آخرین اخبار

کنترلر موتور (motor controller) وسیله یا گروهی از وسایل است که برای مدیریت کارایی یک موتور الکتریکی (electric motor) به یک روش تعیین شده عمل می‌کند. کنترلر موتور ممکن است شامل یک ابزار دستی یا خودکار برای شروع و توقف موتور، انتخاب چرخش به جلو یا معکوس، انتخاب و تنظیم سرعت، تنظیم و یا محدود کردن گشتاور و حفاظت در برابر اضافه بار و ایراد باشد.

کاربرد کنترلر‌های موتور

هر موتور الکتریکی دارای نوعی کنترلر است. کنترلر موتور بر حسب وظیفه مورد انتظار از موتور دارای ویژگی‌ها و پیچیدگی‌های مختلفی است.

ساده‌ترین کنترلر موتور سویچی است که همانند لوازم خانگی کوچک و یا ابزار قدرت برای اتصال یک موتور به یک منبع برق به کار می‌رود. سویچ می‌تواند به صورت دستی کار کند و یا ممکن است یک رله (relay) و یا کنتاکتور (contactor) متصل به نوعی سنسور (sensor) باشد تا موتور را به صورت اتوماتیک روشن و خاموش نماید. سویچ می‌تواند موقعیت‌های مختلفی داشته باشد تا با آن بتوان اتصالات مختلف موتور را انتخاب کرد. این می‌تواند باعث کاهش ولتاژ استارت موتور، برعکس کردن چرخش و یا انتخاب سرعت‌های گوناگون شود. در کنترلر موتور‌های بسیار کوچک، حفاظت اضافه بار و اضافه جریان می‌تواند حذف شود و تنها بر حفاظت اضافه جریان مدار تغذیه تکیه نمود. موتور‌های کوچک ممکن است دارای دستگاه‌های داخلی اضافه بار باشند تا در زمان اضافه بار مدار را باز نماید. موتور‌های بزرگ‌تر دارای یک رله حفاظتی اضافه بار و یا رله سنجش دما در کنترلر و فیوز‌ها (fuses) و یا بریکر‌های مدار (circuit breakers) برای حفاظت از اضافه جریان باشند. یک کنترلر موتور اتوماتیک نیز ممکن است دارای سویچ‌های محدودکننده و یا دستگاه‌های دیگری برای محافظت از ماشین‌های رانده شده باشد.

بیش‌تر کنترلر‌های پیچیده موتور برای کنترل دقیق سرعت و گشتاور موتور یا موتور‌های متصل مورد استفاده قرار می‌گیرند و ممکن است بخشی از سیستم کنترل حلقه بسته برای موقعیت یابی دقیق ماشین باشند. به عنوان مثال یک ماشین تراش کنترل عددی، موقعیت ابزار برش را با توجه به مشخصات و با دقت برنامه‌ریزی شده و با جبران تغییرات بار متغیر کنترل می‌کند و برای نگهداری از موقعیت ابزار اعمال نیرو می‌کند.

انواع کنترلر‌های موتور

کنترلر‌های موتور را می‌توان به صورت دستی، از راه دور یا به طور خودکار مورد استفاده قرار داد. این کنترلر‌ها ممکن است تنها شامل وسیله‌ای برای شروع و توقف موتور باشند یا ممکن است دارای وظایف دیگری نیز باشند.

یک کنترلر موتور الکتریکی را می‌توان بر اساس نوع موتوری که باید براند دسته‌بندی کرد؛ همانند موتور‌های آهن‌ربای دایمی (permanent magnet motors)، موتور‌های سروو (servo motors)، موتور‌های سری، موتور‌های تحریک مستقل و موتور‌های جریان متناوب (alternating current motors).

کنترلر موتور به یک منبع قدرت مانند یک دسته باتری و یا منبع تغذیه (power supply) و مدارات کنترل در قالب سیگنال‌های ورودی آنالوگ یا دیجیتال متصل می‌شود.

