ما هي أسباب أن يكون للمولدات المتزامنة خسائر أكبر من المحركات الكهربائية الحثية؟
أسباب زيادة خسائر المولد المتزامن مقارنة بخسائر المحركات الكهربائية الحثية
تتكبد كل من المولدات المتزامنة والمحركات الكهربائية الحثية خسائر مختلفة أثناء التشغيل، ولكن خسائر المولدات المتزامنة تكون عادة أكبر. هذا يعود بشكل أساسي إلى الاختلافات في هيكلها ومبادئ تشغيلها. فيما يلي بعض الأسباب الرئيسية:
1. خسائر التحريض
المولد المتزامن: يتطلب المولدات المتزامنة نظام تحريض خارجي لإنتاج المجال المغناطيسي، مما يؤدي إلى خسائر إضافية. يشمل نظام التحريض عادةً جهاز تحريض ومعدل تيار ومراوح التحريض، وكلها تستهلك طاقة كهربائية.
المحرك الكهربائي الحثي: تنتج المحركات الحثية مجالها المغناطيسي عبر التيار المتردد في ملفات الدوار، مما يلغي الحاجة لنظام تحريض خارجي وبالتالي يتجنب خسائر التحريض.
2. خسائر اللب
المولد المتزامن: عادة ما يكون للمولدات المتزامنة خسائر لب أعلى لأنها تعمل بمجالات مغناطيسية أقوى وأعلى ترددات. تتضمن خسائر اللب خسائر الهستيريزيس والتقلبات.
المحرك الكهربائي الحثي: للمحركات الحثية خسائر لب أقل لأنها تعمل بمجالات مغناطيسية أضعف وأقل ترددات.
3. خسائر النحاس
المولد المتزامن: تحتوي المولدات المتزامنة على ملفات دوارة وثابتة أطول ذات مقاومة أعلى، مما يؤدي إلى خسائر نحاس أعلى. بالإضافة إلى ذلك، تسهم ملفات التحريض أيضًا في خسائر النحاس.
المحرك الكهربائي الحثي: تحتوي المحركات الحثية على ملفات دوارة وثابتة أقصر ذات مقاومة أقل، مما يؤدي إلى خسائر نحاس أقل.
4. الخسائر الميكانيكية
المولد المتزامن: غالبًا ما يتم استخدام المولدات المتزامنة في محطات الطاقة الكبيرة وتقوم بالعمل بسرعات أعلى، مما يؤدي إلى خسائر ميكانيكية أكبر من المحامل والهواء.
المحرك الكهربائي الحثي: تعمل المحركات الحثية عادة بسرعات أقل، مما يؤدي إلى خسائر ميكانيكية أقل.
5. خسائر التبديل
المولد المتزامن: أثناء التشغيل، يكون هناك فجوة هواء أكبر بين الدوار والجزء الثابت في المولدات المتزامنة، مما يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ للمجال المغناطيسي وخسائر إضافية.
المحرك الكهربائي الحثي: تحتوي المحركات الحثية على فجوة هواء أصغر، مما يؤدي إلى مجال مغناطيسي أكثر اتساقًا وخسائر تبديل أقل.
6. خسائر نظام التبريد
المولد المتزامن: غالبًا ما تحتاج المولدات المتزامنة الكبيرة إلى أنظمة تبريد معقدة للتخلص من الحرارة، وهذه الأنظمة نفسها تستهلك طاقة، مما يزيد من الخسائر الإجمالية.
المحرك الكهربائي الحثي: تحتوي المحركات الحثية على أنظمة تبريد أبسط، مما يؤدي إلى خسائر أقل.
7. خسائر التوافقيات
المولد المتزامن: قد تنتج المولدات المتزامنة توافقيات أثناء التشغيل بسبب التغيرات في نظام التحريض والحمل، مما يؤدي إلى خسائر إضافية.
المحرك الكهربائي الحثي: للمحركات الحثية خسائر توافقيات أقل لأنها تعمل على مصادر تيار متردد قياسية.
ملخص
الأسباب الرئيسية التي تجعل خسائر المولدات المتزامنة أكبر من خسائر المحركات الحثية تشمل:
خسائر التحريض: يتطلب المولدات المتزامنة نظام تحريض خارجي، بينما لا تتطلب المحركات الحثية ذلك.
خسائر اللب: تعمل المولدات المتزامنة بمجالات مغناطيسية أقوى، مما يؤدي إلى خسائر لب أعلى.
خسائر النحاس: تحتوي المولدات المتزامنة على ملفات أطول ذات مقاومة أعلى، مما يؤدي إلى خسائر نحاس أعلى.
الخسائر الميكانيكية: تعمل المولدات المتزامنة بسرعات أعلى، مما يؤدي إلى خسائر ميكانيكية أكبر.
خسائر التبديل: تحتوي المولدات المتزامنة على فجوة هواء أكبر، مما يؤدي إلى خسائر تبديل أعلى.
خسائر نظام التبريد: تتطلب المولدات المتزامنة أنظمة تبريد معقدة، مما يؤدي إلى خسائر أعلى.
خسائر التوافقيات: قد تنتج المولدات المتزامنة توافقيات، مما يؤدي إلى خسائر إضافية.
هذه العوامل مجتمعة تساهم في زيادة الخسائر الإجمالية في المولدات المتزامنة مقارنة بالمحركات الحثية. عند اختيار نوع المحرك المناسب لتطبيق معين، يجب النظر في العديد من العوامل بما في ذلك الكفاءة والتكلفة والصيانة والبيئة التشغيلية.
