تئوری موتور ۱۰۱: تنظیم فرکانس

اثر فرکانس در عملکرد موتور

آیا می‌دانستید موتور شما می‌تواند بر روی مریخ هم کار کند؟

بر کسی پوشیده نیست که در بخش‌های مختلف جهان، از فرکانس‌ های متفاوتی استفاده می‌شود.

آیا میدانید ممکن است موتور شما در مریخ استفاده شود؟!

در امریکا، از فرکانس ۶۰ هرتز استفاده شده،
درحالی‌که در اروپا و کشور عزیزمان ایران، از فرکانس ۵۰ هرتز استفاده می‌شود.
ممکن است این تفاوت بزرگی به نظر نرسد، اما تغییر فرکانس موتور می‌تواند تغییرات بزرگی در نحوه کارکرد آن ایجاد کند.

به طور مثال:
موتور 7.5 کیلووات 1500 دور در فرکانس 50 هرتز (1500 دور تقسیم بر 50 هرتز مساوی است با 30)

موتور 1500 دور شما به ازای هر یک هرتز فرکانس 30 دور در دقیقه میچرخد حال اگر فرکانس موتور مذکور را با اینورتر به 60 هرتز افزایش دهیم دور موتور میشود:
(60 ضربدر 30 مساوی با 1800 دور در دقیقه)

اگر فرکانس موتور را تغییر دهید، قدرت آهنربای داخل موتور تغییر خواهد کرد.

این موضوع به این دلیل است که قدرت آهنربای موتور مستقیماً به فرکانس و ولتاژ آن وابسته است.
حال سوال این است، وقتی که قدرت مغناطیسی موتور را تغییر می‌دهید، چه اتفاقی برایش می‌افتد؟
اگر قدرت آهنربا بیش از حد کم شود، موتور نیز ضعیف خواهد شد و قادر به تولید گشتاور کافی نخواهد بود.
در مقابل، اگر قدرت آهنربا خیلی زیاد باشد، آهنِ درون موتور اشباع خواهد شد که باعث می‌شود موتور با دمای بالا کار کند و در نهایت، خراب شود.
برای درک بهتر این موضوع، اجازه دهید به تعدادی از تئوری‌های پایه ای موتور نگاهی بیاندازیم:

۱) قدرت مغناطیسی (یا شار مغناطیسی) متناسب است با ولت/ هرتز

۲) گشتاور مستقیماً با قدرت مغناطیسی ارتباط دارد

۳) اسب بخار = گشتاور (فوت. پوند) × سرعت (دور در دقیقه) / ۵۲۵۲

خواندن این مقاله توصیه می شود: مشخصات و اصول کار موتور رلوکتانسی سوئیج شونده (SR)-بخش 1

اگر چه فرکانس اروپا با فرکانس ۶۰ هرتزی که در امریکا استفاده می‌کنیم متفاوت است، شار مغناطیسی یکسان باقی خواهد ماند، چرا که ولتاژی که آنها استفاده می‌کنند متناسب با هرتز است (به عنوان مثال، آنها از فرکانس پایین تری استفاده می‌کنند، اما در عین حال، از ولتاژ پایین‌ تری نیز استفاده می‌کنند.)
یک لحظه تصور کنید که تنها اروپا و امریکا نیستند که از فرکانس و ولتاژهای مختلفی استفاده می‌کنند.
در واقع، تصور کنید در مریخ، از ۲۳۰ ولت و ۳۰ هرتز استفاده می‌کنند.
موتور ۱۰ اسب بخاری با ۱۸۰۰ دور در دقیقه موتور که دارای ولتاژ و فرکانس نامی ۴۶۰ ولت و ۶۰ هرتز است روی مریخ چگونه کار خواهد کرد؟

اگر از تئوری قدرت مغناطیسی بالا استفاده کنیم، خواهیم داشت که موتور۴۶۰ ولت و ۶۰ هرتز مقدار  V/Hz تقریباً برابر ۶/۷ دارد. همچنین از رابطه‌ مان می‌دانیم که موتور مشابهی که روی مریخ است، وقتی از ۲۳۰ ولت استفاده می‌کند، دارای V/Hz تقریباً برابر ۶/۷ است.

