چرا تعداد روشن و خاموش‌شدن دستگاه در انتخاب موتور مهم است؟
- مجموعه: اخبار علمی و آموزشی
- تاریخ انتشار : دوشنبه, ۰۴ آبان ۱۴۰۵ ۱۱:۱۶
دو دستگاه را در نظر بگیرید که هر دو الکتروموتور هم‌توان دارند. یکی ابتدای شیفت روشن می‌شود و چند ساعت پیوسته کار می‌کند؛ دیگری در هر چرخه تولید، حرکت می‌کند، می‌ایستد و دوباره راه می‌افتد. آیا می‌توان برای هر دو از یک موتور استفاده کرد؟
پاسخ به شرایط کار دستگاه بستگی دارد. تعداد راه‌اندازی‌ها، مدت کار و فاصله بین توقف‌ها می‌توانند بر دمای موتور و توانایی آن در انجام چرخه‌های کاری تأثیر بگذارند؛ حتی اگر توان موردنیاز دو دستگاه هنگام حرکت یکسان باشد.
در مقاله‌ای در پلاس موتو درباره شرایط کارکرد موتور نیز به اهمیت بررسی نوع بار و نحوه کارکرد دستگاه در انتخاب الکتروموتور اشاره شده است. یکی از این عوامل، تعداد دفعات روشن و خاموش‌شدن دستگاه است که باید در کنار توان و گشتاور موتور بررسی شود.
روشن و خاموش‌شدن مکرر چه تأثیری بر الکتروموتور دارد؟
الکتروموتور هنگام راه‌اندازی باید بار و اجزای متحرک دستگاه را از حالت سکون به سرعت کاری برساند. در موتورهای القایی، به‌ویژه هنگام راه‌اندازی مستقیم، جریان راه‌اندازی می‌تواند چند برابر جریان نامی باشد. در این مرحله، تلفات الکتریکی در استاتور و روتور باعث تولید حرارت و افزایش دمای موتور می‌شوند. میزان این تلفات به مشخصات موتور و شرایط راه‌اندازی بستگی دارد.
اگر موتور در فاصله‌های زمانی کوتاه بارها روشن شود، ممکن است گرمای حاصل از راه‌اندازی‌ها و کارکرد قبلی به‌اندازه کافی دفع نشود و دمای موتور افزایش یابد. از طرفی، خاموش‌شدن موتور نیز لزوما فرصت کافی برای خنک‌شدن آن فراهم نمی‌کند؛ زیرا در بسیاری از موتورهای صنعتی، فن خنک‌کننده به شافت متصل است و با توقف موتور، فن نیز از حرکت می‌ایستد. البته انتقال حرارت از بدنه همچنان ادامه دارد و میزان خنک‌شدن به مدت توقف، روش خنک‌کاری و شرایط محیط بستگی دارد.
به همین دلیل، برای انتخاب الکتروموتور تنها دانستن ساعات کار روزانه کافی نیست؛ تعداد راه‌اندازی‌ها و مدت کار و توقف موتور در هر چرخه نیز باید مشخص باشد.
نقش نوع و میزان بار در راه‌اندازی الکتروموتور
تعداد دفعات راه‌اندازی به‌تنهایی برای ارزیابی شرایط کار موتور کافی نیست. نوع و میزان بار، گشتاور مقاوم دستگاه و ممان اینرسی اجزای متحرک نیز اهمیت دارند؛ زیرا موتور باید علاوه بر غلبه بر مقاومت بار، گشتاور لازم برای شتاب‌دادن به مجموعه را تأمین کند.
برای مثال، نوار نقاله‌ای که بدون بار شروع به حرکت می‌کند، با نوار نقاله‌ای که مواد روی تسمه آن قرار دارند، شرایط راه‌اندازی یکسانی ندارد. در برخی میکسرها نیز مقاومت مواد هنگام شروع حرکت ممکن است بیشتر از زمان کارکرد عادی باشد. این تفاوت‌ها می‌توانند گشتاور موردنیاز و مدت رسیدن موتور به سرعت کاری را تغییر دهند.
در موتورهای القایی با راه‌اندازی مستقیم، طولانی‌شدن زمان شتاب‌گیری می‌تواند باعث شود موتور مدت بیشتری جریان بالا دریافت کند و حرارت بیشتری در مرحله راه‌اندازی تولید شود. به همین دلیل، دانستن اینکه دستگاه مثلا ۱۰ بار در ساعت روشن می‌شود، کافی نیست؛ باید مشخص شود موتور در هر راه‌اندازی چه باری را حرکت می‌دهد، چه مدت برای رسیدن به سرعت کاری نیاز دارد و فاصله زمانی بین راه‌اندازی‌های متوالی چقدر است.
چرا موتور بدون بار درست کار می‌کند، اما زیر بار مشکل دارد؟
همان‌طور که گفته شد، نوع و میزان بار می‌تواند شرایط راه‌اندازی موتور را تغییر دهد. به همین دلیل، ممکن است دستگاه در آزمایش اولیه، بدون بار فرایندی به‌راحتی راه‌اندازی شود، اما هنگام تولید و با بار واقعی، موتور برای شروع حرکت یا رسیدن به سرعت کاری با مشکل مواجه شود.
