دانلود پایان نامه : موتور سنكرون

دانلود پایان نامه : موتور سنكرون

تعداد صفحات: 169

فرمت فایل: ورد

دسته بندی: -

قیمت: 5000 تومان

تعداد نمایش: 488 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 1 آگوست 2016

به روز رسانی در: 1 آگوست 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

5000 تومان – خرید

عنوان : موتور سنكرون – رشته برق

فهرست

عنوان                                           صفحه

1-1: مقدمه………………………………

1-2: كميات اساسي الكتريكي…………………

1-2-1: بار………………………………

1-2-2: جريان…………………………….

1-2-3: ولتاژ…………………………….

1-2-4: توان الكتريكي……………………..

1-2-5: مقاومت……………………………

1-3: اتصال سري مقاومتها……………………

1-4: اتصال موازي مقاومتها…………………

1-5: منابع………………………………

1-5-1: منبع ولتاژ………………………..

1-5-2: منبع جريان…………………………

1-6: قانون ولتاژ كيرشهف (KVL)………………

1-7: مقسم ولتاژ………………………….

1-8: مقسم جريان………………………….

1-9: مدارهاي مختلط……………………….

1-10: زمين مدار………………………….

مسائل فصل 1…………………………….

فصل دوم: جريان متناوب……………………..

2-1: موج سينوسي………………………….

2-2: فركانس……………………………..

2-3: مقدار متوسط………………………….

2-4: قوانين اهم در مدارهاي AC…………….

2-4-1: فاز………………………………

2-5: فازور………………………………

2-6: اعداد مختلط…………………………

2-7: ساده كردن اعداد مختلط………………..

2-8: موج پالس……………………………

2-9: موج مثلثي…………………………..

مسائل فصل دوم…………………………..

فصل سوم روشهاي تحليل مدار………………..

3-1: تبديل منابع…………………………

3-2: قضيه جمع آثار……………………….

3-3: روش ولتاژ گره ها…………………….

3-4: روش جريان مش………………………..

3-5: روش تونن……………………………

3-6: روش نورتن…………………………..

3-7: انتقالي حداكثر توان به بار……………

مسائل فصل 3…………………………….

فصل چهارم: وسايل اندازه گيري……………..

4-1: ولتمتر……………………………..

4-2: آمپرمتر…………………………….

4-3: اهم متر…………………………….

4-4: تست كردن قطعات الكتريكي………………

4-4-1: سيم………………………………

4-4-2: مقاومت……………………………

4-4-3: سلف………………………………

4-4-4: خازن……………………………..

4-5: اسيلسكوپ……………………………

مسائل فصل چهارم…………………………

فصل پنجم: خازن و سلف در جريان مستقيم………

5-1: خازن……………………………….

5-2: خازن در جريان مستقيم…………………

5-3: شارژ خازن…………………………..

5-4: دشارژ خازن………………………….

5-5: به هم بستن خازنها……………………

5-6: سلف………………………………..

5-7: سلف در جريان مستقيم………………….

5-8: تغييرات جريان در سلف…………………

5-9: به هم بستن سلف ها……………………

مسائل فصل پنجم………………………….

فصل ششم: خازن و سلف در جريان متناوب……….

6-1: مدارهاي RC………………………….

6-1-1: مدارهاي RC موازي …………………..

6-2: مدارهاي RL………………………….

6-2-1: مدار RL سري……………………….

6-2-2: مدار RL موازي……………………..

مسائل فصل ششم…………………………..

فصل هفتم: مدارهاي RLC……………………

7-1: RLC سري……………………………..

7-1-1: فركانس تشديد مدار سري………………

7-2: RLC موازي…………………………..

7-2-1: فركانس تشديد در RLC موازي…………..

7-3: پهناي باند………………………….

مسائل فصل هفتم………………………….

فصل هشتم ترانسفورماتورها…………………..

8-1: اندوكتانس متقابل…………………….

8-2: توان……………………………….

8-3: بازتاب امپدانس………………………

مسائل فصل هشتم………………………….

فصل نهم: سيستم هاي چند فازه………………

9-1: سيستم تك فاز………………………..

9-2: سيستم سه فاز………………………..

9-3: توان در مدارهاي سه فاز……………….

مسائل فصل نهم:……………………………

فصل 10: موتور و ژنراتورهاي DC…………….

