مقارنة معالمحركات غير المتزامنةمغناطيس دائمالمحركات المتزامنةتتميز هذه المنتجات بمزايا واضحة، منها الكفاءة العالية، ومعامل القدرة العالي، ومؤشرات الأداء الجيدة، والحجم الصغير، وخفة الوزن، وانخفاض درجة الحرارة، والتأثيرات التقنية الكبيرة، وتحسين جودة شبكة الكهرباء. وتستفيد هذه المنتجات من كامل سعة شبكة الكهرباء الحالية، وتوفر الاستثمار في شبكة الكهرباء، وتحل مشكلة "الحصان الكبير والعربات الصغيرة" في المعدات الكهربائية بشكل أفضل.
01. الكفاءة ومعامل القدرة
عند تشغيل المحرك غير المتزامن، يمتص لف الدوار جزءًا من الطاقة الكهربائية من شبكة الكهرباء للإثارة، مما يستهلك طاقة الشبكة. يُستهلك هذا الجزء من الطاقة الكهربائية في النهاية في لف الدوار على شكل حرارة. يُمثل هذا الفقد حوالي 20-30% من إجمالي فقد المحرك، مما يُقلل من كفاءته. يُحوّل تيار إثارة الدوار إلى لف الجزء الثابت كتيار حثي، مما يجعل التيار الداخل إلى لف الجزء الثابت يتأخر عن جهد شبكة الكهرباء بزاوية، مما يؤدي إلى انخفاض معامل قدرة المحرك. بالإضافة إلى ذلك، من منحنيات الكفاءة ومعامل القدرة لـمحركات متزامنة ذات مغناطيس دائموالمحركات غير المتزامنة (الشكل 1)، يمكن ملاحظة أنه عندما يكون معدل الحمل (=P2/Pn)
بعد تثبيت المغناطيس الدائم في دوار المحرك المتزامن ذي المغناطيس الدائم، يُستخدم المغناطيس الدائم لإنشاء المجال المغناطيسي للدوار. أثناء التشغيل العادي، يعمل المجال المغناطيسي للدوار والجزء الثابت بشكل متزامن، ولا يوجد تيار مستحث في الدوار، ولا يوجد فقدان لمقاومة الدوار. هذا وحده يمكن أن يزيد من كفاءة المحرك بنسبة 4٪ ~ 50٪. نظرًا لعدم وجود إثارة تيار مستحث في دوار المحرك الهيدرومغناطيسي، فقد تكون لفات الجزء الثابت حملًا مقاومًا خالصًا، مما يجعل معامل قدرة المحرك قريبًا من 1. من منحنيات الكفاءة ومعامل القدرة للمحرك المتزامن ذي المغناطيس الدائم والمحرك غير المتزامن (الشكل 1)، يمكن ملاحظة أنه عندما يكون معدل حمل المحرك المتزامن ذي المغناطيس الدائم >20٪، فإن كفاءة التشغيل ومعامل قدرة التشغيل لا يتغيران كثيرًا، وتكون كفاءة التشغيل >80٪.
02. بدء تشغيل الخزانة
عند تشغيل المحرك غير المتزامن، يجب أن يكون عزم بدء التشغيل كافيًا، مع مراعاة ألا يكون تيار البدء كبيرًا جدًا، وذلك لتجنب انخفاض الجهد الزائد في شبكة الكهرباء والتأثير على التشغيل العادي للمحركات الأخرى والمعدات الكهربائية المتصلة بها. بالإضافة إلى ذلك، عندما يكون تيار البدء كبيرًا جدًا، سيتأثر المحرك نفسه بقوة كهربائية زائدة. كما أن التشغيل المتكرر يزيد من خطر ارتفاع درجة حرارة الملفات. لذلك، غالبًا ما يواجه تصميم بدء تشغيل المحركات غير المتزامنة معضلة.
تستخدم المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم عادةً بدء تشغيل غير متزامن. ولأن لفات الدوار لا تعمل عند تشغيل المحرك المتزامن ذي المغناطيس الدائم بشكل طبيعي، فإن تصميم محرك المغناطيس الدائم يُمكّن لفات الدوار من تلبية متطلبات عزم بدء التشغيل العالي بشكل كامل. على سبيل المثال، يُزاد مضاعف عزم بدء التشغيل من 1.8 مرة للمحرك غير المتزامن إلى 2.5 مرة أو أكثر، مما يُساعد على حل مشكلة "جرّ حصان كبير لعربة صغيرة" في معدات الطاقة.
3. ارتفاع درجة حرارة العمل
بما أن لفات الدوار تتدفق فيها تيارات كهربائية أثناء تشغيل المحرك غير المتزامن، ويُستهلك هذا التيار بالكامل على شكل طاقة حرارية، فإن كمية كبيرة من الحرارة ستُولّد في لفات الدوار، مما يرفع درجة حرارة المحرك ويؤثر على عمره الافتراضي. بفضل الكفاءة العالية لمحركات المغناطيس الدائم، لا يوجد أي فقدان في المقاومة في لفات الدوار، كما أن التيار التفاعلي في لفات الجزء الثابت يكون ضئيلاً أو شبه معدوم، مما يُقلل من ارتفاع درجة حرارة المحرك ويطيل عمره الافتراضي. 4. التأثير على تشغيل شبكة الكهرباء
نظرًا لانخفاض معامل القدرة للمحرك غير المتزامن، فإنه يمتص كمية كبيرة من التيار التفاعلي من شبكة الكهرباء، مما ينتج عنه تيار تفاعلي كبير في شبكة الكهرباء ومعدات المحولات ومعدات توليد الطاقة، مما يقلل بدوره من معامل جودة شبكة الكهرباء ويزيد الحمل عليها. في الوقت نفسه، يستهلك التيار التفاعلي جزءًا من الطاقة الكهربائية في شبكة الكهرباء ومعدات المحولات ومعدات توليد الطاقة، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة شبكة الكهرباء ويؤثر على الاستخدام الفعال للطاقة الكهربائية. أيضًا، نظرًا لانخفاض كفاءة المحرك غير المتزامن، من أجل تلبية متطلبات طاقة الخرج، من الضروري امتصاص المزيد من الطاقة الكهربائية من شبكة الكهرباء، مما يزيد من فقدان الطاقة الكهربائية ويزيد الحمل على شبكة الكهرباء.
لا يوجد أي إثارة تيار تحريض في دوار محرك المغناطيس الدائم، ويتميز بمعامل قدرة مرتفع، مما يُحسّن جودة شبكة الكهرباء ويُغني عن تركيب مُعاوض فيها. وفي الوقت نفسه، بفضل كفاءته العالية، يُوفر المحرك الطاقة الكهربائية.