سیم پیچی موتور

برای محاسبه و انجام مراحل سیم پیچی موتور الکتریکی به یک سری اطلاعات و داده ها نیاز می‌شود. این معلومات را می توان متناسب با نوع نیاز و از روی پوسته و پلاک موتور به دست آورد.

ساختمان موتورها متشکل شده از دو بخش اصلی می‌باشد. استاتور یا بخش ثابت و روتور یا بخش متحرک، تشکیل دهنده ساختار اصلی موتور محسوب می‌شوند.

روتور از چهار قسمت محور، حلقه‌های انتهایی، هادی و هسته روتور شکل گرفته است. استاتور نیز از سه بخش سیم بندی، هسته و قاب تشکیل شده است. عملکرد الکترو موتورها بر اساس میدان مغناطیسی صورت می‌گیرد.

اطلاعات مورد نیاز برای انجام مراحل سیم پیچی موتور

تعداد فازها و شیارهای استاتور: تعداد شیارهای استاتور روی پوسته موتور با حرف Z نشان داده می شود. همچنین، حرف M نشان دهنده تعداد فازها اعم از سه فاز یا تک فاز می باشد. حرف y گام قطبی (فاصله میان قطب و مرکز بر اساس تعداد شیار) و yz گام سیم بندی (فاصله میان دو بازوی کلاف بر اساس تعداد شیار) الکترو موتور را نشان می‌دهند.

P یا تعداد قطب‌های موتور: غالبا P تعداد قطب های موتور الکتریکی اعم از سه فاز یا یک فاز مشخص شده است. در صورتی که این امر معین نشده باشد، با استفاده از سرعت روتور حک شده بر روی پلاک، میتوان تعداد قطب‌ها را مشخص نمود.

تعداد کلاف‌های لازم: در فرآیند سیم پیچی موتورهای الکتریکی تعداد کلاف‌های فازها با هم برابر و مجموع حلقه‌های کلاف هم یکسان در نظر گرفته می‌شود. غالبا تعداد کلاف های فاز با اعدادی مانند یک، دو، سه و ... مشخص می‌گردند.

روش های مختلف سیم پیچی موتور

سیم پیچی کلاف‌های الکترو موتورها به دو صورت کلاف متحد المرکز و کلاف مساوی انجام می شود. در صورتی که مرکز کلاف ها در یک نقطه و گام کلاف ها متفاوت باشد، سیم پیچی کلاف متحد المرکز است. نقشه این نوع سیم پیچی‌ها به شیوه مدور و گسترده رسم می‌گردد. در روش سیم پیچی کلاف مساوی، تعداد دور و سیم بندی کلاف ها کاملا برابر و یکسان می‌باشد.

از دیگر مراحل سیم پیچی موتور الکتریکی، سربندی کلاف‌ها بوده که شامل دو نوع سربندی اتصال دور و اتصال نزدیک می‌شود. در صورت فاصله نداشتن کلاف‌های یک فاز از یکدیگر، از اتصال دور و در صورت فاصله داشتن کلاف‌ها در حدود یک گام قطبی، از روش سربندی اتصال نزدیک استفاده می‌کنند.

در ادامه فرآیند سیم پیچی و پس از سربندی کلاف‌ها، دو سر سیم از هر فاز به خارج از موتور به منظور اتصال به شبکه برق کشیده ‌می‌شوند. برای اتصال سیم پیچ‌ها به شبکه برق، به شش ترمینال در جعبه اتصال نیاز می‌باشد.همچنین، اتصال سیم پیچ ها به شیوه مثلث یا ستاره صورت می‌گیرد.

 در ادامه مراحل سیم پیچی موتور الکتریکی، انتهای فاز سه را با حرف z و ابتدای فاز را با w، انتهای و ابتدای فاز دوم را با حرف های y و v و ابتدا و انتهای فاز اول را با u و x نشان می‌دهند.

فرمول های سیم پیچی موتور

فرمول محاسبه تعداد دور موتور از رابطه ns=۶۰.f/p به دست می‌آید. حرف p تعداد قطب های موتور و حرف f فرکانس برق شهر را نشان می‌دهند. تعداد قطب‌های موتور از طریق رابطه p=۶۰*f/ns محاسبه می‌گردد.

محاسبه گام قطبی از رابطه z/۲p به دست می‌آید. برای به دست آوردن و محاسبه زاویه الکتریکی میان دور شیار مجاور، از فرمول aez=p/z استفاده می‌شود.

