asynchronous နှင့် synchronous စက်များအကြား ကွာခြားချက်

Asynchronous နှင့် Synchronous စက်များအကြား ကွာခြားချက်

လျှပ်စစ်အင်ဂျင်နီယာလောကတွင်၊ အထူးသဖြင့် ပါဝါစနစ်များနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး မော်တာမောင်းနှင်မှုများတွင်၊ asynchronous နှင့် synchronous စက်များဟူသော အသုံးအနှုန်းများ မကြာခဏ ပေါ်လာလေ့ရှိသည်။ နှစ်ခုစလုံးသည် လည်ပတ်နေသော သံလိုက်စက်ကွင်းများ၏ မူပေါ်တွင် လည်ပတ်သော alternating current (AC) စက်များဖြစ်သော်လည်း ၎င်းတို့၏ torque ထုတ်လုပ်မှု၊ လည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်း၊ rotor ဖွဲ့စည်းပုံ၊ လည်ပတ်မှုဝိသေသလက္ခဏာများနှင့် စက်ကွင်းအသုံးချမှုများတွင် အခြေခံအားဖြင့် ကွဲပြားသည်။ ဤကွာခြားချက်များကို နားလည်ခြင်းသည် သင်၏ ဝန်၊ ထိရောက်မှု၊ ထိန်းချုပ်မှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်လိုအပ်ချက်များအတွက် မှန်ကန်သောစက်ကို ရွေးချယ်ရာတွင် အရေးကြီးပါသည်။

၁။ Asynchronous (Induction) စက်များကို နားလည်ခြင်း

Asynchronous စက်များကို induction motor များအဖြစ် လူသိများကြသည်။ "asynchronous" ဟူသော စကားလုံးသည် rotor လည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်းသည် stator တွင် လည်ပတ်နေသော သံလိုက်စက်ကွင်း၏ အမြန်နှုန်း (synchronous speed ဟုခေါ်သည်) နှင့် မတူညီဟု ဆိုလိုသည်။ ဤစက်များသည် electromagnetic induction ပေါ်တွင် အခြေခံ၍ အလုပ်လုပ်သည်- rotor လျှပ်စီးကြောင်းများသည် လည်ပတ်နေသော stator field နှင့် rotor အကြား အမြန်နှုန်းကွာခြားမှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ ဤအမြန်နှုန်းကွာခြားချက်ကို slip ဟုခေါ်သည်။

Induction motor များကို တည်ဆောက်ပုံရိုးရှင်းခြင်း၊ ခိုင်ခံ့ခြင်း၊ ထိန်းသိမ်းရလွယ်ကူခြင်းနှင့် ဈေးနှုန်းသက်သာခြင်းတို့ကြောင့် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြသည်။

၂။ တစ်ပြိုင်နက်တည်း စက်၏ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်

synchronous machine ဆိုသည်မှာ rotor သည် stator magnetic field နှင့် တစ်ထပ်တည်း တူညီသော အမြန်နှုန်းဖြင့် လည်ပတ်သော AC machine တစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းကို "synchronous" ဟုခေါ်သည်။ rotor ကို stator magnetic field နှင့် "locked" လုပ်ရန်အတွက်၊ ၎င်းတွင် ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင် magnetic field ရှိရမည်ဖြစ်ပြီး၊ ပုံမှန်အားဖြင့် အောက်ပါတို့မှ ရရှိသည်။

၁။ DC လှုံ့ဆော်မှု လျှပ်စီးကြောင်း (slip rings သို့မဟုတ် brushless exciter မှတစ်ဆင့်)၊ သို့မဟုတ်
၂။ အမြဲတမ်းသံလိုက် (အမြဲတမ်းသံလိုက် တစ်ပြိုင်နက်တည်း မော်တာများတွင်)။

တစ်ပြိုင်နက်တည်းစက်များသည် မော်တာများနှင့် ဂျင်နရေတာများ နှစ်မျိုးလုံးအဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများတွင် တစ်ပြိုင်နက်တည်းဂျင်နရေတာများသည် အဓိကအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းတို့သည် ၎င်းတို့၏လည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်းအလိုက် ကြိမ်နှုန်းနှင့် ဗို့အားကို အဆက်မပြတ်ထုတ်လုပ်ပေးသောကြောင့်ဖြစ်သည်။

၃။ အလုပ်လုပ်ပုံနိယာမကွာခြားချက်- ချော်ခြင်းနှင့် တစ်ပြိုင်နက်တည်းသော့ခတ်ခြင်း

အခြေခံအကျဆုံး ကွာခြားချက်မှာ rotor speed နှင့် stator field speed အကြား ဆက်နွယ်မှုတွင် တည်ရှိသည်။

