6577

6577

بررسي كاربرد ماشين هاي سنكرون در صنايع و بهبود عملكرد آنها

كارشناسي

قدرت

1398

دكتر عباس شولايي

1398/09/18

برق

Investigating the use of synchronous machines in industry and improving their performance

امروزه ماشين سنكرون نقش بي بديلي در صنعت برق جهان چه در توليد و بخش هاي نيروگاهي و چه در بخش هاي مصرفي از ابعاد بزرگ گرفته تا مصارف كوچك خانگي را دارا ميباشد.در اين پروژه اين اهميت در دو بخش مجزا و بر اساس نوع استفاده موتوري يا ژنراتوري با تاكيد بر نوع موتوري بررسي ميگردد. ژنراتورهاي سنكرون همواره حجم عمدهاي از تحقيقات را در دهههاي مختلف به خود اختصاص دادهاند،تا جايي كه بعد از گذشت بيش از 100 سال از ارايه اولين نوع ژنراتور سنكرون همچنان شاهد ظهور تكنولوژي هاي جديد در اين عرصه هستيم.تكنولوژي پيشرفته توليد ژنراتور و ريسك بالقوه موجود باعث شده است تا تعداد سازندگان مستقل ژنراتور كاهش يابد.اصل كاربرد ژنراتور هاي سنكرون در نيروگاه هاي توليد انرژي الكتريكي ميباشد.نيروگاه به محلي گفته مي شود كه در آن انرژي هاي ديگري نظير انرژي بخار آب يا هواي فشرده يا باد توسط توربين ابتدا به انرژي مكانيكي موردنياز ژنراتور تبديل ميشود و سپس ژنراتور انرژي مكانيكي را به انرژي الكتريكي تبديل مي نمايد. نيروگاه ها انواع مختلفي دارند كه در بخش كاربرد ژنراتورهاي سنكرون به اختصار توضيح داده ميشود. در موتور هاي سنكرون با وجود سرعت ثابت،گشتاور قابل تغيير متناسب با بار است كه اين به نوبه خود حسن بزرگي ميباشد.اما نكته مهم اين است كه اگرچه در سرعتي ثابت ميتوان گشتاوري دلخواه بار را از موتور دريافت كرد ولي بايد توجه داشت كه هرموتوري تا يك حد مشخص از گشتاور مورد نياز بار را بدست ميدهد كه بااين اوصاف حد پايداري استاتيك براي موتور سنكرون تعريف ميگردد؛اين شاخص به ما ميگويد كه حداكثر تا چه ميزان ميتوان از موتور انتظار گشتاور با سرعت مشخص را داشت تا جايي كه موتور از سنكرونيزم خود خارج نشود يا به عبارتي ديگر ميدان گردان استاتور و ميدان تحريك رتور در يك حالت ماندگار صرف نظر از تغييرات گذرا به گردش باهم ادامه دهند. يكي از كاربردهاي بسيار مهم موتورهاي سنكرون در شبكه هاي برق، اصلاح ضريب توان است. در مراكز صنعتي اكثر بارها از انرژي الكتريكي به صورت پس فاز استفاده مي‌كنند. بارهاي پس فاز موجب به وجود آمدن اختلاف فاز در مدار شده و ضريب توان مدار را كاهش مي‌دهند كه اين مي‌تواند موجب به وجود آمدن تلفات اضافي در طول خطوط شود. به دليل خصوصيت خاص موتورهاي سنكرون مي‌توان از آنها براي اصلاح ضريب توان نيز استفاده كرد؛چراكه در صورتي كه موتور سنكرون در حالت فوق تحريك كار كند تقريبا مانند يك بار خازني عمل كرده و از انرژي الكتريكي به صورت پيش فاز استفاده مي‌كند و به اين ترتيب مي‌توان از يك موتور سنكرون به جاي خازن‌هاي اصلاح ضريب توان استفاده كرد. اين خصوصيت موتورهاي سنكرون باعث شده كه با وجود مشكلات مربوط به راه‌اندازي آنها،استفاده از آنها هنوز رايج باشد. همانطور كه گفته شد هدف اين پروژه بررسي تعدادي از كاربرد هاي ماشين سنكرون به تفكيك در دو بخش موتوري و ژنراتوري ميباشد كه در بخش اول به ژنراتور هاي سنكرون و در بخش بعدي موتور هاي سنكرون پرداخته ميشود.