این تفاوت در دستگاه‌هایی که مرتب روشن و خاموش می‌شوند، اهمیت بیشتری دارد. در شرایط تولید، علاوه بر بار بیشتر، ممکن است فاصله بین راه‌اندازی‌ها نیز کوتاه‌تر باشد. در نتیجه، مدت شتاب‌گیری و شرایط حرارتی موتور می‌تواند با آزمایش اولیه متفاوت باشد و در صورت کافی‌نبودن فرصت خنک‌شدن، دمای آن افزایش یابد.
البته عملکرد نامناسب زیر بار یا افزایش دمای موتور لزوما ناشی از تعداد استارت یا میزان بار نیست. افت ولتاژ، مشکلات مکانیکی دستگاه، تهویه نامناسب و تنظیم نادرست تجهیزات راه‌اندازی و حفاظت نیز می‌توانند در بروز مشکل نقش داشته باشند. بنابراین برای انتخاب یا تعویض موتور، ابتدا باید علت مشکل مشخص شود.
نقش چرخه‌های کاری الکتروموتور در انتخاب موتور مناسب
نوع کارکرد الکتروموتور مشخص می‌کند که موتور برای چه شرایطی از نظر مدت فعالیت، تغییرات بار، توقف و تکرار چرخه‌های کاری طراحی شده است. این موضوع در انتخاب موتور اهمیت دارد؛ زیرا دو الکتروموتور با توان یکسان، لزوما برای شرایط کارکرد مشابه مناسب نیستند.
در جدول زیر، چرخه‌های کاری الکتروموتور از S1 تا S8 و تفاوت آن‌ها با یکدیگر نمایش داده شده است.
برای انتخاب الکتروموتور در کاربردهایی با روشن و خاموش‌شدن مکرر، باید مدت هر چرخه، زمان کار و توقف و تعداد راه‌اندازی‌ها در ساعت مشخص شود. در کارکردهای متناوب دوره‌ای، ضریب مدت کار نیز از مشخصات مهم است. تعداد راه‌اندازی مجاز موتور به مشخصات فنی آن، شرایط بار، ممان اینرسی مجموعه، مدت شتاب‌گیری و شرایط خنک‌کاری بستگی دارد و باید بر اساس اطلاعات سازنده و شرایط واقعی کارکرد تعیین شود.
آیا موتور با توان بالاتر برای راه‌اندازی‌های مکرر مناسب‌تر است؟
انتخاب موتور با توان بالاتر همیشه راه‌حل مناسبی برای مشکلات راه‌اندازی مکرر نیست. پیش از افزایش توان، باید مشخص شود مشکل از کافی‌نبودن گشتاور موتور، شرایط بار یا افزایش دمای آن ناشی می‌شود یا عوامل دیگری در آن نقش دارند.
اگر موتور به‌کندی به سرعت کاری می‌رسد یا نمی‌تواند بار را به حرکت درآورد، باید گشتاور قابل تأمین آن در هنگام شروع حرکت و طول شتاب‌گیری بررسی شود. موتور باید علاوه بر غلبه بر گشتاور مقاوم بار، گشتاور کافی برای شتاب‌دادن به اجزای متحرک دستگاه را نیز تأمین کند.
اگر پس از چند بار روشن و خاموش‌شدن، دمای موتور از محدوده مجاز فراتر می‌رود، باید تعداد راه‌اندازی‌ها، شرایط بار، مدت شتاب‌گیری، زمان کار و توقف و وضعیت خنک‌کاری بررسی شوند. حتی موتوری با توان بالاتر نیز ممکن است برای این چرخه کاری مناسب نباشد.
بنابراین افزایش توان موتور تنها زمانی توجیه دارد که بررسی فنی، نیاز به آن را نشان دهد. موتور انتخابی باید علاوه بر تأمین توان و گشتاور موردنیاز، از نظر ظرفیت حرارتی و تعداد راه‌اندازی مجاز نیز با شرایط کار دستگاه سازگار باشد.
پیش از انتخاب موتور، چه اطلاعاتی را ثبت کنیم؟
برای دستگاه‌هایی که به‌طور مکرر روشن و خاموش می‌شوند، بهتر است اطلاعات یک چرخه واقعی کارکرد ثبت شود:
- تعداد راه‌اندازی‌ها در ساعت
- مدت زمان رسیدن موتور به سرعت کاری
- مدت حرکت و توقف در هر چرخه
- راه‌اندازی با بار یا بدون بار
- مشخصات بار و ممان اینرسی اجزای متحرک، در صورت نیاز به محاسبات راه‌اندازی
- وجود تغییر جهت، ترمزگیری یا توقف کنترل‌شده
- روش راه‌اندازی و شرایط محیط نصب
اگر موتور قبلی دچار مشکل شده است، باید مشخص شود این مشکل از همان راه‌اندازی اولیه وجود داشته یا پس از چند چرخه کاری و افزایش دمای موتور ظاهر شده است.
جمع‌بندی
تعداد دفعات روشن و خاموش‌شدن دستگاه یکی از عوامل مهم انتخاب الکتروموتور است، اما نمی‌توان تنها بر اساس تعداد استارت درباره مناسب‌بودن موتور تصمیم گرفت. شرایط بار، زمان شتاب‌گیری، مدت توقف، نوع کارکرد و توانایی خنک‌کاری باید همراه با مشخصات فنی موتور بررسی شوند.
ثبت چرخه واقعی دستگاه و مقایسه آن با اطلاعات سازنده، به انتخاب موتوری کمک می‌کند که علاوه بر تأمین توان و گشتاور لازم، برای شرایط کاری موردنظر نیز مناسب باشد.
