گیربکس ها ابزارهایی هستند که کاربرد های متعددی در کارخانه ها دارند، اساس کار گیربکس صنعتی انتقال قدرت می باشد که از یک ماشین به ماشین دیگر نیرو و توان مورد نیاز را انتقال می دهد. در واقع گیربکس ها نیروی مکانیکی را از طریق  انواع موتورهای سه فاز یا تکفاز به یک جسم انتقال می دهند که در تمام آنها انرژی از طریق شافت منتقل می شود. در گیربکس ها انواع چرخ دنده وجود دارد، مثلا چرخ دنده کوچک که به آن پینیون گفته می شود و به چرخ دنده بزرگتر گیر یا همان دنده گفته می شود سرعت گشتاور ها روی چرخ دنده ها تاثیر می گذارد. برای خرید این تجهیزات باید به نکاتی، همچون میزان گشتاور مورد نیاز توجه کرد. 

معرفی گیربکس صنعتی کوچک

همانطور که گفتیم به تجهیزاتی که نیرو و قدرت را از یک وسیله به وسیله دیگر منتقل می کند گیربکس صنعتی گفته می شود که آن را در انواع مختلف عرضه می کنند. یکی از این گیربکس ها، گیربکس صنعتی کوچک است که همانطور که از نامش مشخص است سایز و ابعاد آن نسبت به سایر گروه ها کوچکتر می باشد. به طور کلی گشتاور نیرویی است که به صورت چرخی وارد چرخ دنده شده و ترکیب آن باعث انتقال گشتاور به طرف دیگر گیربکس می شود. در واقع اگر دو نوع دنده را در نظر داشته باشید که دنده کوچک یا پنیون سرعت بالایی داشته باشد، سپس گشتاور کمتری تولید کند و دنده مقابل گشتاور بیشتر و سرعت کم باشد در نتیجه تبدیل گیربکس صورت می گیرد.

قیمت گیربکس های صنعتی کوچک

البته گیربکس ها در انواع مختلفی، مثل کاهنده و افزاینده تولید می شوند که بر اساس سرعت گشتاور خروجی این تقسیم انجام می شود. در مدل کاهنده مقدار گشتاور خروجی افزایش یافته ولی سرعت خروجی آن کم می شود. بنابراین با توجه به رابطه عکس بین سرعت دورانی و گشتاور در این مدل، سرعت دورانی دریافتی، ورودی را به گشتاور تبدیل می کند و به مصرف کننده تحویل می دهد . در حالی که گیربکس افزاینده دقیقاً عکس گیربکس کاهنده عمل می کند که در این نوع گیربکس سرعت دوران خروجی افزایش یافته و مقدار گشتاور کاهش پیدا می کند.

نحوه نصب گیربکس های صنعتی کوچک

اگر قصد رنگ گردن این گیربکس ها را داشتید ابتدا یک پوشش محکم را بر روی کاسه نمد آن قرار دهید و بعد رنگ کنید.
از آن جایی که گیربکس ها دارای اشعه های بالایی هستند، پس باید همواره آن ها را از طریق یک پایه به زمین متصل کرد.
اگر می خواهید عمر قطعات گیربکس های صنعتی کوچک افزایش یابد حتما قطعات آن در یک زمان مناسب گریس کاری کنید.
اگر یک ضربه سخت و محکم به گیربکس وارد شد حتما از قطعات دمپ کننده نیرو بهره ببرید، چون این قطعات متناسب با شرایط می باشند.
قبل از اندازه گیری گیربکس ها مطمئن شوید که روغن موجود در گیربکس ها کاملا اندازه و مناسب است. همچنین گرانروی روغن را نیز بررسی کنید تا قطعات دچار آسیب نشوند.

در صورت نیاز به راهنمایی و مشاوره با کارشناسان شیبا صنعت در تماس باشید.

مقدمه

الکتروموتورها به ما امکان می دهند انرژی مکانیکی را به ساده ترین و کارآمدترین روش بدست آوریم. بسته به تعداد فاز منبع، و اینکه برای چه مورد مصرفی نیاز داریم ، ما می توانیم این دسته از موتورها را به صورت انواع الکتروموتور تک فاز و الکتروموتورهای سه فاز پیدا کنیم. انتخاب یکی با دیگری به قدرت مورد نیاز بستگی دارد.

اگر درگیر پروژه ای هستید و نمی دانید از چه نوع موتوری باید استفاده کنید؛ این پست برای شما مناسب خواهد بود. در این مطلب ما در مورد هر نوع الکتروموتور توضیحاتی را ارائه خواهیم داد و یا می توانید با مراجعه به وبسایت شیبا صنعت از مطالب مفید در این زمینه بهره مند شوید.

موتور تک فاز

یک موتور تک فاز یک ماشین روتاری قدرت گرفته از جریان الکتریکی است که می تواند انرژی الکترکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کند. این نوع الکتروموتور با استفاده از منبع تغذیه تک فاز کار می کند و حاوی دو نوع سیم کشی گرم و خنثی است و حتی توان آنها می تواند به ۳ کیلو وات برسد. آنها فقط یک ولتاژ متناوب دارند. مدار با دو سیم کار می کند و جریانی که از روی آنها عبور می کند همیشه یکسان است.

در اکثر موارد این موتورهای کوچک دارای گشتاور محدود هستند. با این وجود موتورهای تک فاز با قدرت حداکثر ۱۰ اسب بخار هم وجود دارند که می توانند با اتصالات تا ۲۴۰ ولت کار کنند. آنها یک میدان مغناطیسی چرخشی ایجاد نمی کنند. موتورهای تک فاز فقط می توانند یک میدان جایگزین تولید کنند؛ به این معنا که برای راه اندازی به یک خازن نیاز دارند. تعمیر و نگهداری آنها ساده و مقرون به صرفه است.

این نوع از الکتروموتورها عمدتا در خانه ها، ادارات، فروشگاه های کوچک و غیر صنعتی استفاده می شود. متداول ترین کاربردی که دارد شامل لوازم خانگی، سیستم های تهویه مطبوع خانگی و تجاری و سایر وسایل مانند مته، کولر و سیستم باز و بسته شدن درب گاراژ است.

موتور سه فاز

موتور سه فاز یک ماشین الکتریکی است که با استفاده از فعل و انفعالات الکترومغناطیسی؛ برق را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. بعضی از موتورهای الکتریکی برگشت پذیر هستند؛ آنها می توانند انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند که به عنوان ژنراتور کار می کنند.

آنها با استفاده از یک منبع تغذیه سه فاز کار می کنند و توسط سه جریان متناوب با فرکانس یکسان هدایت می شوند که در لحظات متناوب به اوج خود می رسند. آنها می توانند تا ۳۰۰ کیلووات قدرت داشته باشند و سرعتی بین ۹۰۰ تا ۳۶۰۰ دور در دقیقه داشته باشند. از سه خط رسانا برای انتقال استفاده می شود؛ اما استفاده نهایی نیاز به کابل های ۴ سیمی دارد که با ۳ فاز و به علاوه خنثی مطابقت دارد.

انرژی الکتریکی سه فاز متداول ترین روش برای استفاده در شبکه های الکتریکی در سراسر جهان است؛ چون انرژی بیشتری را منتقل می کند و استفاده قابل توجهی را در بخش صنایع شاهد هستیم.

تفاوت بین موتور تک فاز و سه فاز

ابتدا باید نوع نصب و جریانی که از آن می گذرد را تفکیک کنیم. در این راستا؛ تفاوت بین جریان تک فاز و سه فاز در این است که جریان تک فاز از یک خط منتقل می شود. علاوه بر این، از آنجه که فقط یک فاز یا جریان متناوب وجود دارد ولتاژ تغییر نمی کند.

• موتورهای تک فاز هنگامی که یک سیستم سه فاز در دسترس نیستند یا به منظور محدودیت قدرت استفاده می شوند.
• موتورهای سه فاز معمولا در صنعت بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند چون قدرت آنها بیش از ۱۵۰% بیشتر از یک موتور تک فاز است و یک میدان مغناطیسی چرخشی سه فاز ایجاد می کند.
• در حالی که کار کردن یک موتور تک فاز می تواند پر سر و صدا باشد و با لرزش همراه باشد؛ موتورهای سه فاز که گران تر هستند این لرزش ها را ایجاد نمی کنند و سر و صدای کمتری دارند.

در مقاله پیش رو سعی بر این است که انواع روش های راه اندازی الکتروموتور که در ایران رایج است را شرح دهیم.

