بررسی صنعت موتورهای الکتریکی | بخش اول
بخش اول، بررسی کلی کاربردها و موارد استفاده
یک موتور الکتریکی، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله به جز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند.
موتورهای الکتریکی از مهمترین اجزای خطوط تولید صنایع تولیدی مختلف (مانند صنعت فولاد، سیمان و غیره)، نیروگاه‌ها، صنایع مرتبط با نفت، گاز و پتروشیمی و سیستم‌های حمل و نقل (مانند قطار، کشتی و غیره) است. همچنین موتورهای الکتریکی عضو مهمی در بسیاری از سیستم‌ها و تجهیزات تجاری و خانگی که روزانه با آنها سر و کار داریم است. بنابراین طبیعی است که بخش قابل توجهی از مصرف انرژی الکتریکی در دنیا، توسط موتورهای الکتریکی مصرف می‌شوند.
سالانه هزینه‌های زیادی در کشورهای پیشرفته صنعتی صرف تحقیق و توسعه فناوری انواع موتورهای الکتریکی، جهت کاهش مصرف انرژی و همچنین افزایش کیفیت و دوام آنها می‌کنند و تاکنون فناوری‌های مختلفی از موتورهای الکتریکی برای کاربردهای متنوع آنها ابداع و به بازار مصرف جهانی عرضه شده است. در این بین فناوری‌های جدید موتورهای الکتریکی کمتر به کشور ما راه یافته‌اند و یا استفاده از آنها نهادینه نشده است؛ به عنوان مثال فناوري موتورهاي الکتريکي سه فاز القايي، که بيشترين مصرف را در صنايع و خطوط تولیدی کشور دارند، همچنان قديمي است و از موتورهاي سه فاز القايي بازده بالا (Premium Efficiency) هيچ استفاده‌اي در کشور نمي‌شود، در حالي که در کشورهای پیشرفته صنعتی، استفاده از موتورهاي سه فاز القایی بازده بالا مدت زيادي است که رواج يافته است و موتورهاي با فناوري قديمي (به دليل مصرف انرژي بيشتر) مطرود شده اند.
الکتروموتورها بیشترین سهم مصرف برق صنایع را به خود اختصاص می دهند. آمار بدست آمده بیانگر آن است که حدود دو سوم انرژی الکتریکی صنایع در موتورهای الکتریکی مصرف می شود. طی سال های اخیر، بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع به دلایل اقتصادی و زیست محیطی اهمیت بیشتری یافته و موجب شده که اقدامات عملی گسترده ای در این زمینه صورت پذیرد. بدیهی است که افزایش بازدهی محرک های صنعتی نه تنها از نظر اقتصادی مورد توجه استفاده کنندگان است، بلکه در برنامه ریزی انرژی در سطح ملی نیز حائز اهمیت است.
مطالعات انجام شده در صنایع حکایت از وضعیت نابسامان انتخاب و بهره برداری ازموتورهای الکتریکی دارد. براساس این تحقیقات اغلب موتورها بزرگتر از میزان نیاز انتخاب شده و در شرایط بدی نگهداری می شوند. استفاده از موتورهای با راندمان بالا در ایران رایج نبوده و گزارش موثری در جهت استفاده از درایو برای صرفه جویی انرژی در دست نیست. کاربردهای صنعتی بسیاری می توان یافت که موتورها در بازدهی بسیار پایین تر از مقدار بهینه قرار دارند.
فاکتورهای مهم در کارآیی و عملکرد الکتروموتورها
١. ولتاژ : افزیش یا کاهش ولتاژ از یک حد مجاز تاثیرات مخربی بر روی موتورها می گذارد . با توجه به این موارد زیر داریم که :
الف – کاهش ١٠ درصد ولتاژ از مقدار نامی ، موجب ٢٠ درصد کاهش گشتاور شده و آن سبب می شود که موتور استارت بشود و یا اینکه به دور نامی برسد.
ب- افزایش ١٠ درصد ولتاژ از مقدار نامی، باعث افزایش ٢٠ درصد گشتاور استارت شده و این می تواند سبب آسیب دیدگی موتور به دلایل ( افزایش جریان در بار نامی و حرارت ) شود.
٢. فرکانس : تغییرات در فرکانس می تواند بر روی مشخصات موتور همچون گشتاور و سرعت تاثیر گذار باشد. بعنوان مثال ملاحظه خواهید نمود که افزایش ۵ درصد در فرکانس باعث افزایش ۵ درصد در سرعت در بار نامی و کاهش ١٠ درصد در گشتاور استارت باشد.
٣. ارتفاع : عامل موثر دیگر ارتفاع است . موتورها معمولا" برای ارتفاع تا ١١٠٠ متر( ٣٣٠٠ ) از سطح تراز دریا درنظر گرفته می شوند . در ارتفاع بالاتر از این مقدار هوا رقیقتر بوده و حرارت به راحتی انتقال نمی یابد. بنابراین فاکتور ارتفاع بر روی توان موتور تاثیر می گدارد. مثلا" در استاندارد NEMA یک موتور ۵٠HP در ارتفاع ۶۶٠ فیت دارای توان ۴٧HPخواهد بود . ( فاکتور ارتفاع ٠.٩۴ است . )
