توان مکانیکی و هیدرولیک

دانلود پایان نامه

2-7-1 مشخصه‌های الکتریکی
وقتی یک موتور القایی با ولتاژ نامی و در حالت بی‌باری مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد، با سرعتی می‌چرخد که فقط برای تولید گشتاور لازم برای غلبه بر افت ناشی از اصطکاک و افت ناشی از مقاومت هوا کافی باشد. اگر یک نیروی مکانیکی خارجی برابر با این افت‌ها به موتور القایی در همان جهت چرخش اعمال شود، روتور آن به سرعت سنکرون خواهد رسید.
هنگامی که روتور در سرعت سنکرون می‌چرخد، روتور با همان سرعت میدان مغناطیسی ناشی از ولتاژ تغذیه می‌چرخد وولتاژ ثانویه‌ای القاء نمی‌شود زیرا فلوی مغناطیسی هیچیک از هادی‌های ثانویه را قطع نمی‌کند و هیچ جریانی از سیم‌پیچ‌های روتور نمی‌گذرد و فقط جریان تحریک در سیم‌پیچ‌های اولیه جریان می‌یابد.
در صورتی که روتور بواسطه یک نیروی خارجی در سرعتی بالاتر از سرعت سنکرون خود، چرخش کند، جهت ولتاژ القایی ثانویه خلاف موقعی خواهد بود که بعنوان موتور القایی چرخش می‌کرد، زیرا سرعت چرخش هادی روتور فراتر از سرعت چرخش میدان مغناطیسی می‌شود و گشتاوری که چرخش روتور را کند می‌کند بین جریان ثانویه ناشی از این ولتاژ القایی و میدان مغناطیسی ایجاد شده و واحد مثل یک ژنراتور کار می‌کند. یعنی، توان مکانیکی خارجی اعمال شده به توان الکتریکی تبدیل می‌شود که در سیم‌پیچ‌های اولیه تولید شده‌اند.
همانطوری که قبلاً توضیح داده شده، ژنراتور القایی یک موتور القایی است که مافوق سرعت سنکرون کار می‌کند، مزایا و معایب آن در مقایسه با ژنراتور سنکرون بشرح زیر است:
2-7-2 مزایای ژنراتور القایی
1- چون به سیستم تحریک احتیاج ندارد و ساختمان آن ساده است در نتیجه تعمیر و نگهداری آن آسان است.
2- راه‌اندازی و بهره‌برداری از آن آسان است، زیرا نیازی به سنکرونیزاسیون یا تنظیم تحریک ندارد.
3- جریان اتصال کوتاه آن کم است و زمان کاهش آن در مقایسه با ماشین‌های سنکرون کوتاه‌تر است، زیرا در هنگام اتصال کوتاه، تحریک قطع می‌شود و جریان اتصال کوتاه فقط در یک مدت فوق‌العاده کوتاه جریان می‌یابد تا اینکه فلوی مغناطیسی ناپدید شود.
4- چون همیشه بطور موازی با ژنراتور سنکرون کار می‌کند و هرگز مستقلاً مورد بهره‌برداری قرار نمی‌گیرد، به ژنراتور سرعت نیازی ندارد.
5- وقتی بار پس زده می‌شود، جریان تحریک قطع می‌شود و ولتاژ ناپدید می‌شود و لذا هیچگونه صدمه و خسارتی به بخشهای عایقی دستگاه از جانب ولتاژ اضافی صرفنظر از میزان افزایش سرعت رخ نمی‌دهد.
6- وقتی ولتاژ سیستم افت می‌کند، جریان تحریک خودبه‌خود کاهش می‌یابد.
7- جون گاورنر سرعت مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، لذا تا حدی که سرعت آن از سرعت مجاز توربین هیدرولیکی بیشتر نشود به تولید انرژی ادامه می‌دهد.
8- در مواقعی که سیستم دچار اختلال می‌شود، این دستگاه می‌تواند به صورت پایدار و بدون قطع شدن به کار خود ادامه دهد.
2-7-3 معایب ژنراتور القایی
1- فقط وقتی مثل یک ژنراتور کار می‌کند که با ماشین سنکرون موازی شده باشد و نمی‌تواند مستقلاً تولید برق کند.
2- چون جریان اولیه ژنراتور در ارتباط با ولتاژ خروجی در پیش‌فاز است. (یعنی با ضریب قدرت پیش فاز ژنراتور سنکرون مطابقت می‌کند)
3- ضریب قدرت جریان بار بوسیله ضریب قدرت بار تعیین نمی‌شود، بلکه بوسیله ضریب قدرت ذاتی خود ژنراتور تعیین می‌شود.
این بدان معنی است که ضریب قدرت بوسیله ظرفیت تعیین می‌شود و قابل کنترل نیست. ژنراتور سنکرونی که بطور موازی به ژنراتور القایی متصل شده است. باید علاوه بر جریان تأخیر فاز مورد نیاز بار جریان تحریک مورد نیاز ژنراتور القایی را هم تأمین کند.
بنابراین، ضریب قدرت ژنراتور سنکرون بدتر شده و ظرفیت قابل حصول آن نیز کاهش می‌یابد. این امر هم‌چنین باعث افزایش تلفات در خطوط انتقال می‌شود. برای جبران این تلفات لازم است از کندانسورها استفاده شود.
4- در بهره‌برداری موازی، جریان هجومی بالایی بوجود می‌یابد و ولتاژ سیستم راتحت تأثیر قرار می‌دهد.
5- به طور کلی، ماشین‌های القایی با سرعت‌های پایین و قطب‌های زیاد، نسبت به ماشین‌های سنکرون از لحاظ ضریب قدرت و ابعاد ماشین نامرغوب‌تر هستند.
ملاحظات:
ظرفیت کندانسور تصحیح‌کننده قدرت از معادله زیر تعیین می‌شود: