روش هایی جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور

در صنایع مختلف الکتروموتورها مصرف برق بالایی دارند و کاهش مصرف آنها یکی از دغدغه افراد فعال در زمینه‌ های متفاوت است. افزایش هزینه‌ ها در اثر مصرف انرژی بالا و وجود مسائل زیست محیطی باعث شده‌ است که این روزها توجه بیشتری به بهینه ‌سازی مصرف انرژی الکتروموتور‌ها شود. موضوع کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور علاوه بر این که برای افراد فعال در صنایع مختلف حائز اهمیت است، موضوع مهمی‌ست که دولت‌ ها نیز باید به آن توجه ویژه‌ ای داشته باشند تا بتوانند مصرف انرژی را در سطح کشور کاهش دهند. روش‌ های عملی مختلفی برای کاهش مصرف انرژی الکتروموتور وجود دارد. در شرایط مختلف می‌ توان از هر کدام از این روش ها استفاده کرد و باعث مصرف کمتر برق شد. در ادامه روش هایی جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور را با شما در میان می‌ گذاریم.

معرفی راهکار برای کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور

متاسفانه در کشور ما بیشتر از موتورهایی استفاده می‌ شود که راندمان مناسبی ندارند و تجهیزات جانبی برای صرفه جویی در مصرف انرژی مورد استفاده قرار نمی‌ گیرد. بازده پایین الکتروموتورها در صنعت به معنی مصرف بیشتر انرژی و تولید قدرت کمتر است. برای حل این مشکل ابتدا باید موضوع را به صورت کامل شناسایی کنیم و سپس راهکارهایی در این زمینه ارائه دهیم. این کار کمک می‌ کند تا به روش هایی جهت کاهش مصرف در الکتروموتور برسیم. این روش‌ ها در دو دسته بندی کلی قرار می گیرند:
● تمرکز روی روند بهره برداری از الکتروموتور
● تمرکز روی طراحی الکتروموتور برای کاهش مصرف انرژی

در ادامه این موارد را با هم مورد بررسی قرار می‌ دهیم تا به نتایج عملی جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور برسیم.

کاهش مصرف انرژی الکتروموتور با تغییر طراحی

مجموعه اقداماتی که در این بخش انجام می‌ شوند به دو دسته کلی استفاده از درایورها یا کنترلر‌های دور موتور و انجام اقدامات روی موتور تقسیم می‌ شود. برای کنترل بار و کاهش مصرف انرژی از طریق کنترل پارامترهای خروجی روش‌ های زیر مورد استفاده قرار می‌ گیرند:

● ثابت نگه داشتن بار بر روی خروجی موتور

تغییر بار بر روی خروجی موتور باعث مصرف انرژی بیشتر می‌ شود، پس با ثابت نگه داشتن بار می‌ توانید تا حدودی مصرف برق را کنترل کنید.

● تغییر سرعت

برای مواردی که دور موتور بیشتر از میزان مورد نیاز است، می‌ توانید با استفاده از کنترل کننده‌ های دور موتور این موضوع را کنترل کنید.

● بار کامل

زمانی بازدهی الکتروموتور شما به حداکثر می‌ رسد که بار اعمال شده بر روی خروجی حدود ۸۰ تا ۱۰۰ درصد بار نامی ثبت شده روی پلاک موتور باشد.

● کنترل ولتاژ

تغییرات ولتاژ در ورودی باعث تغییر گشتاور موتور خواهد شد. به همین دلیل از کنترل کننده‌ های ولتاژ برای جلوگیری از تغییرات گشتاور و افزایش مصرف موتور استفاده می‌ شود.

کاهش مصرف انرژی الکتروموتور با کنترل شرایط نگهداری

شرایطی که الکتروموتور شما در آن کار می‌ کند، تاثیر زیادی بر روی مصرف انرژی خواهد داشت. روش هایی جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور با استفاده از کنترل شرایط نگهداری را در لیست زیر می‌ توانید ببینید:

● روغن کاری

عدم انجام روغن کاری به موقع و موثر باعث می‌ شود اصطکاک بین محور موتور و سایر قسمت‌ ها افزایش یابد. این اتلاف انرژی باعث کاهش بازده و افزایش مصرف الکتروموتور خواهد شد.

