تفاوت موتورهای سنکرون و آسنکرون

در این مقاله سعی شده است که مختصری بر آشنایی موتورهای سنکرون و آسنکرون ارائه گردد. جهت شناخت و تفاوت موتورهای سنکرون و آسنکرون ابتدا لازم است تعریف سنکرون و آسنکرون را بدانیم.

بصورت کاملا ساده می توان گفت: آسنکرون مانند ماشینهای موجود در اتوبانها هستند که هیچ کدام نسبت به هم دارای سرعت مساوی و یکسان نیستند. اما سنکرون مانند وضعیتی است که یک ماشین خراب را با یک ماشین سالم یدک کرده باشند. در این حالت سرعت هر دو ماشین با هم برابر اما نسبت به هم دارای فاصله یکسان و ثابت هستند.

موتورهای آسنکرون که در صنعت آسانسور به موتورهای گیربکس دار معروف هستند، موتورهایی هستند که دارای سیم پیچی با تعداد زوج قطبهای معین در استاتور (پوسته موتور) می باشند. عموماً در صنعت آسانسور از موتورهای 4 قطب (2 زوج قطب) استفاده می شوند. روتور این گونه موتورها بصورت قفس سنجابی است.

در شکل کلی، این روتورها بصورت استوانه که بر روی محور یا شفت  موتور سوار شده است تشکیل می شود. استوانه روتور دارای شیارهایی طولی است که با فاصله و عمقی یکسان از هم قرار گرفته‌اند و با نوعی هادی که ممکن است آلومینیوم یا مس باشد پر می‌شوند. این شیارها در ابتدا و انتهای روتور به هم متصل هستند.

شکل کلی هادی‌ها و طرز قرار گرفتن آنها طرح قفس‌هایی که برای شکار سنجاب مورد استفاده قرار می‌گیرد را القا می‌کند و نام این نوع روتورها را هم بر همین اساس انتخاب کرده‌اند. برای کاهش جریان گردابی هسته این روتورها از آهن ورق ورق شده ساخته شده‌است.

اتصال سیم پیچهای استاتور به برق سه فاز تولید میدان مغناطیسی دوار در داخل موتور می کند. سرعت چرخش این میدان متناسب با فرکانس و تعداد قطبهای استاتور می باشد. این میدان دوار مغناطیسی در روتور با مشخصات گفته شده، ایجاد القای ولتاژ و جریان می نماید. ولتاژ و جریان القا شده در روتور نیز تولید میدان مغناطیسی می نماید. مخالفت و تداخل میدان تولیدی روتور و استاتور باعث چرخش روتور (که بخش گردان موتور می باشد) می شود.

باس ترانسفر

عموماً در برخی از بارهای الکتریکی به علت اهمیت کارکردشان لازم است از دو منبع جداگانه قابل تغذیه باشند تا در صورت قطع تغذیه رزرو وصل شود که به این تغییر باس ترانسفر گویند. هنگام تغییر منبع تغذیه یک باس نوع بار متصل به آن مهم است و بعضی مواقع امکان قطع بار برای زمان کوتاه یا حتی قابل توجه وجود دارد ولی بعضی موارد حتی در کسری از ثانیه نیز نباید تغذیه قطع شود. لذا انواع ترانسفر وجود دارند که هر کدام برای موارد خاص استفاده می شوند. روش های ترانسفر :

PMU فناوری و روش جدید برای مونیتورینگ

یکی از مهمترین اجزاء یک سیستم مدرن مدیریت انرژی در شرکتهای برق فرآیند تخمین حالت سیستم قدرت براساس اندازه گیری کمیات آن در زمان واقعی می باشد
. حالت سیستم قدرت براساس مجموعه ائی از مقادیر مولفه مثبت ولتاژ که از شینهای شبکه بطور همزمان تهیه میشوند تعریف می گردد.
فناوری تخمین حالت که در حال حاضر استفاده میگردد در سال1960  ایجاد شده و بر اساس کمیات اندازه گیری شده غیرسنکرون عمل می نماید. برای تخمین حالت سیستم می باید تعداد زیادی معادلات غیر خطی بصورت بهنگام حل شوند. اما بواسطه نرخ پائین اسکن اطلاعات و سرعت کم محاسبات، فناوری حاضر قادر به تهیه اطلاعات بهنگام درباره وضعیت دینامیکی سیستم قدرت نمی باشد.
یکی از راه حلهای آینده برای مونیتورینگ زمان حقیقی شبکه های قدرت، سیستم PMU (Phasor Measurement Units) می باشد که با کمک سیستم GPS سیگنالهای زمانی بسیار دقیقی از اطلاعات شبکه های قدرت را جمع آوری و استفاده می نماید. گیرنده ماهواره ائی GPS اطلاعات دقیقی از وضعیت ولتاژ سه فاز پستها و جریان خطوط، ترانسفورماتورها و بارها را جمع آوری و در اختیار PMU قرار میدهد. براساس این اطلاعات، مؤلفه مثبت ولتاژ و جریانها در لحظه زمانی اندازه گیری بطور دقیق در مقیاس میکروثانیه محاسبه شده و بدینوسیله زاویه فاز آنها استخراج می گردد.

