تحقیق مقاله سیم پیچی و تعمیر موتور های تک فاز و سه فاز

مقدمه

قرن حاضر را باید عصرتکنولوزی بسیارمدرن وپیچیده دانست. سرعت فراگیر تکنولوزی  به حدی است که درچندین صدم ثانیه مرزها رامی پیماید وجای جای دنیا را تسخیر میکند صنعت سیم پیچی و عیب یابی موتورهای تک فاز و سه فاز درعین حا ل که خود از تکنیکی خاص برخورداراست ، بطورعام نیزدرهمه صنایع نفوذ کرده است و به تنهایی درصدی ازمراحل تولید را به عهده دارد. شغل سیم پیچی وعیب یابی دستگاه های برقی وموتورهای الکتریکی بسیارپرمنفعت بوده و میتواندبرای هرکس قانع کننده وخوشایند باشد .

کارشناس عیب یابی نگاه خاصی از درک تئوری برق الکترونیک ،رفع عیب ،تکنیک و مهارتهای مورد نیاز نظری وعملی درزمینه ترانس پیچی و موتورپیچی و آرمیچرپیچی را دارا است.

بیشتردستگاه های تولیدی برق وسیم پیچی های آنها تقریباً مشابه اند ، به طوری که دارای قطعاتی مشابه مانند مقاومت، خازن ، دیود، ترانزیستور، کنتاکت ، اتصالات ، سیم بندی ها  می باشد.

درک عیوب مشترک این قطعات و چگونگی آزمایش آنها پیش نیاز یک عیب یاب است ، که برای بر طرف کردن درست و منطقی عیب دستگاه ها باید پایه واساس تجدید وتحلیل عیب ، عیوب مشترک مدار ، انواع روشهای عیب یابی ، روش آزمایش را برای قطعات مشترک برقی یا الکترونیکی دانست. درواقع شما باید عملیات خود را با روش منطقی انجام دهید درغیراین صورت اشتباه رفته اید،و نتیجه ای جز برطرف نمودن عیب بطور تصادفی واتلاف وقت و ضرر چیزی در بر نخواهد داشت .

بطورمثال ، خیلی ازعیب یاب ها تایک فیوز سوخته کشف می کنند،به جای اینکه نخست منبع عیب را بیابند، فقط اقدام به تعویض فیوز می نمایند واین کار نتیجه اش این است که یک فیوز دیگرهم بسوزد .

بنا بر این تجزیه وتحلیل اولین گام سرویس یک دستگاه است. این مرحله شامل رسیدگی دقیق وتجزیه وتحلیل وضعیت عیب می باشد وبه عیب یاب این امکان رامی دهد که فهم خوبی را از وضعیت غیر دسترسی به دست آورد و نظر عیب یاب رابرکل دستگاه وسیع نمودن عمل عیب معطوف می نماید .

از آنجا که موارد عملی مبتنی برپایه های تئوریک است، ابتدا با اصول مقدماتی سیم پیچی الکتروموتورهای سه فاز آشنا می شویم .امیدوارم این گزارش کار هرچند کوچک مورد رضای جناب عالی واقع گردد، وبا استفاده از تجربیات کسب شده درطی این دوره بتوانم برای جامع خود مفید واقع شوم …

آشنایی با ماشین های جریان متناوب

این ماشین ها به دو دسته تقسیم می شوند : 1- سنکرون 2- آسنکرون

ماشین های سنکرون در صنعت کمتر به عنوان الکترو موتور استفاده می شوند زیرا احتیاج به دو نوع جریان مختلف دارند جریان مستقیم ( DC ) برای رتور و جریان متناوب ( AC ) جهت سیم پیچی استاتور و  همچنین برای شروع بکار به نیروی راه انداز و مکانیکی احتیاج دارند .

سرعت این ماشین ها دقیقاً ثابت است و به همین دلیل به آن ها ماشین های سنکرون یا برابر یا هماهنگ می گویند تعداد دور این ماشین ها از فرمول زیر بدست می آید :

( زوج قطب  )                ns =  120 F                           ( تک قطب )                     ns = 60  F

 ماشین های آسنکرون

متناوب ترین نوع الکتروموتور یا ماشین های جریان متناوب می باشد که به دو صورت روتور سیم پیچی ، موتوررینگی و رتور قفسه سنجابی ( موتور رتور قفسی ) طراحی میگردد .

