موتور الکتریکی

تلفات و راندمان موتورهای القایی-محاسبات

تلفات و راندمان موتور القایی

در این مقاله تلفات و راندمان در موتور القایی شرح داده شده است.

دو نوع تلفات در موتور القایی سه فاز وجود دارد:

  1. تلفات ثابت یا دائمی
  2. تلفات متغیر
موتور القایی سه فاز

تلفات ثابت یا دائمی

 تلفات دائمی تلفاتی است که در محدوده کار عادی موتور ثابت است و مقدار آن تغییر نمی کند. تلفات ثابت را می توان با انجام تست بی باری در موتور القایی سه فاز به راحتی بدست آورد. این تلفات به ترتیب زیر طبقه بندی می شوند :

  1. تلفات آهن یا هسته ،
  2. تلفات مکانیکی ،
  3. تلفات اصطکاک جاروبک.

تلفات آهن یا هسته

تلفات آهن یا هسته به هیسترزیس و تلفات جریان گردابیب تقسیم می شود. تلفات جریان ادی (گردابی) با استفاده از ورقه ورقه کردن هسته به حداقل می رسد. از آنجا که با ورقه ورقه کردن هسته ، سطح موثر هسته کاهش می یابد و از این رو مقاومت افزایش می یابد ، که منجر به کاهش جریان های گردابی می شود.

تلفات هیسترزیس با استفاده از فولاد سیلیکون با درجه بالا کاهش داده میشود. تلفات هسته به فرکانس ولتاژ منبع تغذیه بستگی دارد. فرکانس استاتور همیشه فرکانس تغذیه می باشد( f ) و فرکانس روتور برابر با لغزش ضرب در فرکانس استاتور ، sf)) است که همیشه کمتر از فرکانس استاتور است. فرکانس استاتور ۵۰ هرتز بوده و فرکانس روتور حدودا در زمان کار عادی ۱٫۵ هرتز است زیرا در شرایط نرمال کاری لغزش برابر با ۳٪ است. از این رو تلفات هسته روتور نسبت به تلفات هسته استاتور بسیار ناچیز است و معمولاً در شرایط کار نادیده گرفته می شود.

تلفاتی اصطکاک جاروبک و مکانیکی

 تلفات مکانیکی در یاتاقان رخ می دهد و تلفات اصطکاک جاروبک در سیم پیچ های روتور موتور القایی روتور سیم پیچی شده رخ می دهد . این تلفات درزمان راه اندازی صفر می باشند و با افزایش سرعت ، این تلفات افزایش می یابند. در موتور القایی سه فاز سرعت معمولاً ثابت است ، از این رو این تلفات تقریباً ثابت می باشند.

تلفات متغیر

نمودار جریان نیروی موتور القایی نمودار جریان نیروی موتور القایی

به این تلفات تلفات مسی نیز گفته می شود. این تلفات به دلیل جاری شدن جریان در سیم پیچ های استاتور و روتور اتفاق می افتد. با تغییر بار ، جریان در سیم پیچ روتور و استاتور نیز تغییر می کند و از این رو این تلفات نیز تغییر می کند. بنابراین این تلفات، تلفات متغیر نامیده می شوند. تلفات مسی با انجام آزمایش روتور قفل شده در موتور القایی سه فاز بدست می آید.

عملکرد اصلی موتور القایی تبدیل یک نیروی الکتریکی به نیروی مکانیکی است. در طی این تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی ، نیرو در مراحل مختلف جریان می یابد.

این جریان نیروکه در مراحل مختلف وجود دارد با نمودار جریان نیرو (نمودار توان موتور) نشان داده می شود. همانطور که همه ما می دانیم ورودی موتور القایی سه فاز تغذیه سه فاز است. بنابراین ، منبع تغذیه سه فاز به استاتور موتور القایی سه فاز داده می شود.

اجازه دهید ، Pin = نیروی الکتریکی که به استاتور موتور القایی سه فاز داده می شود ،

VL = ولتاژ خط  اعمالی به استاتور موتور القایی سه فاز ،

= IL  جریان خط ،

= Cosφ  ضریب توان موتور القایی سه فاز.