– asynchronous machine တွင် rotor တွင် လျှပ်စီးကြောင်းများ ဖြစ်ပေါ်လာပြီး torque ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် rotor သည် synchronous speed ထက် အနည်းငယ် နောက်ကျနေရမည်။ slip မရှိလျှင် rotor တွင် induced voltage မရှိသောကြောင့် torque မရှိပါ။
– synchronous machine တွင် rotor သည် stator ၏ လည်ပတ်နေသော field နှင့် “lock” ဖြစ်သွားပါသည်။ synchronous ဖြစ်သွားပြီးသည်နှင့် ၎င်း၏ speed သည် ပါဝါအရင်းအမြစ်၏ frequency အတိုင်း တသမတ်တည်းရှိနေပါသည်။

သဘောတရားအရ:
– Asynchronous: torque ထုတ်လုပ်ရန် slip လိုအပ်သည်
– တစ်ပြိုင်နက်တည်း- တည်ငြိမ်စွာလည်ပတ်နေစဉ်အတွင်း ချော်လဲရန်မလိုအပ်ပါ။

၄။ လည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်းနှင့် အမြန်နှုန်းတည်ငြိမ်မှု

တစ်ပြိုင်နက်တည်းအမြန်နှုန်းကို ကြိမ်နှုန်းနှင့် ဝင်ရိုးစွန်းအရေအတွက်ဖြင့် ဆုံးဖြတ်သည်-
\[
n_s = \frac{120 f}{P}
\]
\(n_s\) သည် rpm၊ \(f\) သည် ကြိမ်နှုန်း (Hz) နှင့် \(P\) သည် ဝင်ရိုးစွန်း အရေအတွက် ဖြစ်သည်။

– Induction မော်တာ- အမြန်နှုန်းသည် \(n_s\) အောက်တွင် အနည်းငယ်ရှိပြီး ဝန်ပေါ်မူတည်၍ ကွဲပြားသည် (ဝန်ပိုလေးလေ၊ ချော်မှုတိုးလာလေ၊ အမြန်နှုန်းလျော့ကျလေ)။
– တစ်ပြိုင်နက်တည်း မော်တာ- ၎င်း၏အမြန်နှုန်းသည် \(n_s\) အတိအကျဖြစ်ပြီး၊ ဝန်ပြောင်းလဲလျှင်ပင် (အမြင့်ဆုံး torque ကန့်သတ်ချက် သို့မဟုတ် “pull-out torque” ကို မကျော်လွန်သရွေ့) သိသိသာသာ မပြောင်းလဲပါ။

ထို့ကြောင့် အသုံးချမှုသည် အလွန်တသမတ်တည်းရှိသော အမြန်နှုန်း လိုအပ်ပါက synchronous motor သည် များသောအားဖြင့် သာလွန်ကောင်းမွန်ပါသည်။

၅။ ရိုတာတည်ဆောက်ပုံ- ရှဉ့်လှောင်အိမ် vs လှုံ့ဆော်မှု

rotor တည်ဆောက်ပုံ ကွာခြားချက်များသည်လည်း ထင်ရှားပါသည်။

တစ်ပြိုင်နက်တည်းမဟုတ်သော စက်ရိုတာ
ယေဘုယျအားဖြင့် အသုံးပြုသည်-
– ရှဉ့်လှောင်အိမ်ရိုတာ- လျှပ်ကူးကိရိယာဘားများကို အဆုံးကွင်းများဖြင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး ခိုင်ခံ့ပြီး အနည်းဆုံးပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုလိုအပ်သည်။
– ကနဦး torque ချိန်ညှိမှု သို့မဟုတ် အချို့သောထိန်းချုပ်မှုအတွက် wound rotor တစ်ခုလည်း ရှိပါသည်။

တစ်ပြိုင်နက်တည်း စက်ရိုတာ
ရိုတာတွင် သံလိုက်စက်ကွင်းရင်းမြစ်တစ်ခု ရှိရမည်-
- DC လှုံ့ဆော်မှုနှင့်အတူဒဏ်ရာရဟတ်
– သို့မဟုတ် အမြဲတမ်းသံလိုက်ပါသော ရိုတာ

လှုံ့ဆော်မှုစနစ် ရှိနေခြင်းကြောင့် synchronous စက်များသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ပိုမိုရှုပ်ထွေးပြီး အပိုထိန်းချုပ်မှု လိုအပ်ပါသည်။

