کنترل ولتاژ استاتور موتور القایی

کنترل ولتاژ استاتور روشی برای تنظیم سرعت موتور القایی است. سرعت چرخش یک موتور القایی سه فاز با تغییر ولتاژ تغذیه قابل تنظیم است. به طور مشهور، گشتاور تولید شده توسط موتور با مجذور ولتاژ تغذیه متناسب است، در حالی که لغزش در نقطه گشتاور حداکثری مستقل از ولتاژ تغذیه است. توجه داشته باشید که نوسانات ولتاژ تغذیه بر سرعت همزمان موتور تأثیر نمی‌گذارد.

ویژگی‌های گشتاور-سرعت موتورهای القایی سه فاز تحت ولتاژهای مختلف تغذیه و همچنین ویژگی‌های بار مروارید در زیر نشان داده شده است:

کنترل ولتاژ استاتور یک تکنیک برای تنظیم سرعت موتور القایی است. سرعت چرخش یک موتور القایی سه فاز با تغییر ولتاژ تغذیه قابل تنظیم است. گشتاور تولید شده توسط موتور با مجذور ولتاژ تغذیه متناسب است، در حالی که جریان مستقیماً با ولتاژ متناسب است. بنابراین، سرعت با تنظیم ولتاژ تا زمانی که موتور گشتاور مورد نیاز بار را در سرعت مطلوب تولید کند، کنترل می‌شود.

برای کاهش سرعت در حال حفظ جریان ثابت، ولتاژ کاهش یافته که این امر منجر به کاهش خروجی گشتاور می‌شود. این روش کنترل ولتاژ استاتور به خصوص برای کاربردهایی مناسب است که در آن گشتاور بار با کاهش سرعت کاهش می‌یابد، مانند بارهای مروارید.

این رویکرد تنها اجازه کنترل سرعت زیر سرعت اسمی عادی را می‌دهد، زیرا عملکرد در ولتاژهای بالاتر از مقدار اسمی مجاز نیست. این روش برای درایوهایی که نیاز به عملکرد متناوب دارند، به عنوان مثال سیستم‌های مروارید و پمپ که گشتاور بار با مجذور سرعت متغیر است، ایده‌آل است. این درایوها در سرعت‌های پایین‌تر نیاز به گشتاور کمتری دارند که با اعمال ولتاژ پایین‌تر بدون تجاوز از محدوده جریان موتور قابل انجام است.

برای کنترل سرعت موتورهای کوچک (عموماً تک فاز)، می‌توان از روش‌های زیر برای تغییر ولتاژ استفاده کرد:

• اتصال مقاومت خارجی در مدار استاتور موتور.

• استفاده از اتوترانسفورماتور.

• استفاده از کنترل‌کننده ولتاژ تایریستوری.

• استفاده از کنترل‌کننده تریاک.

روش کنترل‌کننده ولتاژ تایریستوری اکنون انتخاب محبوب برای تغییر ولتاژ است. برای تغذیه تک فاز، دو تایریستور به صورت پشت سر هم اتصال می‌یابند، مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است:

موتورهای مروارید خانگی که تک فاز هستند با استفاده از کنترل‌کننده ولتاژ تریاک تک فاز کنترل می‌شوند، مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است:

کنترل سرعت با تنظیم زاویه خاموشی تریاک انجام می‌شود. این کنترل‌کننده‌ها به طور معمول به عنوان تنظیم‌کننده‌های جامد مروارید شناخته می‌شوند. در مقایسه با تنظیم‌کننده‌های متغیر سنتی، تنظیم‌کننده‌های جامد از فشردگی و کارایی بیشتری برخوردار هستند و به همین دلیل انتخاب محبوب‌تری نسبت به تنظیم‌کننده‌های سنتی هستند.

برای یک موتور القایی سه فاز، سه جفت تایریستور لازم است که هر جفت شامل دو تایریستور به صورت پشت سر هم اتصال می‌یابند. در شکل زیر کنترل ولتاژ استاتور موتورهای القایی سه فاز با استفاده از کنترل‌کننده ولتاژ تایریستوری نشان داده شده است:

هر جفت تایریستور ولتاژ فاز مربوطه را کنترل می‌کند. تنظیم سرعت با تنظیم دوره رسانایی تایریستورها انجام می‌شود. برای توان‌های پایین‌تر، جفت‌های تایریستور پشت سر هم در هر فاز می‌توانند با یک تریاک جایگزین شوند.