آموزش طراحی وب و برق - موتور های القایی قفس سنجابی

رایج ترین موتور AC ،موتور القایی قفس سنجابی است.استاتور این نوع موتور مانند موتورهای DC دارای قطب های از جنس آهن یکپارچه نیست.قطب های ساخته شده با آهن یکپارچه در موقع کار ممکن است بیش از حد گرم شوند و کارآیی الکتریکی ضعیفی از خود ارایه دهند.به همین دلیل در موقع ساخت،استاتور را از تعدادی صفحات مسطح لایه ای می سازند و آنها را به صورت به هم پیوسته و عایق از یکدیگر قرار می دهند،تا جریان های گردابی که منشا تلفات حرارتی در آهن هستند،تا حد ممکن کاهش یابد.

یک نمونه لایه ی استاتور دارای یک محیط دایره ای و سوراخ گردی در وسط است.دور لبه ی داخلی سوراخ مرکزی شکاف ها یا دندانه هایی تعبیه شده است.اگر این لایه های استاتور روی هم چیده شوند به گونه ای که دندانه ها روی هم بیفتند،این دندانه ها یا بریدگی ها به صورت یک کانال طویلی در می آیندکه به آنها شیار می گویند. 

سیم های مسی عایق شده(با روکش لاکی)به صورت کلاف سیم پیچی شده و به نحوی در این شیار ها قرار می گیرند که انتهای سیم ها به مدار سه فاز متصل شده و مدار استاتور بسته شود.

صفحات کوچک که در خارج از مرکز لایه های استاتور پرس شده اند،روتور را تشکیل می دهند.این صفخات دارای شکاف هایی روی محیط خود هستند و در ضمن صفحات از یکدیگر عایق شده و روی یک محور به گونه ای پرس شده و به صورت یکپارچه در آمده اند که روی بدنه ی آنها شیار های ورق ها به صورت کانال های توخالی ایجاد شده است.داخل این کانال های مستقیم،مس یا آلومینیوم به صورت تزریقی یا ریختگی قرار داده می شود و انتهای این میله ها در هر انتهای روتور با اتصال آنها به یک حلقه ی فلزی از همان جنس محکم می شود.میله ها و حلقه ها ظاهری شبیه به قفس سنجاب را به روتور می دهد و لذا به همین نام نیز معروف شده است.

قسمت مکانیکی پایه قابی است که استاتور محکم به آن پرس شده است.قاب موتور مجهز به پایه ها و تجهیزات دیگری است که توسط آن می توان موتور را در جای خود محکم کرد.در پوشهای دو انتهای استوانه ی قاب موتور محل قرار گرفتن بلبرینگ ها یا کاسه نمدی است که محور موتور را به گونه ای موازی با محور استاتور نگه می دارند به گونه ای که امکان چرخش آزادانه ی روتور در داخل استاتور فراهم شود.این درپوش ها معمولا Bracket یا کاسه های انتهایی نامیده می شوند.

قاب موتور و صفحه کاسه نمد طوری طراحی شده اند که ضمن حفاظت موتور از ضربه مکانیکی،کثیفی،رطوبت و ...،امکان تهویه و چرخش هوای خنک کننده را نیز فراهم کنند.

رفتار موتور

با وصل موتور به برق،جریان الکتریکی که از میان سیم پیچ های خوابیده شده در شیار های استاتور عبور می کند تولید قطب های مشخص N و S می کند.قوی بودن و ضعیف بودن قدرت جاذبه و دافعه ی این قطب ها بستگی به بالا رفتن و پایین آمد جریان داخل سیم پیچ های آنها دارد.

رفتار الکتریکی روتور تا حدودی متفاوت است.میدان مغناطیسی چرخان استاتور ولتاژی را در قفس سنجابی ایجاد می کند.این ولتاژ باعث می شود جریان الکتریکی در قفسه جاری شود که قطب های N و S یا میدان مغناطیسی را در روتور ایجاد کند.به واسطه ی واکنشی که بین میدان های استاتور و روتور برقرار می شود،گشتاور مکانیکی مشخصی در موتور ایجاد می شود.

وقتی که هادی های روتور به طور پیوسته خطوط شار مغناطیسی میدان استاتور را قطع می کنند،ولتاژ پیوسته ای در روتور القا خواهد شد.برای اینکه چنین پدیده ای واقع شود،لزوما بایستی روتور با سرعتی کمتر از سرعت سنکرون میدان چرخان استاتور بچرخد.تفاضل بین سرعت سنکرون و سرعت عملی موتور یا روتور به عنوان لغزش شناخته شده و معمولا به صورت درصدی از سرعت سنکرون معرفی می شود:

100*{دور سنکرون/دور موتور- دور سنکرون}=لغزش%

بزرگی مقدار گشتاور مکانیکی تولید شده توسط میدان های مغناطیسی درگیر با یکدیگر بستگی به چند عامل دارد،اما برای هر موتوری مقدار گشتاور اساسا تابعی از لغزش است.بایستی توجه داشت که برای تولید گشتاور مکانیکی در هر موتور القایی،وجود لغزش لازم است.