رآکتور موتور چیست؟

رآکتور موتور که در بازار به عناوین سلف قدرت، چوک رآکتور یا موتور رآکتور نیز خوانده می شود، رآکتور موتور یک قطعه الکتریکی پسیو است که شامل یک سیم‌پیچ القایی بزرگ با هسته آهنی یا هوایی می‌باشد. این قطعه در مدارهای الکتریکی نقش های مختلفی دارد. یکی از اصلی ترین و مهم ترین وظیفه آن، مخصوصاً در سیستم های مجهز به درایورهای فرکانس متغیر، محدود سازی جریان در مدارهای متصل به موتورهای الکتریکی است. در واقع این قطعه یک سلف با هسته آهنی یا هوایی است که در مدارهای متصل به موتورهای الکتریکی وظیفه محدود سازی جریان و کاهش هارمونیک ها را بر عهده دارد.

نحوه عملکرد رآکتور موتور

رآکتور موتور عملکرد اصلی خود را از طریق محدود سازی جریان هجومی (Inrush Current) اعمال می کند. هنگامی که یک موتور بزرگ به صورت مستقیم راه اندازی می شود، به مدت کوتاهی جریان بسیار بالایی یا به عبارت دیگر جریانی معادل با ۵ الی ۸ برابر جریان نامی به وجود می آید.

این جریان اگر کنترل نشود، شبکه برق و همچنین موتور را در معرض آسیب قرار می دهد. رآکتور در لحظه شروع، این جریان هجومی را از طریق ایجاد راکتانس القایی محدود می کند. به این ترتیب مانع از آسیب موتور و شبکه برق می شود.

سلف قدرت در سیستم های مجهز به درایوهای فرکانس متغیر، در ورودی یا خروجی، درایور قرار می گیرد.  زیرا می تواند در ورودی یا خروجی درایوهای فرکانس متغیر، هارمونیک ها و نویزهایی که توسط مبدل تولید می شود را فیلتر کند.

به همین دلیل وجود آنها تأثیر بسزایی در کیفیت توان ورودی و خروجی سیستم ها دارد. به طور کلی رآکتور موتور برای حفظ کارکرد طولانی و پایدار سیستم الکتریکی موتورهای الکتریکی نقش بسیار مؤثری را ایفا می کند. مانع از خرابی موتور در برابر آسیب های ناشی از تغییرات ناگهانی و جریان های بزرگ می شود.

تفاوت رآکتور موتور با سروو موتور

رآکتور موتور و سروو موتور دو قطعه متفاوت از هم محسوب می شوند و هر کدام در لایه های مختلف سیستم های قدرت و کنترل به کار می روند. در واقع رآکتور موتور ماهیت ثابت دارد اما سروو موتور یک نوع موتور الکتریکی دقیق و پویا محسوب می شود.

با توجه به توضیحاتی که در مبحث قبلی عنوان شد، می توان نتیجه گرفت که رآکتور موتور یا همان چوک راکتور، بر خلاف سروو موتور، یک موتور کامل نیست. بلکه  یک قطعه پسیو یا غیرفعال است که در موتورهای الکتریکی به کار می رود. رآکتور یک سیم پیچ بزرگ با هسته فلزی است که همانند یک دمپر یا فیلتر در مسیر جریان برق الکتروموتور سنگین قرار می گیرد. سپس جریان های هجومی در موتور را از طریق ایجاد مقاومت یا آمپدانس القایی محدود و هارمونیک ها را کنترل می کند.

در واقع رآکتور در موتورهای الکتریکی فقط نقش محافظتی دارد و مطابق با قوانین فیزیکی القا، جریان را محدود می کند. بنابراین به صورت مستقل حرکت نمی کند یا کار خاصی را انجام نمی دهد. اما سروو موتور یک نوع موتور الکتریکی و همچنین یک قطعه کاملاً فعال به شمار می رود. این موتور یکی از مهم ترین و اصلی ترین بخش های سیستم های کنترل حرکت پیشرفته محسوب می شود. همچنین در سیستم هایی که باید یک سری وظایف تکرار شونده را با دقت بسیار بالا انجام دهند به کار می رود.

