مقاله ماشین سه فاز

مقاله ماشین سه فاز

قسمتی از متن:

مقدمه

بحت انرژی از دو دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی حائز اهمیت است . بهینه سازی مصرف انرژی به این معنی است كه  بتوان با استفاده از تجهیزات و یا مدیریت بهتر همان كار را ولی با مصرف انرژی كمتر انجام بدهیم .

صرفه جوئی انرژی می تواند با استفاده از تجهیزات بهتر نظیر : عایق بندی مطلوب ، افزایش راندمان سیسمتهای حرارتی، و بازیابی تلفات حرارتی بدست آید از طرف دیگر اعمال مدیریت انرژی، بمنظور درك سیستمهای موجود و طریقه استفاده از آنها،  میتواند در كاهش مصرف انرژی نقش مهمی داشته باشد. در سیاست گذاری انرژی باید سازمانها رویكرد سیستمی داشته باشند. برای مثال در بهینه سازی مصرف انرژی الكتریكی هدف تنها كاهش هزینه های انرژی یك یا چند الكتروموتور مشخص نیست،  بلكه باید آثار اقدامات مورد نظر روی سایر سیستمها نیز بدقت مورد توجه قرار گیرد. در یک بنگاه اقتصادی صرفه جوئی انرژی میتواند موجب برتری رقابتی بنگاه گردد.

در اغلب بخشهای صنعتی انرژی الكتریكی مهمترین منبع انرژی صنعت بشمار می رود . از آنجا كه موتورهای الكتریكی، مصرف كننده اصلی انرژی الكتریكی در كارخانجات صنعتی میباشند. لذا بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الكتریكی كه موضوع مقاله  است از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود . برای درك اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی به این مورد اشاره می كنیم كه اگر راندمان موتورهای الكتریكی القائی موجود در اروپا تنها به میزان 1% افزایش یابد، هزینه مصرف انرژی الكتریكی به میزان 6/1 میلیارد دلار در سال كاهش خواهد یافت .

آمار منتشر شده از سوی وزارت نیرو نشان می دهد در سال 1373 ،  5/38% از كل انرژی الكتریكی مصرف شده در ایران توسط موتورهای الكتریكی بوده است[F1]. البته این میزان در كشورهای صنعتی تا 65% می رسد و شاخص خوبی برای نشان دادن سطح صنعتی شدن یك كشور می باشد[10] .  اهداف بهینه سازی مصرف انرژی را میتوان بصورت زیر بیان نمود:

§        استفاده منطقی از انرژی

§        حفظ منابع انرژی

§        اصلاح میزان مصرف انرژی در بخشهای مصرف كننده انرژی

§        كاهش گازهای گلخانه ای و آلودگی هوا

§        اصلاح وضعیت موجود

§        کسب برتری رقابتی در بنگاههای اقتصادی

می توان اقدامات مختلفی برای صرفه جوئی انرژی الكتریكی در الكتروموتورهای صنعتی بعمل آورد. در حالت كلی این اقدامات به دو دسته تقسیم میشود:

1-     اقدامات مربوط به طراحی موتور

2-     اقدامات مربوط به بهره برداری از موتورها

اقدامات مربوط به بهره برداری از موتورها را نیز میتوان به دو دسته تقسیم نمود:

1-     اقدامات روی موتور، نظیر تهویه، روغنكاری، و بارگذاری

2-     استفاده از درایو یا کنترل کننده دور موتور

در این مقاله نخست روشهای بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الكتریكی را مورد بحث قرار می دهیم  سپس كاربرد درایوها در كنترل موتورهای الكتریكی و تاثیری كه آنها می تواند در صرفه جوئی مصرف انرژی بگذارند مورد بررسی قرار خواهد گرفت .

1- مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی

در سالهای اخیر بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع بدلایل اقتصادی و زیست محیطی اهمیت بیشتری یافته و موجب شده است كه اقدامات عملی گسترده ای در این زمینه بعمل آید. علی رغم اینكه یكی از بزرگترین مصرف كنندگان انرژی الكتریكی در بخش صنعت موتورهای الكتریكی می باشند ، لیكن در زمینه افزایش بازدهی مبدلهای انرژی الكتریكی به مكانیكی مستقر در صنایع اقدامات عملی چندانی بعمل نیامده است. بدیهی است كه  افزایش بازدهی محرك های صنعتی نه تنها از نظر اقتصادی مورد توجه استفاده كنندگان می باشد بلكه در برنامه‌ریزی انرژی در سطح ملی نیز حائز اهمیت است .

مطالعات انجام شده در صنایع ایران حکایت از وضعیت نابسامان انتخاب و بهره برداری از موتورهای الکتریکی دارد [F1]. بر اساس این تحقیقات اغلب موتورها بزرگتر از میزان نیاز انتخاب شده و در شرائط بدی نگهداشت میشوند. استفاده از موتورهای با راندمان بالا در ایران رایج نبوده و گزارش موثری از استفاده از درایو جهت صرفه جوئی انرژی در دست نیست. كاربردهای صنعتی بسیاری می تو.ان یافت كه موتورها در بازدهی بسیار پایین تر از مقدار حداكثر قرار دارند . بعنوان مثال در یكی از كارخانجات صنعتی كشورمان در یك مورد ، متوسط توان مصرفی در یك موتور القائی سه فاز صنعتی تنها 28% توان نامی اندازه گیری شده است [F1]. بدیهی است  پایین بودن توان خروجی، تا این حد تاثیرات منفی قابل توجهی بر بازدهی و ضریب توان موتور خواهد داشت .

از سوی دیگر دولت نیز نتوانسته است در ترویج فرهنگ استفاده بهینه از انرژی الکتریکی توفیقات خوبی داشته باشد. بعنوان مثال وزارت نیرو و سازمانهای وابسته به آن که مشخصا در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی در سطح کلان عمل میکند هنوز در ارتباط با کاهش مصرف داخلی نیروگاهها اقدام موثری بعمل نیاورده است. در حالیکه پتانسیل صرفه جوئی انرژی الکتریکی زیادی در نیروگاهها وجود دارد.

2- موانع در سیاست گذاری انرژی

در ایران موانعی که سر راه بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی وجود دارد را میتوان بصورت زیر دسته بندی نمود:

-        سیاست دولت در پرداخت سوبسید به صنایع

-        عدم آگاهی مدیران صنایع از روشهای صرفه جوئی انرژی الکتریکی

-        ضعف دانش فنی مهندسین مرتبط با بهینه سازی مصرف انرژی

-        نگرانی از ضریب اطمینان درایو و آثار منفی آن روی شبکه و موتور

-        نداشتن یک رویکرد سیستمی در استفاده از موتورهای با راندمان بالا

3- انتخاب موتور مناسب

موتورهای القائی سه فاز و یك فاز به دلیل تنوع  مصرف در كاربردهای زیادی مورد استفاده قرار می گیرند. مشخصه های بارمكانیكی ناشی از كاربرد و مورد مصرف می باشد. بدیهی است موتور در صورتی می تواند بار مكانیكی متصل به آن را تامین كند كه مشخصه عملكردی موتور منطبق بر مشخصه بار مكانیكی باشد .

3-1- تطابق موتور و بار

همانطور كه در بالا  اشاره شد موتور و بار دارای مشخصه های خاص خود می باشند . منظور از تطابق بین موتور و بار انطباق بین مشخصه های موتور و مشخصه های بار متصل به محور موتور میباشد .

مشكل اصلی در صنایع كشور آن است كه در اغلب موارد تطابق مطلوبی بین مشخصه های بار و موتور وجود ندارد. توان اغلب موتورها بیش از بار متصل به محور شان می باشد و با توجه به اینكه قیمت تمام شده موتور متناسب با توان آن می‌باشد، لذا بدیهی است انتخاب موتور با توان بیش از نیاز بار، علاوه بر افزایش هزینه اولیه موتور موجب افزایش سایر هزینه ها از قبیل كابل كشی و نصب و راه اندازی و تعمیر خواهد شد .