نیروی برق (توان) ورودی به استاتور ، Pin = √۳VLILcosφ

بخشی از این توان ورودی برای تأمین تلفات استاتور که تلفات آهن استاتور و تلفات مسی استاتور است ، استفاده می شود. توان باقیمانده یعنی (انرژی الکتریکی ورودی – تلفات استاتور) به عنوان ورودی روتور به روتور اعمال می شود.

بنابراین

، ورودی روتور = P2  Pin – تلفات استاتور (تلفات مس استاتور و تلفات آهن استاتور).

حال ، روتور مجبور است این ورودی روتور را به انرژی مکانیکی تبدیل کند اما این ورودی را بطورکامل نمی توان به خروجی مکانیکی تبدیل کرد زیرا تلفات روتور را تأمین می کند. همانطور که در ابتدا توضیح داده شد ، تلفات روتور از دو نوع تلفات آهن روتور و تلفات مس روتور است. از آنجا که تلفات آهن به فرکانس روتور بستگی دارد ، که هنگام چرخش روتور بسیار اندک است ، بنابراین معمولاً نادیده گرفته می شود. بنابراین ، در روتور فقط تلفات مسی روتور است. بنابراین ورودی روتور باید این تلفات مس روتور را تأمین کند. پس از تأمین تلفات مسی روتور ، قسمت باقیمانده از ورودی روتور ، P2 به توان مکانیکی ، Pm تبدیل می شود.

بگذارید Pc تلفات مسی روتور باشد ،

I2 می تواند جریان روتور تحت شرایط کار باشد ،

R2 مقاومت روتور است ،

Pm قدرت مکانیکی ناخالص توسعه یافته است.

Pc = 3I22R2
Pm = P2 – Pc

اکنون این نیروی مکانیکی ایجاد شده توسط شافت به بار داده می شود اما برخی از تلفات مکانیکی مانند اصطکاک و تلفات بادگیر نیز اتفاق می افتد. بنابراین ، قدرت ناخالص مکانیکی توسعه یافته باید این تلفات را نیز تأمین کند. بنابراین قدرت خروجی خالص ایجاد شده در شافت ، که در نهایت به بار داده می شود Pout است.

Pout =  Pm تلفات مکانیکی (از تلفات اصطکاک و بادگیر).

Pout توان شافت یا توان مفید نامیده می شود.تلفات و راندمان

راندمان موتور القایی سه فاز

بهره وری (راندمان) به عنوان نسبت خروجی به ورودی تعریف می شود ،

فرمول بازده (راندمان) روتور موتور القایی سه فاز ،

فرمولقدرت ناخالص مکانیکی توسعه یافته / ورودی روتور =

فرمول راندمان موتور القایی سه فاز ،

فرمول راندمان موتور القایی سه فاز

فرمولمقالات مرتبط :

جریان ادی (فوکو) و هیسترزیس، تلفات آهنی یا هسته و تلفات مسی در ترانسفورماتور

موتور القایی قفس سنجابی- اصول عملکرد-ساختار و کاربردها و انواع کلاس های موتور القایی

موتور القایی تکفاز- ساختار- نحوه کار- انواع و ویژگی هایشان

تست های موتور القایی

لینک زبان اصلی مقاله :

Losses and Efficiency of Induction Motor

 

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی فعال در زمینه های : دیزل ژنراتور ( سنکرونایزینگ - نصب و راه اندازی - عیب یابی -نگهداری - تامین دیزل ژنراتور و لوازم یدکی)- فروش ، تست ، راه اندازی و سنکرونایزینگ ژنراتورهای گازی و دیزلی ، ترانسفورماتورهای توزیع و قدرت ، خازن های فشار ضعیف و متوسط- مشاوره و طراحی مهندسی - نظارت و بازرسی - آموزش های تخصصی- پروژه های نفت ، گاز و پتروشیمی - دیتاسنتر - فولاد - احداث پست برق

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا