الکتروموتور چیست؟

یکی از اجزای مهم سیستم‌‌‌های تراکمی، الکتروموتور است و الکتروموتور‌‌های نیز از تنوع بسیاری برخوردارند که پرداختن به جزئیات ساختار و عملکرد آن‌ها از حوصله بحث ما خارج است.
الکتروموتور‌های سه فاز در مجموع ساختار نسبتا ساده‌تری نسبت به موتور‌‌های تک فاز دارند و در دو دوگانه سنکرون (همزمان) و آسنکرون (غیرهمزمان) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در موتور‌های آسنکرون روتور نقش قطب مغناطیسی را بازی می‌کند و به همین دلیل لاید روتور (گردانه) به جریان برق مستقیم متصل شود و در عین حال سیم پیچ‌‌‌های استاتور (اسکانه) به برق متناوب وصل شده و میدان مغناطیس را به وجود می‌آورد. قطبی شدن روتور و وجود میدان مغناطیسی دوار استاتور، شرایط لازم برای گردش را فراهم می‌آورد. این حالت مانند آن است که دو آهن ربا را به هم نزدیک کرده و یکی را به دنبال دیگری بکشانیم، بدون این که این دو آهن ربا یکدیگر را جذب کنند. در این گونه موتورها گردش روتور نسبت به میدان دوار استاتور تاخیری ندارد و به همین دلیل چنین موتور‌هایی سنکرون یا همزمان خوانده می‌شوند. اما چنین موتور‌‌هایی در چیلر‌‌‌های تراکمی کاربردی دارند.
موتور‌‌‌های آسنکرون بی نیاز به جریان مستقیم برای ایجاد قطب مغناطیسی هستند، بلکه تنها عبور جریان متناوب از سیم پیچ‌‌‌های استاتور، میدان مغناطیسی دوار را به وجود می‌آورد که روتر را همچون یک قطعه فلزی به دنبال خود می‌کشاند. در واقع جریان ایجاد شده در روتور بر انر القای الکترومغناطیسی استاتور به وجود می‌آید. از این نظر این نوع موتور‌‌هایی را موتور القایی نیز می‌نامند.
در موتور‌‌‌های سنکرون ابتدا استاتور تحت ولتاژ متناوب قرار گرفته و با تولید میدان مغناطیسی دوار و القای جریان در روتور، آن را می‌گرداند. بنابراین گردش میدان مغناطیسی دوار نسبت به گردش روتور قدری جلوتر است. به عبارت دیگر در این نوغ موتور ابتدا استاتوس تبدیل به یک آهنربای موقت شده و سپس به روتور را به صورت یک قطعه آهنی به دنبال خود می‌کشاند. به خاطر این تاخیر در آهنربایی شدن استاتور و گردش روتور، این نوع موتور‌‌‌های آسنکرون یا غیر همزمان خوانده می‌شوند.

همان گونه که اشاره شد به طور معمول الکتروموتور چیلر‌‌های تراکمی از نوع سه فاز آسنکرون است. این نوع موتور‌ها به هنگام راه اندازی جریان زیادی از شبکه می‌کشند. این حالت در مورد موتور‌‌‌های پرتوان بیشتر است. بنابراین برای کاهش جریان راه اندازی روش‌های مختلفی وجود دارد. اصولا موتور‌‌های سه فاز فارغ از این که پرتوان یا کم توان باشند، معمولا به دو روش ستاره یا مثلث سربندی می‌شوند.

در حالت ستاره، یک سر از هر کلاف به هم متصل شده و نقطه مشترکی را به وجود می آورند که ولتاژ آن صفر است. در این حالت ولتاژ هر کلاف ۷۳۳/۱ برابر کمتر از ولتاژ خط است. بنابر این چنانچه  ولتاژ بین هر فاز ۳۸۰ ولت باشد، ولتاژ دو سر یک کلاف ۲۲۰ ولت خواهد بود.
در سربندی مثلث وضعیت به گونه دیگری است. در این حالت ابتدای یک کلاف به انت‌‌های کلاف دیگر متصل و ولتاژ سه فازه به رئوس مثلث وصل می‌شود. بنابراین با توجه به عدم وجود اتصال مشترک بین هر سه کلاف، ولتاژ هر کلاف برابر با ولتاژ خط است. بنابراین اگر ولتاژ خط ۳۸۰ ولت باشد، ولتاژ دو سر هر کلاف هم ۳۸۰ ولت است.
در موتور‌‌‌هایی که به صورت عادی راه اندازی می‌شوند، ممکن است موتور تنها در یکی از این حالت‌ها راه اندازی شد و این به معنای این است که سربندی سیم پیچ‌های سه گانه در داخل استاتور انجام شده است و در جعبه تقسیم موتور تنها سه ترمینال برای اتصال خطوط فاز وجود دارد. در برخی از موتورها نیز هر شش سر سه سیم پیچ به داخل جعبه تقسیم موتور هدایت می‌شوند تا امکان راه اندازی موتور به صورت ستاره یا مثلث وجود داشته باشد. وجود هر شش سر سیم در جعبه تقسیم موتور این امکان را فراهم می‌آورد که در صورت نیاز بتوان با طرح مدار قدرت و فرمانی ویژه، موتور را به صورت ستاره راه اندازی کرد و سپس آن را به وضعیت مثلث در آورد.

در روش ستاره مثلث که از رایج‌ترین روش‌های راه اندازی موتور‌‌های سه فاز باتوانی بیش از ۱۱ کیلووات است معمولا موتور به مدت کوتاهی (در حدود پنج ثانیه) به صورت ستاره به راه می‌افتد و در این حالت با توجه به کاهش ولتاژ به اندازه ۷۳۳/۱ E از ولتاژ خط، موتور با توانی در حدود یک سوم توان نامی خود شروع به کار می‌کند، و مانع از وارد شدن شوک ناشی از جریان زیاد به شبکه می‌شود و پس از آن در حالت مثلث قرار گرفته و با توان نامی خود به کار ادامه می‌دهد. اما در چیلر‌‌های تراکمی فارغ از روش ستاره-مثلث از روش دو ستاره نیز استفاده می‌شود. در این روش سیم پیچ‌‌‌های موتور در قالب شش کلاف، دو مدار ستاره جداگانه را تشکیل می‌دهند که هیچ گونه اتصال الکتریکی بین آن‌ها برقرار نیست، گویی دو موتور با سربندی ستاره در یک پوسته قرار گرفته‌اند. در این نوع موتور‌‌های ابتدا ستاره اول وارد مدار می‌شود و پس از مدت کوتاهی ستاره دوم نیز راه اندازی می‌شود و موتور بدون خارج شدن هیچ یک از کلاف‌هایی که به صورت ستاره سر بندی شده‌اند به کار خود ادامه می‌دهند. به دلیل دو مرحله‌ای بودن برق دار شدن هر یک از کلاف‌‌‌هایی که به صورت ستاره سربندی شده‌اند، گاهی این الکتروموتورها را دو ضرب نیز می‌خوانند.

اگر موتور از داخل سربندی شده باشد، فقط سه سر سیم به داخل جعبه تقسیم هدیت می‌شود و موتور تنها در یکی از دو حالت ستاره یا مثلث قادر به کار خواهد بود. اگر ابتدا و انت‌‌های کلاف‌ها به هم متصل شده باشند، هر شش سر سیم به خارج از موتور و به داخل جعبه تقسیم هدایت می‌شوند. در این صورت می‌توان موتور را به صورت ستاره-مثلث راه اندازی کرد، مشروط بر این که مدار قدرت و فرمان ویژه ای برای آن در نظر گرفته شود.