سرعت در موتورهای القایی

سرعت در موتورهای القایی

یکی از مزایای موتورهای القایی در مقایسه با موتورهای سنکرون قابلیت تغییر سرعتآنهاست. موتورهای القایی قابلیت تغییر سرعت از صفر تا سرعت سنکرون (سرعتچرخش میدان دوار در فاصله هوایی) را دارا میباشند. لیکن با در نظر گرفتن ملاحظاتعملی و اقتصادی تغییر سرعت در این محدوده وسیع میسر نیست.

این بدان دلیل استکه با پایین آمدن سرعت موتور، اختلاف سرعت بین موتورو میدان دوار زیاد شده و لذالغزش، که بصورت اختلاف نسبی بین سرعت موتور و سرعت چرخشی میدان دوارتعریفمیشود، افزایش مییابد. رابطه مربوط به لغزش پیشتر ذکر گردید .

از طرفی با توجه به نحوه تقسیم توان فاصله هوایی Pag به صورت نشان داده شده درشکل 4 -4 دیده میشود که با کاهش سرعت موتور یعنی افزایش لغزش، به میزانانرژی تلف شده در موتور افزایش یافته و بدین 1ترتیب توان مکانیکی خروجی کاهشمییابد.

شکل 4 -4 پخش توان در فاصله هوایی در یک موتور القایی

بررسی موتورهای القایی

بدین ترتیب با توجه به اینکه موتورهای القایی در کاربردهای متنوعی مورداستفاده قرارمیگیرند وابسته به نوع کاربرد، میزان و تغییرات بار، گشتاور راه اندازی و میزان وتغییرات سرعت باید مورد بررسی قرار گرفته و با در نظر گرفتن مزایای اقتصادی ناشیاز برقراری انطباق بین موتور و بار که موضوع مورد بحث این بخش است، موتورمناسب انتخاب میشود .

بدین ترتیب همانطور که از شکل 5-4 مشاهده میشود، با کاهش سرعت بازده موتورکاهش مییابد. این مسئله نه تنها به لحاظ ملاحظات اقتصادی قابل توجه است بلکهاز نظر حرارت ایجاد شده در موتور و اثرات سوء آن بر کارکرد مطلوب موتور و همچنینعمر مفید آن نیز میتواند تاثیرات قابل توجهی داشته باشد .

رابطه بین سرعت موتور و گشتاور

از طرف دیگر از آنجا که سرعت موتور مطابق مشخصه گشتاور سرعت موتور،همانطورکه در شکل 6-4 نشان داده شده است، تابعی از گشتاور ایجاد شده است لذا با ایجادهرگونه تغییر در سرعت موتور، گشتاور موتور نیز تغییر خواهد کرد. البته این مسئلهمیتواند بصورت معکوس نیز بیان شود که چنانچه گشتاور موتور (یا بار مکانیکی)تغییر کند، متعاقباً سرعت موتور با توجه به مشخصه گشتاور – سرعت موتور تغییرمی یابد.

شکل 5-4 نمودار گشتاور-سرعت یک موتور القایی نمونه

بدین ترتیب مسئله از آنجا حایز اهمیت است که چنانچه انطباق مطلوب بین موتور و باربرقرار بوده و موتور در بار کامل کار کند، لیکن در صورت نیاز به تغییر سرعت موتورگشتاور موتور نیز تغییر خواهد کرد و علیرغم ثابت بودن بار مکانیکی، انطباق بینموتور و بار از نظر میزان بار از بین خواهد رفت. لذا ملاحظه میشود که بروز هرگونهتغییر سرعت در موتور القایی بر سطح باردهی موتور تاثیر داشته و از نظر اقتصادیمیتواند حایز اهمیت باشد .

البته پرداختن به روشهای مختلف کنترل سرعت در موتورهای القایی خارج ازموضوع اینگزارش بوده و عنوان نمودن آن تنها به دلیل تاثیرات آن بر بازده موتور میباشد .

تحلیل میزان بار موتورها

متاسفانه همان گونه که از اطلاعات به دست آمده برای موتورهای الکتریکی موردمطالعه پیداست، اغلب این موتورها، در نقطه کاری خیلی کمتر از بار نامی خود در حالکارمیباشند. یعنی در اکثر موارد، موتور انتخابی از نظر توان خروجی بزرگتر از حداقلمورد نیاز بوده است. این مساله به خصوص برای موتورهای کانوایرهای هوایی صادقاست که همواره دارای باری کمتر از یک سوم بار نامی میباشند .

انتخاب موتور بزرگتر از حداقل مورد نیاز باعث خواهد شد :

هزینه های کلی خرید موتور افزایش یابد .

هزینه های مربوط به حفاظت و کنترل موتور افزایش یابد .

هزینه های نگهداری و تعمیرات افزایش یابد .

هزینه های کلی تجهیزات اصلاح ضریب توان افزایش یابد .

هزینه انرژی تلف شده موتور افزایش یابد .

برقراری انطباق بین توان خروجی موتور و توان مکانیکی مورد نیاز بار برای بارهایثابت به سهولت قابل اجراست. لیکن در مواردی که بار مکانیکی متغیر است، انتخابکوچکترین موتور قابل قبول نیاز به بررسی بیشتری دارد. در اینگونه موارد انتخابموتوری با توان خروجی برابر با حداکثر بار مکانیکی انتخابی مطمئن، لیکنغیراقتصادی است. چون تنها در زمان کمی موتور در حالت بار کامل و یا نزدیک به بارکامل کار میکند .

میتوان با انتخاب موتوری با توان خروجی مناسب بارهای مکانیکی ثابت ومتغیر راتامین کرده و با پرهیز از انتخاب موتورهایی با توان خروجی بیشتر از حداقل مورد نیازبه میزان قابل توجهی صرفهجویی در هزینه ها و در مصرف انرژی انجام داد .