع الکتروموتور مشخص شده است که در این پلاک، موتور از نوع ۳ فاز بوده و فرکانس کاری نامی آن ۵۰ هرتز می‌باشد.

دیتای شماره ۲: در این قسمت توان نامی موتور درج شده است که در این پلاک توان نامی موتور ۱۵ کیلووات می‌باشد. منظور از توان نامی توان مکانیکی می‌باشد که الکتروموتور قادر است به بار متصل به شفت خود منتقل نماید. توان مکانیکی به صورت حاصلضرب سرعت در گشتاور محاسبه می‌شود. معمولا توان نامی برروی پلاک موتور برحسب کیلووات یا اسب بخار درج می‌شود. توان نامی دارای مقادیری استاندارد به صورت جدول ۱ می‌باشد.

جدول ۱: مقادیر استاندارد توان نامی موتور

در برخی از الکتروموتورهای قدیمی‌تر توان نامی برحسب اسب بخار نیز بیان می‌شود. هر اسب بخار معادل ۷۳۶ وات می‌باشد.

1 HP = 0.736 kW

دیتای شماره ۳ و ۴: در این قسمت ولتاژ و جریان نامی در دو حالت مختلف درج شده است. موتورهای سه فاز را می‌توان به دو صورت ستاره یا مثلث راه‌اندازی کرد. مطابق با پلاک شکل ۱ چنانچه موتور را به صورت ستاره راه‌اندازی کنیم (دیتای شماره ۳) ولتاژ فاز به فاز اعمالی ۴۰۰ ولت و جریان هر فاز ۲۷٫۵ آمپر خواهد بود. اما در طرف مقابل (دیتای شماره ۴) در صورتی که بخواهیم موتور را به صورت مثلث راه‌اندازی نماییم ولتاژ فاز به فاز اعمالی ۲۳۰ ولت و جریان هر فاز ۴۸٫۷ آمپر می‌باشد.

در اولین لحظات پس از راه‌اندازی، موتور معمولا ۴ تا ۱۰ برابر جریان نامی خود جریان می‌کشد که باعث رخ دادن خطای اضافه جریان در منبع تغذیه اصلی خواهد شد. به منظور کاهش جریان راه‌اندازی مرسوم است که ابتدا موتور به صورت ستاره راه‌اندازی می‌شود. مطابق شکل ۲ جریان راه‌اندازی در حالت ستاره تقریبا یک سوم معادل آن در حالت مثلث می‌باشد. لحظاتی پس از شروع به کار موتور توسط یک سوئیچ اتصالات فازهای موتور به صورت مثلث تغییر کرده تا بتوان گشتاور بیشتری از موتور دریافت کرد.

شکل ۲: نمودار جریان و گشتاور موتور ۳ فاز در دو حالت اتصال ستاره و مثلث

دیتای شماره ۵: در این قسمت درجه حفاظت بدنه موتور در مقابل نفوذ مایعات و اجسام خارجی درج شده است. در پلاک شکل ۱ درجه حفاظت براساس استاندارد IEC 34-5 بیان شده است. این استاندارد با فرمت کلی زیر بیان می‌شود:

محافظت‌های متناظر با ارقام اول و دوم در جدول ۲ توضیح داده شده است.

جدول ۲: لیستی از محافظت‌های موجود در الکتروموتورها طبق استاندارد IEC 34-5

به عنوان مثال حفاظت IP65 که بسیار هم مرسوم است به این معناست که الکتروموتور در مقابل تماس با سیم رسانا، نفوذ گرد و خاک و ریختن آب به صورت شلنگی مقاوم می‌باشد.

دیتای شماره ۶: در این قسمت ضریب توان یا کسینوس فی درج شده است که عددی بین ۰ تا ۱ می‌باشد. ضریب توان یا کسینوس فی به صورت نسبت توان اکتیو به توان ظاهری تعریف می‌شود و نشان می‌دهد که چه بخشی از توان ورودی به الکتروموتور به توان اکتیو تبدیل شده و به شفت موتور منتقل می‌شود. به هر میزان که مقدار کسینوس فی به یک نزدیکتر باشد نشان دهنده کیفیت بهتر الکتروموتور می‌باشد.

دیتای شماره ۷: در این قسمت سرعت نامی درج شده است که سرعت موتور در ولتاژ نامی، فرکانس نامی و بار نامی می‌باشد.

دیتای شماره ۸: در این قسمت استانداردی که طبق آن پلاک الکتروموتور نوشته شده است درج شده است. معمولا دو استاندارد معروف NEMA و IEC برای نوشتن پلاک الکتروموتورها وجود دارد.

۳- سایر اطلاعات درج شده بر روی پلاک برخی از الکتروموتورها

در شکل ۳ پلاک یک نمونه الکتروموتور نشان داده شده است. اطلاعات مهم زیر علاوه بر اطلاعات مطرح شده در قسمت قبل بر روی آن درج شده است.

