تفاوت توان کاوا و کیلووات در موتور برق چیست؟

فهرست مطالب

• توان چیست؟
• توان در مورد موتور برق چه معنی دارد؟
• واحد کاوا در موتور برق
• واحد کیلووات در موتور برق
• کاوا و کیلووات چه تفاوتی دارند؟
• یک نکته مهم در مورد توان موتور برق
• محاسبه توان مصرفی جهت انتخاب دیزل ژنراتور :

در هنگام خرید یک موتور برق ، جزئیات زیادی در تصمیم‌گیری خریداران تأثیر دارد اما قطعاً هیچ‌یک به قدر توان خروجی موتور برق اهمیت ندارد. بسیاری افراد معمولاً یا اصلاً شناخت علمی در مورد توان خروجی ندارند یا به صورت تجربی در مورد آن تصمیم می‌گیرند.

ما در این یادداشت اما تصمیم گرفتیم تا در ادامه سلسله یادداشت‌هایی که با موضوعیت موتور برق نگارش کردیم، بر حیطه توان خروجی تمرکز داشته و این مسئله را برای شما همراهان گرامی روشن کنیم که اصطلاحات موجود در این بخش چه معنایی دارند پس با این وجود دو اصطلاح پرکاربرد در تعیین توان خروجی را، یعنی کاوا و کیلووات، مد نظر قرار داده و بر همین مبنا یادداشت پیش رو را نگارش کردیم. با ما همراه باشید تا در نگاهی علمی اما با زبان ساده به تفاوت این دو اصطلاح و خود پدیده توان خروجی بپردازیم. در هنگام خرید و فروش موتور برق، اطلاع از این مسئله بسیار کلیدی است.

توان چیست؟

پیش از آن که به توضیح و توصیف دو واحد مجزای کاوا و کیلووات بپردازیم، شاید بد نباشد که به خود پدیده توان بپردازیم تا بهتر متوجه شویم که این دو واحد سعی در توصیف چه چیزی دارند. توان یا همان (Power) در اصل نرخ انجام کار است به زبانی ساده سرعت یک موتور در انجام کار وابسته به توان آن موتور است. اجازه دهید با یک مثال بیشتر و بهتر این مسئله را تشریح کنیم. شما برای بالای سر بردن یک وزنه ده کیلویی، به صرف میزان خاصی از انرژی نیاز دارید به هر شکلی که این کار را انجام دهید، در نهایت میزان خاصی از انرژی برای انجام این کار نیاز است. حال توان در این مسئله چه نقشی دارد. دقت داشته باشید که اگر همان وزنه را در ده ثانیه بالای سر ببرید یا در پنج ثانیه این کار را انجام دهید ناخواسته متوجه پدیده توان خواهید شد؛ در حالتی که در پنج ثانیه وزنه را بالا ببرید، توان بیشتری صرف این کار شده است پس توان بیشتر بدان معنی است که شما در مدت زمانی کمتر، توان صرف انرژی بیشتری را دارید. مثلاً موتوری با توان 10 وات یک کار مشخص را نسبت به موتوری با توان 2 وات، بسیار سریع‌تر انجام خواهد داد. حال ممکن است با این وجود در مورد مفهوم توان در موتور برق دچار سردرگمی شده باشید.

توان در مورد موتور برق چه معنی دارد؟

در مورد موتور برق ، در اصل با مبحث توان الکتریکی روبرو هستیم. در مباحث الکتریکی که بیشتر در حیطه مهندسی برق قرار دارند، توان خروجی یک منبع انرژی الکتریکی حاصل ضربی از ولتاژ و آمپراژی است که وسیله می‌تواند به شما ارائه دهد.

توان یک عدد ثابت است و شما یک موتور برق با توانی فرضی در اختیار دارید. فراموش نکنید که میزان آمپراژی که می‌توانید از یک موتور برق بگیرید، برابر است با تقسیم توان موتور برق بر ولتاژ خروجی.حال در صورتی که آمپراژ(جریان) بسیار بالایی را از موتور برق بخواهید، به طور ناگهانی ولتاژ دچار افت شدیدی شده و کار شما با اختلال مواجه خواهد شد. پس با این وجود هر قدر توان موتور الکتریکی شما بیشتر باشد، در جریان‌های بالا، بسیار سخت‌تر با افت ولتاژ مواجه خواهد شد این خصیصه که به اختصار توان موتور برق نامیده می‌شود به شما نشان می‌دهد که موتور خریداری شده توسط شما تا چه حد قدرت دارد و تا چه میزان از جریان یا ولتاژ خروجی را می‌تواند پاسخگو باشد.حال با این دید می‌توان گفت، در صورت نیاز به توان‌های بالا، هر قدر یک موتور برق توان بیشتری داشته باشد، انتخاب بهتری برای شما خواهد بود. در کنار این البته بدیهی است که قیمت موتور برق وابسته به توان است؛ توان بیشتر به معنی افزایش قیمت موتور برق است