سیم پیچی الکترو موتور های سه فاز

به طور کلی استاتور ماشین های جریان متناوب ، سنکرون و آسنکرون ( آلترو ناتور ) ،   الکترو موتور را یک طبقه یا دو طبقه سیم پیچی می کنند . در سیم پیچی یک طبقه هر ظلع بوبین ( حلقه ) در داخل یک شیار و در سیم بندی دو طبقه ، دو ضلع از دو بوبین مختلف را در داخل هر شیار ، یکی در قسمت پایین و دیگری در قسمت بالایی قرار می دهند .

در نقشه کشی نیز ضلع پایینی را با خط چین و ضلع بالایی را با خط برنمایش می دهند .

کلافها از یک یا چند بوبین تشکیل شده و معمولاً در دو صورت متمرکز ( متحدالامرکز ) و حلقوی (بوبین ها با گام سیم بندی مساوی ) پیچیده می شوند .

سیم بندی الکتروموتور سه فاز یک طبقه

موتور های سه فازه یک طبقه به دو صورت زیر سیم بندی می شوند :

الف – سیم بندی به ازاء قطب

ب- سیم بندی به ازاء  زوج قطب

الف : سیم بندی به ازاء قطب

در این نوع سیم بندی مانند الکتروموتور های تک فاز تعداد کلاف برای هر فاز با تعداد قطب های ماشین (2P) برابر است و سر بندی هر فاز مانند یربندی در سیم پیچ تک فاز می باشد .( اتصال دور ، انتهای کلاف اول به انتهای کلاف دوم ) که بعنوان مثال برای یک سیم بندی الکتروموتور سه فاز یک طبقه به ازای قطب را با توجه به پارامترها طراحی می کنیم . و عنوان زیر را بدست  می آوریم :

 1- تعداد شیار    2- تعداد قطب     3 – تعداد فاز    4 - تعداد کلاف هر فاز      5 - تعداد شیار به ازاء هر فاز زیر قطب   6- تعداد بوبین هر کلاف  7 – گام سیم بندی       8 – زاویه الکتریکی هر شیار                9-  شروع فاز دوم از شیار 10 –  شروع فاز سوم از شیار   .

ب : سیم بندی به ازاء زوج قطب

 این نوع سیم بندی مانند سیم بندی به ازای قطب می باشد که تعداد بوبین های هر کلاف بیشتر از یک    می باشد و می توان سیم بندی را به دو روش انجام داد :

سیم بندی با کلافهای بوبین با گام مساوی  ( حلقوی )

سیم بندی با کلافهای بوبین متمرکز ( متحدالامرکز )

نکته : نوع سیم بندی کلافها تاثیری در محل قرار گرفتن بوبین در داخل شیارهای موتور ندارد

ج- سیم بندی با کلافهای بوبین با گام مساوی حلقوی

 ابتدا بوبین اول را جاگذاری می کنیم و سپس را بوبین دوم را . باید دقت شود که جهت گردش سیم در دو بوبین با هم اختلاف نداشته باشند ، سر کلاف شیار 1 و انتهای آن در شیار 8 قرار می گیرد . سپس کلاف بعدی را جا گذاری می کنیم البته می دانیم دو شیار را خالی بگذاریم ( چون هرکلاف دو بوبین دارد ) یعنی کلاف بعدی شیار های 5 ، 6 و11 ، 12 را اشغال می کند ابتدای کلاف در شیار 5 و انتهای کلاف در شیار 12 قرار می گیرد . این عمل را ادامه می دهیم تا آخرین کلاف نیز شیارهای 20 ، 21 و 3 ، 4 را اشغال کند .

