تبلیغات
الکترونیک وبرق صنعتی - روش‎‎های كاهش مصرف انرژی الكتریكی الكتروموتورها(قسمت سوم)
 
درباره وبلاگ




مدیر وبلاگ : رامین آذری
آپلود عکس
نویسندگان
صفحات جانبی
نظرسنجی
رشته تحصیلی شماچیست؟










آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :


.....
.....

.....
..... .....
.....
.....
..... 

آگهی انجمن بهترین وبلاگ

انجمن آگهی بهترین کد قالب وبلاگ

افزایش امتیاز وبلاگ

جایزه ویژه : تبدیل وبلاگ به سایت
وبلاگSponsered By :

قالب کد وبلاگ قالب وبلاگ



..... .....
..... ..... .....
..... .....

جاوا اسكریپت

..... ..... آپلود عکس .....
دانلود آهنگ جدید
الکترونیک وبرق صنعتی
صفحه نخست             تماس با مدیر           پست الکترونیک               RSS                  ATOM

درایوهای تنظیم سرعت

وقتی تجهیزات بتوانند در سرعت كاهش‎‎یافته كار كنند چند گزینه قابل انتخاب است.

مثال‎‎های ذیل نمونه‎‎هایی برای همه صنایع هستند

۱-موتورهای AC فركانس متغیر (با تنظیم فركانس)

وقتی پمپ‎‎های گریز از مركز، فن‎‎ها و دمنده‎‎ها در سرعت ثابت كار می‎‎كنند و خروجی با استفاده از والوها و مسدود‎‎كننده‎‎ها كنترل می‎شود موتور صرفنظر از مقدار خروجی در نزدیكی بار كامل كار می‎‎كند كه باعث می‎شود انرژی زیادی توسط این مسدودكننده‎‎ها و والوها تلف شود. اگر این تجهیزات بتوانند همواره در سرعت مورد نیاز كار كنند مقدار زیادی انرژی صرفه‎‎جویی می‎شود. درایوهای تنظیم سرعت باعث می‎شوند تجهیزات باتوجه به نیاز سیستم در حالت بهینه عمل كنند.

كنترلرهای AC تنظیم فركانس (فركانس متغییر) وسایل پیچیده‎‎ای بوده و گرانقیمت هستند. بااین‎‎حال می‎‎توانند به‎‎‎راحتی به‎ موتورهای القایی AC استاندارد اضافه شوند. با هزینه تجهیزات كمتر و هزینه‎‎های الكتریكی بیشتر (با كاهش هزینه تجهیزات و افزایش هزینه‎‎های الكتریكی) كاربرد این وسایل در اغلب موارد اقتصادی می‎شود. بسیاری از انواع پمپ‎‎ها، فن‎‎ها، میكسچرها، نقاله‎‎ها، خشك‎‎كننده‎‎ها، خردكننده‎‎ها (سنگ‎‎شكن‎‎ها) آسیاب‎‎ها، صافی‎‎ها و برخی انواع كمپرسورها، دمنده‎‎ها و همزن‎‎ها در سرعت‎‎های مختلف با وسایل تنظیم سرعت كار می‎‎كنند.

تجهیزات مجهز به‎ تنظیم سرعت كمنراز نصف تجهیزات مجهز به‎ مسدودكننده انرژی مصرف می‎‎كنند.

در عمل باید برای محاسبه دقیق صرفه‎‎جویی حاصل براساس كیلووات بازده موتور هم درنظر گرفته شود. بازده موتور تا زیر50درصد ظرفیت نامی افت می‎‎كند.

۲-درایوهای DC حالت جامد (نیمه‎‎هادی)

می‎‎توان با تنظیم سرعت با استفاده از درایوهای DC صرفه‎‎جویی‎‎های مشابهی را انجام داد. هزینه اولیه نسبت‎‎به‎ درایوهای AC تنظیم فركانس بیشتر است به‎‎‎خصوص وقتی مستقیماً بتوان از كنترلرهای الكتریكی در موتور AC استفاده كرد. تعمیر و نگهداری كموتاتور و زغال نیز هزینه زیادی در درایوهای DC دربردارد. همچنین سیستم‎‎های DC نسبت‎‎به‎ هوای خورنده و كثیف (مملو از ذرات) كه در یك محیط صنعتی معمول است حساس‎‎ترند.

