دانلود مقاله اثر هارمونیک ها بر موتورهای القایی سه فاز

2-5-3) تلفات هارمونیکی هسته
به علت وجود هارمونیک ها در جریان و ولتاژ تلفات هسته نیز افزایش می یابد. همان گونه که پیش از این ذکر شد هر هارمونیک زمانی موج mmf توسط هارمونیک جریان استاتور ایجاد می شود . این هارمونیک های زمانی ، تعداد قطبی نظیر میدان اصلی دارند ، اما به صورت پیشرو یا پسرو وبا برابر ضریبی از سرعت اصلی دوران می کنند. به هر حال هارمونیک های زمانی شارهای شکاف هوایی کوچکند.
اما همین هارمونیک های زمانی کوچک موجب می گردند تا افزایش ناچیزی در تلفات هسته موتور روی دهد واین مسئله نشان می دهد که هارمونیک mmf روتور و استاتور تقریبا یکدیگر را خنثی می کنند.
نکته قابل ذکر اینکه تلفات ناشی از هارمونیک های مکانی نیز در هسته ناچیز و قابل صرفنظر کردن می باشند.
2-5-4) راندمان موتور

افزایش تلفات هارمونیک آشکارا به مقدار هارمونیک جریان و ولتاژ موتور بستگی دارد. ولتاژ های هارمونیک بزرگ در فرکانس های هارمونیک کم موجب افزایش قابل ملاحظه تلفات ماشین و کاهش راندمان می شوند . مطابق شکل (2-5) برای راکتانس pu15/0 ، جریان rms استاتور حدود 5/4% افزایش خواهد داشت.
(منبع شش پله ) در این شرایط اگر از اثر پوستی صرفنظر شود تلفات مسی روتور متناسب با مربع جریان rmsکلی است و تلفات مسی هارمونیک حدود 9% تلفات مسی اصلی است که با در نظر گرفتن اثر پوستی در بعضی شرایط تا 27% تلفات مسی کل ماشین افزایش می یابد. اگر تلفات مسی اصلی 50% تلفات کل ماشین راشامل شود افزایش تلفات ناشی از هارمونیک ها در حدود 5/13% تلفات کل ماشین خواهد بود.
افزایش تلفات در هسته کمتر قابل پیش بینی است زیرا این تلفات تحت تاثیر ساختمان و مواد مغناطیسی ماشین است. اگر مقادیر هارمونیک نسبتا کم باشد تلفات ناشی از هارمونیک ها در هسته نباید بیش از 25% تلفات واقعی هسته باشد با فرض اینکه تلفات هسته 40% تلفات کل است ، تلفات هارمونیک ها در هسته کمتر از 10% تلفات کل خواهد شد . تلفات سیم بندی و اصطکاک آشکارا تحت تاثیر قرار نمی گیرد و در نتیجه کل تلفات ماشین حدود 5/23% افزایش خواهد داشت . به عنوان مثال اگر راندمان موتور در بار کامل در حالت عادی 90% (هنگام کار با منابع غیر سینوسی ) و افزایش ناشی از هارمونیک ها از 10 تا 1/12 درصد باشدراندمان موتور حدود 2 درصد افت می کند.
اگر مقادیر هارمونیک موج ولتاژ به کار برده شده بزرگتر از موج شش پله باشد تلفات هارمونیک موتور به طور قابل ملاحظه ای افزایش خواهد یافت وممکن است بزرگتر از تلفات واقعی موتور شود. حتی هنگام کار با منبع ولتاژ شش پله در یک موتور رلوکتانسی سنکرون با راکتانس نشتی پایین امکان دارد جریان هارمونیک چنان بزرگ باشد که سبب شود راندمان تا حدود 5% یا بیشتر افت کند . در موتورهای القایی و یا سنکرون چون جریان های هارمونیک و تلفات مستقل از بار می باشند ، امکان دارد تلفات بی باری یک موتور که توسط یک اینورتر تغذیه می شود به طور محسوسی بزرگتر از ماشینی می باشد که تحریک سینوسی دارد ، اما به هر حال همانگونه که ذکر شد تلفات بار کاملا و به طور جدی تحت تاثیر قرار نمی گیرد .

2-6 گشتاورهای هارمونیک

حضور امواج mmf زمانی در فاصله هوایی موجب ایجاد گشتاورهای هارمونیک اضافی در روتور می گردد. این گشتاورهای اضافی دو نوع اند :
الف) گشتاورهای هارمونیک ساکن
ب) گشتاورهای هارمونیک ضربانی

2-6-1) گشتاورهای هارمونیک ساکن
گشتاورهای هارمونیک ساکن یا ثابت به وسیله عکس العمل شارهای هارمونیک فاصله هوایی نسبت به mmf هارمونیک های جریان یا دیگر موارد مشابه تولید می شوند. به هر حال این گشتاورهای هارمونیک ساکن که کسر کوچکی از گشتاور نامی هستند تاثیر چندانی در عملکرد موتور ندارند. این مسئله را می توان با محاسبه گشتاور حاصل از مدار معادل هارمونیک ، همان گونه که گشتاور اصلی از مدار معادل اصلی منتج می شود ثابت کرد.