البته سروو موتور نیز به تنهایی یک وسیله کامل و کاربردی نیست. بلکه یک سیستم حلقه بسته محسوب می شود و از ۳ جز اصلی: موتور، درایو و انکودر یا سنسور خروجی تشکیل شده‌است. مغز متفکر سروو موتور درایور آن است. زیرا این قطعه همه سیگنال های کنترلی دریافتی را به صورت کاملاً دقیق اندازه گیری می کند.

سپس این سیگنال ها را با سیگنال هایی که توسط انکودر تولید می شوند، مقایسه کرده و آنگاه بر اساس میزان اختلاف موجود بین دو سیگنال، جریان موتور را تنظیم می کند و درصد خطا را به صفر می رساند. انکودر به صورت مرتب سرعت موتور را اندازه گیری می کند و شامل یک قطعه شفت متصل به موتور است. موتور نیز برای تولید چرخش و گشتاور به کار می رود.

مهمترین و اصلی ترین وظیفه سروو موتور اجرای دقیق دستورات کنترلی برای دسترسی به گشتاور یا سرعت مورد نظر بدون کمترین خطا در کوتاه ترین زمان ممکن است. به طور کلی سروو موتور در مقایسه با رآکتور موتور دقت بسیار بالاتری دارد و به همین دلیل بیشتر در چاپگرهای سه بعدی، رباتیک ها و ماشین آلات سی ان سی به کار می رود.

با توجه به توضیحات فوق باید گفت که سروو موتور بر خلاف رآکتور موتور، شامل یک مجموعه کاملاً فعال و هوشمند برای کنترل دقیق حرکت مکانیکی است. اما رآکتور یک قطعه غیرفعال برای کنترل و مدیریت نویز و جریان برق در موتورهای الکتریکی محسوب می شود.

کاربرد رآکتور موتور در سیستم های صنعتی

رآکتورها در تمامی صنایعی که از درایوهای کنترلی و موتورهای الکتریکی بزرگ استفاده می کنند کارایی دارند. برخی از مهمترین و رایج ترین کاربردهای آنها در صنایع مختلف شامل موارد زیر است.

• محافظت از قطعات نیمه هادی درایوهای VFD

در درایوهای VFD از رآکتور موتور برای محافظت از قطعات نیمه هادی درایو ناشی از نوسانات ورودی استفاده می شود. همچنین در این درایوها این قطعه از موتور در برابر ولتاژهای پیک سریع نیز محافظت می کند.

• محدود سازی جریان اتصال کوتاه در سیستم های توزیع برق

یکی دیگر از کاربردهای رایج رآکتور موتور، محدود سازی جریان اتصال کوتاه در سیستم های توزیع برق است. این قطعه از طریق متعادل سازی فازها در سیستم های توزیع برق، جریان اتصال کوتاه را محدود می کند.

• کاهش جریان راه اندازی موتورهای بزرگ

دیگر کاربرد این قطعه در راه اندازی موتورهای آسنکرون بزرگ است. همچنین جریان آنها را در هنگام راه اندازی کاهش می دهد.

• تنظیم و تصحیح ضریب توان

در برخی از موتورها و سیستم ها این قطعه برای تنظیم و تصحیح ضریب توان به عنوان یک بخش بانکی خازنی به کار می رود.

نحوه تست و عیب یابی رآکتور موتور

همانطور که در مطالب قبلی نیز به این نکته اشاره شد، رآکتور موتورها برخلاف سروو موتورها فاقد قطعات متحرک هستند. به همین دلیل فرایند تست و عیب یابی آنها روند ساده و راحتی دارد. به طور کلی علاوه بر بازرسی بصری و بررسی علائم گرمایی، برای تست و عیب یابی این قطعات روش های مختلفی وجود دارد که در ادامه بررسی خواهند شد.

• تست مقاومت اهمی

یکی از رایج ترین روش های موجود در این زمینه، تست مقاومت اهمی است. در این روش برای اندازه گیری میزان مقاومت سیم پیچ رآکتور از یک مولتی متر در حالت قطع برق استفاده می شود. اگر این سیم پیچ موتور وصل باشد، میزان مقاومت آن نزدیک به صفر یا مطابق با عددی خواهد بود که سازنده در دفترچه راهنمای موتور عنوان کرده‌است. اما در صورتی که در این تست میزان مقاومت سیم پیچ رآکتور بسیار بالا باشد، می توان نتیجه گرفت که سیم پیچ موتور قطع است. در واقع تست مقاومت اهمی برای قطع یا اتصال سیم پیچ انجام می شود.