بنابراین درایوهای AC معمولاً ترجیح داده می‎شوند مگر در مواردی كه شرایط عملیاتی برخی از مشخصه‎‎های سیستم‎‎های DC از قبیل تنظیم سرعت خیلی دقیق، معكوس كردن سریع جهت، یا گشتاور ثابت در رنج سرعت نامی مورد نیاز باشد.از این درایوها در ماشین‎‎های حدیده ((drawing machins، پوشش‎‎دهنده‎‎ها (لعاب‎‎دهنده‎‎ها coaters) ماشین‎‎های تورق (laminators)، دستگاه‎‎های سیم‎‎پیچی (winders) و سایر تجهیزات استفاده می‎شود.

سایر تكنیك‎‎های تغییر سرعت موتور عبارت است از درایوهای لغزش (slip) الكترومكانیكی، درایوهای سیال. و موتورهای القایی (موتورهای با روتور سیم‎‎پیچی‎‎شده). این درایوها با تغییر درجه لغزش بین درایو و عنصر درحال حركت سرعت را كنترل می‎‎كنند. چون قسمتی از انرژی مكانیكی كه تبدیل به‎ بار نمی‎‎شود به‎ حرارت تبدیل می‎گردد این درایوها دارای بازده كمی بوده و معمولاً به‎‎‎خاطر مشخصه‎‎های خود در كاربردهای خاصی به‎‎‎كار برده می‎‎شوند. مثلاً ممكن است از درایوهای سیال در سنگ‎‎شكن‎‎ها (خردكننده‎‎ها) استفاده شوند چون دارای ظرفیت توان بالا، انتقال گشتاور آسان، توانایی مقاومت دربرابر بارهای شوك، قابلیت مقاومت در سیكل‎‎های سكون (ازكارافتادگی)، ماهیت ایمنی آن و قابلیت تحمل هوای ساینده را دارند.

چون درایوهای AC و DC سرعت چرخنده اصلی را تغییر می‎‎دهند برای صرفه‎‎جویی در انرژی ترجیح داده می‎‎شوند.

۳-درایوهای مكانیكی

درایوهای تنظیم سرعت مكانیكی ساده‎‎ترین و ارزانترین وسایل تغییر سرعت هستند. این نوع چرخ‎‎های قابل تنظیم می‎‎توانند در امتداد محور باز و بسته شوند و درنتیجه میزان تماس چرخ را با تسمه تنظیم كنند.

مزیت عمده درایوهای مكانیكی سادگی آنها ، سهولت تعمیر و نگهداری و هزینه پایین آنها است. یك سرویس تعمیر و نگهداری درحد متوسط و كنترل سرعت با دقت كم (معمولاً 5درصد) از خصوصیات این درایوها است.

درایوهای تسمه‎‎ای برای گشتاورهای كم تا متوسط (100اسب‎‎بخار) در دسترس هستند. بازده درایوهای تسمه‎‎ای 95 درصد است و نسبت كاهش سرعت تا 10به‎ 1 می‎‎رسد.

از درایوهای زنجیری فلزی در گشتاور زیاد استفاده می‎شود. این درایوها مشابه درایوهای تسمه‎‎ای هستند فقط به‎‎‎جای تسمه‎‎های لاستیكی از تسمه‎‎های فلزی استفاده شده است.

۴-كاهش یك سرعته

وقتی فقط با یك كاهش سرعت به‎ نتیجه رضایت‎‎بخش برسیم گزینه ارزانتری را می‎‎توانیم انتخاب كنیم. اگرچه سرعت‎‎های متغییر این مزیت را دارند كه در وضعیت‎‎های مختلف می‎‎توان سرعت بهینه را به‎‎‎كار برد، در مواقعی كه رنج تغییر سرعت محدود است و زمانی كه موتور باید در سرعت پایین‎‎تری كار كند نسبت‎‎به‎ زمان كل كار موتور كم است احتمالاً یك كاهنده تك‎‎سرعته ازنظر هزینه و اثربخشی به‎‎‎صرفه‎‎تر است.