استارتر موتور

یک موتور کوچک می‌تواند به سادگی و با اتصال آن به یک پریز برق یا با استفاده از یک سویچ (switch) یا بریکر مدار (circuit breaker) راه‌اندازی شود. یک موتور بزرگ‌تر نیاز به یک دستگاه ویژه سویچینگ به نام استارتر موتور (motor starter) و یا کنتاکتور موتور (motor contactor) دارد. یک استارتر بر خط مستقیم (direct on line starter) یا استارتر DOL بلافاصله هنگامی که دارای انرژی می‌شود، ترمینال‌های موتور را به طور مستقیم به منبع تغذیه (power supply) وصل می‌کند. استارتر‌های کاهش ولتاژ (reduced-voltage starters)، استارتر‌های ستاره-دلتا (star-delta starters) و یا استارتر‌های نرم (soft starters) موتور را از طریق یک دستگاه کاهش ولتاژ به منبع تغذیه متصل می‌کنند و ولتاژ اعمال شده را به تدریج و یا در چند گام افزایش می‌دهند. استارتر موتور در اندازه‌های کوچک‌تر شامل یک سویچ با کارکرد دستی است. موتور‌های بزرگ‌تر و یا موتور‌هایی که نیاز به کنترل از راه دور یا اتوماتیک دارند، از کنتاکتور‌های مغناطیسی استفاده می‌کنند. موتور‌های بسیار بزرگ که بر اساس منبع‌های تغذیه با ولتاژ متوسط (چند کیلوولت) کار می‌کنند، ممکن است از بریکر‌های مدار به عنوان عناصر سویچینگ استفاده کنند.

استارتر مستقیم بر خط (direct on line starter) یا استارتر DOL یا استارتر در خط (across the line starter) ولتاژ کامل خط را به پایانه‌های موتور اعمال می‌کند. این ساده‌ترین نوع استارت موتور است. استارتر موتور DOL همچنین دارای وسایل حفاظتی و در برخی موارد پایش وضعیت (condition monitoring) است. سایز‌های کوچک‌تر استارتر‌های DOL به صورت دستی کار می‌کنند و سایز‌های بزرگ‌تر از یک کنتاکتور (contactor) الکترومکانیکی یا رله (relay) استفاده می‌کنند تا مدار موتور را سویچ کنند. استارتر‌های DOL حالت جامد نیز وجود دارند.

استارتر مستقیم بر خط زمانی استفاده می‌شود که جریان هجومی بالای موتور باعث افت ولتاژ بیش از حد در مدار تغذیه نمی‌شود. به این دلیل بیشینه اندازه مجاز موتور برای استارتر DOL ممکن است توسط شرکت تامین برق محدود شده باشد. به عنوان مثال، یک شرکت توزیع برق ممکن است مشتریان روستایی را وادار کند که برای موتور بزرگ‌تر از ۱۰ کیلووات از استارتر کاهش دهنده ولتاژ استفاده کنند.

استارتر DOL گاهی برای استارت پمپ‌ها (pumps)، کمپرسور‌ها (compressors)، فن‌ها (fans) و تسمه‌های نقاله (conveyor belts) استفاده می‌شود. در مورد موتور‌های آسنکرون (asynchronous motors) همانند موتور قفس سنجابی (squirrel-cage motor) سه فاز، موتور تا زمانی که به سرعت کامل کاری خود برسد یک جریان بالای راه‌اندازی می‌کشد. این جریان راه‌اندازی معمولا ۶ تا ۷ بار بزرگ‌تر از جریان بار کامل است. به منظور کاهش جریان هجومی، موتور‌های بزرگ‌تر از استارتر‌های کاهش ولتاژ و یا درایو‌های سرعت متغیر (variable speed drives) استفاده می‌کنند تا افت ولتاژ روی منبع تغذیه (power supply) را به حداقل برسانند.

یک استارتر معکوس کننده می‌تواند برای چرخش در هر دو جهت به موتور متصل شود. چنین استارتری شامل دو مدار DOL یکی برای کارکرد در جهت عقربه‌های ساعت و دیگری برای کارکرد در خلاف جهت عقربه‌های ساعت، با اتصالات مکانیکی و الکتریکی برای جلوگیری از بسته شدن هم‌زمان آن‌ها می‌شود. برای موتور‌های سه فاز، این خواسته با بر هم نهی هر یک از دو فاز به دست می‌آید. موتور‌های AC تک فاز و موتور‌های جریان مستقیم نیاز به دستگاه‌های اضافی برای معکوس کردن چرخش دارند.

