موتور سنکرون آسانسور؛ معرفی کامل، طراحی، ترمز داینامیک و نقش مونارک در کنترل این موتورها

مرکز خدمات آسانسور و مونارک ایران به عنوان برترین مرکز تخصصی مونارک در ایران، سال‌هاست که در زمینه فروش، نصب، سرویس و پشتیبانی کنترلرها و درایوهای آسانسور مونارک (سری NICE1000 و NICE3000) فعالیت می‌کند. این مقاله به صورت جامع و فنی، بصورت تخصصی موتور سنکرون آسانسور را بررسی می‌کند. برای دریافت مشاوره تخصصی یا سفارش خدمات، با ما در ارتباط باشید:
09214547301.

تاریخچه موتور سنکرون

موتور سنکرون یکی از مهم‌ترین ماشین‌های الکتریکی تاریخ است که ریشه آن به قرن نوزدهم بازمی‌گردد. نخستین بار در سال ۱۸۶۶ ورنر فون زیمنس اصول موتور سنکرون را معرفی کرد. ویژگی اصلی این موتور آن است که روتور دقیقاً با سرعت میدان مغناطیسی دوار استاتور می‌چرخد. به همین دلیل، هیچ لغزشی بین میدان و روتور وجود ندارد.

در اوایل قرن بیستم موتورهای سنکرون بیشتر در صنایع سنگین و نیروگاه‌ها استفاده می‌شدند، زیرا کنترل سرعت ثابت و ضریب توان بالایی داشتند. اما با ظهور تکنولوژی‌های جدید کنترل (اینورترها و درایوهای فرکانس متغیر)، این موتورها راه خود را به سمت صنایع دقیق‌تر از جمله آسانسورها باز کردند.

طراحی موتور سنکرون

طراحی موتور سنکرون بر پایه دو بخش اصلی استاتور و روتور بنا شده است:

• استاتور: شامل سیم‌پیچ‌هایی است که با اعمال ولتاژ سه‌فاز، میدان مغناطیسی دوار ایجاد می‌کنند.
• روتور: در آسانسورهای مدرن اغلب از نوع آهنربای دائم (Permanent Magnet) است که باعث کاهش تلفات و افزایش راندمان می‌شود.
• کنترلر: قلب سیستم است که وظیفه هم‌زمان‌سازی جریان استاتور با موقعیت روتور را بر عهده دارد.

اصل کار ساده است: زمانی که میدان مغناطیسی استاتور با فرکانس f ایجاد می‌شود، روتور با همان سرعت Ns = 120f/p (دور بر دقیقه) می‌چرخد، که در آن p تعداد قطب‌ها است.

ورود موتور سنکرون به صنعت آسانسور

تا دهه ۱۹۹۰ میلادی بیشتر آسانسورها از موتورهای آسنکرون گیربکس‌دار استفاده می‌کردند. این موتورها اگرچه ساده و ارزان بودند، اما معایب زیادی داشتند؛ از جمله مصرف انرژی بالا، صدای زیاد و لرزش در حرکت کابین.

با توسعه موتورهای سنکرون بدون گیربکس (Gearless Synchronous)، انقلابی در صنعت آسانسور رخ داد. این موتورها به دلیل ابعاد کوچک‌تر، راندمان بالاتر و حرکت فوق‌العاده نرم، به‌سرعت جایگزین موتورهای قدیمی شدند.

مزایا و معایب موتور سنکرون آسانسور

مزایا

• راندمان بسیار بالا (کاهش مصرف انرژی تا ۴۰٪)
• حذف گیربکس و کاهش ابعاد
• حرکت نرم و توقف دقیق در طبقه
• صدای کم و ارتعاش پایین
• کنترل کامل سرعت و گشتاور

معایب

• نیاز به درایو و کنترلر پیشرفته
• هزینه اولیه بیشتر
• پیچیدگی تعمیر و نگهداری

ترمز داینامیک در موتور سنکرون

یکی از مباحث بسیار مهم در موتورهای سنکرون آسانسور، استفاده از ترمز داینامیک (Dynamic Braking) است. در شرایطی مانند نجات اضطراری (قطع برق، آتش‌سوزی یا خرابی)، نیاز است که کابین به صورت ایمن و کنترل‌شده متوقف یا حرکت داده شود. در این حالت، موتور سنکرون نقش ژنراتور را ایفا کرده و انرژی تولیدی آن به یک مقاومت تخلیه می‌شود. این فرآیند همان ترمز داینامیک است.

علت پل شدن سه فاز موتور در حالت استاپ

کنترلرهای پیشرفته مانند مونارک، در زمان توقف آسانسور، سه فاز موتور را به هم متصل یا اصطلاحاً پل می‌کنند. دلیل این کار:

• ایجاد گشتاور مقاوم در برابر حرکت ناخواسته
• تثبیت موقعیت کابین در اثر بار نامتعادل
• افزایش ایمنی مسافران

زمانی که سه فاز موتور پل می‌شود، سیم‌پیچ‌ها در حالت اتصال کوتاه داخلی قرار می‌گیرند. در نتیجه هرگونه حرکت روتور باعث القای جریان در سیم‌پیچ‌ها می‌شود و مطابق قانون لنز، یک میدان مخالف ایجاد می‌کند که با حرکت روتور مقابله می‌کند. این وضعیت مانند یک ترمز الکترومغناطیسی عمل کرده و باعث می‌شود موتور به سختی بچرخد.

فرمول‌های کلیدی موتور سنکرون

• سرعت سنکرون: Ns = 120f/p
• توان الکترومکانیکی: P = T × ω (T = گشتاور، ω = سرعت زاویه‌ای)
• انرژی ترمز داینامیک: W = ∫ V × I dt (انرژی تخلیه شده در مقاومت)

پلاک‌خوانی موتور سنکرون آسانسور

هر موتور سنکرون دارای یک پلاک (Nameplate) است که مشخصات اصلی روی آن درج شده است. دانستن این مشخصات برای انتخاب و راه‌اندازی صحیح موتور حیاتی است.

• Rated Power (قدرت نامی): برحسب kW یا HP
• Rated Voltage (ولتاژ نامی): معمولاً ۳۸۰ ولت سه‌فاز
• Rated Current (جریان نامی): جریان مصرفی در بار کامل
• Rated Speed (سرعت نامی): برحسب rpm (دور بر دقیقه)
• Pole Pairs (تعداد قطب‌ها): برای محاسبه سرعت سنکرون
• Insulation Class (کلاس عایقی): معمولاً F یا H
• IP Code (درجه حفاظت): مثلاً IP54 یا IP55

نکته: هنگام انتخاب درایو یا کنترلر (مثل مونارک نایس ۱۰۰۰ و ۳۰۰۰)، باید جریان و ولتاژ موتور دقیقاً مطابق با پلاک موتور وارد شود تا از خطا یا آسیب جلوگیری گردد.

نقش مونارک و کنترلرهای سری NICE

شرکت مونارک با معرفی کنترلرهای NICE 1000 و NICE 3000 تحول بزرگی در کنترل موتورهای سنکرون ایجاد کرد. این کنترلرها با الگوریتم Vector Control و قابلیت پل کردن سه فاز در استاپ، ایمنی و کیفیت حرکت آسانسور را به بالاترین سطح رسانده‌اند.