درایوهای تسمه‎‎ای: در این درایوها یك (یك‎‎بار) كاهش سرعت با كمترین هزینه همراه است چون به‎‎‎راحتی می‎‎توان چرخ‎‎ها را عوض كرد. ازآنجاكه با نصب دوباره چرخ‎‎های قدیمی براحتی می‎‎توان تغییرات را بازگرداند از این روش وقتی استفاده می‎شود كه كاهش خروجی برای یك دوره معین موردنیاز است. مثلاً وقتی سطح تولید برای یك زمان نامشخص كاهش یافته ولی ممكن است در آینده نیاز باشد كه به‎ ظرفیت اولیه برگردیم.

كاهش دور توسط چرخ‎‎دنده: حالت‎‎های مشابه‎‎ای را توسط تغییر چرخ‎‎دنده می‎‎توان به‎‎‎كار برد.

تعویض موتور: درمواردی كه یك بار كاهش سرعت موردنیاز است یك موتور با سرعت كم‎‎تر را نیز می‎‎توان جایگزین‎‎نمود.

۵-موتورهای دوسرعته

موتور دوسرعته یك راه‎‎حل اقتصادی میانه درمقایسه با استفاده از‎ درایوهای چندسرعته و سرعت ثابت است.

همانطوركه در مثال‎‎های قبلی بیان شد چون توان مصرفی با مكعب (توان سوم) سرعت متناسب است، صرفه‎‎جویی در انرژی اهمیت زیادی دارد. درعمل یك افزایش جزئی به‎‎‎خاطر تلفات اصطكاك رخ می‎‎دهد. از این روش و استفاده از روش‎‎های كنترلی دیگر می‎‎توان خروجی را در یك رنج محدود كنترل كرد.

دوسرعت را می‎‎توان از یك سیم‎‎پیچ به‎‎‎دست آورد ولی سرعت پایینی باید نصف سرعت بالایی باشد. مثلاً سرعت‎‎های موتور به‎ این شكل است 900/1800 ، 600/1200 ، 1800/3600

وقتی به نسبت‎‎های دیگری از سرعت نیاز است استفاده از یك استاتور دو سیم‎‎پیچه ضروری است. از موتورهای قفسی چندسرعته (multispeed squirrel cage motors) نیز كه دارای سه یا چهار سرعت همزمان هستند می‎‎توان استفاده نمود.

قیمت موتورهای دوسرعته تقریباً دو برابر موتورهای تك‎‎سرعته است. اگر یك موتور بتواند در دوره‎‎های زمانی محسوسی با سرعت كم‎‎تر كار كند صرفه‎‎جویی حاصله سرمایه‎‎گذاری اضافی را توجیه می‎‎كند. در موتورهای چندسرعته استارترهای گرانقیمتی موردنیاز است چون اندازه محافظ‎‎های اضافه‎‎بار در سرعت‎‎های مختلف متفاوت است.

كاهش بار

مسلماً كاهش بار موتور یكی از بهترین روش‎‎های كاهش هزینه‎‎های الكتریكی است. تعمیر و نگهداری مناسب تجهیزات نیز می‎‎تواند با ازبین بردن تلفات ناشی از اصطكاك در تجهیزات نامیزان (غیر هم‎‎محور)، یاتاقان‎‎های سخت‎‎شده و نقاله‎‎ها، بار موتور را كاهش دهد. روغن‎‎كاری مناسب قسمت‎‎های متحرك مانند یاتاقان‎‎ها و زنجیرها تلفات ناشی از اصطكاك را به‎ حداقل می‎‎رساند. جایگزینی یاتاقان‎‎های غلطكی و بلبرینگ‎‎ها با یاتاقان‎‎های تخت به‎‎‎خصوص در شافت‎‎های انتقال نیز روش مؤثری است.