استارتر کاهش ولتاژ
‌
می‌توان از دو یا چند کنتاکتور برای کاهش ولتاژ راه‌اندازی یک موتور استفاده کرد. با استفاده از یک اتوترانسفورماتور (autotransformer) یا القاگر سری، ولتاژ کم‌تری در پایانه‌های موتور به وجود می‌آید و گشتاور راه‌اندازی و جریان هجومی کاهش می‌یابد. هنگامی‌که موتور به کسری از سرعت بار کامل می‌رسد، استارتر به ولتاژ کامل در پایانه‌های موتور سویچ می‌کند. از آن‌جا که اتوترانسفورماتور یا رآکتور سری تنها برای چند ثانیه جریان سنگین راه‌اندازی موتور را حمل می‌کند، دستگاه در مقایسه با تجهیزات دارای کارکرد پیوسته بسیار کوچک‌تر خواهد بود. انتقال بین ولتاژ کاهش یافته و ولتاژ کامل ممکن است بر اساس زمان سپری شده و یا زمانی باشد که یک سنسور جریان نشان دهد که جریان موتور شروع به کاهش کرده است.

درایو سرعت قابل تنظیم

یک درایو با سرعت قابل تنظیم (adjustable-speed drive) یا ASD یا درایو سرعت متغیر (variable-speed drive) یا VSD، یک ترکیب به هم پیوسته از تجهیزات است که یک وسیله درایو و تنظیم سرعت بار مکانیکی را فراهم می‌کند. یک درایو الکتریکی با سرعت قابل تنظیم شامل یک موتور الکتریکی و یک کنترلر سرعت و مبدل توان به علاوه دستگاه‌ها و تجهیزات کمکی است. در کاربرد معمول، واژه درایو اغلب فقط برای کنترلر استفاده می‌شود.

کنترلر هوشمند

یک کنترلر موتور هوش‌مند (Intelligent Motor Controller) یا IMC از یک ریزپردازنده برای کنترل دستگاه‌های الکترونیکی قدرت برای کنترل موتور استفاده می‌کند. IMC‌ها بار روی یک موتور را پایش می‌کنند و بر این اساس گشتاور موتور را با بار موتور مطابقت می‌دهند. این کار با کاهش ولتاژ به پایانه‌های AC و هم‌زمان کاهش جریان الکتریکی و kvar انجام می‌شود. این می‌تواند روشی برای بهبود راندمان انرژی موتوری که در زمان طولانی در زیر بار کم کار می‌کند باشد که باعث کاهش تلفات حرارتی و ارتعاشات تولید شده توسط موتور می‌شود.

رله اضافه بار

استارتر شامل دستگاه‌های محافظ برای موتور خواهد بود که حداقل دارای یک رله گرمایی اضافه بار (thermal overload relay) است. اضافه بار گرمایی در صورتی که موتور برای یک زمان طولانی بیش از حد از منبع تغذیه خود جریان الکتریکی بکشد، برای باز کردن مدار راه‌اندازی و در نتیجه بریدن توان موتور طراحی شده است. رله اضافه بار یک اتصال معمولا بسته است که به دلیل حرارت بیش از حد توسط جریان باز می‌شود. اضافه بار‌های حرارتی دارای یک دستگاه کوچک هستند که با افزایش جریان موتور، دمای آن‌ها افزایش می‌یابد.

محافظت افت ولتاژ

استارتر‌هایی که از کنتاکتور مغناطیسی استفاده می‌کنند از همان منبع تغذیه موتور به عنوان منبع تغذیه سیم پیچ کنتاکتور بهره می‌برند. برای حفظ برق کویل کنتاکتور پس از صدور فرمان راه‌اندازی موتور، از یک تماس کمکی از کنتاکتور استفاده می‌شود. اگر افت لحظه‌ای در ولتاژ تغذیه رخ دهد، کنتاکتور باز خواهد شد و تا زمانی که دستور استارت جدید صادر نشود، دوباره بسته نخواهد شد. این مانع از راه اندازی مجدد موتور پس از قطع برق می‌شود. این اتصال همچنین میزان کمی از محافظت را در برابر کم ولتاژ منبع تغذیه و از دست دادن یک فاز فراهم می‌کند.

منبع : برق نیوز