ارایه راهکارهایی جهت بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی

اعمال زیر را میتوان برای بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی انجام داد :

 حصول کیفیت توان مناسب

موتورها بر اساس کار با توان باکیفیت با فرکانس 60 هرتز (50 هرتز) و ولتاژ کاملاًسینوسی طراحی میشوند. انحراف از این شرایط بازده موتور را کاهش خواهد داد .
– تامین ولتاژ لازم : ولتاژ یک موتور بایستی تا حد امکان در مقدار نامی آن با حـداکثرانحـراف 5% نگهداشـته شـود. اگرچـه موتورهـا در10% انحـراف از ولتـاژ نـامی خـودنیزکارمیکنند ولی باعث کاهش بازدهی، ضریب توان، و عمر مفید آنها خواهد شـداین مطلب در (شکل 1-6 ) فصلهای قبل و اثر آن بر بازده مشخص گردید .

در 95 درصد ولتاژ نامی معمولاً بازده موتورها 2 تا 4 درصد کاهش یافته و دمای آنهانیز به میزان 20 درجه فارنهایت افزایش مییابد که شدیداً باعث کاهش عمر عایقیآنها میشود. کار در ولتاژی بالاتر از ولتاژ نامی نیز باعث کاهش بازده و ضریب توانموتور میشود. از آنجاییکه مقدار ولتاژ با افزایش فاصله از ترانسفورماتور توزیعکاهش مییابد، اندازه گیری ولتاژ بایستی در پایانه های موتور انجام گیرد.

کاهش نامتعادلی ولتاژ فازها

– کاهش نامتعادلی ولتاژ فازها : در یک سیستم سه فاز متعادل، ولتاژ فازها از نظر دامنهبا هم برابر بوده و از نظر فاز 120 درجه اختلاف فاز دارند. برای اجتناب از کاهشتوان نامی و ایجاد شرایط گارانتی موتور، تعادل فازها بایستی در محدوده 1% قرارداشته باشد .

 انتخاب صحیح موتور

موتورها بایستی طوری انتخاب گردند که در حوالی بار نامی خود باشند. همانگونه کهاز مطالب فصلهای قبل مشخص است، بسیاری از موتورهای الکتریکی مورد بررسیدارای قابلیت جایگزینی با موتورهای کوچکتر و بازده بهتر هستند .

تطابق سرعت کار موتور و بار

مصرف انرژی در پمپ های سانتریفوژ و فن ها، کاملاً به سرعت کار آن ها بستگیدارد. به عنوان مثال، 2 درص د افزایش در سرعت کار، باعث افزایش توان مورد نیاز بهمیزان 8 درصد خواهد شد. برای حصول بازده سیستم، تطابق سرعت در بار کامل درهنگام جایگزینی موتور فن ها و پمپ ها ضروری میباشد. درکل، در هنگام جایگزینیموتور فن یا پمپ، باید سعی شود سرعت در بار نامی آن برابر یا کمتر از قبلی باشد .

 کاهش تعداد موتورهایی که به طور هم زمان راه اندازی میشوند

این مساله باعث افت ولتاژ بیشتر و افزایش زمان راه اندازی میشود .

 بهبود کنترلها و خاموشی هنگام عدم استفاده از موتورها

ساده ترین راه نیل به صرفه جویی، خاموش کردن موتور در هنگامی که مورد نیاز نباشداست. حداکثر تعداد دوره های خاموش/ روشن شدن در هر ساعت و زمان خاموشیماکزیمم بین دو دوره تابعی از سایز موتور، نوع بار موتور(متغیر یا ثابت)، و سرعتموتور است. در بسیاری از موارد در شروع روز کاری موتورها روشن میشوند، لیکنمداوماً به کار نمی آیند. افت و اتلاف انرژی در حین مدت روشن بودن هرز، میتواندمقدار قابل توجهی باشد.

همچنین کاربردهایی وجود دارند که در آن موارد و تحتشرایط کارکرد عادی، ممکن است یک واحد خاصی مورد نیاز نباشد. مثلاً واحدهایی راکه هوا انتقال میدهند میتوان بدون تاثیر قابل ملاحظه ای بر کیفیت هوا در فضایتهویه شده در دوره های زمانی چشمگیری خاموش کرد .

ابزارهایی وجود دارند که توقف خودکار موتور را تسهیل میکنند. عمدهی آن ها
زمانیکه موتور بدون بار کار میکنند در مدتی از پیش تعیین شده به طور خودکار آنرا خاموش میکنند.