دیتای شماره ۱: در این قسمت بازده الکتروموتور برحسب درصد درج شده است که در این پلاک ۸۷٫۵ درصد می‌باشد. بازده به صورت نسبت توان نامی به توان الکتریکی ورودی تعریف می‌شود. بازده یک الکتروموتور را می‌توان طبق رابطه زیر محاسبه نمود.

هر مقدار بازده یک الکتروموتور بیشتر باشد تلفات آن کمتر بوده و بخش بیشتری از توان الکتریکی ورودی به توان مکانیکی در خروجی تبدیل می‌شود.

دیتای شماره ۲: در این قسمت سال ساخت الکتروموتور درج شده است که در این پلاک سال ساخت ۲۰۱۵ می‌باشد.

دیتای شماره ۳: در این قسمت وزن الکتروموتور درج شده است که در این پلاک وزن موتور ۴۴ کیلوگرم می‌باشد.

در شکل ۴ پلاک یک نمونه الکتروموتور دیگر نشان داده شده است. اطلاعات مهم زیر علاوه بر اطلاعات مطرح شده در قسمت قبل بر روی آن درج شده است.

دیتای شماره ۱: در این قسمت کلاس عایقی سیم‌پیچ‌ الکتروموتور درج شده است. کلاس عایقی توانایی مقاومت سیم‌پیچ الکتروموتور در برابر حرارت را نشان می‌دهد. مطابق جدول ۳ چهار کلاس عایقی A، B، F و H در استاندارد NEMA تعریف شده‌اند. تمامی این کلاس‌های عایقی در حداکثر دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد تعریف می‌شوند. رایج‌ترین کلاس‌های عایقی کلاس F و H می‌باشند.

جدول ۳: انواع کلاس عایقی در استاندارد NEMA

همزمان با شروع به کار یک الکتروموتور دمای سیم‌پیچ آن افزایش می‌یابد. مطابق با جدول ۳ ماکزیمم دمای قابل تحمل سیم‌پیچ برحسب درجه سانتیگراد از روی ماکزیمم دمای محیط و ماکزیمم افزایش دمای مجاز محاسبه می‌شود. افزایش دمای سیم‌پیچ به بالای ماکزیمم دمای قابل تحمل آن باعث کاهش طول عمر موتور خواهد شد. به صورت تقریبی هر ۱۰ درجه افزایش دما بالای ماکزیمم دمای قابل تحمل سیم‌پیچ باعث نصف شدن طول عمر موتور می‌گردد.

دیتای شماره ۲: در این قسمت کلاس کاری یا دیوتی سایکل الکتروموتور درج شده است. منظور از کلاس کاری توانایی موتور در کار کردن به صورت پیوسته، کوتاه مدت و یا پریودیک می‌باشد. طبق استاندارد IEC هشت کلاس کاری برای الکتروموتورها تعریف شده است که از S1 تا S8 نام‌گذاری می‌شوند. در ادامه به توضیح مختصر هر یک از این کلاس‌های کاری می‌پردازیم.

کلاس کاری S1 (کلاس کاری دائم کار): موتور با این کلاس کاری بعد از مدت زمانی مشخص به دمای تعادل خود رسیده و توانایی کار به صورت دائم و طولانی مدت را دارد (شکل ۵).

شکل ۵: الکتروموتور با کلاس کاری S1

کلاس کاری S2 (کلاس کاری کوتاه مدت): موتور با این کلاس کاری قادر است تنها برای مدت زمانی مشخص تحت بار نامی خود کار کند. طی این زمان دمای موتور به ماکزیمم دمای قابل تحمل خود رسیده و موتور باید متوقف گردد. مطابق شکل ۶ مدت زمانی که طول می‌کشد تا مجدد موتور توانایی شروع به کار را بدست آورد را زمان بازیابی می‌نامند.

شکل ۶: الکتروموتور با کلاس کاری S2

کلاس کاری S3 تا S8 (کلاس‌های کاری پریودیک): موتورهایی با این کلاس کاری به صورت پریودیک کار می‌کنند. به این معنی که الکتروموتور برای یک مدت زمان مشخصی کار کرده و پس از رسیدن دمای آن به میزان مشخصی متوقف می‌شود و به مدت زمان ثابتی در حالت سکون باقی می‌ماند تا دمای آن تا میزان مشخصی کاهش یابد و این فرآیند به صورت پریودیک تکرار می‌شود. کلاس‌های کاری پریودیک انواع مختلفی دارند که تنها کلاس کاری S3 در شکل ۷ نمایش داده شده است.

شکل ۷: الکتروموتور با کلاس کاری S3

۴- جمع بندی مطلب

تقریبا ۹۰ درصد موتورهای الکتریکی مورد استفاده در صنعت الکتروموتورهای ۳ فاز می‌باشند. هنگام انتخاب یک الکتروموتور ۳ فاز مهم‌ترین اطلاعاتی که باید از روی پلاک آن متوجه شوید عبارت‌اند از: توان نامی، ولتاژ و جریان‌های نامی در حالت اتصال ستاره و مثلث، کلاس کاری، کلاس عایقی و درجه حفاظت موتور. جهت مشاوره برای انتخاب و خرید االکتروموتور خود با شرکت ربات سازان تماس حاصل فرمایید.