بهینه سازی الکتروموتور های القایی
تعداد صفحات 100 صفحه word
خلاصه
کلمات کلیدی بهینه سازی انرژی ,موتور القایی , راندمان موتور , کاهش تلفات, تطابق موتور بار ,بزرگ گیری موتور
امروزه با افزایش هزینه انرژی الکتریکی و از طرفی کمبود ذخایر و منابع تامین انرژی، سعی بر این است که حتی الامکان سیستمهای مصرف کننده انرژی را به نوعی طراحی نمود که هزینه آنها بهینه گردد. یکی از روشهایی که می تواند منجر به صرفه جویی و بهینه سازی انرژی گردد، انتخاب مناسب تجهیزات و وسایل مصرف کننده میباشد.
در اغلب کشورها، صنایع قسمت عمده برق تولیدی را مصرف می کنند و مصرف برق آنها نیز عمدتا توسط الکتروموتورهای قفس سنجابی صورت می پذیرد .
بررسی هایی که در بسیاری از کشورها انجام گرفته نشان می دهد که در اغلب کاربردهای صنعتی ، قدرت نامی موتورها بسیار بیشتر از اندازه بار مکانیکی گردنده با آنها میباشد؛ این در حالیست که در تقریبا کمتر از 40 الی 50 درصد بار نامی موتور ، راندمان افت قابل ملاحظه ای پیدا می کند ؛ بنابر این انتخاب اندازه صحیح موتور می تواند باعث صرفه جویی انرژی گردد.
در این پروژه تعداد 22 الکتروموتور القایی سه فاز رتور قفس سنجابی با قدرت های نامی 1.1 kw (6 دستگاه ) ، 5.5 kw ( 10 دستگاه ) ، 7.5 kw ( 2 دستگاه) و 15kw (4 دستگاه) در یک مجموعه صنعتی ( کارخانه شالی کوبی ) مورد آزمایش و بررسی قرار گرفته اند . هدف انتخاب مجدد و صحیح الکتروموتورها جهت به حد اقل رسانذن تلفات بوده است.
نحوه کار به این صورت بوده که ابتدا راندمان حالت بهره برداری موتورهای موجود در کارخانه به روشی مشابه روش استاندارد IEE-112 Method F تعیین گردید؛ همچنین اندازه بارهای مکانیکی گردنده با موتورها به روش خاصی اندازه گیری شد. سپس به ازای هر بار مکانیکی معلوم ، امکان به کارگیری چند موتور جدید بررسی گردید . در این بررسی ، دیدگاههای ((تطابق بار)) و (( بار گذاری موتور جهت حداقل شدن تلفات )) مدنظر قرار گرفته اند که نهایتاً‌در طرح پیشنهادی ، موتورهای جدیدی برای هر با ر مکانیکی معلوم انتخاب گردیده اند .
نتایج طرح پیشنهادی به صورت کاهش مجموع تلفات توان از 24.332 kw به 12.788kw ، افزایش راندمان خط تولید از 67.3% به 79.1% صرفه جویی انرژی
35574 kwh/yr ، صرفه جویی مالی 2135520 Rials/yr با دوره بازگشت سرمایه 18.8 سال می باشد که با توجه به طولانی شدن دوره بازگشت سرمایه ،علیرغم صرفه جویی های قابل توجه انرژی اجرای طرح پیشنهادی در این کارخانه غیر ممکن به نظر می رسد؛ اما به کارگیری طرح پیشنهادی برای کارخانجات شالیکوبی ای که در آینده احداث می شوند، علاوه بر صرفه جویی های انرژی ، از هزینه های سرمایه گذاری اولیه نیز به میزان قابل توجهی خواهد کاست. همچنین روش به کار گرفته شده در این پروژه ، قابل استفاده برای مهندسان و طراحان سیستمهای موتوری صنعتی و تجاری خواهد بود.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : مقدمه و ضرورت انجام پروژه
1 – 1 – مقدمه ------------------------------------------------------------- 2
1 – 2 – ضرورت انجام پروژه از دیدگاه منابع انرژی و محیط زیست ------------------- 3
1 – 3 – اهمیت موضوع پروژه در صنعت برق ------------------------------------- 3
1 – 4 – هدف اصلی این پروژه و دیگر پروژه های بهینه سازی انرژی ------------------ 4
فصل دوم : بهینه سازی
2 –1 – تاریخچه ------------------------------------------------------------ 6
2 – 2 – تعریف بهینه سازی انرژی --------------------------------------------- 6
2 – 3 – روشهای بهینه سازی انرژی -------------------------------------------- 6
2 – 4 – الکتروموتورها ------------------------------------------------------- 7
2 – 4 – 1 – روشهای انتخاب اندازه الکتروموتورها برای مصارف مختلف ---------------- 9
الف – بزرگ گیری موتورها ---------------------------------------------------- 9
ب – تطابق بار -------------------------------------------------------------- 10
ج – بارگذاری روی موتورها برای کمترین تلفات ----------------------------------- 12
2 – 4 – 2 – انتخاب موتور پربازده ---------------------------------------------- 14
2 – 4 – 3 – به کار گیری محرکهای سرعت متغیر -------------------------------- 16
2 – 4 – 4 – استفاده نکردن از موتورهای مجدداً‌سیم پیچی شده --------------------- 17
فهرست مطالب
عنوان صفحه
2 – 4 – 5 – نگهداری و مراقبت از موتور ---------------------------------------- 17
2 – 5 – سیستم های غیر موتوری --------------------------------------------- 18
فصل سوم :تعیین تلفات و راندمان موتورهای القایی
3 – 1 – تعریف تلفات موتور --------------------------------------------------- 21
3 – 2 – تعریف راندمان ------------------------------------------------------ 22
3 – 3 - ضرورت راندمان ----------------------------------------------------- 22
3 – 4 – ساختمان موتور القایی ------------------------------------------------ 23
