تلفات در موتورهای الکتریکی

تلفات در موتورهای الکتریکی

همان گونه که میدانیم، موتورهای الکتریکی در ورودی خود انرژی الکتریکی را دریافت
کرده و آن را به انرژی مکانیکی مورد نیاز بار تبدیل مینماید. در این میان مقداری از
انرژی الکتریکی به شکلهای مختلف تلف میگردند.

انواع تلفات در موتورهای الکتریکی عبارتند از:
 تلفات اهمی (مسی)
 تلفات هسته ( آهنی)
 تلفات تهویه و اصطکاک (تلفات مکانیکی )
 تلفات پراکنده بار

 تلفات اهمی (تلفات مسی )

تلفات اهمی ناشی از مقاومت در برابر جریان در سیم پیچها استاتور و میلههای روتور
بوده و تابعی از طول و سطح مقطع آنها میباشد. میتوان با کاهش مقاومت
سیم پیچ استاتور و روتور، میزان تلفات اهمی موتور را کاهش داد. روش مرسوم برای
کاهش مقاومت، افزایش سطح مقطع مس در سیم پیچهای استاتور میباشد،
با افزایش سطح مقطع سیم پیچها، ابعاد شیار استاتور نیز بایستی افزایش یابد. این کار
با ثابت ماندن ابعاد موتور، باعث کاهش سطح مقطع موثر ورقههای آهن در برابر
شارهای مغناطیسی خواهد شد. افزایش ابعاد موتور نیز باعث افزایش هزینه ساخت
موتور خواهد شد.
برای دستیابی به گشتاور مورد نیاز موتور، لازم است در مقدار شار مغناطیسی آن تغییری
حاصل نشود. بنابراین در صورت کاهش سطح مقطع موثر آهن، لازم است چگالی شار
در آهن افزایش یابد که خود، تلفات آهنی را افزایش میدهد. دستیابی به چگالی شار
بالاتر نیز جز با افزایش جریان الکتریکی حاصل نمیشود. این افزایش در جریان نیز خود
باعث ایجاد تلفات اهمی بیشتر در موتور خواهد شد. نتیجه نهایی، کاهش هرچه بیشتر
بازده موتور خواهد بود.

یکی دیگر از روشهای موثر برای کاهش تلفات مسی، کاهش مقدار مس غیر فعال در
قسمتهای حلقه های انتهایی با تغییرات در لایهها و اتصالات کلافها میباشد که ضمن
کاهش تلفات مسی، در مدار مغناطیسی موتور نیز تغییری ایجاد نخواهد کرد.
عوامل دیگری نیز هستند که بر میزان تلفات اهمی تاثیر میگذارند. یکی از این عوامل،
درجه حرارت است، چرا که مقاومت سیم پیچ بجز طول و سطح مقطع، تابعی از درجه
حرارت نیز میباشد به طوری که با بالا رفتن درجه حرارت محیط مقدار مقاومت
افزایش مییابد. بنابراین لازم است گرمای سیم پیچهای موتور در حد مجاز قرار داشته
باشد .
عامل دیگر، افزایش جریان مورد نیاز موتور و درنتیجه افزایش تلفات اهمی نگهداری
نامناسب بوده که باعث افزایش اصطکاک و اعمال بار اضافی بر محور شده و موتور بار
اصلی را در جریان الکتریکی بیشتر از مقدار اصلی تامین میکند. در واقع بخشی از توان
الکتریکی ورودی صرف تامین بار اصلی و بخشی از آن نیز برای غلبه بر اصطکاک مصرف
میشود .

 تلفات هسته (تلفات آهنی )
مهمترین عامل در تعیین میزان این تلفات، چگالی شار میباشد. تلفات هسته استاتور و
روتور از مجموع تلفات پسماند وتلفات جریان گردابیحاصل میشود .

با توجه به اینکه چگالی شار در هسته موتور با تغییرات ولتاژ تغییر میکند، تلفات هسته
نیز با تغییرات ولتاژ تغییر خواهد نمود .
یکی از روشهای کاهش چگالی شار و در نتیجه کاهش تلفات هسته، افزایش سطح
هسته (افزایش حجم هسته) است. این کار باعث افزایش وزن موتور شده ضمن آنکه با
کمتر شدن مقاومت مغناطیسی هسته، جریان مغناطیس کنندگی افزایش یافته و ضریب
توان کاهش خواهد یافت. استفاده از ورقههای آهن با ضریب تلفات (تلفات به واحد
حجم) کمتر و استفاده از ورقههای آهن نازکتر نیز سهم به سزایی در کاهش تلفات
جریان گردابی خواهد داشت.

تلفات تهویه و اصطکاک (تلفات مکانیکی )
این تلفات ناشی از اصطکاک در بلبرینگهای موتور و تلفات فن تهویه و دیگر
قسمتهای چرخان موتور است. تلفات اصطکاک تابعی از اندازه بلبرینگ، سرعت، نوع
بلبرینگ، بار و روغنکاری آن است. با روغنکاری مناسب و به موقع بلبرینگ و نظافت
قسمت های چرخان موتور و همچنین اطمینان از بالانس بودن محور، میتوان این
تلفات را به حداقل خود رساند. از آنجایی که فن نیز برای خنکسازی موتور که در اثر
وجود انواع تلفات داغ میشود به کار برده میشود، با کاهش میزان تلفات میتوان از