up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله روتورها PDF
QR code - روتورها

روتورها

پيك سايي و كاهش مصرف انرژي الكتريكي با استفاده روتورها (2)

براي كاهش تلفات توان و انرژي درهسته استاتور الكتروموتورهاي القايي ،مي توان با استفاده از ورقهاي فولاد الكتريكي با مقادير بالاتر سيليسيم و يا انتخاب ورقهاي با ضخامت كمتر، بازدهي آنهارا تا مناسبي افزايش داد اما اين حالت مي تواند از يك طرف ساير خواص هسته را تحت تاثير قراردهد و از طرف ديگر افزايش قيمت وهزينه هاي توليد را در پي خواهد داشت چراكه با انتخاب ورقهاي نازكتر و با مقادير بيشترعناصر آلياژي ، اولاپ هزينه خريد اين ورقهابيشتر شده و در ثاني عوامل مربوط به برش وپانچ و هسته چيني نيز هزينه هاي توليد را به مراتب بالاتر خواهد برد. در هر حال اين تغييرمواد هسته براي كاهش تلفات الكتروموتورهامي تواند بدون تغيير فروان در طراحي اين تجهيزات به عنوان يك روش مناسب ، مطرح باشد هرچند كه درحال حاضر با توجه به عدم توانايي ساخت داخل ورقهاي فولاد سيليسيم دار در كشور ،هزينه هاي ارزي تهيه مواد اوليه و ساخت چنين الكتروموتورهايي تا حدي بالاخواهد بود.
روش مناسب ديگر براي كاهش تلفات الكتروموتورها بدون نياز به تغيير طراحي وياابعاد آنها، استفاده از هادي هاي مسي به جاي آلومينيوم در آنها ست .باتوجه به آنكه هدايت الكتريكي مس تقربياپ ۶۰ درصد بيشتر ازهدايت الكتريكي آلومينيوم است ، در بيشترحالتها براي ساخت هاديهاي استاتورالكتروموتورها از مسن استفاده مي شود. درساخت هاديهاي روتورالكتروموتورها نيز اگرچه براي الكتروموتورهاي بزرگ (باتوان بيشتر از ۲۵۰ كيلو وات ) معمولاپاز مسن الكتريكي كار شده و شكل داده شده استفاده مي شود، اما روش ساخت روتور چنين الكتروموتورهايي ريخته گري نبوده و بنابراين بسيار زمان گران و هزينه بر هستند هرچند كه با توجه به تعداد نسبتاپ كم ساخت چنين الكتروموتورهايي ، استفاده از چينن روشي چندان نامطلوب در نظر گرفته نمي شود.درمورد الكتروموتورهاي القايي كوچك و متوسطكه سالانه تعداد بسيار زيادي از آنها توليدمي شود، تنها روش اقتصادي براي ساخت روتور آنها، ريخته گري دايكاست (تحت فشار) فلز هادي اطراف هسته و ايجاد يك ساختار يكپارچه از روتور است .
اگر چه از زمانهاي گذشته نيز مشخص بوده است كه بكار بردن هاديهاي مسي درساخت روتور الكتروموتورهاي القايي قف س سنجابي مي تواند باعث بهبود بازدهي آنهاشود اما به دليل مشكلات موجود بر سر راه ريخته گري دايكاست مس و سهولت بيشتراين فرايند براي هاديهاي آلومينومي ، با درنظر گرفتن مسائل اقتصادي ، ريخته گري دايكاست آلومينيوم به عنوان روش مناسب تربراي ساخت اين روتورها مورد استفاده قرارمي گيرد.
اين حالت باعث شد كه تاچندين سال گذشته تقريباپ روتور تمامي الكتروموتورهاي القايي قفس سنجابي كوچك و متوسط از طريق ريخته گري دايكاست آلومينيوم توليد شود و متاسفانه استفاده از هاديهاي مسي تنها در اجزامي استاتور چنين الكتروموتورهايي خلاصه شودو با اين حال از حدود دهه ۷۰ ميلادي باافزايش قسمت انرژي الكتريكي تلاشهايي شد تا ساخت روتورهاي مسي دايكاست شده به صورت اقتصادي تر صورت گرفته و عوامل كنترل كننده اين فرايند، بيشتر شناسايي شود.اين روند به خصوص از اواخر دهه ۹۰ميلادي ،گسترش فراواني يافت و با انجام مطالعات وتحقيقات كاربردي ، مهمترين روشهاوفن آوريهاي مناسب واقتصادي براي ساخت چنين روتورهايي ، شناسايي شد .
به گونه اي كه امروزه توليد انبوه چنين الكتروموتورهايي درتعدادي از كارخانه هاي بزرگ سازنده الكتروموتورها آغاز شده واستقبال بسيارزيادي از اين محصولات بعمل آمده است .
نكته بسيار مهم در مورد چنين الكتروموتورهايي آن است كه بدون هيچ گونه تغيير طراحي و يا تغيير ابعادي الكتروموتور،تلفات آنها تا حدود زيادي كاهش مي يابد واين حالت مخصوصاپ براي سازندگاني نظيرتوليد كنندگان ايراني ، بسيار مناسب خواهدبود.
بخصوص آن كه توجه داشته باشيم كه درزمينه مواد اوليه مورد نياز، ايران در حال حاضرپنجمين كشور توليد كننده مسن محسوب مي شود (رتبه دوم به لحاظ دارا بودن معادن مسن دنيا) در حالي كه جايگاه مناسبي درزمينه توليد آلومينيوم نداشته و لذا اين جايگزيني ، هزينه ارزي اضافي را تحميل نخواهد كرد، ضمن آنكه مي تواند نياز به واردات آلومينيوم را نيز كاهش دهد.