گشتاور راه‎‎اندازی زیاد

در بارهایی كه گشتاور استارت بزرگی نیاز دارند باید از یك موتورB -NEMA (رایج‎‎ترین موتور مورد استفاده در صنعت) یا موتورA -NEMA استفاده كرد. درجایی‎‎كه بارهای با اینرسی زیاد وجود دارد می‎‎توان از موتورهای كوچكتری كه به‎‎‎گونه‎‎ای طراحی شده‎‎اند كه قابلیت گشتاور زیاد را دارند استفاده كرد. یك موتور NEMA-B می‎‎تواند ازعهده بار زیاد استارت برآید ولی وقتی بار به‎ سرعت نهایی رسید موتور در كمتراز ظرفیت نامی كار می‎‎كند. ولی انتخاب یك موتور كوجكتر از از نوع C-NEMA یا NEMA-D ضمن اینكه همان گشتاور راه‎‎انداز را تولید كرده ، در شرایط معمول عملیاتی نیز نزدیك بار كامل نامی كار می‎‎كند.

موتورهایی كه مجدداً پیچیده می‎‎شوند (موتورهای سوخته‎‎ای كه سیم‎‎پیچی آنها عوض می‎شود)

بازده موتورهایی كه برای بار دوم پیچیده می‎‎شوند كاهش می‎‎یابد كه البته مقدار این كاهش بستگی به‎ كارگاهی دارد كه موتور در آن پیچیده شده‎‎است، چون كارگاه‎‎های سیم‎‎پیچی لزوماً از بهترین روشی كه عملكرد اولیه موتور را حفظ كند استفاده نمی‎‎كنند. در برخی موارد به‎‎‎دلیل بازده كم به‎‎‎خصوص در موتورهای كوچك پیچیدن دوباره موتور توجیه‎‎پذیر نیست.

درحالت ایده‎‎آل باید بازده موتور قبل و بعد از پیچیدن آن با هم مقایسه شود. یك روش تقریباً ساده برای ارزیابی كیفیت موتور پیچیده‎‎شده مقایسه جریان بی‎‎باری موتور است، این مقدار در موتورهایی كه به‎‎‎خوبی پیچیده نشده باشند افزایش می‎‎یابد، بررسی روشی كه دركارگاه سیم‎‎پیچی استفاده می‎شود، نیز می‎‎تواند كیفیت كار را مشخص كند. در زیر برخی نكاتی كه باید موردتوجه قرارگیرد آمده است :

- وقتی موتوری را برای پیچیدن مجدد باز می‎‎كنند، عایق بین ورقه‎‎ها خراب شده و باعث افزایش تلفات جریان گردابی می‎‎گردد مگر اینكه بازكردن (سوزاندن) عایق در كوره‎‎ای با دمای قابل تنظیم انجام شده و ورقه‎‎های عایق غیرآلی جایگزین گردد.

- گداختن و سوزاندن سیم‎‎پیچ كهنه (خراب‎‎شده) در دمای كنترل نشده یا استفاده از یك مشعل دستی برای نرم‎‎كردن و خردكردن لاك بین سیم‎‎ها به‎‎‎منظور بازكردن آسان‎‎تر سیم‎‎پیچ به‎ این معنی است كه كار در این كارگاه به‎‎‎خوبی انجام نمی‎‎شود و باید به‎ كارگاه دیگری برای پیچیدن موتور مراجعه كرد.

- اگر در نتیجه بازكردن و سوزاندن نامناسب تلفات هسته افزایش یابد، موتور در دمای بیشتری كار می‎‎كند و زودتر از موعد خراب می‎شود.

- اگر تعداد دورهای سیم‎‎پیچ در استاتور كاهش یابد تلفات هسته استاتور افزایش می‎‎یابد این تلفات درنتیجه جریان نشتی (هارمونیك) القا شده توسط جریان بار به‎‎‎وجود می‎‎آید و اندازه آن برابر با توان دوم جریان بار است.

- در پیچیدن موتور اگر از سیم‎‎های با قطر كوچكتر استفاده شود، مقاومت و درنتیجه تلفات افزایش می‎‎یابد.

روش‎‎های پیچیدن موتور در كارگاه‎‎های مختلف تعمیراتی متفاوت است بنابراین قبل‎‎از تصمیم‎ به‎ پیچیدن دوباره موتور باید كارگاه‎‎ها كاملاً بررسی و بهترین كارگاه انتخاب شود.