3 – 5 – ماهیت تلفات در موتورهای القایی --------------------------------------- 24
1 – تلفات ثابت ------------------------------------------------------------- 25
الف ) تلفات هسته ----------------------------------------------------------- 25
ب ) تلفات مکانیکی ---------------------------------------------------------- 26
2 – تلفات متغیر ------------------------------------------------------------ 26
الف ) تلفات سیم پیچی ------------------------------------------------------- 26
ب ) تلفات سرگردان --------------------------------------------------------- 27
3 – 6 – استاندارهای تعیین راندمان موتورهای الکتریکی ---------------------------- 27
3 – 7 – ضرورت استفاده از یک روش بدون مزاحمت برای تعیین راندمان موتورهای القایی سه فاز در کارخانجات 23
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3 – 8 – معرفی یک روش جدید برای محاسبات راندمان بار موتورهای صنعتی سه فاز --- 31
3 – 8 – 1 – رابطه اساسی ORMEL96 برای تخمین بار موتور -------------------- 33
3 – 8 – 2 – محدودیت های ORMEL96------------------------------------- 34
فصل چهارم : تعیین عملی راندمان و بار موتورهای القایی و راندمان خط تولید
در یک کارخانه شالیکوبی
4 – 1 – معرفی کارخانه ----------------------------------------------------- 37
4 – 2 – آشنایی با فرآیند تولید ----------------------------------------------- 37
4 – 3 – موتورهای نصب شده در کارخانه --------------------------------------- 40
4 –4 – مصرف انرژی موتورهای نصب شده در کارخانه ----------------------------- 41
4 – 5 – معرفی آزمایشهات تعیین راندمان نامی موتورهای القایی --------------------- 42
4 – 5 – 1 – آزمایشات بی باری ----------------------------------------------- 42
4 – 5 – 2 – آزمایشات اتصال کوتاه -------------------------------------------- 43
4 – 5 – 3 – آزمایش اندازه گیری مقاومت dc استاتور ---------------------------- 44
4 – 6 - معرفی وسایل آزمایش ------------------------------------------------ 44
4 – 7 – نحوة انجام آزمایشات در کارخانه --------------------------------------- 45
4 – 7 – 1 – نحوة انجام آزمایش بی باری --------------------------------------- 45
الف )نحوة انجام آزمایشات بی باری (1)------------------------------------------- 45
فهرست مطالب
عنوان صفحه
ب ) نحوة انجام آزمایشات بی باری (2)------------------------------------------- 46
4 – 7 – 2 – نحوة انجام آزمایشات اتصال کوتاه ----------------------------------- 47
4 – 7 – 3 – نحوة انجام آزمایشات اندازه گیری مقاومت dc استاتور ------------------- 48
4 – 7 – 4 – نحوة انجام آزمایش تلفات ، راندمان موتور در حالت بهره برداری و توان نامی مکانیکی دستگاه متصل به موتور 49
4 – 8 – نتایج آزمایشات ----------------------------------------------------- 51
4 – 9 – یک مثال نمونه برای نشان دادن نحوة محاسبة تلفات ، راندمان موتور و توان نامی وسیله مکانیکی متصل به موتور 75
4 – 10 – تحلیل آزمایشات --------------------------------------------------- 82
4 – 11 – تعیین راندمان خط تولید کارخانه ------------------------------------- 84
فصل پنجم :بهینه سازی انرژی در کارخانه شالیکوبی
5 – 1 – مقدمه ------------------------------------------------------------ 86
5 – 2 – انتخاب موتورهای جدید برای طرج پیشنهادی ----------------------------- 87
5 – 3 – مقایسه موتورهای انتخاب اولیه با یکدیگر --------------------------------- 87
5 – 4 – طرح پیشنهادی ----------------------------------------------------- 94
5 – 5 – راندمان خط تولید کارخانه در صورت به کارگیری طرح پیشنهادی ------------ 97
5 – 6 – نتیجه گیری -------------------------------------------------------- 97
فهرست مطالب
عنوان صفحه
5 – 7 – پیشنهادات --------------------------------------------------------- 98
پیوست ها
پیوست 1 : ( کاددت :مرکز بررسی و نشر تکنولوژی مستند انرژی ) -------------------- 101
پیوست 2 : ( یک پروژه مستند : استفاده از موتورهای پربازده برای دمنده ها و پمپ ها)---- 103
پیوست 3 : (بارگذاری با کمترین تلفات ) ----------------------------------------- 105
پیوست 4 : (محفظه های موتور ) ----------------------------------------------- 108
پیوست 5 : (طبقه بندی موتورهای القایی قفس سنجابی )---------------------------- 110
پیوست 6 : (کلاس های عایقی ، کلاس های حفاظتی و نوع نصب موتورهای القایی )------ 113
پیوست 7 : (اندازه گیری توان در بار نامتقارن سه فازه سه سیمه (روش دو واتمتری )----- 115
پیوست 8 : (اطلاعات برگرفته از کاتالوگ موتورهای LEORY SOMER )----------- 117
مراجع --------------------------------------------------------------------- 121