بنابراين به نظر مي رسد كه با توجهبه شرايط كنوني كشور، فن آوري مناسب ترين گزينه اي است كه بدون افزايش هزينه هاي ارزي و يا بدون نياز به ن آوريهاي گران قيمت (نظير استفاده از ابر رساناها و يا ورق هاي الكتريكي آمورف يا پرسيليسم ) مي تواند باعث كاهش قابل ملاحظه در تلفات برق و انرژي الكتروموتورهاي داخلي شود .
● مزاياي روتورهاي مسي دايكاست شده
مهم ترين مزيت استفاداه از روتورهاي مسي دايكاست شده در الكتروموتورهاي القايي ،كاهش فراواني در تلفات توان (انرژي ) و بهبودبازدهي اين نوع الكتروموتورهاست .
خلاصه اي از نتايج حاصل شده از مقايسه بازدهي و تلفات الكتروموتورهاي القايي قفس سنجابي با روتورهاي مسي و ياآلومينيومي دايكاست شده را نشاه مي دهد .
استفاده از روتوراي مسي دايكاست شده به جاي آلومينيوم در الكتروموتورهاي استاندارد (ستونهاي ۳و۴)، باعث افزايش بازدهي آنها در حدود چهارتاهفت در صد و نيزكاهش تلفات اين نوع الكتروموتورها در حدود۳۰ تا ۳۵ در صد، مي شود.
در صورتي كه اين حالت در كشور محقق شود، با در نظر داشتن مصرف برق كشور در سال آينده در حدود۱۲۰ميليارد كيلو وات ساعت و لحاظ كردن ۳۰تا ۳۵ در صد از اين مصرف برق درالكتروموتورهاي القايي كوچك و متوسط، درصورتي كه بازدهي آنها در حدود ۵ تا ۶ در صدافزايش يابد، پتانسيل موجود براي صرفه جويي سالانه انرژي الكتريكي مصرفي درحدود ۲ ۵تا سه ميليارد كيلووات ساعت (به ارزش تقريبي ۶۰ تا ۷۰ ميليارد تومان ) خواهدبود.
همچنين با توجه به اوج بار شبكه سراسري (در حدود ۲۷۰۰۰ مگاوات ) و مصرف برق اين الكتروموتورها (در حدود ۳۰تا ۳۵درصد) از اين اوج بار، پتانسيل پيك سايي شبكه با استفاده از اين فن آوري در حدود۵۰۰خواهد بود. علاوه بر اين ، بررسيهاي مختلف نشان داده است كه به دليل كاهش تلفات و گرماي ايجاد شده درالكتروموتورهاي القايي با روتورهاي مسي دايكاست شده ، عمر آنها حداقل ۵۰ در صدبيشتر از موتورهاي با روتورهاي آلومينيومي است ضمن آنكه به دليل خواص استحكامي بيشتر مس نسبت به آلومينيوم ،توانايي تحمل نيروهاي مكانيكي (بخصوص خستگي ) در اينگونه روتورها بيشتر ازروتورهاي آلومينيومي بوده و به اين دليل نيز،عمور الكتروموترهاي القايي با روتورهاي مسي دايكاست شده بيشتر خواهد بود .
● نتيجه گيري
بهبود بازدهي موتورهاي الكتريكي القايي ، از جمله مهم ترين روش هابراي كم كردن تلفات انرژي الكتريكي و نيز كاهش اوج بار شبكه سراسري محسوب مي شود. اين نوع الكتروموتورها در محدوده قدرت كوچك ومتوسط (۰ ۲۵-۱۵۰اسب بخار) هر سال بيش از ۳۰ در صد مصرف برق كشور رابه خوداختصاص مي دهند و با توجه به بازدهي پايين آنها، استفاده از روشهاي مناسب واقتصادي براي بهبود بازدهي آنها، ارزش فراواني خواهد داشت .
با توجه به شرايطكنوني توليد كنندگان اين تجهيزات در داخل كشور ومحدوديت هاي موجود در رابطه باتغيير طراحي وابعاد اين الكتروموتورها در كنارساير مسائل مربوط به هزينه هاي ارزي ، يكي از مناسب ترين روشها براي افزايش كارايي اين الكتروموتورها، استفاده از روتورهاي مسي دايكاست شده به جاي روتورهاي آلومينيومي است كه اين فن آوري قادرمي شوند تلفات برق را در اين تجهيزات درحدود ۳۰ در صد كاهش دهد.
پتانسيل پيك سايي شبكه سراسري از طريق اين فن آوري بيش از ۵۰۰ مگاوات و مقدار صرفه جويي انرژي الكتريكي در كشور از اين طريق سالانه ۲ ۵ تا سه ميليارد كيلووات ساعت ( باارزش تقريبي ۶۰-۷۰ميليارد تومان ) تخمين زده مي شود به علاوه اين حالت منجر به افزايش عمر، كاهش نياز به خنك كنندگي ،نگهداري و تعمير آسانتر و نيز عملكردمكانيكي بهتر اين تجهيزات خواهد شد اين امر با نظر داشتن اينكه ايران يكي ازبزرگترين دارندگان و توليد كنندگان مس دردنيا ست لزوم توجه بيشتر به اين فن آوري رابيش از پيش نمايان مي كند و چه بسا ممكن است از اين طريق امكان صادرات اين الكتروموتورهاي پربازده با قيمت هاي قابل به بازارهاي جهاني نيز فراهم شود.