၆။ စတင်နည်းလမ်း

Induction မော်တာများသည် စတင်ရန် အတော်လေးလွယ်ကူပါသည်-
– အရွယ်အစားသေးငယ်သော-အလတ်စားများအတွက် အရင်းအမြစ် (DOL) နှင့် တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်နိုင်သည်။
– သို့မဟုတ် စတင်စီးကြောင်းလျှော့ချရန် star-delta၊ autotransformer၊ soft starter သို့မဟုတ် inverter/VFD ကိုသုံးပါ။

synchronous မော်တာများသည် စတင်လည်ပတ်ရန် ပိုမိုခက်ခဲပါသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် rotor သည် စတင်လည်ပတ်ချိန်တွင် "synchronous မဖြစ်" သောကြောင့်ဖြစ်သည်။
– synchronous မော်တာအများစုသည် ကြိမ်နှုန်းကို synchronous သို့ တဖြည်းဖြည်းတိုးမြှင့်ရန်အတွက် damper winding၊ auxiliary motors သို့မဟုတ် VFDs ကဲ့သို့သော starting methods များကို အသုံးပြုကြသည်။

ဒါကြောင့်၊ စတင်အသုံးပြုခြင်းရဲ့ လက်တွေ့ကျတဲ့ဘက်ကနေကြည့်ရင် induction motor တွေက များသောအားဖြင့် ပိုရိုးရှင်းပါတယ်။

၇။ ပါဝါအချက်နှင့် ဓာတ်ပြုမှုထိန်းညှိခြင်း

synchronous machine တစ်ခု၏ အရေးကြီးသော အားသာချက်တစ်ခုမှာ power factor ကို ထိန်းညှိပေးနိုင်ခြင်း ဖြစ်သည်။

– Induction မော်တာများသည် အထူးသဖြင့် ပေါ့ပါးသော ဝန်များတွင် lagging (inductive) power factor ရှိလေ့ရှိသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းတို့သည် ကွန်ရက်မှ magnetizing current လိုအပ်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။
– synchronous မော်တာများကို ၎င်းတို့၏ လှုံ့ဆော်မှုကို ထိန်းညှိနိုင်သည်-
– စိတ်လှုပ်ရှားမှုမရှိခြင်း → နောက်ကျခြင်း
– အလွန်အမင်း စိတ်လှုပ်ရှားခြင်း → ဦးဆောင်ခြင်း (ဓာတ်ပြုမှု ပါဝါကို ထောက်ပံ့ပေးနိုင်သည်)

ထို့ကြောင့် synchronous motor များကို power factor များ တိုးတက်ကောင်းမွန်စေရန်နှင့် power system voltage regulation ကို ပံ့ပိုးပေးရန်အတွက် synchronous condenser များအဖြစ် မကြာခဏ အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။

၈။ ထိရောက်မှုနှင့် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှု

ယေဘုယျအနေဖြင့်:
– Induction မော်တာများ- စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော်လည်း၊ induced currents နှင့် slip ကြောင့် rotor losses များရှိပါသည်။ အထွေထွေအသုံးချမှုများအတွက်၊ အထူးသဖြင့် ခေတ်မီ IE3/IE4 ဒီဇိုင်းများတွင်၊ စွမ်းဆောင်ရည် အလွန်ကောင်းမွန်ပါသည်။
– synchronous မော်တာများ- အလွန်မြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်ရှိနိုင်သည်၊ အထူးသဖြင့် permanent magnet synchronous မော်တာများသည် excitation အတွက် rotor current မလိုအပ်ဘဲ rotor losses များ နည်းပါးသည်။

သို့သော်၊ synchronous motor များသည် များသောအားဖြင့်-
- ပိုဈေးကြီးတယ်၊
– ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော ထိန်းချုပ်မှုနှင့် လှုံ့ဆော်မှုစနစ်များ၊
– ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုကို ပိုမိုတိကျစွာ ပြုလုပ်နိုင်ပါသည် (အထူးသဖြင့် လှုံ့ဆော်မှုရိုတာနှင့် မြှင့်တင်ပေးသည့်စနစ်တွင်)။

၉။ စနစ်ကုန်ကျစရိတ်နှင့် ရှုပ်ထွေးမှု

စီးပွားရေးနှင့် အကောင်အထည်ဖော်မှု ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင်-
– တစ်ပြိုင်နက်တည်းမဟုတ်သော စက်များ- ကနဦးကုန်ကျစရိတ် နည်းပါးခြင်း၊ တပ်ဆင်ရလွယ်ကူခြင်း၊ အထွေထွေ စက်မှုလုပ်ငန်း လိုအပ်ချက်များအတွက် သင့်လျော်ခြင်း။
– တစ်ပြိုင်နက်တည်းစက်များ- လှုံ့ဆော်မှု၊ ထိန်းချုပ်မှု နှင့် ရိုတာတည်ဆောက်ပုံကြောင့် ကနဦးကုန်ကျစရိတ်များ ပိုမိုမြင့်မားပါသည်။ သို့သော်၊ အချို့သောအသုံးချမှုများတွင်၊ စွမ်းအင်ချွေတာမှု၊ ပါဝါအချက်ထိန်းချုပ်မှု နှင့် မြန်နှုန်းတည်ငြိမ်မှုတို့သည် စုစုပေါင်းပိုင်ဆိုင်မှုကုန်ကျစရိတ် (TCO) ကို ပိုမိုအဆင်ပြေစေနိုင်သည်။