د- سیم بندی با کلاف های بوبین متمرکز

ابتدای کلاف در شیار 1 و انتهای کلاف در شیار 7 قرار گیرد وجهت گردش سیم در دو بوبین تغییر نکند . در موقع جا گذاری بوبین ها بهتر است ابتدا بوبین کوچک یعنی شیار 2 و 7 را رد داخل شیارها قرار بدهیم سپس بوبین بزرگتر یعنی 1 و 8  . بعد از جا گذاری کلاف اول 2 شیار را خالی می گذاریم یعنی شیار 3 و4    ( هر کلاف دو بوبین دارد ) آنگاه کلاف بعدی را در شیارهای 5 ،6 و 11 ،12 جا می گذاریم البته بوبین کوچک یعنی شیارهای 6 و 11 و سپس بوبین بزرگتر این عمل را دنبال می کنیم تا شیارهای 3 و 4 که خالی مانده بود ، پر شود . سربندی این روش نیز مانند روش قبلی اتصال نزدیک است ، چون سیم بندی موتور به ازاء زوج قطب شده یعنی انتهای هر کلاف از هر فاز به ابتدای کلاف بعد از همان فاز (  ‌َ1 به 1 و 2َ به 2 و 3َ به 3 )

گام کسری ( کوتاه )

الکترو موتورها کمتر با گام کامل سیم بندی می شوند چون با کوتاه کردن گام ( گام کسری ) مشخصه الکتریکی الکتروموتور بهتر میگردد ( آرمونیک های مزاحم تضعیف می شوند ) همچنین در سیم مصرف شده نیز صرفه جویی میگردد .

مقدار کوتاه کردن گام برای الکترو موتور های مختلف متفاوت است ،  بطور معمول گام کوتاه را 6/5 گام کامل انتخاب می کنند یعنی به اندازه 6/1  از گام سیم پیچی کم می شود .

سیم بندی با گام کامل را سیم بندی با گام قطبی ( 180 درجه الکتریکی ) نیز می گویند . کوتاه شدن گام نباید به 120 درجه برسد .

هر فاز دارای 4 کلاف است و هر کلاف دارای یک بوبین و اتصال کلافها به یکدیگر بصورت دور انجام میگردد .

سیم پیچی دو طبقه الکترو موتور های سه فاز

سیم بندی دو طبقه در استاتور الکترو موتورهای سه فاز مانند سیم پیچی در داخل شیارهای آرمیچر ماشین های کنتور دار می باشد یعنی که در هر شیار دو ضلع از دو بوبین مختلف قرار می گیرد یعنی تعداد بوبین های کل موتور به اندازه ی تعداد شیارها می باشد .

سیم بندی در اکثر ماشین های سه فاز صنعتی ( قدرت متوسط و بالا ) به روش دو طبقه انجام میگیرد . سیم بندی دو طبقه دارای مزایای زیادی می باشد که در زیر به چند نمونه از آن اشاره می گردد .

عایق بندی بهتر انجام شده و ضریب اطمینان الکترو موتور ( ماشین) بالا  می رود .

امکان اتصال حلقه ها در داخل شیار و اختلاف پتانسیل بین هر هادی با هادی یکدیگر 50 % کمتر می شود

امکان سیم بندی با هر نوع گام وجود دراد گام معمولی ، گام کوتاه ، کوتاه تر ، بلند

امکان سیم بندی با هر تعداد شیار استاتور برای هر نوع تعداد دور موتور ( تعداد قطب )  سیم بندی با شیار کسری

نکته : در سیم بندی  دو طبقه بعد از جا گذاری اولین کلاف احتیاجی به خالی گذاشتن شیار نیست . یعنی بلافاصله کلاف بعدی را در شیار های بعدی قرار می دهیم .

سیم بندی با شیار کسری

اگر تعداد بوبین های یک کلاف در موتوری عدد صحیح نباشد ( q ) موتور را اصطلاحاً سیم بندی با شیار کسری می گویند .

سیم بندی با شیار کسری به سه صورت یک طبقه ، دوطبقه ، نیمه دو طبقه می تواند طراحی و سیم بندی گردد .

در سیم بندی یک طبقه و دو طبقه کامل تعداد بوبین های یک کلاف با هم متفاوت می باشد اما در سی پیچی نیمه دو طبقه تعداد بوبین هر کلاف با کلاف های بعدی برابر می شود . در صنعت از سیم بندی نیمه دو طبقه کمتر استفاده می شود .