الكتروموتورها از جمله مهمترين مصرف كنندگان انرژي الكتريكي در بخش هاي صنعتي ، كشاورزي ، خانگي ، تجاري و عمومي بوده و بطور متوسط در حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد ا ...

محمدرضا جهانگيري‌ پژوهشگاه‌ نيرو الكتروموتورها از جمله‌ مهمترين‌ مصرف‌ كنندگان‌ انرژي‌ الكتريكي‌ در بخش‌هاي‌صنعتي‌، كشاورزي‌، خانگي‌، تجاري‌ و عمومي‌ ...

آب بندي در توربو ماشينها در فصل مشترک قطعات ثابت و متحرک به منظور کنترل جريانات نشتي و خنک کننده لازم و ضروري است. کنترل لقي موجود در بين قطعات متحرک ...

امروزه توربين هاي گازي چه در سيکل هاي ساده و چه در سيکل هاي ترکيبي نقش بسزايي در توليدانرژي الکتريکي موردنياز کشور بر عهده دارند و با در نظر گرفتن رون ...

● اطلاعات کلي چدن (cast iron) ، آلياژي از آهن- کربن و سيليسيم است که همواره محتوي عناصري در حد جزئي (کمتر از ۰.۱ درصد) و غالبا عناصر آلياژي (بيشتر از ...

الف) امروزه توربينهاي گازي چه در سيکلهاي ساده و چه در سيکلهاي ترکيبي نقش بسزايي در توليدانرژي الکتريکي موردنياز کشور بر عهده دارند و با در نظر گرفتن ر ...

دانلود نسخه PDF - روتورها