در چه مواقعی موتورهای القایی به عنوان ژنراتور استفاده می شوند

موتور القندکشن می‌تواند به عنوان ژنراتور استفاده شود، که این حالت عملیاتی را ژنراتور القایی می‌نامند. موتور می‌تواند تحت شرایط خاصی به حالت ژنراتور تغییر وضعیت دهد، عمدتاً برای سناریوهای کاربردی خاص. در زیر شرایط و وضعیت‌های اصلی که در آن موتور القایی می‌تواند به عنوان ژنراتور استفاده شود آمده است:

1. عملکرد با سرعت فراتر از سرعت همزمان

شرایط:

سرعت بیشتر از سرعت همزمان: وقتی سرعت روتور موتور القایی از سرعت همزمان فراتر رود، می‌تواند به عنوان ژنراتور عمل کند. سرعت همزمان توسط فرکانس تغذیه و تعداد قطب‌ها در موتور تعیین می‌شود. ns = 120f/p

که در آن:

ns سرعت همزمان (دور در دقیقه) است.

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

اصل کار:

وقتی سرعت روتور از سرعت همزمان فراتر رود، جهت برش میدان مغناطیسی استاتور توسط رسانه‌های روتور معکوس می‌شود، که باعث معکوس شدن جریان القایی در روتور می‌شود. این یک میدان مغناطیسی در روتور ایجاد می‌کند که مخالف میدان مغناطیسی استاتور است، و گشتاور الکترومغناطیسی ایجاد می‌کند که موتور را از جاذب انرژی الکتریکی به تولیدکننده انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

2. به حرکت درآوردن توسط یک محرک خارجی

شرایط:

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

کاربردها:

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

• تولید انرژی هیدروالکتریک: توربین‌های آب ژنراتورهای القایی را به حرکت در می‌آورند تا انرژی آبی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.

• تولید انرژی دیزل: موتورهای دیزل ژنراتورهای القایی را به حرکت در می‌آورند برای استفاده در نیروگاه‌های کوچک یا منابع برق اضطراری.

3. عملکرد متصل به شبکه

شرایط:

متصل به شبکه: ژنراتورهای القایی معمولاً نیاز دارند که به شبکه متصل شوند تا جریان برانگیزش لازم را دریافت کنند. ژنراتورهای القایی نمی‌توانند جریان برانگیزش لازم را خود تأمین کنند و باید آن را از شبکه یا منبع تغذیه دیگری دریافت کنند.

اصل کار:

هنگامی که ژنراتور القایی به شبکه متصل می‌شود، جریان برانگیزش توسط شبکه ارائه می‌شود که باعث تولید یک میدان مغناطیسی در روتور می‌شود و بنابراین انرژی الکتریکی تولید می‌کند. اتصال به شبکه پایداری و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

4. عملکرد مستقل

شرایط:

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

اصل کار:

در عملکرد خودبرانگیز، ژنراتور القایی به یک میدان مغناطیسی اولیه (معمولاً توسط مغناطیس باقی‌مانده) و خازنهای موازی نیاز دارد تا توان واکنشی لازم برای حفظ عملکرد ژنراتور را تأمین کند.

5. تولید با سرعت متغیر

شرایط:

محرک با سرعت متغیر: ژنراتورهای القایی می‌توانند مستقیماً برای تولید با سرعت متغیر در یک محدوده مشخص استفاده شوند، بدون نیاز به گیربکس‌های پیچیده یا سیستم‌های کنترل.

کاربردها:

• تولید انرژی بادی: هنگامی که سرعت باد متغیر است، سرعت دوران توربین بادی تغییر می‌کند و ژنراتورهای القایی می‌توانند به این تغییرات سازگار شوند تا تولید با سرعت متغیر را به دست آورند.

• تولید انرژی هیدروالکتریک: هنگامی که نرخ جریان آب متغیر است، سرعت دوران توربین آب تغییر می‌کند و ژنراتورهای القایی می‌توانند به این تغییرات سازگار شوند تا تولید با سرعت متغیر را به دست آورند.

مزایا

• ساختار ساده: ژنراتورهای القایی نیازی به سیستم‌های برانگیزش پیچیده ندارند، که آن‌ها را در ساختار ساده و آسان‌ Bakhtiar in maintenance.

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

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

معایب

• نیاز به جریان برانگیزش: ژنراتورهای القایی نیاز دارند که جریان برانگیزش را از شبکه یا منبع تغذیه دیگری دریافت کنند و نمی‌توانند مستقل عمل کنند.

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

خلاصه

موتور القایی می‌تواند تحت شرایط خاص به عنوان ژنراتور استفاده شود، عمدتاً برای کاربردهایی مانند تولید انرژی بادی، تولید انرژی هیدروالکتریک و تولید انرژی دیزل. با عملکرد در سرعت‌های فراتر از سرعت همزمان و به حرکت درآوردن توسط یک محرک خارجی، موتور القایی می‌تواند به حالت ژنراتور تغییر وضعیت دهد و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.