فرمول های کاربردی در سیم پیچی

حساسیتی که محاسبه فرمول های سیم پیچی موتور در هنگام انجام سیم پیچی وجود دارد بسیار زیاد بوده و نیاز است تا محاسبات به صورت دقیق و تمرکز زیاد صورت گیرد. چرا که کوچکترین اشتباهی در این کار می تواند سیم پیچی را با مشکل مواجه نموده و کارکرد موتور را مختل نماید. سیم پیچی موتور خود یک دوره تخصصی است که در آموزشگاه های فنی و حرفه ای مختلف برگزار می گردد و به تربیت نیروی متخصص در این زمینه می پردازد.

فرمول های کاربردی در سیم پیچی موتور تک فاز و سه فاز

سیم پیچی موتور های الکتریکی تک فاز و سه فاز یکی از حرفه های فنی است که به دلیل کاربرد در بسیاری از لوازم الکترونیکی با استقبال زیادی همراه است. سیم پیچی موتور های الکتریکی به دو نوع سیم پیچی روتور و استاتور تقسیم شده که نیاز به تخصص بالا دارد. سیم پیچی موتور های الکتریکی از مراحل مختلفی تشکیل شده که در قدم اول باید قادر به محاسبات سیم پیچی از طریق فرمول های استاندارد باشید. در این مقاله ضمن معرفی اصطلاحات مورد استفاده در سیم پیچی موتور، فرمول های کاربردی در سیم پیچی موتور آورده شده است.

اصطلاحات مورد استفاده در سیم پیچی موتور

به منظور آشنا شدن با فرمول ها و روش های سیم پیچی موتور های الکترونیکی لازم است با مفاهیم اولیه و اصطلاحات پر کاربرد در زمینه موتور های الکترونیکی آشنا شویم. اصطلاحات مورد استفاده در سیم پیچی موتور عبارتند از:

• تعداد شیار های استاتور
• تعداد قطب های استاتور
• محور قطبی
• گام قطبی
• گام کلاف
• سیم پیچی یک طبقه
• دور سنکرون
• تعداد فاز ها

تعداد شیار های استاتور

بر روی پوسته هر موتور الکتریکی یک پلاک مخصوص به همان موتور نصب شده است و اطلاعاتی مربوط به مشخصات موتور بر روی آن نوشته شده است. تعداد شیار های استاتور هر موتور الکتریکی با نماد  Z روی پلاک آن نشان داده شده است.

تعداد قطب های استاتور

یکی از مواردی که دانستن آن برای سیم پیچی موتور الزامی است، تعداد قطب های استاتور می باشد. تعداد قطب های استاتور موتور الکتریکی با  نماد 2p بر روی پلاک موتور ثبت شده است.

محور قطبی

محور قطبی که با نام خط مغناطیسی نیز استفاده می شود و به خطی در موتور الکتریکی گفته می شود که یک قطب آن S و قطب دیگر آن N  می باشد.

گام قطبی

گام قطبی یکی از اطلاعات لازم برای انجام سیم پیچی موتور می باشد که به تعداد شیار هایی از استاتور گفته می شود که توسط یک قطب پوشش داده شده اند. گام قطبی را با نماد Yp نمایش می دهند.

گام کلاف

گام کلاف که با نام گام سیم پیچی نیز شناخته می شود از مشخصات لازم برای سیم پیچی موتور الکتریکی می باشد. به تعداد شیار هایی که بین دو بازوی کلاف قرار گرفته اند گام کلاف گفته می شود.

سیم پیچی یک طبقه

سیم پیچی یک طبقه یکی از انواع ساده سیم پیچی موتور الکتریکی بوده که شیار های استاتور بر روی یک بازو قرار گرفته اند.

دور سنکرون

دور سنکرون به سرعت گردش روتور به حول خود دور سنکرون گفته می شود. دور سنکرون با نماد Ns بر روی پلاک خودرو قابل مشاهده است.

تعداد فاز ها

موتور های الکتریکی در انواع تک فاز و سه فاز در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. تعداد فاز در موتور های الکتریکی با حرف m مشخص می شوند.

فرمول محاسبه گام قطبی موتور الکتریکی

برای محاسبه گام قطبی با نماد Yp به دانستن تعداد شیار های استاتور با نماد Z و تعداد قطب های استاتور با نماد 2p نیاز داریم. فرمول محاسبه گام قطبی در زیر نشان داده شده است.