شركت Wanlass یك روش پیچیدن موتور ارائه كرده كه مدعی است بازده را تا ده درصد افزایش می‎‎دهد این روش برمبنای جایگزینی سیم‎‎پیچ موجود با دو سیم‎‎پیچ است كه به‎گونه‎‎ای طراحی شده‎‎اند كه سرعت موتور را متناسب‎‎با بار تغییر دهد. درمورد ادعای بهبود بازده بحث‎‎های زیادی صورت گرفته و درحالی‎‎كه از عرضه موتورهای Wanlass بیش‎‎از یك دهه می‎‎گذرد استفاده كننده‎‎های عمده معتقدند این نوع طراحی بهبودی را كه می‎‎توان ازطریق تكنیك‎‎های متعارف طراحی موتور و سیم‎‎پیچ به‎‎‎دست آورد در صنعت موتور ارائه نكرده است.

ژنراتور موتورها

یكسوكننده‎‎های نیمه‎‎هادی یك منبع مناسب جریان مستقیم DC برای موتورهای DC یا دیگر استفاده‎‎های از جریان DC هستند، ژنراتور موتورهایی كه معمولاً برای جریان مستقیم به‎‎‎كار می‎‎روند قطعاً نسبت‎‎به‎ یكسوكننده‎‎های نیمه‎‎هادی بازده كمتری دارند بازده موتور ژنراتور در بار كامل حدود 70 درصد است در حالیكه بازده یكسوكننده‎‎های نیمه‎‎هادی تقریباً 96 دصد در بار كامل است. وقتی ژنراتور موتوری در كمتراز بار نامی كار كند بازده آن به‎‎‎طور قابل‎‎ملاحظه‎‎ای كاهش می‎‎یابد چون بازده آن برابر با حاصل‎‎ضرب بازده ژنراتور و موتور است.

تسمه‎‎ها (Belts)

بازده درایوهای V-belt تأثیر زیادی در بازده موتور دارد. عوامل تأثیرگذار در بازده V-belt عبارتنداز:

1- Overbelting: تسمه‎‎های با مشخصات نامی بالاتر باعث افزایش كارایی می‎شوند

2- تنش (فشار): فشار نامناسب باعث كاهش بازده تا 10 درصد می‎شود. بهترین فشار برای یك V-belt كمترین فشاری است كه در آن تسمه در بار كامل نلغزد.

3- اصطكاك: تلفات اصطكاك اضافی درنتیجه نامیزان بودن(غیرهم‎‎محوری)، فرسودگی چرخ‎‎ها تهویه نامطلوب یا مالیده شدن تسمه‎‎ها به‎ چیزی به‎‎‎وجود می‎‎آیند.

4- قطر چرخ: هرچه قطر چرخ بزرگتر باشد بازده افزایش می‎یابد.

جایگزینی V-beltهای شیاردار با V-beltهای متعارف صرفه‎‎جویی زیادی دربردارد. یك V-belt درمعرض تنش فشاری بزرگی متناسب با قطر چرخ قراردارد. ازآنجاكه در V-beltهای شیاردار در قسمت تحت‎‎فشار از ماده كمتری استفاده شده تغییر شكل لاستیك و تنش‎‎های فشاری به‎ حداقل می‎‎رسد بنابراین بازده عملیاتی در V-beltهای شیاردار بیشتر می‎شود.

اگر هزینه عملیاتی سالانه یك موتور 60 اسب‎‎بخار (برای 6000ساعت) 18000 دلار باشد حتی یك درصد بهبود در بازده موتور باعث 180 دلار صرفه‎‎جویی در سال می‎شود. هزینه اضافی برای 6 تسمه با اندازه 128 تقریباً 7 دلار است.




نوع مطلب : AC ماشین های، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :


شنبه 14 مرداد 1396 03:22 ب.ظ
I'll immediately seize your rss as I can not in finding your
email subscription link or newsletter service.
Do you've any? Please allow me know in order that I could subscribe.

Thanks.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر