เหตุใดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสจึงมีการสูญเสียมากกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำ
แม้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส (Synchronous Generators) และมอเตอร์เหนี่ยวนำ (Induction Motors) จะทำงานตามหลักการของความเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า แต่โครงสร้างและหลักการทำงานของทั้งสองต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีการสูญเสียพลังงานสูงกว่าเมื่อเทียบกับมอเตอร์เหนี่ยวนำ ด้านล่างนี้เป็นการวิเคราะห์รายละเอียดของเหตุผล:
1. การสูญเสียจากระบบกระตุ้น
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสนั้นจำเป็นต้องใช้ระบบกระตุ้นอิสระเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ ระบบดังกล่าวมักจะรวมถึงอุปกรณ์กระตุ้น วงจรแปลงกระแส และวงจรควบคุมที่เกี่ยวข้อง ซึ่งจะใช้พลังงานและเป็นสาเหตุของการสูญเสียเพิ่มเติม
มอเตอร์เหนี่ยวนำ: มอเตอร์เหนี่ยวนำสร้างสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ผ่านการเหนี่ยวนำจากสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ระบบกระตุ้นอิสระและลดการสูญเสียประเภทนี้ลง
2. การสูญเสียจากแกนเหล็ก
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส: การสูญเสียจากแกนเหล็ก (รวมถึงการสูญเสียจากการคลายตัวและการไหลวน) ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมักจะสูงกว่า เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งกว่าและวัสดุแกนของทั้งโรเตอร์และสเตเตอร์ต้องทนทานต่อความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กที่สูงกว่า
มอเตอร์เหนี่ยวนำ: การสูญเสียจากแกนเหล็กในมอเตอร์เหนี่ยวนำนั้นค่อนข้างต่ำ เนื่องจากสนามแม่เหล็กที่อ่อนกว่าและความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กที่ต่ำกว่า
3. การสูญเสียจากทองแดง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส: วงจรพันของสเตเตอร์และโรเตอร์ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมักจะยาวและมีจำนวนรอบมาก ทำให้มีความต้านทานสูงและทำให้การสูญเสียจากทองแดงสูงขึ้น
มอเตอร์เหนี่ยวนำ: วงจรพันของมอเตอร์เหนี่ยวนำมักจะกะทัดรัดและมีความต้านทานต่ำ ทำให้การสูญเสียจากทองแดงน้อยลง
4. การสูญเสียจากการเฉือนอากาศ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่มีโรเตอร์ที่ใหญ่ การสูญเสียจากการเฉือนอากาศ (หรือเรียกว่าการสูญเสียเชิงกล) ที่เกิดขึ้นระหว่างการหมุนจะสูงขึ้น
มอเตอร์เหนี่ยวนำ: มอเตอร์เหนี่ยวนำมีโรเตอร์ที่เล็ก ทำให้การสูญเสียจากการเฉือนอากาศต่ำลง
5. การสูญเสียจากแบริ่ง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส: โหลดบนแบริ่งในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ ทำให้การสูญเสียจากการเสียดสีสูงขึ้น
มอเตอร์เหนี่ยวนำ: โหลดบนแบริ่งในมอเตอร์เหนี่ยวนำมีน้อยกว่า ทำให้การสูญเสียจากการเสียดสีต่ำลง
6. การสูญเสียจากระบบทำความเย็น
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสขนาดใหญ่ต้องใช้ระบบทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพเพื่อรักษาอุณหภูมิในการทำงานที่ปลอดภัย ระบบทำความเย็นเหล่านี้เองก็ใช้พลังงาน ทำให้เพิ่มการสูญเสียโดยรวม
มอเตอร์เหนี่ยวนำ: มอเตอร์เหนี่ยวนำมีระบบทำความเย็นที่ง่ายกว่า ทำให้การสูญเสียน้อยลง
7. การสูญเสียจากระบบความเร็วและการควบคุม
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสนั้นใช้ในระบบผลิตไฟฟ้าและต้องใช้ระบบความเร็วและการควบคุมที่ซับซ้อนเพื่อรักษาความถี่และแรงดันเอาต์พุตที่เสถียร ระบบควบคุมเหล่านี้ใช้พลังงาน
มอเตอร์เหนี่ยวนำ: มอเตอร์เหนี่ยวนำใช้ในการขับเคลื่อนโหลดเชิงกลและมีระบบความเร็วและการควบคุมที่ง่ายกว่า ทำให้การสูญเสียน้อยลง
สรุป
การสูญเสียในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมักจะสูงกว่าในมอเตอร์เหนี่ยวนำเนื่องจากเหตุผลดังต่อไปนี้:
การสูญเสียจากระบบกระตุ้น: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสนั้นต้องใช้ระบบกระตุ้นอิสระ ซึ่งทำให้การใช้พลังงานเพิ่มขึ้น
การสูญเสียจากแกนเหล็ก: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีความแข็งแกร่งของสนามแม่เหล็กและความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กที่สูง ทำให้การสูญเสียจากแกนเหล็กสูงขึ้น
การสูญเสียจากทองแดง: วงจรพันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีความต้านทานสูง ทำให้การสูญเสียจากทองแดงสูงขึ้น
การสูญเสียจากการเฉือนอากาศ: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีโรเตอร์ที่ใหญ่ ทำให้การสูญเสียจากการเฉือนอากาศสูงขึ้น
การสูญเสียจากแบริ่ง: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีโหลดบนแบริ่งที่สูง ทำให้การสูญเสียจากการเสียดสีสูงขึ้น
การสูญเสียจากระบบทำความเย็น: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีระบบทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งใช้พลังงานเพิ่มเติม
การสูญเสียจากระบบความเร็วและการควบคุม: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสมีระบบความเร็วและการควบคุมที่ซับซ้อน ซึ่งใช้พลังงาน
