در این مقاله نگاهی به تفاوت موتورهای سنکرون و القایی و همچنین دو نوع موتور القایی روتور قفس سنجابی و روتور سیم پیچی شده خواهیم داشت.

موتورهای 3 فاز ستون اصلی اتوماسیون و فرآیندهای صنعتی هستند. این موتورها قادر به تامین نیروی لازم برای طیف وسیعی از کاربردهای ماشینی و اتوماسیون هستند. با این حال، همه موتورهای 3 فاز به طور مساوی تولید نمی شوند و می توان آنها را بر اساس ساختار و فرآیندهای لازم آنها برای استفاده از نیروی الکتریکی دسته بندی کرد. 
موتورهای 3 فاز دو دسته سنکرون و آسنکرون تقسیم میشوند (که به عنوان موتورهای القایی نیز شناخته می شوند). موتورهای آسنکرون (القایی) را می توان بر اساس ساختارشان به دو نوع مختلف تقسیم کرد: موتور القایی قفس سنجابی و موتور القایی روتور سیم پیچی .

موتورهای سنکرون و آسنکرون هر دو موتورهای 3 فاز هستند، اما بر اساس اصول متفاوتی کار می کنند. 

موتور سنکرون در مقابل موتور القایی

موتور سنکرون چیست؟

یک موتور سنکرون 3 فاز با سرعت سنکرون کار می کند و قطب های روتور با قطب های دوار استاتور هم تراز هستند. هنگامی که قطب ها در یک راستا قرار دارند، گفته می شود که موتور با سرعت سنکرون کار می کند. این نوع موتور همیشه با سرعت سنکرون کار می کند، یعنی سرعت متغیر با موتور سنکرون امکان پذیر نیست. 
موتورهای سنکرون به منبع تغذیه DC ثانویه برای تغذیه و مغناطیسی روتور نیاز دارند، جریان DC از طریق استفاده از جاربک به موتور تغذیه می شود. همچنین می توان از آهنرباهای دائمی روی روتور نیز استفاده کرد. از آنجایی که موتور برای کار کردن باید با سرعت سنکرون کار کند، معمولاً یک مکانیسم راه اندازی لازم است تا موتور در سرعت مرجع یا نزدیک به آن بچرخد تا موتور بتواند به درستی کار کند.

منبع تغذیه DC برای روتور معمولاً از منبع تغذیه AC اصلی تامین می شود و در از طریق مکانیسم جاربک به روتور یکسو می شود، بنابراین در حالی که دو ولتاژ تغذیه متفاوت مورد نیاز است، هر دو از منبع AC ورودی 3 فاز استفاده می کنند.

موتور القایی چیست؟

موتورهای القایی بر اساس اصولی متفاوت از موتورهای سنکرون کار می کنند.

فرآیند القاء جهت ایجاد جریان در هادی های روتور با قرار دادن آن در نزدیکی یا داخل یک میدان مغناطیسی متغیر تامین میشود. القای جریان در هادی های روتور فقط در مدارهای جریان AC امکان پذیر است زیرا تغییر میدان مغناطیسی در هنگام تغییر جریان بین حالت ها است که باعث جریان القایی می شود. 

موتورهای القایی از این قاعده برای ایجاد گشتاور مکانیکی ثابت از تغییر میدان مغناطیسی ایجاد شده با جریان متناوب در سیم پیچ ها استفاده می کنند. از آنجایی که استاتور با استفاده از سه فاز تغذیه می شود، یک میدان مغناطیسی دوار تولید می شود که دائماً نسبت به روتور تغییر می کند. از آنجایی که چرخش میدان مغناطیسی نسبت به روتور است، روتور در یک حالت ثابت تلاش می کند تا میدان مغناطیسی در حال چرخش را بگیرد. این بدان معنی است که یک موتور القایی همیشه کندتر از سرعت میدان مغناطیسی دوار می چرخد.

روتور موتورهای سنکرون به منبع تغذیه DC نیاز دارد.