با توجه به حساس و تخصصی بودن سیم پیچی موتور انجام هرگونه اشتباه در این پروسه، می تواند سیم پیچی موتور را با مشکلات مختلفی مواجه کند.

مشخصات کابل خودنگهدار

مشخصات کابل خودنگهدار فشار ضعیف

طبقه بندی و نام گذاری کابل های خود نگه دار تک فاز و سه فاز فشار ضعیف بر اساس تعداد رشته تشکیل دهنده به شرح زیر است:

• کابل خودنگهدار شش رشته: سه رشته فاز، یک رشته روشنایی معابر و یک رشته نول، یک رشته نگه دارنده
• کابل خودنگهدار پنج رشته: سه رشته فاز، یک رشته روشنایی معابر و یک رشته نول نگه دارنده
• کابل خودنگهدار سه رشته: یک رشته فاز، یک رشته روشنایی معابر و یک رشته نول نگه دارنده
• کابل خودنگهدار دو رشته: یک رشته فاز و یک رشته نول (مخصوص کابل سرویس رسانی به مشترکین و تغذیه تک فاز)

ترتیب نگارش سطح مقطع رشته ها در کابل سه فاز پنج رشته به شرح زیر است:

3*A+L+M&N

ترتیب نگارش سطح مقطع رشته ها در کابل خودنگهدار تک فاز با هادی روشنایی به شرح زیر است:

1*A+L+M&N

همچنین این ترتیب در کابل خودنگهدار تک فاز بدون هادی روشنایی به شرح زیر است:

1*A+N+M

* A: سطح مقطع نامی هادی فاز

* L: سطح مقطع نامی هادی روشنایی معابر

* M&N: سطح مقطع نامی هادی نول نگه دارنده

مقطع نامی کابل های خود نگه دار فشار ضعیف تک فاز و سه فاز استاندارد، بر حسب میلی متر مربع به شرح زیر است:

 

• کابل خودنگهدار سه فاز (شش رشته)
  • 3*25+25+16+16
  • 3*35+35+25+25
  • 3*50+50+25+25
  • 3*70+70+25+25
  • 3*95+95+25+25
  • 3*120+120+25+25

 

برش مقطع کابل خودنگهدار 6 رشته

شاخص	شرح	واحد	هادی های فاز	هادی های نول/مسنجر
b	پهنای خار بر روی هادی	میلی متر	0.2 ± 1.0	0.2 ± 0.6
h	بلندی خار بر روی هادی	میلی متر	0.1 ± 0.5	0.1 ± 0.3
a	فاصله بین دو خار	میلی متر	1 ± 5	1 ± 3

 

• کابل خودنگهدار سه فاز (پنج رشته)
  • 3*35+16+50
  • 3*50+16+50
  • 3*70+16+70
  • 3*95+25+70
  • 3*120+25+70

 

برش مقطع کابل خودنگهدار 5 رشته

شاخص	شرح	واحد	هادی های فاز	هادی های نول/مسنجر
b	پهنای خار بر روی هادی	میلی متر	0.2 ± 1.0	0.2 ± 0.6
h	بلندی خار بر روی هادی	میلی متر	0.1 ± 0.5	0.1 ± 0.3
a	فاصله بین دو خار	میلی متر	1 ± 5	1 ± 3

 

• کابل خودنگهدار تک فاز (چهار رشته)
  • 1*25+25+16+16
  • 1*35+35+16+25

 

• کابل خودنگهدار تک فاز (سه رشته)
  • 1*16+16+35
  • 1*25+16+35
  • 1*35+16+50

 

برش مقطع کابل خودنگهدار (سه رشته)

شاخص	شرح	واحد	هادی های فاز	هادی های نول/مسنجر
b	پهنای خار بر روی هادی	میلی متر	0.2 ± 1.0	0.2 ± 0.6
h	بلندی خار بر روی هادی	میلی متر	0.1 ± 0.5	0.1 ± 0.3
a	فاصله بین دو خار	میلی متر	1 ± 5	1 ± 3

 

• کابل خودنگهدار تک فاز (دو رشته)
  • 2*16
  • 2*25

هادی کابل

هادی فاز و روشنایی کابل خودنگهدار فشار ضعیف، از نوع رشته تابیده شده و فشرده گرد و از جنس آلومینیوم H12 یا EC1350 با حداقل خلوص 99/5 درصد است، همچنین تعداد رشته های هادی فاز و روشنایی برای مقاطع تا 50 میلی متر، 7 رشته و برای مقطع 70 حداقل 12 رشته و مقاطع بالاتر، 19 رشته است.

هادی رشته نول نگهدارنده، از نوع 7 رشته تابیده و غیر فشرده گرد و از جنس آلومینیوم آلیاژی منیزیوم سیلسیوم 6101 است.

عایق کابل

عایق کابل خودنگهدار فشار ضعیف، از ماده گرما سختی بر پایه پلی اتیلن شبکه ای و به رنگ سیاه است. عایق باید در مقابل عوامل جوی و پرتو فرابنفش خورشید و کشش و سایش مقاوم باشد. عایق به روش اکستروژن بر روی هادی کشیده می شود.

 

کابل خودنگهدار فشار متوسط

کابل خودنگهدار فشار متوسط، از سه رشته کابل که به دور یک رشته سیم فولادی نگدارنده لخت پیچیده شده تکشیل شده است که اصطلاحا کابل بهم تابیده شده هوایی (ABC) نامیده می شود، و در ایران به کابل خودنگهدار معروف است.

مشخصات کابل خودنگهدار فشار متوسط

کابل های خود نگه دار فشار متوسط در سطح مقطع های مختلف قابل تولید هستند که اندازه های استاندارد در صنعت برق ایران شامل کابل های سه فاز 35، 70، 120 و 150 میلی متر مربع است. این خطوط هوایی در مقابل عوامل طبیعی همچون پرتو ماورا بنفش نور خورشید قرار دارند و ضروری است که عایق بیرونی آن در برابر این عوامل از مقاومت بالایی برخوردار باشد که این امر مهم ترین تفاوت ساختاری این کابل و کابل های زمینی محسوب می شود.

برش مقطعی کابل خودنگهدار فشار متوسط

لایه های تشکیل دهنده کابل خودنگهدار فشار متوسط به شرح زیر می باشد:

1. هادی: هادی کابل خودنگهدار فشار متوسط از رشته های آلومینیومی غیر آلیاژی چند مفتولی فشرده و به هم تابیده شده و دارای مقطع گرد می باشد.
2. اسکرین هادی: پوشش نیمه رسانای روی هادی با حداقل ضخامت 0/30 میلی متر و ضخامت متوسط 0/80 میلی متر، لایه ای اکسترود شده با ترکیب پلی اتیلن کراس لینک شده در جهت کم کردن تنش های الکترو استاتیک و همچنین یکنواخت سازی میدان، مستقیما بر روی هادی کشیده می شود به نحوی که کاملا به عایق بچسبد.
3. عایق: عایقی از جنس پلی اتیلن شبکه ای (XLPE) به صورت اکسترود شده طبق استاندارد IEC 60502- 2 بر روی لایه نیمه رسانای هادی کشیده می شود.
4. اسکرین عایق: پوشش نیمه رسانای روی عایق با حداقل ضخامت 0/6 میلی متر لایه ای اکسترود شده مطابق با استاندارد IEC 60502-2 می باشد که در جهت یکنواختی میدان و همچنین افزایش خاصیت عایقی، بر روی عایق کابل کشیده می شود.
5. نوار جداکننده: یک لایه نیمه رسانا با حداقل ضخامت 0/1 میلی متر است که بر روی پوشش نیمه رسانای عایق کابل قرار می گیرد.
6. شیلد فلزی: یک لایه فلزی متشکل از رشته سیم های مسی هم مرکز با یک نوار مسی پیچیده شده به دور هسته، مطابق با استاندارد IEC60228 می باشد. سطح مقطع معادل شیلد برای کابل های تا مقطع هادی 150 میلی متر مربع ترجیحا به تعداد 28 رشته با قطر 0/85 معادل 16 میلی متر مربع می باشد.
7. نوار جدا کننده شیلد فلزی از غلاف: این لایه در جهت جدا کردن غلاف و شیلد فلزی از ترکیب مناسبی که بتواند پلی پروپیلن، پلی استر و پلاستیک های دیگر را جدا کند تشکیل می شود.
8. غلاف بیرونی: آخرین لایه کابل مطابق با استاندارد ASTM D1248 از یک روکش پلی اتیلن HDPE، مقاوم در مقابل شرایط محیطی می باشد که معمولا بر روی این روکش مشخصات کابل درج می گردد.
9. سیم نگه دارنده: سیم نگهدارنده لخت مطابق با استاندارد ASTM B498 باید از رشته های به هم تابیده فولادی گالوانیزه ساخته شود. در مناطقی که احتمال خوردگی زیاد است، می توان از هادی های فولادی با پوشش آلومینیومی استفاده کرد.

کابل های خود نگه دار از طریق ارت کردن سیم نگه دارنده در مقابل اضافه ولتاژ های ناشی از اصابت صاعقه حفاظت می شوند، به همین جهت سیم نگهدارنده کابل های خود نگه دار فشار متوسط باید در فواصل کمتر از 500 متر زمین گردد.

 

سطح مقطع استاندارد کابل های خود نگه دار فشار متوسط در شبکه های توزیع ایران به شرح زیر می باشد

خطوط 33 کیلو ولت	خطوط 20 کیلو ولت
3*35+43	3*35+43
3*70+60	3*70+60
3*120+60	3*120+60
3*150+87	3*150+60

 

مزایای استفاده از کابل های خود نگه دار

• كاهش میزان انشعابات غیر مجاز
• زیبایی مبلمان شهری
• افزایش ایمنی، کابل های خود نگه دار نسبت به خطوط انتقال مرسوم ایمن تر هستند.
• کاهش تخلیه های جزئی
• امكان نصب كابل های خود نگه دار فشار ضعیف بر روی تیر های خطوط انتقال 20 كیلو ولت
• هزینه های پایین نصب و نگه داری
• ایمنی در برابر اتصال کوتاه، به دلیل وجود عایق خطر بسیاری از برق گرفتگی های تصادفی را کاهش می دهد.
• نصب آسان به دلیل عدم نیاز به مقره
• مكان بکارگیری در مناطق تنگ و باریک
• امکان انجام سرویس بر روی خط گرم
• امکان استفاده از تیر های خطوط انتقال کوتاه تر، به دلیل عایق دار بودن کابل
• امکان نصب خطوط جدید بر روی تیر های برق و افزایش ظرفیت خط
• ارتعاشات کم تر نسبت به سیم های لخت با توجه به ساختار خود میرا کنندگی کابل
• مقاومت زیاد در مقابل خوردگی و پارگی
• امکان نصب فیبر نوری و خطوط تلفن بر روی یک پایه مشترک
• کاهش تلفات
• کاهش هزینه های جانبی خطوط انتقال از قبیل شاخه زنی درختان
• راکتانس کمتر کابل های خود نگه دار نسبت به خطوط سیمی هوایی (حدود 1/4)
• مفصل زدن آسان، با توجه به اینکه فقط یک هادی نیاز به مفصل کششی دارد.
• آتش سوزی ناشی از اتصال کوتاه بسیار کم رخ می دهد.
• هزینه اجرای خطوط انتقال از طریق کابل خودنگهدار 10 الی 60 درصد کمتر از خطوط هوایی لخت می باشد.
• احتمال اضافه ولتاژ ناشی از رعد و برق پایین است.

کابل خودنگهدار چیست؟

کابل های خودنگهدار که در جهت انتقال و توزیع نیرو در خطوط هوایی مورد استفاده قرار می گیرند، در واقع دسته ای از كابل های قدرت، دارای روكش هستند که در روی دکل ‌ها و پایه های توزیع برق، توسط یك نگهدارنده نصب و نگه داشته می شوند.

استفاده از کابل های خود نگه دار برای اولین بار به اواسط قرن بیستم میلادی و کشور فرانسه بر می گردد، با این وجود سابقه بکار گیری کابل های خودنگه دار در شبکه های برق ایران چندان طولانی نیست اما با توجه به مزایای متعدد مورد استقبال قرار گرفته و جایگاه کاربری مناسبی یافته است. در واقع این کابل ها خصوصیات بهتری نسبت به هادی های آنیل نشده مسی ارایه می دهند. همچنین با توجه به عایق دار بودن امکان بروز اتصالی بین رشته ها و نیز سرقت برق از بین می رود.

كابل های خودنگه دار را می توان به دو دسته فشار ضعیف و فشار متوسط تقسیم بندی كرد. اگر بخواهیم ساختار کابل های خود نگه دار را بررسی کنیم باید بگوییم که کابل خودنگهدار دارای عایق XLPE و هادی آلومینیومی و همچنین یک سیم نگهدارنده (مسنجر) می باشد، که جنس این سیم برای کابل های 20 کیلو ولت از فولاد و برای کابل های فشار ضعیف از آلیاژ آلومینیوم می باشد. در ساختار کابل خودنگهدار فشار ضعیف از سیم نگه دارنده به عنوان سیم نول نیز استفاده خواهد شد. در ادامه به تفصیل به بررسی انواع کابل های خود نگه دار می پردازیم.