● تهویه مناسب

زمانی که الکتروموتور شما در شرایط محیطی مناسبی با دمای مجاز فعالیت کند، تلفات انرژی تا حد زیادی کاهش می‌ یابد. علاوه بر این تهویه مناسب باعث افزایش عمر مفید الکتروموتور می‌ شود.

سیستم‌ کنترلی جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور

معمولاً از سیستم‌ های مختلفی برای راه اندازی الکتروموتور استفاده می‌ شود. همچنین سیستم‌ های کنترلر بسیاری از پارامترها در زمان فعالیت الکتروموتور را می‌ توانند کنترل کنند و به این صورت نقش مهمی در خصوص کاهش مصرف انرژی الکتروموتورها داشته باشند. این سیستم‌ ها عبارتند از: «سیستم انتقال نیرو، کنترل کننده‌ ها و شبکه برق ورودی». تمامی این سیستم‌ ها سه پارامتر اصلی را کنترل می‌ کنند و به عنوان روش هایی جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور مورد استفاده قرار می‌ گیرند.

● ضریب قدرت

زمانی که ضریب قدرت الکتروموتور پایین باشد، جریان افزایش می‌ یابد و شاهد افت ولتاژ در ترانسفورماتور‌ها و منبع ورودی خواهیم بود. این مشکل زمانی رخ می‌ دهد که بار کمی روی شافت خروجی الکتروموتور باشد. در چنین شرایطی با بررسی وضعیت بار می‌ توانیم این پارامتر را کنترل کنیم.

● کیفیت توان

وجود هر گونه اختلالی در شبکه برق مانند: مشکل داشتن سیستم ارت، وجود هارمونیک‌ های مختلف در شبکه برق، اسپایک، چشمک زدن، افت ولتاژ و عدم تقارن در ولتاژ فازها باعث‌ می‌ شود توان خروجی شما کاهش یابد. در چنین شرایطی یک مهندس با تجربه و دارای تخصص کافی باید روی وضعیت شبکه برق ورودی نظارت داشته باشد.

● ثابت نگه داشتن ولتاژ در شبکه

ولتاژ ورودی هر الکتروموتور باید تا حد امکان به ولتاژ نامی درج شده بر روی پلاک نزدیک باشد. در عمل گفته می‌ شود که میزان تغییرات مجاز در ولتاژ ورودی حدود ۱۰ درصد است. ولی در صورتی که قصد کاهش میزان اتلاف انرژی الکتروموتور را داشته باشید، این تغییرات باید به کمتر از ۵ درصد برسد. این موضوع علاوه بر افزایش راندمان باعث بالا رفتن عمر مفید الکتروموتور خواهد شد.

تنظیم بار بر روی خروجی الکتروموتور

یکی از روش‌ هایی که جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور مورد استفاده قرار می‌ گیرد، تنظیم بار بر روی محور خروجی این محصولات است. در زمان استفاده از الکتروموتور باید حتماً بررسی کنیم که بار اعمال شده بر روی محور خروجی با توان نامی همخوانی داشته باشد. اگر قدرت الکتروموتور شما بیشتر از از حد مورد نیاز بار باشد، الکتروموتور در شرایطی که بار آن کمتر از بار کامل است کار می‌ کند و در نتیجه راندمان آن کاهش خواهد یافت. از سوی دیگر وقتی میزان بار اعمال شده روی الکتروموتور بیشتر از توان آن باشد، الکتروموتور توانایی تامین نیروی مورد نیاز را به صورت کامل ندارد. همین باعث می‌ شود موتور الکتریکی نیاز به مصرف انرژی بیشتری برای انجام فعالیت خود داشته باشد.

انتخاب الکتروموتور با راندمان بالا

انتخاب الکتروموتور با راندمان بالا یکی از روش‌ هایی است که جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتورها مورد استفاده قرار می‌ گیرد. شاید در زمان خرید قیمت این موتور‌ها بیشتر از نمونه‌ های معمولی الکتروموتور باشد، اما فراموش نکنید که این کار در طولانی مدت کاملا از لحاظ اقتصادی به صرفه خواهد بود. این محصولات در شرایط زیر می‌ توانند کاربرد بالایی داشته باشند:
● شرایطی که مدت زمان فعالیت الکتروموتور بیشتر از 2000 ساعت در سال است.
● وقتی گشتاور مورد نیاز در خروجی نسبتاً ثابت می‌ باشد و بار خروجی با توان الکتروموتور به صورت تقریبا کامل تطبیق یافته است.
● در شرایطی که مدت زمان روشن بودن الکتروموتور بیشتر از تایم خاموش بودن آن است.