موتورهای سنکرون

بیایید نگاهی دقیق تر به موتورهای سنکرون بیندازیم. از آنجایی که یک موتور سنکرون یک موتور القایی نیست، یک منبع الکتریکی باید به روتور متصل شود. برای اینکه سیم پیچ های روتور به درستی انرژی داده شود، نیاز به برق DC دارد. 
علاوه بر منبع تغذیه DC، موتورهای سنکرون به مکانیزم راه اندازی نیاز دارند تا موتورها را به سرعت سنکرون برسانند تا موتورها بتوانند در شرایط کارکرد درست کار کنند. 
یک موتور سنکرون را می توان به گونه ای تنظیم کرد که ضریب توان عقب مانده، یکپارچه باشد یا با تغییر تحریک در روتور. موتورهای القایی همیشه در حالت تاخیر هستند. 
از آنجایی که موتورهای سنکرون اغلب پیچیده‌تر هستند، معمولاً به قطعات بیشتری نیاز دارند و بنابراین گران‌تر هستند. اگرچه هزینه آنها ممکن است در ابتدا بیشتر باشد، اما میتواننداز نظر راندمان کارآمدتر از موتورهای القایی باشند، که امکان جبران تفاوت در هزینه را در طول زمان فراهم می کند. 

نگاهی به پیکربندی داخلی موتور قفس سنجاب

موتورهای قفس سنجابی

موتور قفس سنجابی یک موتور القایی است که نام خود را از شکل و پیکربندی روتور داخل آن گرفته است. موتورهای قفس سنجابی هیچ منبع الکتریکی متصل به روتور ندارند، آنها نیروی الکتریکی را در روتور صرفاً از طریق القاء به دست می آورند. 
این موتورها بسیار ساده هستند و به همین دلیل می توان هزینه های نگهداری و هزینه های ساخت را تا حد زیادی کاهش داد. آنها نیازی به جاربک یا وارد کردن جریان DC ندارند. این موتورها برای کاربرد در محیط های سخت مستحکم و با دوام هستند. 
موتورهای قفس سنجابی کوچک موتورهای بهتری هستند اما هنگامی که به عنوان موتورهای بزرگ با کیلووات بالا مورد استفاده قرار می گیرند، به دلیل کشش گشتاور بالا در هنگام راه اندازی، دارای معایبی هستند. به همین دلیل، آنها در کاربردهای راه اندازی با گشتاور بالا کارایی کمتری دارند، اما به طور کلی کارآمدتر از موتورهای روتور سیم پیچی در سایر کاربردها هستند. بدون وجود مقاومت متغیر در روتور یا استفاده از درایو های کنترل سرعت، موتورهای قفس سنجابی توانایی کنترل سرعت را ندارند.

روتور و جاربک یک موتور روتور سیم پیچی

موتورهای روتور سیم پیچی

استاتور در موتور روتور سیم پیچی شبیه موتور قفس سنجابی است، اما روتور متفاوت ساخته شده است. روتور به گونه‌ای ساخته شده است که شامل حلقه‌های لغزشی و زغالهایی است که الکتریسیته را به روتور هدایت می‌کنند، زیرا روتور در یک موتور روتور سیم پیچی عایق شده است. هدف از حلقه های لغزش ایجاد مقاومت به صورت سری با سیم پیچ های روتور در حین راه اندازی موتور است. این به کاهش جریان جریان موتور هنگام راه اندازی کمک می کند. هنگامی که موتورهای قفس سنجابی راه اندازی می شوند، جریان می تواند نزدیک به 1000٪ باشد که باعث ایجاد مشکل در راه اندازی موتورهای بزرگ می شود.  
موتورهای روتور سیم پیچی با مکانیسم های اضافه شده برای برس ها و حلقه های لغزنده پیچیده تر و گرانتر از موتورهای قفس سنجابی هستند.

موتورهای 3 فاز در یک نگاه

در حالی که قطب های یک روتور در یک موتور سنکرون با سرعت قطب های استاتور مطابقت دارد، موتورهای القایی روتورهایی دارند که سعی می کنند میدان مغناطیسی را در قطب های استاتور “دنبال” کنند. 
هنگام انتخاب یک موتور 3 فاز، مهم است که نحوه استفاده از موتور، نوع محیطی که در آن استفاده می شود، بازده انرژی موتور و البته هزینه آن در نظر گرفته شود. موتورهای 3 فاز برای تعدادی از فرآیندهای اتوماسیون و تولید مفید هستند، اگرچه همه آنها یکسان عمل نمی کنند.