مرکز مغناطیسی (Magnetic Center)
مرکز مغناطیسی (Magnetic Center)
در موتورهای الکتریکی یک مرکز مکانیکی (Mechanical Center) و یک مرکز مغناطیسی (Magnetic Center) وجود دارد. در طراحی و ساخت سعی می شود این دو مرکز بر هم منطبق باشند ولی در مواردی به دلایلی مانند تلورانس‌های ساخت و نصب این دو مرکز بر هم منطبق نبوده و مشکلاتی برای بیرینگ ها و کوپلینگ ها بوجود می آورند.
مرکز مغناطیسی (Magnetic Center) در موتورهای الکتریکی، به موقعیتی در طول شفت موتور گفته می‌شود که در آن نیروهای مغناطیسی بین روتور (بخش چرخنده) و استاتور (بخش ثابت) به تعادل کامل می‌رسند. وقتی موتور روشن می‌شود، میدان مغناطیسی به طور طبیعی تلاش می‌کند روتور را به سمتی بکشد که دقیقاً در مرکز هسته مغناطیسی استاتور هم‌راستا شود.
مرکز مغناطیسی در طراحی، نصب و نگهداری در موتورهای بزرگ به ویژه موتورهایی که در آنها به جای بلبرینگ ها از یاتاقان‌های بوش (Sleeve Bearing) استفاده می کنند اهمیت حیاتی دارد.
چرا موقعیت مرکز مغناطیسی مهم است؟
اگر الکتروموتور در حالت کار، خارج از مرکز مغناطیسی خود قرار بگیرد، مدام در راستای محور (Axial) یک نیروی کششی مغناطیسی ایجاد می‌کند. این نیرو تمایل دارد روتور را به جلو یا عقب بکشد تا روتور و استاتور از نظر میدان مغناطیسی در یک راستا قرار بگیرند. لازم است این مسئله در طراحی، نصب، همچنین انبساط حرارتی و الایمنت مورد توجه قرار گیرد تا از سایش شدید و خرابی زودهنگام یاتاقان‌ها جلوگیری شود.
افزایش ارتعاش و صدا:
تراز نبودن مرکز مغناطیسی حتی تراز نبودن فاصله هوایی (Air Gap) میان استاتور و روتور باعث ایجاد ارتعاشات غیرعادی و صداهای ناهنجار در موتور می‌شود.
کوپل موتور به تجهیزات:
هنگام اتصال (کوپل کردن) موتور به پمپ، کمپرسور یا هر تجهیز دیگر، شفت موتور باید دقیقاً در مرکز مغناطیسی خود تنظیم و قفل شود تا در حین کار به تجهیزات متصل آسیب نزند. در زمان الاینمنت در صورت عدم توجه به مرکز مغناطیسی موتور، نیروی محوری ناشی از خارج بودن از مرکز مغناطیسی روتور باعث خواهد شد تنش زیادی به بیرینگ ها به ویژه بیرینگ های تراست در دستگاه کوپل شده و خود کوپلینگ وارد شود و خرابی زودرس اتفاق بیفتد.
تفاوت مرکز مکانیکی و مرکز مغناطیسی
مرکز مکانیکی: بر اساس اندازه‌گیری‌های فیزیکی و ظاهری قطعات ساخته شده، مشخص می شود.
مرکز مغناطیسی: بر اساس خطوط میدان مغناطیسی شکل می‌گیرد. علی القاعده مرکز مکانیکی و مرکز مغناطیسی در صورت مراعات تمام ملزومات مانند هموژن بودن متریال و دقت در ساخت و نصب بر هم منطبق باشند. اما به دلیل تلورانس‌های ساخت و نصب، ممکن است مرکز مغناطیسی چند میلیمتر جابه‌جا شود. از آنجائیکه در موتورهای بزرگ با بیرینگ های بوش (Sleeve) روتور 6 الی 12 میلیمتر در داخل پوسته امکان جابجایی دارد در نتیجه توجه به این مسئله در موتورها اهمیت کلیدی دارد.
روش مشخص کردن مرکز مغناطیسی در کارخانه:
در کارخانه سازنده، موتور را بدون بار روشن می‌کنند تا روتور جایگاه طبیعی خود را پیدا کند. سپس یک خط روی شفت حک می‌کنند که به آن شاخص مرکز مغناطیسی (Magnetic Center Indicator) می‌گویند.
متداول‌ترین روش برای پیدا کردن مرکز مغناطیسی در محل
جداسازی موتور از دستگاه:
موتور را به‌طور کامل از تجهیزات متصل به آن جدا (Uncoupled) کنید تا شفت روتور کاملاً آزادانه بتواند حرکت محوری داشته باشد
نشانه‌گذاری اولیه:
شفت را در حالت خاموش (سکون) به یک سمت (مثلاً انتهای مکانیکی) فشرده و روی شفت نسبت به بدنه یک خط راهنما (با ماژیک یا قلم خط‌کشی) ایجاد کنید. سپس شفت را برعکس فشار داده و خط دیگری را نشانه گذاری کنید که اختلاف این دو، میزان جابجایی شفت در داخل استاتور را نشان می دهد.
روشن کردن موتور بدون بار:
موتور را با ولتاژ و فرکانس نامی (Solo Run) روشن کنید. در این حالت، روتور به واسطه نیروهای الکترومغناطیسی به سمت مرکز مغناطیسی کشیده می شود و بدون مانع در مرکز مغناطیسی قرار می گیرد و در آنجا تثبیت می‌شود.
علامت گذاری نهایی:
زمانی که موتور در حال چرخش آزاد است و به تعادل حرارتی رسیده، موقعیت جدید شفت را نسبت به بدنه با رعایت مسایل ایمنی با وسیله نوک تیز و یا با ماژیک، درست در محل خروجی شفت، مماس به بدنه علامت بزنید. این خط سوم، رفرنس الایمنت خواهد بود. در این حالت روتور در مرکز مغناطیسی واقعی در زمان کار، قرار خواهد داشت.
تنظیم کوپلینگ:
هنگام کوپل کردن مجدد موتور به دستگاه، بر اساس این خط سوم (رفرنس الاینمنت) تنظیم و الاین کنید تا در زمان کار تحت فشار محوری قرار نگیرد.
در نتیجه انطباق مرکز مغناطیسی در حین کار، از آسیب به موتور جلوگیری می کند و همچنین مانع از ضربه روتور به بیرینگ ها در زمان راه‌اندازی می شود و نیروی اضافی محوری از بیرینگ ها و کوپلینگ برداشته شده و استهلاک کاهش یافته طول عمر افزایش می یابد.