اگر فرض کنیم که موتورِ ۳۰ هرتز نصف سرعت موتورِ ۶۰ هرتز را داشته باشد، آنگاه نتیجه می‌دهد که موتور ۶۰ هرتزی با دور در دقیقه ۱۸۰۰ دور در دقیقه دوری معادل ۹۰۰ دور در دقیقه در مریخ خواهد داشت.
با استفاده از فرمول اسب بخار بالا، می‌دانیم که اسب بخار به وسیله گشتاور و سرعت اندازه‎ گیری می‌شود.

همچنین می‌دانیم که گشتاور مستقیماً با قدرت مغناطیسی موتور ارتباط دارد.
از آنجا که قدرت مغناطیسی در مریخ با اینجا مشابه است، گشتاور ثابت باقی خواهد ماند.
با این حال، سرعت تغییر کرده است، که به این معنی است که اسب بخار نامی برای موتور ما وقتی روی مریخ کار می‌کند تغییر خواهد کرد.

به خاطر داشته باشید که این موتور دارای مقادیر نامی ۱۰ اسب بخار و  ۱۸۰۰ دور در دقیقه است.

وقتی که با ۴۶۰ ولت و ۶۰ هرتز در امریکا استفاده می‌شود.
با استفاده از فرمول‌ مان برای تعیین اسب بخار در مریخ، می‌دانیم که اگر گشتاور موتور ما (که واحد اندازه گیری‌ اش پوند.فوت است) ۳۰ باشد، و دور در مریخ ۹۰۰ دور در دقیقه باشد، اسب بخار در حدود 5.1 خواهد بود.

30 ضربدر 900 تقسیم بر 5252 مساوی است با: 5.1 اسب بخار

در حال حاضر می‌دانیم که هیچ سیستم الکتریکی‌ای روی مریخ وجود ندارد.
این یک طنز است و هدف این است که نشان دهیم اسب بخار، فرکانس و سرعت موتور می‌توانند همگی تغییر کنند.
ثابتی که در تمامی این موتورها وجود دارد آمپر بار کامل (FLA) نامی است.
FLA یکی از مقادیر اندازه‌ گیری‌ ایست که علی‌ رغم تغییر در فرکانس و ولتاژ، ثابت خواهد ماند.

خواندن این مقاله توصیه می شود: توضیحی پیرامون گشتاور موتور القایی سه فاز

این موضوع FLA را به سنجشی قابل اعتماد تبدیل می‌کند.

هنگام استفاده از VFD اینورتر در موتور،

می‌توان روند مشابه تغییر فرکانس و ولتاژ برای کنترل سرعت موتور را انجام داد.
با این تفاوت که در این حالت، کنترل در دست شما خواهد بود.
یعنی، خبر خوب این است که لازم نیست  فقط برای اینکه موتور تان را با سرعت و فرکانس‌ های مختلف تست کنید به مریخ سفر کنید.

می‌توانید این کار را در هر جایی و با استفاده از اینورتر VFD انجام دهید.
AVFD به شما اجازه می‌دهد حتی نسبت به مریخ نیز تغییراتی انجام دهید.
این امر می‌تواند برای کاربرد هایی که نیازمند قابلیت‌ های کنترل پیشرفته، توقف و شروع‌ های متعدد، و نیز کاربردهایی که به دنبال صرفه جویی در انرژی هستند و تنها توسط اینورتر VFD برآورده می‌شوند ضروری باشد.

گروه مهندسی الکترومارکت در خدمت شما است.

مطالب الکترومارکت را در کانال تلگرام الکترومارکت دنبال کنید.

متشکرم که تا انتهای این مقاله با ما بودید منتظر نظرات خوبتون هستم.