تخمين راندمان موتور القايي سه فاز تحت سرعت و بار مختلف با استفاده از الگوريتم فاخته آشوبي

Three phase induction motor efficiency estimation considering different speed and load using chaos cuckoo optimization algorithm

موتورهاي القايي سه فاز به دليل قابليت هايي هم چون استحكام بالا، كنترل پذيري مناسب، عمر مفيد طولاني، ارزان تر بودن نسبت به ساير موتورها ، تعمير و نگهداري اندك و غيره از پركاربردترين موتورها در صنعت مي باشند، بطوريكه بخش اعظم انرژي الكتريكي توليد توسط اين موتورها مصرف مي شوند. از طرف ديگر با توجه به افزايش قيمت انرژي، لزوم نظارت دائمي بر موتورهاي در حين كار و حذف موتورها با راندمان پايين ضروري به نظر مي رسد. در اين مطالعه يك روش هوشمند جهت تخيمن راندمان موتور القايي سه فاز با استفاده از قابليت هاي الگوريتم هاي اكتشافي پيشنهاد شده است. در روش پيشنهادي از الگوريتم فاخته آشوبي جهت تخمين پارامترهاي مدار معادل موتور القايي سه فاز و در نتيجه تخمين راندمان آن استفاده شده است. الگوريتم فاخته آشوبي يكي از جديدترين الگوريتم هاي اكتشافي است كه قابليت بالايي در حل مسائل پيچيده غيرخطي با ابعاد بالا دارد. در روش پيشنهادي نياز به آزمايش هاي پرهزينه مانند آزمايش روتور قفل شده و آزمايش بي باري نيست و مي توان بصورت آنلاين و با اندازه گيري جريان و ولتاژ استاتور، توان ورودي و سرعت روتور، راندمان موتور را تخمين زد. جهت ارزيابي عملكرد روش پيشنهادي، روش پيشنهادي بر روي يك موتور القايي سه فاز پنج اسب بخار واقعي تست شد و نتايج مطالعات عددي نشان داد كه روش پيشنهادي دقت بسيار خوبي در تخمين راندمان موتور دارد و مي تواند با خطاي كمتر از 2% راندمان موتور را تخيمن بزند.

On-site efficiency determination of induction motor is essential in industrial plants for saving the energy consumption. This paper presents a new application of chaotic cuckoo optimization algorithm (CCOA) approach for field efficiency evaluation of induction motor based on a modified induction motor equivalent circuit. The stray-load loss is considered in the equivalent circuit by adding an equivalent resistor in series with the rotor circuit and its value is derived from the assumed stray-load loss recommended in IEEE Std. 112. The COA approach uses the information about the stator current, stator voltage, input power, stator resistance and speed of the motor and determines the equivalent circuit parameters. Once these parameters are known, the efficiency of motor can be evaluated. The simulation results on a 3.75 kW motor are presented and compared with the results of torque gauge method (TGM), equivalent circuit method (ECM), slip method (SM), current method (CM) and segregated loss method (SLM). The results reveal that the proposed method can evaluate the efficiencies of motor with less than 2% error under normal load conditions. Consequently, the method can be used in motor energy management system for improving the overall energy savings in industry.