10-1: موتورهاي DC………………………..

10-2: معرفي موتورهاي DC…………………..

10-3: انواع موتورهاي DC…………………..

10-4: مدار معادل موتورهاي DC………………

10-5: موتورهاي DC تحريك مجزا و موازي……….

10-6: مشخصه پايانه اي موتور DC موازي……….

10-7: معرفي ژنراتورهاي DC…………………

10-8: ژنراتور تحريك مجزا………………….

10-9: مشخصات پايانه اي ژنراتورهاي تحريك مجزا..

10-11: كنترل ولتاژ پايانه اي………………

10-12: ژنراتور dc موازي…………………..

10-13: موتورهاي سنكرون……………………

10-14: مدار معادل موتور سنكرون…………….

10-15: موتور سنكرون از ديد ميدان مغناطيسي…..

10-16: كار موتور سنكرون در حالت پايدار……..

10-17: سختي مشخصه گشتاور در سرعت موتور سنكرون.

10-18: اثر تغييرات بار روي موتور سنكرون…….

10-19: نمودار فيزوري ژنراتور سنكرون………..

10-20: ژنراتور سنكرون…………………….

10-21: ساختمان ژنراتور سنكرون……………..

10-22: سرعت و چرخش ژنراتور سنكرون………….

10-23: اندازه گيري پارامترهاي مدل ژنراتور سنكرون

10-23-1: نسبت اتصال كوتاه…………………

10-24: اثر تغييرات جريان ميدان بر موتورهاي سنكرون

10-25: موتور سنكرون كم تحريك و موتور سنكرون پر تحريك

مسائل……………………………………

فصل دوم

جريان متناوب

2-1- موج سينوسي

موج سينوسي يكي از مهمترين شكل موج هاي متناوب (AC) است. در مداراتي كه از موج سينوسي به عنوان منبع استفاده شده است، جريان و ولتاژ مدار هر دو از نوع سينوسي هستند. در اينجا ما از موج كسينوسي صحبت نخواهيم كرد و آن را نيز به عنوان يك موج سينوسي نام مي بريم زيرا يك تابع كسينوسي را مي‎توان به صورت يك موج سينوسي درآورد.

شكل 2-1 يك موج سينوسي را نشان مي‎دهد.

شكل 2-1 : موج سينوسي

يك شكل موج سينوسي با زمان تغيير مي‌كند و اين تغييرات به صورت پيوسته مي‎باشد.

همانطور كه مشاهده مي شود، شكل موج سينوسي تكرار يك دوره مي‎باشد يعني شكل موج از 0 تا t4 دائماً تكرار مي‎شود. زمان لازم براي طي يك دوره را پريود يا دورة تناوب مي گوئيم در شكل 2-1 يك پريود از 0 تا t4 مي‎باشد. همچنين يك دوره تناوب را مي‎توان از دو نقطه هم وضعيت ديگر مثلاً t1 تا t5 و يا از t2 تا t6 بدست آورد.

معمولاً يك دوره تناوب را با T نشان مي دهند يعني در شكل 2-1 مي توانيم T= t4 را بنويسيم. نقاطي كه در آن ولتاژ يا جريان حداكثر است را نقطه ماكزيمم (max) مي گوئيم. در شكل 2-1 نقطه ماكزيمم در t1 واقع شده است. همچنين نقطه اي كه در آن ولتاژ يا جريان حداقل است را نقطه مي نيمم (min) مي گوئيم. كه در شكل داده شده در t3 واقع شده است. معمولاً نقاط ماكزيمم يا مينيمم را نقاط پيك مي گوئيم. يعني فاصله نقطه ماكزيمم يا مينيمم از مبداء ولتاژ يا جريان برابر ولتاژ يا جريان پيك است. فاصله نقطه مينيمم تا نقطه ماكزيمم شكل موج را مقدار پيك تاپيك مي گويند. (مثلاً ولتاژ پيك تاپيك كه به صورت Vpp نشان مي‎دهيم.

2-2- فركانس

بنابه تعريف فركانس تعداد سيكل هاي كاملي است كه موج سينوسي در يك ثانيه طي مي‌كند. هرچه تعداد سيكل ها بيشتر باشد، فركانس نيز بيشتر است. رابطه فركانس و پريود را مي‎توان به صورت زير نوشت:

واحد فركانس هرتز (Hz) مي‎باشد.

