تخمين راندمان موتور القايي سه فاز در حال كار با استفاده از الگوريتم فاخته آشوبي و مدار معادل اصلاح شده

Under load three phase induction motor efficiency estimation using chaotic cuckoo optimization algorithm and modified equivalent circuits

در حال حاضر اكثر موتورهاي الكتريكي كه در صنايع مختلف مشغول به كار هستند فرسوده بوده و معمولا راندمان آنها بسيار كمتر از مقدار نامي است. استفاده از موتورهاي الكتريكي با راندمان پايين باعث مصرف بيش از حد انرژي الكتريكي و تحميل هزينه هاي سنگين جهت خريد انرژي الكتريكي مي گردد. موتورهاي القايي سه فاز با توجه به مزايايي مانند استحكام بالا و هزينه نگهداري پايين از پركاربردترين موتورها مي باشند. در اين مطالعه يك روش جديد جهت تخيمن راندمان موتورهاي القايي سه فاز در حال كار با استفاده از الگوريتم فاخته آشوبي و مدار معادل اصلاح شده پيشنهاد شده است. 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 1.5% راندمان موتور را تخيمن بزند. همچنين عملكرد روش پيشنهادي با ساير روش ها مانند الگوريتم جستجوي باكتري و الگوريتم سيستم ايمني بدن مقايسه شد و نتايج بدست آمده نشان داد كه روش پيشنهادي از دقت بسيار بهتري نسبت به ساير روش ها برخوردار است.

On-site efficiency determination of induction motor is essential in industrial plants for saving the energy consumption. This paper presents a new application of cuckoo optimization algorithm (COA) 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.