Apakah sebab-sebab penjana sinkron mempunyai lebih banyak kerugian berbanding motor induksi?

Walaupun janaan sinkron (Synchronous Generators) dan motor induksi (Induction Motors) beroperasi berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, kedua-duanya berbeza dari segi struktur dan prinsip kerja. Perbezaan ini menyebabkan janaan sinkron biasanya mempunyai kerugian yang lebih tinggi berbanding motor induksi. Berikut adalah analisis terperinci mengenai sebab-sebabnya:

1. Kerugian Sistem Gentian

• Janaan Sinkron: Janaan sinkron memerlukan sistem gentian bebas untuk menghasilkan medan magnet rotor. Sistem ini biasanya termasuk gentian, rektifier, dan litar kawalan berkaitan, yang mengkonsumsi tenaga dan menyumbang kepada kerugian tambahan.

• Motor Induksi: Motor induksi menghasilkan medan magnet rotor melalui induksi dari medan magnet stator, menghilangkan keperluan untuk sistem gentian bebas dan dengan demikian mengurangkan jenis kerugian ini.

2. Kerugian Inti

• Janaan Sinkron: Kerugian inti (termasuk kerugian histeresis dan arus eddy) dalam janaan sinkron biasanya lebih tinggi. Ini kerana janaan sinkron mempunyai medan magnet yang lebih kuat dan bahan inti rotor dan stator harus mampu menahan ketumpatan fluks magnet yang lebih tinggi.

• Motor Induksi: Kerugian inti dalam motor induksi relatif lebih rendah disebabkan oleh medan magnet yang lebih lemah dan ketumpatan fluks magnet yang lebih rendah.

3. Kerugian Tembaga

• Janaan Sinkron: Lilitan stator dan rotor janaan sinkron biasanya lebih panjang dan mempunyai lebih banyak putaran, mengakibatkan rintangan yang lebih tinggi dan dengan demikian kerugian tembaga yang lebih tinggi.

• Motor Induksi: Lilitan motor induksi biasanya lebih padat dengan rintangan yang lebih rendah, mengakibatkan kerugian tembaga yang lebih rendah.

4. Kerugian Angin

• Janaan Sinkron: Janaan sinkron, terutamanya yang digunakan untuk penjanaan kuasa berskala besar, mempunyai rotor yang lebih besar. Kerugian angin (juga dikenali sebagai kerugian mekanikal) yang dihasilkan semasa putaran adalah lebih tinggi.

• Motor Induksi: Motor induksi mempunyai rotor yang lebih kecil, mengakibatkan kerugian angin yang lebih rendah.

5. Kerugian Bantalan

• Janaan Sinkron: Beban bantalan dalam janaan sinkron adalah lebih tinggi, terutamanya dalam janaan besar, menyebabkan kerugian geseran yang lebih tinggi.

• Motor Induksi: Beban bantalan dalam motor induksi relatif lebih kecil, mengakibatkan kerugian geseran yang lebih rendah.

6. Kerugian Sistem Pemudah

• Janaan Sinkron: Janaan sinkron berskala besar memerlukan sistem pemudah yang efisien untuk mengekalkan suhu operasi yang selamat. Sistem pemudah ini sendiri mengkonsumsi tenaga, menambah kepada kerugian keseluruhan.

• Motor Induksi: Motor induksi mempunyai sistem pemudah yang lebih mudah, mengakibatkan kerugian yang lebih rendah.

7. Kerugian Sistem Kelajuan dan Kawalan

• Janaan Sinkron: Janaan sinkron biasanya digunakan dalam sistem penjanaan kuasa dan memerlukan sistem kelajuan dan kawalan yang kompleks untuk mengekalkan frekuensi dan voltan output yang stabil. Sistem-sistem kawalan ini mengkonsumsi tenaga.

• Motor Induksi: Motor induksi biasanya digunakan untuk menggerakkan beban mekanikal dan mempunyai sistem kelajuan dan kawalan yang lebih mudah, mengakibatkan kerugian yang lebih rendah.

Kesimpulan

Kerugian dalam janaan sinkron umumnya lebih besar daripada motor induksi berdasarkan sebab-sebab berikut:

• Kerugian Sistem Gentian: Janaan sinkron memerlukan sistem gentian bebas, yang meningkatkan penggunaan tenaga.

• Kerugian Inti: Janaan sinkron mempunyai kekuatan medan magnet dan ketumpatan fluks magnet yang lebih tinggi, menyebabkan kerugian inti yang lebih tinggi.

• Kerugian Tembaga: Lilitan janaan sinkron mempunyai rintangan yang lebih tinggi, mengakibatkan kerugian tembaga yang lebih tinggi.

• Kerugian Angin: Janaan sinkron mempunyai rotor yang lebih besar, menyebabkan kerugian angin yang lebih tinggi.

• Kerugian Bantalan: Janaan sinkron mempunyai beban bantalan yang lebih tinggi, mengakibatkan kerugian geseran yang lebih tinggi.

• Kerugian Sistem Pemudah: Janaan sinkron memerlukan sistem pemudah yang efisien, yang mengkonsumsi tenaga tambahan.

• Kerugian Sistem Kelajuan dan Kawalan: Janaan sinkron memerlukan sistem kelajuan dan kawalan yang kompleks, yang mengkonsumsi tenaga.