چه زمانی موتورهای القایی به عنوان ژنراتور استفاده می شوند

می‌توان از موتور القایی به عنوان ژنراتور استفاده کرد، حالت عملکردی که به آن ژنراتور القایی می‌گویند. موتور می‌تواند تحت شرایط خاصی به حالت ژنراتور تغییر کند، عمدتاً برای سناریوهای کاربردی ویژه. در اینجا شرایط و وضعیت‌های اصلی که می‌توان از موتور القایی به عنوان ژنراتور استفاده کرد آورده شده است:

۱. عملکرد با سرعت بیش از همزمان

شرایط:

سرعت بیش از سرعت همزمان: زمانی که سرعت روتور موتور القایی بیش از سرعت همزمان باشد، می‌تواند به عنوان ژنراتور عمل کند. سرعت همزمان با فرکانس تغذیه و تعداد قطب‌های موتور تعیین می‌شود. ns = ۱۲۰f/p

که در آن:

ns سرعت همزمان (دور در دقیقه) است.

f فرکانس تغذیه (هرتز) است. p تعداد جفت‌های قطب در موتور است.

اصل:

وقتی سرعت روتور بیش از سرعت همزمان باشد، جهتی که هادی‌های روتور میدان مغناطیسی استاتور را قطع می‌کنند معکوس می‌شود، که باعث می‌شود جریان القایی در روتور نیز معکوس شود. این امر میدان مغناطیسی در روتوری را ایجاد می‌کند که با میدان مغناطیسی استاتور مقایسه می‌کند و گشتاور الکترومغناطیسی ایجاد می‌کند که موتور را از جاذب انرژی الکتریکی به تولیدکننده انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

۲. حرکت داده شدن توسط محرک خارجی

شرایط:

محرک خارجی: محرک خارجی (مانند توربین آب، توربین بادی یا موتور دیزل) باید روتور را به سرعتی بیش از سرعت همزمان برساند.

کاربردها:

• تولید انرژی بادی: توربین‌های بادی ژنراتورهای القایی را حرکت می‌دهند تا انرژی بادی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.

• تولید انرژی آبی: توربین‌های آبی ژنراتورهای القایی را حرکت می‌دهند تا انرژی آبی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.

• تولید انرژی دیزل: موتورهای دیزل ژنراتورهای القایی را حرکت می‌دهند برای استفاده در ایستگاه‌های برق کوچک یا منابع برق اضطراری.

۳. عملکرد متصل به شبکه

شرایط:

متصل به شبکه: معمولاً ژنراتورهای القایی باید به شبکه متصل شوند تا جریان تحریک لازم را دریافت کنند. ژنراتورهای القایی نمی‌توانند جریان تحریک لازم را به تنهایی ارائه دهند و باید آن را از شبکه یا منبع برق دیگری دریافت کنند.

اصل:

وقتی ژنراتور القایی به شبکه متصل می‌شود، جریان تحریک ارائه شده توسط شبکه باعث می‌شود روتور میدان مغناطیسی تولید کند و بنابراین انرژی الکتریکی تولید کند. اتصال به شبکه پایداری و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

۴. عملکرد مستقل

شرایط:

عملکرد خودتحریک: در برخی موارد، ژنراتورهای القایی می‌توانند در حالت خودتحریک عمل کنند، با استفاده از مغناطیسی باقی‌مانده و خازنهای موازی برای دستیابی به خودتحریک. این روش برای سیستم‌های تولید برق مستقل کوچک مناسب است.

اصل:

در عملکرد خودتحریک، ژنراتور القایی به یک میدان مغناطیسی اولیه (معمولاً توسط مغناطیسی باقی‌مانده ارائه می‌شود) و خازنهای موازی برای ارائه انرژی واکنشی لازم برای حفظ عملکرد ژنراتور نیاز دارد.

۵. تولید با سرعت متغیر

شرایط:

محرک با سرعت متغیر: ژنراتورهای القایی می‌توانند مستقیماً برای تولید با سرعت متغیر در محدوده‌ای خاص استفاده شوند، بدون نیاز به گیربکس‌ها یا سیستم‌های کنترل پیچیده.

کاربردها:

• تولید انرژی بادی: وقتی سرعت باد متغیر است، سرعت چرخش توربین بادی تغییر می‌کند و ژنراتورهای القایی می‌توانند به این تغییرات تطبیق دهند تا تولید با سرعت متغیر را انجام دهند.

• تولید انرژی آبی: وقتی دبی آب متغیر است، سرعت چرخش توربین آبی تغییر می‌کند و ژنراتورهای القایی می‌توانند به این تغییرات تطبیق دهند تا تولید با سرعت متغیر را انجام دهند.

مزایا

• ساختار ساده: ژنراتورهای القایی نیاز به سیستم‌های تحریک پیچیده ندارند و بنابراین ساختار ساده و نگهداری آسانی دارند.

• اتصال آسان به شبکه: ژنراتورهای القایی به راحتی به شبکه متصل می‌شوند و کنترل آنها ساده است.

• اقتصادی: ژنراتورهای القایی اقتصادی هستند و برای سیستم‌های تولید برق کوچک و متوسط مناسب هستند.

معایب

• نیاز به جریان تحریک: ژنراتورهای القایی نیاز دارند که جریان تحریک را از شبکه یا منبع برق دیگری دریافت کنند و نمی‌توانند به تنهایی عمل کنند.

• فاکتور توان: ژنراتورهای القایی معمولاً نیاز به خازنهای موازی دارند تا فاکتور توان را بهبود بخشند؛ در غیر این صورت می‌توانند کارایی تأمین برق را تحت تأثیر قرار دهند.

خلاصه

می‌توان از موتور القایی به عنوان ژنراتور در شرایط خاصی استفاده کرد، عمدتاً برای کاربردهایی مانند تولید انرژی بادی، تولید انرژی آبی و تولید انرژی دیزل. با عملکرد در سرعت‌های بیش از همزمان و حرکت داده شدن توسط محرک خارجی، موتور القایی می‌تواند به حالت ژنراتور تغییر کند و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.