فرمول محاسبه تعداد دور سیم پیچ موتور

تعداد دور سیم پیچ موتور بر اساس دقیقه با نماد rpm مشخص می شود. تعداد دور سیم پیچ موتور برای هر موتور الکتریکی ثابت بوده و بر روی پلاک موتور مشخص شده است.

فرمول محاسبه دور سنکرون سیم پیچ موتور

محاسبه دور سنکرون در سیم پیچی موتور یکی از موارد مهم در سیم پیچی موتور الکتریکی می باشد. دور سنکرون که با نماد Ns مشخص می شود از طریق فرمول زیر محاسبه می شود.

در این فرمول f نماد فرکانس جریان متناوب و 2p نشان دهنده تعداد قطب های موجود در موتور می باشد.

فرمول محاسبه درصد لغزش موتور الکتریکی

یکی از فرمول های مهم در سیم پیچی موتور، فرمول محاسبه درصد لغزش موتور بوده که برای محاسبه سرعت گردش روتور نیز مورد استفاده قرار می گیرد. لغزش موتور را با نماد S نمایش داده و فرمول آن برابر است با:

1. Ns نشان دهنده دور سنکرون و Nr معرف سرعت گردش روتور می باشد.
2. درصد لغزش موتور برای هر موتور متفاوت بوده و معمولا بر روی پلاک موتور الکتریکی حک شده است.

 فرمول محاسبه سرعت گردش روتور موتور

روتور بخش متحرک موتور الکتریکی و استاتور بخش ثابت موتور الکتریکی معرفی می شوند. برای محاسبه سرعت گردش روتور کافی است با دانستن درصد لغزش موتور الکتریکی از طریق فرمول زیر اقدام کنیم.

فرمول محاسبه تعداد شیارهای هر فاز در زیر هر قطب از سیم پیچی

تعداد شیار های هر فاز که زیر هر قطب قرار گرفته است را با نماد q نشان می دهیم. برای محاسبه تعداد شیار های هر فاز در زیر هر قطب از فرمول زیر استفاده می کنیم.

در این فرمول q  نماد تعداد شیار های هر فاز در زیر هر قطب، Z تعداد شیار های مربوط به سیم پیچی موتور و 2p  نشان دهنده تعداد قطب های استاتور و m نشان دهنده تعداد فاز در موتور الکتریکی می باشد  که بسته به تک فاز یا سه فاز بودن موتور به ترتیب 1 و 3 انتخاب می شوند.

فرمول محاسبه زاویه مکانیکی بین شیارها

محاسبه دقیق زاویه مکانیکی بین شیار ها یکی از عوامل تاثیر گذار سیم پیچی موتور های الکترونیکی می باشد. برای به دست آورد زاویه مکانیکی بین شیار ها کافی است طبق فرمول زیر، 360 درجه را به تعداد شیار های مورد استفاده تقسیم کرد.

فرمول محاسبه زاویه الکتریکی بین شیارها

اختلاف زاویه هر شیار از شیار مجاور را زاویه الکتریکی بین شیار ها نامیده شده و از طریق فرمول زیر محاسبه می شود.

در این فرمول P  نشان دهنده نصف تعداد قطب ها و Z تعداد شیار های استاتور می باشد.

فرمول محاسبه گام سیم بندی

محاسبه گام سیم بندی یکی از مراحل مهم در سیم پیچی موتور الکتریکی می باشد. گام سیم بندی با نماد Yz نمایش داده می شود و به مقادیر گام قطبی با نماد Yp و عدد هارمونی n بستگی دارد. فرمول محاسبه گام سیم بندی موتور الکتریکی به صورت زیر می باشد.

فرمول محاسبه گام فازی

یکی از فرمول های مهم در سیم پیچی موتور الکتریکی، فرمول محاسبه گام فازی می باشد. گام فازی با نماد Yph نمایش داده شده و از طریق فرمول زیر محاسبه می شود.

همان طور که از فرمول بالا مشخص است Yph  به Yp بستگی دارد. در یک موتور الکتریکی سه فاز میزان اختلاف بین فاز ها برابر 360 درجه می باشد.