مثال 2-1

در مدار شكل 2-2 مقادير پريود، فركانس، ولتاژ ماكزيمم (Vmax)، ولتاژ پيك تاپيك (Vpp) را پيدا كنيد.

 

شكل 2-2

حل

پريود يك دوره تكرار است بنابراين:      T=4s

فركانس نيز عكس پريود است:

ولتاژ ماكزيمم نيز با توجه به شكل برابر 10 ولت است. يعني :

چون ولتاژ پيك با vmax برابر است بنابراين:                          Vp=Vm=10v

و ولتاژ پيك تاپيك به صورت زير به دست مي‎آيد:

مقدار ولتاژ يا جريان در هر لحظه را ولتاژ يا جريان لحظه اي مي گوئيم. مقادير لحظه اي ولتاژ يا جريان را معمولاً با حروف كوچك i  و v نشان مي‎دهيم.

مقدار مؤثر (rms)

رابطه بين ولتاژ مؤثر در يك ولتاژ سينوسي و ولتاژ ماكزيمم به صورت زير است:

(2-1)

همچنين جريان مؤثر به صورت زير است:

(2-2)

2-3- مقدار متوسط

اگر يك موج سينوسي را در طول يك پريود در نظر بگيريم مقدار متوسط آن صفر خواهد شد زيرا مقادير مثبت و منفي اثر همديگر را خنثي مي‌كنند. اما اگر مقدار متوسط را در يك نيم سيكل مثلاً نيم سيكل مثبت حساب كنيم از رابطه زير به دست مي‎آيد:

(2-3)

(2-4)

مثال 2-2

-9- مشخصات پايانه اي ژنراتور dc تحريك مجزا:

منظور از اين مشخصات، نمودار كميات خروجي آن وسيله برحسب يكديگر است. براي يك ژنراتور dc كميات خروجي عبارت است از ولتاژ روي پايانه ها و جريان خط، پس مشخصات پايانه اي يك ژنراتور تحريك مجزا، چيزي جز نمودار NT بر حسب IL به ازاي يك سرعت ثابت w، نيست. طبق قانون ولتاژ:

كه معادله آن نشان دهنده يك خط راست است.

 

 

شكل 7-10 (يك ژنراتور dc تحريك مجزا)

10-11- كنترل ولتاژ پايانه اي:

براي كنترل ولتاژ پايانه اي يك ژنراتور dc تحريك مجزا مي‎توان ولتاژ توليد شده داخلي   را تغيير داد. طبق معادلة  در صورت افزايش  افزايش و در صورت كاهش آن  نيز كاهش مي يابد و چون  پس دو راه براي كنترل ولتاژ ژنراتور وجود دارد:

  • تغيير سرعت چرخش: اگر W زياد باشد نيز زياد شده و  نيز زياد مي‎شود.
  • تغيير جريان ميدان: اگر كاهش يابد. جريان ميدان زياد مي‎شود . بنابراين شار  زياد مي‎شود. و  نيز زياد مي‎شود لذا  نيز زياد مي‎شود.

10-12- ژنراتور dc موازي:

ژنراتور dc موازي ژنراتوري است كه جريان ميدان خودش را خودش تأمين مي‌كند. رابطه جريان در اين ژنراتور به صورت زير است:

و معادله ولتاژ كيرشهف براي مدار آرميچر به صورت زير است:

شكل زير مدار معادل يك ژنراتور dc مي‎باشد.

 

شكل10-8

10-13- موتورهاي سنكرون

موتورهاي سنكرون به ماشينهاي سنكروني گفته مي‎شود كه براي تبديل توان الكتريكي به توان مكانيكي به كار برده مي‎شود كه سعي مي‎شود در ادامه به اساس كار اين موتورها پرداخته شود.