نکته: توجه به مصرف انرژی و راندمان در زمان خرید الکتروموتور از این جهت حائز اهمیت می‌ باشد که یک موتور الکتریکی در طول عمر خود حدود ۲۰ برابر قیمت اولیه، مصرف انرژی دارد.

استفاده از تسمه‌ ها برای کاهش مصرف انرژی الکتروموتور

استفاده از تسمه به عنوان یکی از روش‌ ها جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور شناخته می‌ شود. البته این روش در شرایط خاصی کاربرد دارد. به کارگیری این تجهیزات مزایای زیر را برای شما به همراه خواهد داشت:
● استفاده از تسمه‌ هایی که مشخصات نامی بالاتری از توان الکتروموتور دارند، می‌ تواند باعث بالا رفتن کارایی گردد.
● با انتخاب مناسب تسمه به شکلی که در زمان انجام کار هیچگونه لغزشی نداشته باشد، می‌ توانید بازده الکتروموتور را تا ۱۰ درصد افزایش دهید.
● قطر چرخ استفاده شده برای تسمه زمانی که بزرگتر باشد، می‌ تواند افزایش راندمان را برای الکتروموتور به همراه داشته باشد.

نکته مهم در خصوص استفاده از تسمه‌ ها، مربوط به انتخاب درست آنهاست. به همان اندازه که استفاده از تسمه مناسب در شرایط کاری خاص می‌ تواند افزایش راندمان و کاهش مصرف انرژی را برای شما به دنبال داشته باشد. به کارگیری نامناسب تسمه یا انتخاب اشتباه در زمان خرید آنها باعث کاهش راندمان و افزایش مصرف انرژی می‌ شود.

استفاده از کنترل کننده‌ های دور موتور

یکی از معمول ترین روش‌ هایی که جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور استفاده می‌ شود، بکارگیری کنترل کننده‌ های دور موتور است. با کنترل دور موتور می‌ توان گشتاور مورد نیاز در خروجی را با شرایط بار تطبیق داد و از اتلاف انرژی مکانیکی جلوگیری کرد. این روزها استفاده از مدارات الکترونیکی مختلف کمک می‌ کند که کنترل دقیقی بر روی سرعت نهایی الکتروموتور داشته باشید. از همین رو با کنترل درست و به موقع این پارامتر بخش زیادی از استهلاک قسمت‌ های متحرک کاهش می‌ یابد. اینکه بر چه اساسی سرعت الکتروموتور را باید تنظیم کرد، بستگی به محل استفاده از الکتروموتور دارد. بیشترین کاربرد این روش برای کاهش مصرف انرژی در محصولاتی مانند فن یا پمپ دیده می‌ شود.

روش های کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور بر حسب شرایط استفاده

روش هایی جهت کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور را در ادامه با شما در میان می‌ گذاریم تا در شرایط خاص بتوانید از آنها استفاده کنید.

● توجه به هرزگردی الکتروموتور

در زمان‌ هایی که الکتروموتور بدون بار فعالیت می‌ کند، شاهد اتلاف انرژی بسیار بالایی هستیم. به همین دلیل پیشنهاد می‌ شود به صورت دائمی وضعیت وجود بار بر روی محور خروجی الکتروموتور را مورد بررسی قرار دهید. در صورتی که هیچگونه باری بر روی الکتروموتور شما نبود بهتر است که خاموش شود.

● گشتاور بالای راه اندازی

برخی الکتروموتورها که نیاز به انرژی بسیار زیادی برای راه اندازی دارند، در لحظات اولیه برق زیادی مصرف می‌ کنند. در چنین شرایطی استفاده از موتور‌های کمکی باعث می‌ شود که بخشی از نیروی مورد نیاز برای به حرکت در آمدن خروجی موتور به وسیله یک عامل بیرونی تامین شود. این موتورها معمولاً به الکتروموتور اصلی کمک می‌ کنند تا به سرعت و گشتاور نامی برسد و بعد از مدار خارج می‌ شوند.