موتورهای سنکرون مغناطیس دائم

توسعه اینورترها باعث تسهیل ساخت آسانسور با موتور سنکرون مغناطیس دائم شده است. اگر آخرین نسل اینورترها در کنار موتور آسانسور مناسبی قرار گیرد که از موتور سنکرون مغناطیس دایم ساخته شده باشد، ترکیب حاصل راهکاری برنده را شکل می‌دهد. اینورتر با سرعت پایین کار خواهد کرد و اگر موتور خوش‌ساخت بوده و به صورت الکترونیکی کنترل شود، نه نویزی در کار خواهد بود و نه لرزش‌های آزار دهنده. در واقع نتیجه ترکیب فوق‌الذکر آسانسوری بدون صدا با شتاب‌گیری، کاهش شتاب و دقت توقف عالی خواهد بود.

موتور بدون جاروبک (موتور سه فاز مغناطیس دایم AC) می‌تواند به ژنراتور بدل شود و اگر فازهای آن با هم اتصال کوتاه شوند، خودترمزگیر خواهد شد. آسانسور گیرلس تنها در صورتی خوب کار می‌کند که موتور از اندازه و کیفیت ساخت مناسب و متناسبی برخوردار باشد. 

تفاوت ساختار موتور سنکرون مغناطیس دائم گیرلس با موتور گیربکس‌های چرخ‌دنده حلزونی

موتور گیربکس‌های چرخ‌دنده حلزونی معمول در صنعت آسانسور، به طور کلی از قطعات زیر تشکیل شده‌اند:

1- الکتروموتور (قفس سنجابی) آسنکرون شامل:

• روتور (هسته)؛
• استاتور (سیم پیچ)؛
• پوسته؛
• شفت؛
• بلبرینگ یا بوش‌ها؛
• فن.

2- گیربکس شامل:

• چرخ‌دنده و شفت خروجی گیربکس؛
• ماردون؛
• پوسته؛
• بوش‌ها و بلبرینگ‌ها و قطعات آب‌بندی؛
• روغن

3- کوپلینگ؛

4- سیستم ترمز شامل:

• مگنت ترمز؛
• کفشک ترمز و لنت‌ها؛
• کاسه ترمز؛
• فنرها.

5- فلایویل یا هندویل؛

6- فلکه کشش؛

7- انکودر و متعلقات نصب.

با ورود موتورهای گیرلس مغناطیس دائم به صنعن آسانسور و حذف گیربکس اجزا زیر حذف شده‌اند:

•   چرخ‌دنده و ماردون
•   روغن
•   بوش و بلبرینگ‌های دور بالا و قطعات آب‌بندی
•   کوپلینگ
•   فلایویل

با حذف این موارد، نه تنها بازدهی موتورهای گیرلس نصبت به موتورهای گیربکس بسیار بالاتر است، بلکه ابعاد و اندازه این موتورها نسبت به موارد مشابه گیربکس نیز به طور قابل ملاحظه‌ای کوچک‌تر شده است.

پیشنهاد سیگما:

راهنمای خرید موتور آسانسور

ساختار و اجزای موتور سنکرون مغناطیس دائم گیرلس

•   پوسته
•   شفت
•   بلبرینگ‌ها
•   روتور (هسته)
•   استاتور (سیم‌پیچ)
•   فلکه کششی
•   سیستم ترمز (لنت‌ها، صفحات اصطکاکی، مگنت، فنر، اهرم آزاد کننده و…)
•   انکودر

اصول کار موتورهای سنکرون مغناطیس دائم

اساس کار تمام موتورهای الکتریکی بر مبنای تاثیر دو میدان الکترومغناطیسی بر یکدیگر (استاتور و روتور) در شرایط غیرهم محور می‌باشد که موتورهای سنکرون نیز از این قاعده پیروی می‌کنند. نتیجه این تاثیر متقابل به صورت گشتاوری متناسب با شدت دو حوزه مغناطیسی و مقدار جابه‌جایی محور دو میدان نمایان می‌گرددکه در نهایت موجب دوران یا حرکت موتورها خواهد شد.

تأثیر دو میدان روتور و استاتور بر یکدیگر

بزرگ‌ترین تفاوت بین یک موتور القایی آسنکرون AC و یک موتور سنکرون مغناطیس دائم این است که در موتور القایی با عبور جریان AC از درون سیم‌پیچی‌های استاتور، از طریق القای مغناطیسی میدان دواری نیز در روتور ایجاد می‌شود و به دلیل اثر متقابل میدان‌های استاتور و روتور، روتور در جهت میدان دوار استاتور به حرکت در خواهد آمد.

از طرفی برای القای جریان در روتور، اختلاف سرعتی بین سرعت میدان دوار و سرعت گردش روتور به وجود می‌آید. در غیر این صورت میدان دوار نسبت به روتور امکان حرکت نخواهد داشت و هادی‌های روتور شار میدان تولید شده توسط استاتور را قطع نکرده و در نتیجه ولتاژی در روتور القا نخواهد شد. این اختلاف سرعت بین سرعت میدان دوار و سرعت حرکت روتور در اصطلاح لغزش (Slip) نامیده می‌شود. لغزش یک مؤلفه بدون واحد است. از آنجا که در موتورهای القایی اختلاف سرعت شرط و ضرورت عملکرد آنهاست به این موتورهای موتورهای غیرهم‌زمان یا آسنکرون می‌گویند.

این در حالی است که در موتور سنکرون مغناطیس دائم توان روتور به طور مستقیم از یک منبع خارجی (در اینجا مغناطیس دائم) تامین می‌شود. هنگام وصل استاتور به شبکه سه فاز، میدانی دوار که سرعت آن متناسب با فرکانس شبکه و تعداد قطب‌های استاتور است در آن به وجود آمده و سطح روتور را جارو می‌کند.

میدان مغناطیسی مگنت‌های ثابت روتور با میدان چرخشی استاتور عکس العمل نشان می‌دهد و تولید گشتاور می‌کند. این دو میدان به صورت سنکرون می‌چرخند و زاویه بین آنها مقدار گشتاور را تعیین می‌کند.

اصول راه‌اندازی و مدارهای کنترل سرعت موتورهای سنکرون مغناطیس دائم

چهار روش برای نصب و راه اندازی موتور گیرلس سنکرون به شرح زیر می‌توان در نظر گرفت:

• روش راه‌اندازی به صورت آسنکرون؛
• روش راه‌اندازی به صورت ژنراتور سنکرون؛
• روش راه‌اندازی به کمک یک موتور کمکی کوچک؛
• روش راه‌اندازی به کمک یک منبع تغذیه با فرکانس متغیر.

روش چهارم تنها روشی است که در صنعت آسانسور برای موتورهای سنکرون مغناطیس دائم کارآیی مناسب داشته و به کمک یک ابزار تغییردهنده فرکانس و ولتاژ (اینورتر) شرایطی برای موتور فراهم می‌شود که هم بتواند به راحتی از شرایط سکون به حرکت درآید و هم در شرایط کار بتواند در سرعت‌های ثابت بارهای متفاوتی را جابه‌جا کند.

به منظور دستیابی به هدف فوق می‌توان به استفاده از دو مکانیزم کنترل فرکانس از نوع حلقه باز و سیستم خودکنترل برای کنترل سرعت حلقه بسته اشاره داشت.