• تست های استاندارد عایقی

یکی دیگر از تست های رایج برای این منظور، تست استانداردهای عایقی است. برای انجام این تست دستگاه مگا اهم متر به کار می رود. زیرا با این دستگاه میزان مقاومت عایقی بین سیم پیچ ها و بدنه محاسبه می شود. در صورتی که عایق های موتور ضعیف و کمتر از استانداردهای تعریف شده برای این منظور باشند، در این تست مشخص می شود.

• تست جریان اشباع

تست جریان اشباع یکی دیگر از کاربردهای معمول برای عیب یابی رآکتورها محسوب می شود. البته این تست بیشتر برای رآکتورهایی  که برای کنترل شار طراحی شده‌اند، کارایی دارد. در این تست میزان جریان اشباع رآکتور تحت ولتاژ AC برای بررسی وضعیت اشباع هسته مغناطیسی اندازه گیری می شود. اگر هسته مغناطیسی دچار اشباع غیرمجاز شده باشد، با استفاده از این تست به راحتی مشخص می شود.

رآکتور موتور سه فاز چیست؟

رآکتور موتور سه فاز به صورت اختصاصی در شبکه های برق سه فاز به کار می رود و شامل دو نوع رآکتور مجزا و رآکتور سه سیم پیچ یا مونو فاز است. در رآکتور مجزا بر خلاف سه سیم پیچ مجزا، برای هر فاز سه سیم پیچ جداگانه وجود دارد. هر کدام از این سیم پیچ ها به اشکال مختلف مثلث، ستاره و غیره نصب می شوند. معمولاً یکی از کاربردی ترین انواع رآکتور موتور برای ورودی و خروجی VFD این نوع رآکتور است.

رآکتور مونو فاز یا سه سیم پیچ بیشتر برای کنترل جریان هجومی یا کاربردهای خاص به کار می رود و در مسیر یکی از فازها یک سلف تک فاز به وجود می آورد. به طور کلی برای حفاظت متعادل از موتورها رآکتور مجزا انتخاب بهتری است. همچنین این رآکتورها برای محدودسازی جریان و کاهش هارمونیک جریان و ولتاژ در موتورهای سه فاز به کار می روند.

تفاوت رآکتور AC و DC

مهمترین تفاوت موجود بین رآکتور ای سی و دی سی در نوع جریان مدار آن ها است. نوع جریان موجود در مدارهای رآکتور AC جریان متناوب است. به همین دلیل از آن ها به عنوان رآکتور جریان متناوب نیز زیاد یاد می شود.

معمولاً رآکتورهای AC در فرکانس های متناوب نظیر ۵۰ الی ۶۰ هرتز به کار می روند و بیشتر برای این فرکانس ها مناسب هستند. همچنین این نوع از رآکتورها برای فیلترسازی هارمونیک ها و مدیریت جریان های متناوب به کار می روند. رآکتورهای درایو VFD رایج ترین انواع رآکتورهای AC به شمار می روند. برای هسته این رآکتورها اغلب از ورقه های نازک عایق کاری شده استفاده می شود.

رآکتور DC در مدارهای جریان مستقیم به کار می روند. به همین دلیل از آن به عنوان رآکتور جریان مستقیم نیز یاد می شود. رایج ترین کاربرد این رآکتورها در خروجی سوییچینگ ها است. زیرا در این تجهیزات جریان ثابت است و در هسته تلفات جریان گردابی وجود ندارد.

هسته این نوع از رآکتورها اغلب از جنس فولاد فشرده یا بلوک های چدنی است. همچنین هسته آن ها به عایق کاری نیاز ندارد. مهمترین و اصلی ترین وظیفه رآکتور جریان مستقیم محدودسازی نرخ افزایش جریان در بارهای سلفی DC یا جریان مستقیم است.

نحوه نصب رآکتور موتور در مدار

برای نصب رآکتور موتور در مدار قبل از هر چیزی باید به هدف نصب و استفاده آن توجه کرد. به عنوان مثال اگر هدف اصلی از نصب رآکتور قرار دادن آن به عنوان ورودی درایو باشد، باید سری آن را بین ترمینال های ورودی و منبع تغذیه سه فاز نصب کرد.

اما در صورتی که هدف اصلی از نصب آن استفاده به عنوان رآکتور خروجی درایو باشد، باید رآکتور را بین ترمینال های خروجی و ترمینال های موتور به صورت سری نصب کرد.

در مواقعی که هدف اصلی از نصب این قطعه کاهش ولتاژ راه اندازی موتور باشد باید هنگامی که موتور در وضعیت راه اندازی اولیه قرار دارد آن را با سیم پیچ های موتور در مدار ستاره به صورت سری نصب کرد.

تاثیر رآکتور در کنترل جریان موتور

رآکتور برای کنترل جریان و افزایش میزان مقاومت جریان یا آمپدانس مدار باید اقدام به ایجاد راکتانس کند. معمولاً میزان مقاومت جریان اضافی برای کنترل جریان به دو صورت وارد عمل می شود. در حالت اول از طریق کاهش جریان راه اندازی، جریان را کنترل می کند. به عبارت دیگر جریان اولیه با افزایش آمپدانس، متناسب با قانون اهم محدود سازی، دچار کاهش می شود.

رآکتور در حالت دوم برای کنترل جریان، هارمونیک ها را کاهش می دهد. رآکتورها نسبت به هارمونیک ها یا فرکانس های بالا میزان مقاومت بالاتری را نشان می دهند. به همین دلیل می توانند فرکانس های مضر را با عملکردی مشابه با عملکرد فیلتر پایین گذر، میرا کنند.

قیمت رآکتور موتور صنعتی

قیمت رآکتور موتور صنعتی تحت تاثیر عوامل مختلفی نظیر جنس هسته، ظرفیت یا آمپراژ، ولتاژ نامی و کلاس عایقی، نحوه و نوع نصب، برند و استانداردهای ساخت قرار دارد. همچنین نوسانات نرخ ارز، تورم و شرایط اقتصادی بازار نیز به صورت مستقیم بر قیمت این تجهیزات تاثیر می گذارد.

به طور کلی هر چقدر میزان توان نامی رآکتور بر حسب آمپر بیشتر باشد قیمت آن نیز افزایش پیدا می کند. همچنین آن دسته از رآکتورهایی که با استفاده از هسته آهنی نظیر فولاد سیلیکونی به بازار ارائه می شوند، در مقایسه با رآکتورهایی که دارای هسته هوایی هستند، قیمت بالاتری دارند.

موتور رآکتور از نظر کلاس عایقی در انواع مختلف کلاسA، E، B، F، H و با ولتاژ های نامی متغیر ۴۰۰ ولت، ۶۹۰ ولت و بالاتر در بازار وجود دارد. به طور کلی در شرایط عملیاتی سخت کیفیت عایق به صورت مستقیم بر میزان پایداری و طول عمر این موتورها تاثیر می گذارند. به همین دلیل کیفیت عایق یکی از معیارهای مهم خرید در این رابطه محسوب می شود.

به طور کلی عایق های کلاس F و H در مقایسه با دیگر کلاس ها تحمل حرارتی و قیمت بالاتری دارند. در واقع عایق های کلاس F می توانند تا دمای ۱۵۵ درجه سانتیگراد و عایق های کلاس H می توانند تا دمای ۱۸۰ درجه سانتیگراد را تحمل کنند.

به همین دلیل این موارد برای محیط هایی که دمای بالایی دارند و همچنین تجهیزاتی که باید اضافه بار زیادی را تحمل کنند به کار می روند. همچنین قیمت محصولات برندهای معتبر و بین المللی نظیر اشنایدر و زیمنس در مقایسه با دیگر محصولات رایج موجود در بازار و همچنین تولیدات داخلی گران تر است.

معرفی بهترین برندهای رآکتور موتور

در حال حاضر برندهای مختلفی در حوزه تولید رآکتور موتور فعالیت دارند. برخی از این برندها مطرح و بین المللی هستند و محصولات بسیار خوب، با کیفیت و طول عمر بالا را تولید و ارائه می کنند. به عنوان مثال برندهای زیمنس، اشنایدر الکتریک، ABB از جمله برندهای معتبر وارداتی و بین المللی فعال در این حوزه هستند.