بررسی حالات اضطراری شبکه قدرت

بعد از وقوع هر حالت اضطراری در شیکه قدرت دو مقوله زیر بررسی می شود :

1- امنیت دینامیکی سیستم

2- امنیت استاتیکی سیستم

منظور از امنیت دینامیکی سیستم ، عدم خروج ژنراتور از حالت سنکرون و عدم خروج فرکانس شبکه از محدوده مجاز خود می باشد . پس از اطمینان از امنیت دینامیکی سیستم نوبت به بررسی امنیت استاتیکی سیستم می باشد . منظوز از امنیت استاتیکی سیستم بررسی ولتاژ بارها و جریان خطوط است که چه مقدار از محدوده مجاز خود خارج شده اند و سیستمی دارای امنیت استاتیکی بالاتر و بهتری است که کمترین تجاوز از محدوده مجاز خود را داشته باشد .

ژنراتور سنکرون (Synchronous Generator)

ژنراتور سنکرون 

(Synchronous Generator)جزو ماشین های الکتریکی ac هستند که قادرند توان مکانیکی را به توان الکتریکی متناوب تبدیل کنند. در ابتدا لازم است با مفهوم سنکرون بودن ژنراتور آشنا شویم. این نوع از ژنراتور ها به این دلیل سنکرون نامیده می شوند که سرعت گردش قسمت مکانیکی آن برابر سرعت گردش فرکانس یا قسمت الکتریکی آن است.

با گسترش علم و فناوری ژنراتور های سنکرون خود را در صنعت جای دادند به طوریکه در نیروگاه های تولید برق از ژنراتور سنکرون سه فاز برای تولید برق استفاده می شود و از آنها به عنوان قلب تپنده تولید انرژی الکتریکی یاد می شود. بیشتر ژنراتور های سنکرون سه فاز هستند و بحث در مورد این نوع از ژنراتور ها معطوف به نوع سه فاز آن است

این نوع از ژنراتور ها ساختاری متفاوت با ژنراتور های القایی دارند و این تفاوت در تعداد و نوع تحریک این ژنراتور هاست. در ژنراتور های سنکرون سیم پیچی های رتور، به یک منبع تغذیه DC وصل می شود تا تحریک رتور انجام پذیرد و در قسمتی دیگر از استاتور آن ها جریان متناوب (ac) عبور می کند شاری که .در فاصله هوایی (air gap) بین رتور و استاتور بوجود می آید حاصل از جریان های استاتور و رتور است.

در ژنراتور سنکرون سیم پیچی استاتور به دلیل اینکه ولتاژ اصلی ماشین را تولید میکند به سیم پیچی آرمیچر، و سیم پیچی رتور به دلیل اینکه میدان اصلی مغناطیسی ماشین را تولید می کند به سیم پیچی میدان معروف است.

تفاوت نوع ژنراتور در نیروگاه بادی و بخار

چون در نیروگاه های بادی ،سرعت چرخش توربین به باد بستگی دارد و با کاهش و یا افزایش باد و درنتیجه کاهش یا افزایش سرعت چرخش توربین فرکانس تغییر میکند، توسط ژنراتور القایی میتوان فرکانس رو تغییر و تنطیم کرد.ولی چون در نیروگاه بخار،بخار خشک با سرعت و فشار تنظیم شده به توربین وارد میشود، سرعتمون در 3000 یا 1500 دور ثابت نگاه داشته میشود و از ژنراتور سنکرون استفاده میشود.