၁၀။ စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် အထွေထွေအသုံးချမှုများ

တစ်ပြိုင်နက်တည်းမဟုတ်သော စက်အသုံးချမှုများ
- ပန့်များ၊ ပန်ကာများ၊ လေမှုတ်စက်များ
– သယ်ယူပို့ဆောင်ရေး
– ကွန်ပရက်ဆာ
– အထွေထွေထုတ်လုပ်မှုစက်များ
၎င်းသည် ခိုင်ခံ့မှု၊ ဈေးသက်သာမှုနှင့် လည်ပတ်ရလွယ်ကူမှုတို့ကြောင့် induction motor များသည် စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် “လူများ၏ မော်တာ” ဖြစ်လာခဲ့သည်။

တစ်ပြိုင်နက်တည်းစက်အသုံးချမှုများ
- ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများရှိ မီးစက်များ (PLTU၊ PLTA၊ PLTG၊ အကြီးစား PLTD)
– စဉ်ဆက်မပြတ်အမြန်နှုန်းစက်မောင်းနှင်မှုများ- ကွန်ပရက်ဆာကြီးများ၊ ကြိတ်စက်များ၊ အချို့သောကြိတ်စက်များ
– ပါဝါအချက်တိုးတက်မှု (synchronous condenser)
– မြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည် အသုံးချမှုများ- ခေတ်မီစနစ်များတွင် အမြဲတမ်းသံလိုက် synchronous မော်တာများ (ပရီမီယံ HVAC၊ အချို့သော လျှပ်စစ်ယာဉ်များနှင့် အမြင့်ဆုံးစွမ်းဆောင်ရည်ကို တောင်းဆိုသော စက်မှုလုပ်ငန်းများ)

နိဂုံး

asynchronous နှင့် synchronous စက်များအကြား အဓိကကွာခြားချက်မှာ rotor speed နှင့် stator magnetic field ၏ speed တို့၏ ဆက်နွယ်မှုတွင် တည်ရှိသည်။ Asynchronous စက်များသည် torque ထုတ်လုပ်ရန် slip လိုအပ်သောကြောင့် ၎င်းတို့၏ speed သည် synchronous speed အောက်တွင် အနည်းငယ်နိမ့်ပြီး load နှင့်အတူ အတက်အကျရှိတတ်သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ synchronous စက်များသည် synchronous speed ဖြင့် တိကျစွာလည်ပတ်ပြီး အလွန်တည်ငြိမ်သော speed များနှင့် excitation မှတစ်ဆင့် power factor ကို ထိန်းညှိနိုင်စွမ်းကို ပေးဆောင်သည်။

လက်တွေ့အားဖြင့် induction motor များသည် ရိုးရှင်းမှု၊ ကြံ့ခိုင်မှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်တို့တွင် ထူးချွန်ပြီး synchronous motor များသည် မြန်နှုန်းတည်ငြိမ်မှု၊ reactive power ထိန်းညှိမှုနှင့် အချို့သောအသုံးချမှုများတွင် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်အတွက် အလားအလာတို့တွင် ထူးချွန်ပါသည်။ အကောင်းဆုံးရွေးချယ်မှုသည် သင့်လိုအပ်ချက်များပေါ်တွင် မူတည်သည်- ကုန်ကျစရိတ်နှင့် ရိုးရှင်းမှုသည် ဦးစားပေးများလား၊ သို့မဟုတ် စွမ်းဆောင်ရည်၊ ထိရောက်မှုနှင့် ပါဝါစနစ်ထိန်းချုပ်မှုတို့သည် ဦးစားပေးများလား။

သင်အလိုရှိပါက တိကျသော နှိုင်းယှဉ်ဇယားတစ်ခု၊ synchronous speed တွက်ချက်မှု ဥပမာတစ်ခု သို့မဟုတ် သတ်မှတ်ထားသော စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ ကိစ္စရပ်တစ်ခုအတွက် မော်တာရွေးချယ်မှု အကြံပြုချက်တစ်ခု ထည့်သွင်းခြင်းဖြင့် ကျွန်ုပ် ကူညီနိုင်ပါသည်။