علاوه بر محصولات وارداتی، تولیدکنندگان معتبر داخلی نظیر شرکت الکتروژن نیز به صورت تخصصی در این حوزه فعالیت می کنند و محصولات بسیار خوبی را با قیمت رقابتی و خدمات پس از فروش ایده آل ارائه می دهند. در ادامه برخی از برندهای معتبر فعال در این حوزه بیشتر بررسی خواهند شد.

• رآکتور موتور زیمنس

برند زیمنس یکی از بهترین و معتبرترین تولیدکنندگان انواع موتور نظیر رآکتور موتورها در دنیا به شمار می رود. این تولیدکننده در حوزه تولید درایوهای صنعتی حضور حرفه ای و فعالی دارد و محصولاتی بسیار با کیفیت و کاملاً مطابق با استانداردهای بین المللی تولید و ارائه می کند. زیمنس محصولات خود را در سری ها و دسته بندی های مختلفی ارائه می دهد و محصولات سری G120 و S120 آن بسیار مرغوب و با کیفیت هستند.

لازم به ذکر است که رآکتور موتور زیمنس به همراه درایورهای این برند عملکرد بسیار مطلوب و بهینه ای ارائه می دهند. در واقع این برند به همراه رآکتور موتورهای خود، درایورهایی با کلاس حرارتی، ولتاژ و جریان نامی مناسب ارائه می دهد و به طور کلی طول عمر و کیفیت محصولات آن بسیار بالا است.

• رآکتور موتور الکتروژن

شرکت الکتروژن نیز یکی از شرکت های خوب و مطرح در حوزه تولید موتورهای الکتریکی است. این شرکت نیز رآکتور موتورهایی با کیفیت خوب و عملکرد مطلوب تولید و ارائه می دهد. رآکتورهای الکتروژن در کنار برخورداری از کیفیت خوب، قیمت بسیار مناسبی دارند. همچنین امکان دسترسی به خدمات پس از فروش محصولات این تولید کننده ایرانی در سراسر کشور به راحتی برای کاربران فراهم است. بنابراین کسانی که رآکتور موتور الکتروژن را انتخاب می کنند، به راحتی می توانند از طریق نمایندگی های معتبر این برند به خدمات پس از فروش آن دسترسی داشته باشند.

• رآکتور موتور دلتا

یکی دیگر از برندهای مطرح و جهانی در حوزه تولید، رآکتور دلتا است. این تولیدکننده نیز محصولات بسیار خوب و با کیفیتی را ارائه می دهد. ناگفته نماند که برند دلتا انواع مختلف درایورهای فرکانس متغیر را به همراه لوازم جانبی مرتبط آن ها نظیر رآکتورها به بازار ارائه می دهد.

سوالات متداول

• وظیفه اصلی رآکتور موتور چیست؟

وظیفه اصلی رآکتور موتور یا به عبارت دیگر سلف قدرت یا چوک رآکتور محدودسازی جریان هجومی و کاهش هارمونیک ها در مدارهای موتورهای الکتریکی است.

• رآکتور موتور چگونه از آسیب دیدن موتور هنگام راه اندازی جلوگیری می کند؟

رآکتور موتور از طریق ایجاد راکتانس القایی در لحظه شروع، جریان هجومی را محدود می سازد از آسیب به موتور و شبکه برق جلوگیری می کند.

• تفاوت کلیدی رآکتور موتور با سروو موتور در چیست؟

رآکتور موتور یک قطعه پسیو یا غیرفعال است و نقش فیلتر و محافظ را دارد، اما سروو موتور یک موتور الکتریکی دقیق و فعال در سیستم های کنترل حرکت حلقه بسته است.

• سروو موتور برای اجرای دقیق دستورات از چه اجزایی تشکیل شده است؟

سروو موتور یک سیستم حلقه بسته است که شامل موتور، درایو (مغز متفکر) و انکودر (سنسور خروجی) است.

• رایج ترین روش های تست و عیب یابی رآکتور موتور چیست؟

روش های اصلی تست رآکتور موتور شامل تست مقاومت اهمی (برای بررسی قطع یا وصل بودن سیم پیچ) با مولتی متر، تست استانداردهای عایقی با مگا اهم متر و تست جریان اشباع (برای رآکتورهای شار کنترل) است.

• رآکتور موتور سه فاز چیست و چه انواعی دارد؟

رآکتور موتور سه فاز در شبکه های برق سه فاز برای محدودسازی جریان و کاهش هارمونیک ها استفاده می شود.