کاهش ظرفیت موتورهای القایی به دلیل مسائل مربوط به کیفیت توان با توجه به کلاس بازده موتور

چکیده

گرما وتلفات در موتورالقایی با نامتعادلی ولتاژ و اعوجاج هارمونیکی افزایش می‌یابد. برای جلوگیری از اضافه بار حرارتی استانداردهای ۱۹۹۳-۱۴۱ IEEE، ۳۰۰۴٫۸ IEEE، ۲۰۱۴NEMA MGI و ۲۶-۶۰۰۳۴IEC ، فاکتورهای اصلاح ظرفیت موتورالقایی تحت این شرایط را عنوان می‌کنند. در این مقاله ما نشان می‌دهیم که عوامل اصلاح ظرفیت ارایه شده توسط استانداردها از موتورالقایی با راندمان استاندارد محافظت می‌کنند اما تنها تا حدودی برای محافظت از موتورهای القایی مدرن با بازده بالاتر کارآمد هستند. برای این منظور فاکتورهای ارایه شده توسط استانداردها را با فاکتورهای موردنیاز برای حفظ تلفات در مقادیر مجاز برای کلاس‌های مختلف کارآیی مقایسه می‌کنیم. برای بدست آوردن نتایج از این موتورهای القایی ما داده‌های پلاک ۵۴۸ موتورالقایی با کلاس‌های بهره‌وری مختلف را مقایسه کردیم و دریافتیم که موتورهای با کلاس بهره‌وری بالاتر جریان اولیه بزرگتر، امپدانس توالی منفی کوچکتر و ولتاژ هارمونیکی‌تری دارند. امپدانس پایین به نوبه خود منجر به تلفات بیشتر در شرایط نامتعادلی ولتاژ و هارمونیک می‌شود.

۱-مقدمه

موتورهای الکتریکی بویژه موتورهای القایی مهمترین بار در سیستم قدرت هستند. مشارکت آن‌ها در تقاضای انرژی الکتریکی، نزدیک به نیمی از انرژی مصرفی در سطح جهان است. به همین دلیل حتی امروزه پیشنهادهایی برای افزایش راندمان موتورهای القایی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی وجود دارد.

برای توسعه موتورهای القایی کارآمدتر استاندارد۳۰-۶۰۰۳۴IEC از سال ۲۰۰۸ سه کلاس کارآیی را مشخص کرد. رعایت این کلاس‌ها حداقل سطح کارآیی را برای هر نوع موتورالقایی تضمین می‌کند. این کلاس‌ها عبارتند از:راندمان استاندارد IE1، راندمان بالا IE2، راندمان برتر IE3. در تجدیدنظر بعدی درمورد این استاندارد دو کلاس کارآیی جدید، راندمان کلان  IE4 و راندمان افراطی IE5 اضافه شد.

۶-نتیجه

در این مقاله ، اثر عدم تعادل ولتاژ و اعوجاج هارمونیک بر تلفات موتورالقایی در کلاس‌های مختلف راندمان را بررسی کردیم.

ما ابتدا داده‌های پلاک ۵۴۸ موتورالقایی را مورد مطالعه قرار دادیم تا نشان دهیم که موتورهای باکلاس راندمان بالاتر با جریان‌های شروع بالاتر(pu) ارتباط دارند. سپس ، ما به کار ارائه شده در مقاله‌های گذشته توجه کردیم ، که در شرایط نامتعادلی و اعوجاجات ولتاژ جریان شروع بالاتر با امپدانس‌های توالی منفی پایین‌تر و تلفات بالاتر همراه است.

الگوریتم بهینه سازی ترکیبی جهت تخمین پارامتر موتورهای القایی چند فازی با تایید آزمایشی

چکیده

دقت پارامترهای برآورد شده از موتورهای القایی چند فازی برای پیش بینی عملکرد مؤثر و / یا کنترل در برنامه‌های مختلف تولید حائز اهمیت است. این مطالعه برای یافتن برآورد پارامترهای بهینه موتورهای القایی چند فازی، الگوریتم ترکیبی بین بهینه سازی ازدحام ذرات و الگوریتم‌های بهینه سازی Jayaرا بررسی می‌کند. این کار با استفاده از خصوصیات عملکرد سازنده بر روی دو موتور القایی چند فازی انجام شده است. الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم‌های معمولی و همچنین الگوریتم‌های تکامل تفاضلی و ژنتیکی دارای عملکرد رقابتی است. اعتبارسنجی‌های تجربی بر روی موتورهای القایی سه فازی و شش فازی انجام شده است. همچنین، از نزدیکی بین پارامترهای آزمایشی و برآورد شده با همگرایی سریع در مقایسه با سایر الگوریتم‌های دیگر، تقلید می‌شود. علاوه براین، این نتایج توانمندی بالای الگوریتم پیشنهادی را در مقایسه با الگوریتم‌های دیگر از نظر اعداد تکراری متغیر، اندازه جمعیت و همگرایی نشان می‌دهد.

۱٫ مقدمه

موتورهای القایی چند فازی (PIM) از پرکاربردترین ماشینهای الکتریکی هستند  (۱). آن‌ها به تبدیل حدود ۶۰٪ نیروی الکتریکی به انرژی مکانیکی کمک می‌کنند (۲). PIM به دلیل ستبری و سادگی در بخش صنعت محبوب هستند، زیرا ۹۰٪ موتورهای صنعتی IM هستند (۳). نمونه‌هایی از کاربردهای موتورهای القایی، عبارتند از ابزارهای موتور مجهز به موتورهای القایی، موتورهای دارای دور متغیر و پمپ‌ها (۴). برای دستیابی به عملکرد هدف ماشینهای القایی، مدل سازی دقیق برای PIM ها مسئله مهمی تلقی می‌شود (۵). این مسائل شامل رفتار حالت گذرا و پایدار هستند. این مدل تعادل بین ولتاژ سیم پیچ استاتور و روتور، لینکاژها و جریانهای شار، توان عبوری از شکاف هوایی و گشتاورهای الکترومغناطیسی را بیان می‌کند. بنابراین ، پیدا کردن پارامترهای ناشناخته این ماشینها، یک مسئله بهینه سازی غیریکنواخت غیرخطی پیچیده است (۶). هدف آن دستیابی به بالاترین درجه نزدیکی بین پارامترهای برآورد شده و پارامترهای واقعی است. بنابراین، تابع هدف مسئله برآورد پارامتر مورد نظر، حداقل انحراف بین پارامترهای برآورد شده و واقعی با حفظ این پارامترها در مرزهای عملیاتی مجاز آنها است. برای برآوردن فرآیند شناسایی پارامتر، چندین الگوریتم بهینه سازی برای تضمین مدلهای دقیق PIM ارائه شده است. در این راستا، این مقاله الگوریتم ترکیبی بین بهینه سازی ازدحام ذرات و الگوریتم‌های بهینه سازی جاوای  HPJOA را برای دست یابی به پارامترهای PIM ناشناخته مطلوب پیشنهاد می‌کند.

ساختمان موتورهای القایی سه فاز

در این مقاله به ساختمان موتورهای القایی سه فاز پرداخته شده است. موتورهایی القایی از سه قسمت 1- استاتور 2- روتور و 3- محفظه تشکیل شده است. که بررسی شده است