به طورکلی چند روش رایج برای راه اندازی الکتروموتور وجود دارد:

1. راه اندازی مستقیم (Direct on line)
2. سافت استارتر
3. اینورتری (درایو)
4. ستاره مثلث

راه اندازی مستقیم (Direct on line)

DOL مخفف کلمه Direct on line بوده که در زبان پارسی به معنای راه اندازی مستقیم است. به عبارتی برق به صورت مستقیم به الکتروموتور متصل می شود و هیچ تجهیزی بین این دو نیست.

این روش به روش تک ضرب نیز شهرت دارد. در روش مستقیم برق سه فاز یا تک فاز به صورت مستقیم وارد یک کنتاکتور می شود و سپس به الکتروموتور وصل خواهد شد.

کنتاکتور در حقیقت مانند کلید قطع و وصل عمل خواهد کرد. تمامی روش هایی که در بالا ذکر شد علاوه بر مزایایی که دارد معایبی نیز به دنبال خواهد داشت.

مزایای روش راه اندازی مستقیم الکتروموتور

1. ساده ترین روش راه اندازی موتور
2. استفاده از این روش ساده، طبیعتاً هزینه های کمتری به دنبال خواهد داشت.
3. چون این راه اندازی ساختمانی ابتدایی و ساده ای دارد پس عیب یابی آن نیز بسیار راحت است.
4. راه اندازی الکتروموتور به روش مستقیم قطعاً گشتاور راه اندازی بالایی دارد.

گشتاور چیست؟

گشتاور به معنای حاصل ضرب نیرو در جابجایی تعریف می شود. به عبارتی مقدار نیرویی است که در خروجی شفت موتور به عنوان نیروی گرداننده عمل می کند.

گشتاور راه اندازی بالا برای تجهیزاتی که در زمان استارت زیر بار اولیه نیاز به نیروی اولیه زیادی دارند بسیار مناسب است.

معایب روش راه اندازی مستقیم

1. گشتاور راه اندازی بالا خوب است اما باید توجه داشت که برای ایجاد گشتاور راه اندازی بالا نیاز است که جریان بالایی در ورودی داشته باشیم. این مهم باعث می شود که در روش راه اندازی مستقیم، جریان راه اندازی بسیار بالا باشد و درنتیجه ممکن است جریان راه اندازی تأمین نشود. این جریان راه اندازی می تواند از 1.6 برابر تا 15 برابر جریان نامی باشد. البته باید توجه داشت که در بسیاری از کتاب ها به طور ساده جریان راه اندازی را 5 تا 7 برابر جریان نامی در نظر گرفته می شود که می توان گفت این مقدار به صورت حدودی بیان شده و بسته به کد روی موتور، مقدار دقیق آن باید محاسبه و برآورد شود.
2. با توجه مواردی که بالا گفته شد مصرف برق افزایش یافته و بنابراین هزینه برق افزایش خواهد یافت.
3. ضربه زدن موتور به خاطرگشتاور بالای موتور باعث ایجاد لقی در لحظه استارت، نامتعادل کردن بار کانوایر ها، در جرثقیل ها اثر پاندولی و در بسیاری تجهیزات دیگر خسارت وارد می کند.

نتیجه گیری

با توجه به مواردی که در بالا ذکر شد، اگرچه روش راه اندازی مستقیم دارای مزایایی است، اما بدیهی است که معایب بزرگی نیز دارد؛ اما در حال حاضر یکی از پرطرفدارترین راه های راه اندازی الکتروموتور به شمار می رود.

به این روش برای راه اندازی الکتروموتور، روش تک ضرب نیز گفته می شود. جریان راه اندازی بالا در موتورهای با توان بالا و همچنین گشتاور راه اندازی بالا می توان برای تجهیز متصل به الکتروموتور مشکل ساز شود.

راه اندازی با ستاره مثلث

روش دومی که در این مقاله در مورد آن بحث خواهد شد، روش دو ضرب یا ستاره مثلث است. همان طور که قبلاً هم اشاره شد،

راه اندازی یک باره الکتروموتور با روش تک ضرب یا همان راه اندازی مستقیم باعث خواهد شد که به یک باره جریان زیادی از شبکه گرفته شود و گشتاور راه اندازی بالایی را منتقل کرده و به تجهیزات دیگر آسیب بزند.

لذا اگر بتوان کاری کرد که جریان راه اندازی کنترل شود، مزیت بسیار بزرگی ایجادشده است و هزینه های بهره برداری کاهش خواهد یافت.

عملاً در روش دو ضرب یا همان ستاره مثلث، با کاهش ولتاژ جریان راه اندازی و گشتاور را کاهش می دهند و در حقیقت دو ایراد بزرگ راه اندازی الکتروموتور سه فاز با روش مستقیم را برطرف خواهیم کرد.

با این کار ولتاژ یک سوم خواهد شد پس گشتاور و به دنبال آن جریان راه اندازی یک سوم خواهد شد. گشتاور و جریان راه اندازی در حالت ستاره یک سوم مثلث بوده و این نوع راه اندازی می تواند بسیاری از مشکلات راه اندازی الکتروموتور به روش مستقیم را کاهش دهد؛ اما توان هم تقریباً یک سوم کاهش خواهد یافت (مقادیر دقیق نیست و به صورت حدودی بیان می شود) و این نکته مهمی است که در راه اندازی باید به آن دقت کرد.

اگر الکتروموتور شما تحت بار اولیه (اصطلاحاً زیر بار) استارت شود، سربندی ستاره گشتاور لازم را تأمین نمی کند. در حقیقت انتخاب الکتروموتور بر اساس بار یا توان مصرفی است و حال که اتصال به صورت ستاره مثلث است،

توان کمتری در ابتدا برای راه اندازی ایجاد می شود لذا توان الکتروموتوری که تحت بار اولیه است کم بوده و این باعث خواهد شد که سیم پیچ تحت فشار سوخته و موتور از کار بیافتد؛ بنابراین توصیه این است که در حالت ستاره مثلث، دینام بی بار استارت شود.

یک اشتباهی که بسیاری با آن مواجه هستند این است که گمان می کنند در حالت ستاره مثلث دور اولیه کم است و این در حالی است که بر اساس رابطه زیر، این فرضیه غلط است.

سرعت سنکرون با رابطه Ns=120 f/P نمایش داده می شود و ارتباط سرعت با قطب و فرمانس موتور است و به سایر پارامترها ربطی ندارد. بدیهی است که در سربندی به روش ستاره مثلث، با توجه به اینکه فرکانس و قطب دینام تغییر نمی کند پس دور نیز ثابت است.

اما سؤال این است که چرا با روش ستاره مثلث در برخی تجهیزات دور کم است؟

علت این است که موتور تحت بار اولیه استارت می شود و این زیر بار رفتن باعث خواهد شد که به موتور فشار آمده و با دور کم استارت شود اما اگر موتور خالی بار با روش ستاره مثلث راه اندازی شود، دور اولیه یکسان خواهد بود.

سؤال اساسی : آیا می توان تمام الکتروموتورها را به صورت ستاره مثلث راه اندازی کرد؟

خواهشمندیم اگر جواب این سؤال را میدانید، در زیر همین پست پاسخ را درج بفرمایید و اینکه اگر راهکاری برای راه اندازی تمام الکتروموتور ها به صورت ستاره مثلث دارید پیشنهاد دهید.

معایب روش ستاره مثلث

• زیر بار قدرت راه اندازی کمی دارد و باید بدون بار استارت شود
• برای راه اندازی دو عدد کابل نیاز دارد
• 3 عدد کنتاکتور برای استارت و استاپ در حالت معمولی و برای چپ گرد و راست گرد 5 عدد کنتاکتور نیاز دارد

راه اندازی الکتروموتور به روش سافت استارتر

سافت استارتر در حقیقت بر روی هر فاز ولتاژ را کاهش می دهد به عبارتی ساختار و الگوریتمی شبیه ستاره مثلث دارد. در حقیقت با کاهش ولتاژ گشتاور و جریان راه اندازی کم می شود.

این روش بسیار مشابه با ستاره مثلث است و بر روی هر سه فاز دیمر دارد. در حقیقت روی هر فاز دو عدد تریستور که در نیم سیکل مثبت یک تریستور را راه می دهد و در نیم سیکل منفی یک تریستور دیگر را راه می دهد.

در حقیقت با زاویه آتش تریستورها ولتاژ را کم و زیاد می کند. در حقیقت سافت استارتر با کنترل ولتاژ از ضربه زدن جلوگیری می کند. البته باید توجه داشت که این کنترل ولتاژ از لحظه استارت تا لحظه ای است که موتور به دور نامی برسد و البته سافت استارتر فرکانس را کنترل نمی کند بلکه با ولتاژ کار می کند.

سافت استارتر زمانی که دینام به دور نامی می رسد باید از مدار خارج شود وگرنه تلفات حرارتی تریستورها بالا می رود.

نکته بسیار مهم بعدی این است که سافت استارتر امکان کنترل دور پس از رسیدن موتور به دور نامی را ندارد و به عبارتی نمی تواند سرعت موتور را کم یا زیاد کند؛ اما ایراد بزرگ سافت استارتر این است که چپ گرد و راست گرد ندارد و برای اینکه چپ گرد و راست گرد داشته باشید باید از دو کونتاکتور جدا استفاده نمایید.

اگر بار شما گشتاور بالاست اصلاً به دنبال سافت استارتر نباشد که اصلاً مناسب این نوع کاربری ها نیست به عبارتی اگر موتور شما زیر بار باید استارت شود (مانند جرثقیل) اصلاً سافت استارتر مناسب کار شما نیست.

علت این است که ولتاژ راه اندازی در ثانیه های اول کم است و درنتیجه زور مناسب برای راه اندازی اولیه را ندارد. در حقیقت سافت استارتر برای پمپ و فن که گشتاور راه اندازی اولیه کمی نیاز دارد مناسب است.

راه اندازی الکتروموتور به روش اینورتری

اینورتر در حقیقت VFD (Variable Frequency Drive) است که در بازار عمومی به درایو نیز شهرت دارد. تقریباً استفاده از اینورتر را می توان بهترین روش برای راه اندازی الکتروموتور به شمار می رود.

اینورتر در حقیقت وسیله ای است که با آن می تواند دور موتور را کنترل کرد، موتور را حفاظت کرد و دور آن را از صفر تا 100 کنترل کرد. برای همین است که بهترین راه، مطمئن ترین راه و سریع ترین راه برای راه اندازی الکتروموتورها استفاده از AC درایو یا اینورتر است.

مزیت اینورتر ها

• برای چپ گرد و راست گرد کردن موتور نیازی به کنتاکتور نیست.
• جریان هجومی بالایی برای راه اندازی الکتروموتور ندارد.
• گشتاور راه اندازی نسبتاً بالایی دارد یعنی در کمترین دور بیشتری قدرت را داشته باشید و این فوق العاده است.
• مصرف برق کاهش می یابد.
• نیازی به بانک خازنی نیست.
• در روش های قبلی Cos (fi) از عدد یک دور می شد اما با اینورتر به عدد یک نزدیک می شود به عبارتی توان راکتیو نزدیک به صفر است.
• با تنظیم درست حفاظت کامل از الکتروموتور را بر عهده دارد و هیچ وسیله حفاظتی دیگری نیاز نیست.
• قابلیت تنظیم دور از صفر تا 100 را دارید.
• با اینورتر دستیابی به فرکانس بالاتر از فرکانس نامی امکان پذیر است. به عبارتی برق ایران که 50 هرتز است را می توان به یک برق با فرکانس بالاتر تبدیل کنید. بعضی اینورتر ها می توانند تا 2.5 کیلوهرتز خروجی داشته باشند.

معایب اینورتر ها

1. در ایران قیمت بالایی دارد. لذا هزینه اولیه را بالا برده اما هزینه های بهره برداری کاهش خواهد یافت.
2. خروجی اینورتر سینوسی کامل نیست و به صورت پالسی است. اصطلاحاً PWM است و ازآنجایی که الکتروموتور با جریان سینوسی بهتر کار می کند، استفاده از اینورتر باعث عدم بهینه کار کردن الکتروموتور خواهد شد و باعث تلفات در الکتروموتور خواهد شد که این عیب راهکارهایی هم دارد.
3. در شبکه برق هارمونیک ایجاد می کند و ازآنجایی که هارمونیک روی ولتاژ ایجاد می شود و ولتاژ برای تمام مصرف کنندگان روی شبکه مشترک است، به مصرف کنندگان دیگر هم آسیب وارد می شود.

سخن پایانی

با توجه به روش های راه اندازی الکتروموتور که در بالا به آن اشاره شد، قطعاً بهترین راه و مطمئن ترین راه برای راه اندازی الکتروموتور اینورتر است که امروزه کاربرد بسیار وسیعی نیز پیداکرده است و بسیاری شرکت های ایرانی نیز به دنبال ساخت آن هستند.

شما در مجموعه شیبا صنعت علاوه براینکه از انواع محصولات ما بازدید می کنید، به مطالب متنوع آموزشی بسیاری در این حوزه از صنعت دسترسی پیدا می کنید.

مقدمه