واحد کاوا در موتور برق

برای پایش و تعیین هر کمیت در دنیای فیزیک و مکانیک ما نیازمند واحد هستیم. واحدها به زبان ساده متر و معیار ما برای سنجش کمیت‌های مختلف هستند. یکی از واحدهایی که برای تعیین توان و بیشتر در حیطه موتورهای الکتریکی کاربر دارد واحد کاوا است کاوا یک واژه اختصاری و اقتباس شده از ترکیب "کیلوولت-آمپر" است. هر کاوا برابر است با هزار ولت آمپر و همانطور که از شکل واحد مشخص است، این واحد حاصل‌ضرب ولتاژ با واحد کیلو ولت در جریان با واحد آمپر است. به طور مثال اگر در سیستم ولتاژ 10 کیلوولت باشد و جریان موجود 15 آمپر باشد، شما با 150 کاوا روبرو هستید.

واحد کیلووات در موتور برق

کیلووات یکایی اصیل نیست و در اصل هر هزار وات، یک کیلووات نامیده خواهد شد. با این وجود ما وات را بررسی خواهیم کرد. هر وات برابر است با یک ژول بر ثانیه. با نگاهی به یکا متوجه خواهید شد که وات یک واحد عمومی‌تر برای تعیین توان حقیقی است و تنها در مباحث الکتریکی دارای مرجعیت نیست.هر وات برابر است با یک ژول بر یک ثانیه. به نگاهی به این واحد بهتر توضیح ارائه شده در بخش‌های پیشین را درک خواهید کرد؛ مثال توضیح داده شده در مورد نحوه محاسبه توان و وابستگی آن به سرعت انجام کار.

کاوا و کیلووات چه تفاوتی دارند؟

کیلووات اساساً میزان توان حقیقی را منعکس می‌کند؛ توان حقیقی که یک سیستم الکتریکی دارد. این نشان می‌دهد که چه میزان از انرژی وارد شده به خروجی مد نظر که قابلیت انجام کار دارد تبدیل خواهد شد.اما در آن سو کاوا توان ظاهری را منعکس خواهد کرد. ممکن است فکر کنید که این دو یکی هستند و تفاوتی ندارند پس علت این تمایز چیست؟ اما فراموش نکنید که تنها در سیستم‌هایی ایده‌آل توان حقیقی با توان ظاهری برابر خواهد بود اما معمولاً در یک سیستم معمولی، مانند یک موتور برق همواره توان واقعی کمتر از توان ظاهری است چون بخشی از توان ظاهری در طول مصرف دچار اتلاف خواهد شد پس اجازه دهید با یک جمع‌بندی تفاوت این دو را دقیق‌تر بیان کنیم. کیلووات توان حقیقی سیستم شماست و در واقع توان خروجی موتور برق است. کاوا توان ظاهری موتور برق شماست و در عمل میزان انرژی ورودی یا همان مصرفی است.همواره توان حقیقی(خروجی) در سیستم‌های غیر ایده‌آل کمتر از توان ظاهری(خروجی) سیستم است. در واقع مجموع توان حقیقی و میزان انرژی اتلافی برابر است با توان ظاهری موتور برق شما.

یک نکته مهم در مورد توان موتور برق

اگر قصد دارید متوجه شوید که بهره‌وری موتور برق شما چقدر است، باید کیلووات خروجی را بر کاوای ورودی تقسیم کنید. با ضرب عدد حاصله، که قطعاً عددی بین 0 تا 1 است، در 100 می‌توانید درصد بازدهی موتور برق خود را تعیین کنید. معمولاً بازدهی موتور برق ‌ها بیش از 80 درصد نیست بدیهی است که در صورت داشتن میزان بازدهی موتور برق می‌توانید با طی کردن عملیاتی عکس عملیات بالا، میزان توان حقیقی یا توان ظاهری را مشخص کنید. برای تعیین توان ظاهری به کمک توان حقیقی کافیست تا توان حقیقی (کیلووات) را بر عدد بازده(راندمان( تقسیم کنید.در مقابل برای تعیین توان حقیقی به کمک توان ظاهری کافیست تا عدد راندمان را در توان حقیقی ضرب کنید.

محاسبه توان مصرفی جهت انتخاب دیزل ژنراتور :

مهمترین هدف از محاسبه توان مصرفی ، رسیدن به عدد درست برای انتخاب ژنراتور است زیرا اگر ژنراتور را کوچکتر از توان مورد نیاز خریداری کنیم عملاً نیازمان بر آورده نشده و نمیتوانیم توان همان دستگاه را زیاد کنیم و اگر ژنراتور بزرگ تر بگیریم ، هزینه اضافه کرده ایم و باید هزینه سوخت و استهلاک بیشتری را بپردازیم مهم نیست که کنتور برق شهر شما چند آمپر است یا چه امتیازی از اداره برق گرفته اید زیرا برق شهر پشتوانه شبکه داشته و به عنوان مثال ممکن است شما از یک کنتور 100 آمپر به اندازه 150 آمپر در لحظه توان مصرف کنید یا از یک کنتور 100 آمپر ، 20 آمپر هم مصرف نکنید  ابتدا نام مصرف کننده ها را لیست کنید . سپس آنها را به دو دسته ی سه فاز و تکفاز تقسیم بندی کنید . روی پلاک یا برچسب هر مصرف کننده ای مشخصات فنی بر حسب : اسب بخار (hp) یا کیلووات (kW) یا کاوآ (kVA) یا آمپر (A) قید شده است . با استفاده از روابط ذیل تمام آنها را به آمپر تبدیل کنید :

کیلووات سه فاز ضربدر 1/8 = آمپر سه فاز

کیلووات تکفاز ضربدر 4/4 = آمپر تکفاز

اسب بخار ضربدر 0/736 = کیلووات
کاوآ ضربدر 0/8 = کیلووات

میدانیم که ژنراتور برق را در لحظه تولید می کند و پشتوانه ای مانند شبکه برق شهری ندارد لذا در محاسبه توان ژنراتور باید کلیه مصرف های لحظه استارت (استارت اولیه) را در نظر بگیریم . بدین ترتیب به مصرف کننده هایی مثل روشنایی ها که در لحظه ابتدایی روشن شدن توان بیشتری مصرف نمی کنند ضریب یک داده و به مصرف کننده هایی که موتور الکتریکی دارند مانند جرثقیل تاور ، پمپ ها ، آسانسور و . . . که در لحظه ابتدایی روشن شدن توان لحظه ای بیشتری مصرف می کنند طبق تقسیم بندی ذیل ضریب دهید :

موتورهای الکتریکی با حالت راه اندازی مستقیم = ضریب 2/5
موتورهای الکتریکی با حالت راه اندازی دو ضرب (ستاره مثلث) = ضریب1/7
موتورهای الکتریکی با حالت راه اندازی از طریق اینورتر (سافت درایو) = ضریب 1

حالا اعداد بدست آمده در هر دو حالت سه فاز و تکفاز را به صورت مجزا در گروه خودشان با یکدیگر جمع می کنیم . عدد بدست آمده در حالت تکفاز را تقسیم بر سه نموده و با عدد بدست آمده در حالت سه فاز جمع می کنیم . عدد نهایی همان میزان توان مصرفی مورد نیاز ما بر حسب آمپر سه فاز است . حال با روابط ذیل این عدد را به کیلووات یا کاوآ تبدیل می کنیم :

آمپر سه فاز تقسیم بر 1/8 = کیلووات سه فاز
آمپر سه فاز تقسیم بر 1/44 = کاوآ

بنابراین توان مورد نیازمان مشخص شد ولی تا اینجا تنها نیمی از محاسبات را انجام داده ایم . 50 درصد مابقی مربوط به انتخاب دیزلی است که بتواند توان مصرفی را تامین کند توان تعریف شده در کاتالوگ دیزل ژنراتور ها در ارتفاع سطح دریا ، تهویه مناسب ، دمای 25 درجه سانتی گراد و سایر شرایط استاندارد محیط کارکرد و سوخت مصرفی می باشد . لیکن با توجه به محل استقرار دستگاه افت هایی در رسیدن به اعداد قید شده در کاتالوگ سازنده داریم از طرفی در کاتالوگ شرکت سازنده برای هر دیزل ژنراتوری یک توان اضطراری و یک توان دائم تعریف شده است . توان اضطراری یا Standby Power در واقع همان توانی است که دستگاه تا یک ساعت می تواند در اختیار مصرف کننده قرار دهد و پس از ساعت اول دچار افت حدود 10 درصدی شده و از آن به بعد توان دائم Prime Power را می تواند در اختیار مصرف کننده قرار دهد .

پس از بررسی تمامی مطالب گفته شده  باید به این نکته مهم توجه داشته باشیم که اگر قرار است دیزل ژنراتور دائم کار کند ، بهتر است با بیش از 80 درصد توان کار نکند ولی در مصرف اضطراری از کل توان دستگاه نیز می توان استفاده کرد شایان به ذکر است همانطور که استفاده طولانی مدت در محدوده توانی بیشتر از توان مجاز تعریف شده از دستگاه برای آن مضر است ، استفاده طولانی مدت از دستگاه در محدوده توانی کمتر از 30 درصد توان کل دستگاه نیز آسیب های جدی را به آن وارد می کند ( البته موارد اخیر در کوتاه مدت قابل چشم پوشی است ) .