بعنوان مثال در موارد زیر میتوانند مورد استفاده قرار گیرند :
– پمپ ها و کمپرسورها که هنگام بسته بودن شیرها کار میکنند .
– ماشـین افـزاری کـه در مـدت اسـتراحت بـرای صـرف غـذا و یـا بـین عملیـات مختلـفبرشکاری روشن باقی میماند .

روش دیگر شامل توقف موتور در هر ساعت برای مدت تنظیم شدهای میباشد. این کارمعمولاً در مواردیکه گروهی از موتورها در سیستم وجود دارند و هر یک را میتوان برایمدت نسبتاً کوتاهی متوقف نمود موثرتر است. برای اطمینان از یکپارچگی الکتریکیموتورها وتجهیزات کنترل کننده آن ها، بایستی از روشن و خاموش کردن اضافیخودداری کرد. کاربردهای این موارد شامل طرحهای بزرگ تهویه مطبوع و بادبزنهایمکش هوا و پمپ های دورانی میباشد .

 کنترل درجه حرارت الکتروموتورها

کنترل درجه حرارت الکتروموتورها، صرفه جویی انرژی تا 2% را امکانپذیر می سازد.دمای بالا، عمر عایقی و قابلیت اطمینان موتور را کاهش میدهد ( شکل 2-6).
بنابراین همواره موتور را خنک نگهدارید. همواره موتور را تمیز کنید چرا که گرد و خاکبه عنوان یک عایق حرارتی عمل میکند .

شکل 2-6 اثر درجه حرارت بر عمر مفید موتور

 انجام بازدیدهای دورهای

برای تشخیص مشکلات احتمالی مرتباً بازدید را انجام دهید. به طور روزانه یا هفتگیسروصدا، لرزش و دمای موتور را چک کنید. تقریباً دو بار در سال، مقاومت سیم پیچ وسیم پیچ به زمین را برای تشخیص مشکلات عایقی اندازه بگیرید.مرتباً روغنکاریبلبیرینگها، تعادل محور و تسمه ها را چک کنید. ابزارهای متنوعی برای مقاصدمونیتورینگ موجود هستند .

روغنکاری منظم

موتور را به طور مرتب بر اساس مشخصه های سازنده، روغنکاری کنید. از گریس یا روغن با کیفیت برای این منظور استفاده کنید .

 نصب دستگاه های هوشمند برای نظارت، کنترل و اندازه گیری پارامترهای مختلف حفاظتی
موتورها

 استفاده از سیستم های کنترل دور

هدف همه سیستم های کنترل دور این است که موتور امکان کارکردن در سرعتی کهبا موتورهای دارای دور ثابت قابل دستیابی نیست، پیدا کند. امروزه با قیمت نسبتاً کممی توان تغییرات ثابتی از سرعت را به دست آورد که به طور عمده توسط درجه وقابلیت انعطاف لازم سیستم، تعیین میشود.

سیستم های کنترل دور اساساً به دلیل صرفه جویی در مصرف انرژی نصب نمیشوندبلکه برای رفع نیازهای لازم به کار گرفته میشوند ولی با استفاده از آن ها در مواقعیکه بار متغیر است میتوان به بیش از 20% صرفه جویی در مصارف بزرگ صنعتی،پمپ های تجاری و موتورها و تا 25% در دستگاه های تهویه صنعتی و کمپرسورهادست یافت. سیستم های سرعت متغیر زیادی در دسترس هستند.

سیستم های با دور
متغیر به طور گسترده در چند طبقه بندی زیر قرار میگیرند. VSDها مطابقت سرعتموتور و جریان ورودی را با توجه به بار انجام میدهند . بنابراین تلفات هسته و سایرتلفات تا حداقل مقدارشان کاهش مییابند .

 جایگزینی موتور به جای تعمیر آن

سیم پیچی مجدد، میتواند بازده و قابلیت اطمینان موتور را کاهش دهد.
تصمیم گیری در مورد جایگزینی موتورها در مقابل سیم پیچی مجدد کاملاً پیچیده بودهو ب ه متغیرهای زیادی از جمله هزینه تعمیرات، تلفات سیم پیچی مجدد، قیمت موتورپر بازده، سایز موتور،بازده موتور قبل از سیم پیچی مجدد، ضریب بار، ساعات کارکرد موتور در سال، قیمتانرژی و میزان بازگشت هزینه بستگی دارد.

معمولاً موتورهای کمتر از 40hp و یا دارایعمر بیش از 15 سال مخصوصاً اگر قبلاً سیم پیچی شده باشند، دارای بازده بسیارکمتر از مدل های پر بازده کنونی هستند. بهترین کار جایگزینی آن هاست. معمولاًهمیشه جایگزینی موتورهای کمتر از 15hpبه صرفه خواهد بود.