انتخاب محرک اصلی

از زمان اختراع جریان متناوب سه فاز، من فکر می کنم که محرک اصلی عموماً یک موتور الکتریکی است. موتورهای دیزلی به هر حال مشکل ساز هستند.

منظور من مبنای انتخاب موتورهای سنکرون و موتورهای آسنکرون است

انتخاب موتورهای سنکرون و موتورهای آسنکرون

1. تفاوت در طراحی بین موتورهای سنکرون و موتورهای آسنکرون: ①بزرگترین تفاوت بین سنکرون و ناهمزمان این است که ببینیم آیا سرعت روتور با سرعت میدان مغناطیسی چرخش استاتور مطابقت دارد یا خیر. اگر سرعت چرخش روتور برابر با استاتور باشد به آن موتور سنکرون می گویند. اگر سازگار نباشد به آن موتور آسنکرون می گویند. . . ②هنگامی که تعداد جفت قطب ها ثابت است، یک رابطه سخت بین سرعت و فرکانس موتور وجود دارد. در اصطلاح موتور، همگام سازی است. موتورهای آسنکرون که موتورهای القایی نیز نامیده می شوند، عمدتاً به عنوان موتورهای الکتریکی استفاده می شوند و سرعت روتور آنها هنگام کار همیشه کمتر از موتورهای سنکرون است. ③اصطلاح "همگام سازی" به این معنی است که پس از عبور جریان از سیم پیچ آرمیچر (استاتور)، یک میدان مغناطیسی دوار در شکاف هوا ایجاد می شود و جهت چرخش و سرعت چرخش میدان مغناطیسی با جهت و سرعت چرخش روتور یکسان است، بنابراین سنکرون است. در مورد موتورهای ناهمزمان، میدان مغناطیسی دوار و روتور دارای سرعت نسبی هستند که باعث تولید گشتاور می شود. 2. چرا همگام است و چرا همگام نیست؟ سیم پیچ استاتور موتورهای سنکرون و موتورهای ناهمزمان یکسان است، تفاوت اصلی در ساختار روتور نهفته است. روتور یک موتور سنکرون دارای یک سیم پیچ تحریک DC است، بنابراین یک منبع تغذیه تحریک خارجی برای وارد کردن جریان از طریق یک حلقه لغزش مورد نیاز است. ； روتور یک موتور ناهمزمان یک سیم پیچ اتصال کوتاه است که با القای الکترومغناطیسی جریان تولید می کند. در مقایسه، موتورهای سنکرون پیچیده تر و پرهزینه تر هستند. هر دو موتور سنکرون و ناهمزمان موتورهای برق متناوب هستند که توسط یک شبکه برق AC 50 هرتز تغذیه می شوند و می چرخند. در یک موتور ناهمزمان، استاتور جریان متناوب را برای تولید میدان مغناطیسی دوار تامین می‌کند و روتور برای تولید میدان مغناطیسی القا می‌شود. به این ترتیب، دو میدان مغناطیسی با یکدیگر تعامل می کنند و باعث می شوند که روتور به دنبال میدان مغناطیسی دوار استاتور بچرخد. روتور میدان مغناطیسی را کندتر از استاتور می‌چرخاند، لغزش دارد و هماهنگ نیست، بنابراین به آن ماشین ناهمزمان می‌گویند. استاتور یک موتور سنکرون مانند موتور ناهمزمان است، اما روتور آن به طور مصنوعی با جریان مستقیم اضافه می شود تا یک میدان مغناطیسی ثابت تشکیل دهد. به این ترتیب روتور میدان مغناطیسی دوار استاتور را دنبال می کند و به طور همزمان می چرخد. در ابتدا موتور سنکرون نامیده می شد. به بیان ساده، این است: هیچ جریان تحریک DC به روتور موتور ناهمزمان اضافه نمی شود، اما یک جریان تحریک DC به روتور موتور سنکرون اضافه می شود تا سرعت روتور با سرعت میدان مغناطیسی تولید شده توسط برش استاتور و روتور مطابقت داشته باشد. 3. چرا روتور ژنراتور سنکرون باید به جای جریان تحریک AC با جریان تحریک DC تغذیه شود؟ با در نظر گرفتن فرکانس توان 50 هرتز، جریان تحریک DC که از روتور می گذرد می تواند پتانسیل 50 هرتز را در سیم پیچ استاتور القا کند. پس از اینکه روتور با جریان تحریک AC تغذیه شد، می توان آن را به دو میدان مغناطیسی چرخان، جلو و عقب تجزیه کرد. سرعت چرخش میدان مغناطیسی دوار رو به جلو بر روی سرعت چرخش روتور قرار می گیرد و یک پتانسیل الکتریکی 100 هرتز در سیم پیچ استاتور القا می شود. ； سرعت چرخش میدان مغناطیسی ضد چرخش، سرعت چرخش روتور را جبران می‌کند و نسبتاً با سیم پیچ استاتور ثابت است. هیچ پتانسیل الکتریکی تولید نمی شود، اما یک جزء DC در شار مغناطیسی استاتور ظاهر می شود که ممکن است اشباع شده باشد. 4. چگونه بین موتور سنکرون و موتور آسنکرون انتخاب کنیم (تمایز بین عملکردها و موارد استفاده)؟ ①موتورهای سنکرون بیشتر در ژنراتورهای بزرگ استفاده می شوند. موتورهای آسنکرون تقریباً به طور انحصاری در کاربردهای موتور الکتریکی استفاده می شوند. موتورهای سنکرون می توانند به طور انعطاف پذیر فاز ولتاژ و جریان را در سمت ورودی از طریق تحریک، یعنی ضریب توان تنظیم کنند. ； ضریب قدرت موتورهای آسنکرون قابل تنظیم نیست و عموماً بین 0.75-0.85 است. بنابراین، در برخی از کارخانه‌های بزرگ، زمانی که موتورهای آسنکرون به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌توان یک موتور سنکرون را برای تنظیم فاز وصل کرد تا ضریب توان را در رابط بین کارخانه و شبکه برق تنظیم کند. با این حال، به دلیل هزینه زیاد و حجم کار تعمیر و نگهداری سنگین موتورهای سنکرون، در حال حاضر به طور کلی از جبران خازن برای جبران ضریب توان استفاده می شود. ②راندمان موتورهای سنکرون کمی بیشتر از موتورهای آسنکرون است. هنگام انتخاب موتورهای بالاتر از 2000 کیلووات، معمولاً باید در نظر بگیرید که آیا از موتورهای سنکرون استفاده کنید یا خیر. با این حال، از آنجایی که ماشین‌های سنکرون دارای سیم‌پیچ‌های تحریک و حلقه‌های لغزشی هستند، از اپراتورها می‌خواهند که سطح تخصص بالاتری در کنترل تحریک داشته باشند. علاوه بر این، در مقایسه با موتورهای آسنکرون بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، حجم کار تعمیر و نگهداری بزرگتر است. ； بنابراین، اکثر موتورهای زیر 2500 کیلووات اکنون موتورهای آسنکرون را انتخاب می کنند. در توان های پایین تر، تفاوت در راندمان ناچیز می شود. ③موتورهای آسنکرون ساده، کم هزینه، نصب، استفاده و نگهداری آسان هستند، بنابراین به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. نقطه ضعف راندمان پایین و ضریب توان کم است که برای شبکه برق مضر است. موتور سنکرون بازده بالایی دارد و یک بار خازنی است که می تواند ضریب توان شبکه برق را بهبود بخشد. ④ماشین‌های سنکرون نیاز به تنظیم ولتاژ تحریک و جریان دارند، اما ماشین‌های ناهمزمان اینطور نیستند. ； ماشین‌های سنکرون می‌توانند سیستم را برای توان راکتیو جبران کنند، در حالی که ماشین‌های ناهمزمان به تجهیزات خاصی برای اضافه کردن جبران توان نیاز دارند. ⑤سه حالت کار اصلی موتورهای سنکرون وجود دارد که به عنوان ژنراتور، موتور الکتریکی و جبران کننده کار می کنند. عملکرد به عنوان یک ژنراتور مهمترین حالت عملکرد یک موتور سنکرون است و کار به عنوان یک موتور یکی دیگر از حالت های عملکرد مهم موتور سنکرون است. ضریب قدرت موتورهای سنکرون قابل تنظیم است. در شرایطی که تنظیم سرعت مورد نیاز نیست، استفاده از موتورهای سنکرون بزرگ می تواند کارایی عملیاتی را بهبود بخشد. در سال های اخیر، موتورهای سنکرون کوچک به طور گسترده در سیستم های کنترل سرعت فرکانس متغیر استفاده می شوند. موتورهای سنکرون همچنین می توانند به عنوان ماشین های جبران سنکرون به شبکه برق متصل شوند. در این زمان موتور هیچ بار مکانیکی را تحمل نمی کند و با تنظیم جریان تحریک در روتور برای دستیابی به هدف بهبود ضریب توان شبکه یا تنظیم ولتاژ شبکه، توان راکتیو القایی یا خازنی مورد نیاز را به شبکه تولید می کند. در کاربردهای کلی، کافی است یک موتور ناهمزمان را به عنوان درایور دستگاه انتخاب کنید.