براي درك بهتر موتور سنكرون شكل (10-9) را در نظر بگيريد. كه يك موتور سنكرون دو قطبي را نشان مي‎دهد. جريان ميدان IF موتور، ميدان مغناطيسي حالت پايدار BR را توليد مي‌كند يك مجموعه ولتاژ سه فاز به استاتور ماشين اعمال مي‎شود و در نتيجه يك جريان سه فاز در سيم پيچي ها ايجاد مي گردد و همانطوري كه مي دانيم يك مجموعه جريان سه فاز در سيم پيچي هاي آرميچر توليد يك ميدان مغناطيسي دوار يكنواخت BS مي‌كند. پس در ماشين دو ميدان مغناطيسي وجود دارد. و ميدان روتور در واقع تمايل دارد كه با ميدان استاتور هم خط شود. درست همان طور كه اگر دو ميله مغناطيسي نزديك هم قرار گيرند تمايل به هم خط شدن دارند. چون ميدان مغناطيسي استاتور دوران دارد ميدان مغناطيسي روتور و خود روتور مي خواهند به ميدان استاتور برسند. هرچه زاويه بين اين دو ميدان مغناطيسي بزرگتر باشد گشتاور وارد بر روتور ماشين بزرگتر است. اساس كار موتور سنكرون اين است كه روتور ميدان مغناطيسي دوار استاتور را حول يك دايره تعقيب كرده و هيچ گاه كاملاً به آن نمي رسد.

 

شكل 10-9 : يك موتور سنكرون 2- قطب

 

10-14- مدار معادل موتور سنكرون:

مدار معادل يك موتور سنكرون را مي‎توان به صورت زير در نظر گرفت:

شكل 10-10

مدار معادل كامل يك موتور سنكرون سه فاز

رابطه (1)

رابطه (2)

10-15- موتور سنكرون از ديد ميدان مغناطيسي:

قبل از بررسي موتورهاي سنكرون، ابتدا به جاست كه ژنراتور سنكرون را از اين حيث مورد بررسي قرار دهيم. زيرا در مدار معادل نيز، ژنراتور مثل موتور عمل مي‌كند با اين تفاوت كه جريان  جهتش تغيير مي كند، ژنراتور يك گرداننده اوليه دارد كه با چرخاندن محور موجب چرخش آن مي‎شود. جهت گشتاور اعمال شده  توسط گرداننده اوليه با جهت حركت يكي است. چون اين گرداننده اوليه است كه ژنراتور را مي چرخاند.

نمودار نيز روي يك ژنراتور و نمودار ميدان مغناطيسي نظير آن در شكل (10-11) ديد مي‎شود.

شكل 10-11

مي دانيم كه متناظر EA است و Bnet نيز متناظر با   مي‎باشد و BS متناظر با  گشتاور القا شده در ژنراتور را مي‎توان با استفاده از نمودار ميدان مغناطيسي پيدا كرد.

رابطه (3)

رابطه (4)

با توجه به نمودار ميدان مغناطيسي، گشتاور القا شده در ماشين ساعت گرد و در خلاف جهت گردش ماشين است به عبارت ديگر گشتاور القا شده يك گشتاور مقاوم است. كه با چرخش ناشي از گشتاور اعمال شده   مخالفت مي‌كند.

فرض كنيد گردانندة اوليه ناگهان توانش را از دست مي‎دهد. و به جاي گرداندن محور در جهت حركت آن را مانند بار به همراه خود مي چرخاند اينك براي ماشين چه اتفاقي مي افتد؟

روتور به علت بار روي محورش كند مي‎شود و از ميدان مغناطيسي برآيند ماشين عقب مي افتد. وقتي روتور و همچنين BR كند شود از Bnet عقب مي افتد. نوع كار ماشين ناگهان تغيير مي‌كند و به صورت موتور كار مي‌كند افزايش زاويه گشتاور  منجر به بزرگتر شدن گشتاور در جهت چرخش مي‎شود. تا سرانجام گشتاور در موتور با گشتاور بار روي محور برابر باشد. در اين هنگام باز ماشين به حالت كار پايدار و سرعت سنكرون مي رسد اما در حالي كه به تبديل به موتور شده است. نمودار نيزوري موتور به همراه ميدان مغناطيسي متناظر آن در شكل زير آمده است.

شكل 10-12 (براي موتور)

با توجه به شكل هاي (3) و (4) كاملاً پيداست كه در ژنراتور  جلوتر از  و  جلوتر از  اما در موتور،  عقب تر از  و  عقب تر از  قرار دارد.

 

10-16- كار موتور سنكرون در حالت پايدار

در اين قسمت به بررس رفتار موتورهاي سنكرون هنگام تغيير بار و جريان تحريك و مسأله تصحيح ضريب توان به وسيله موتورهاي سنكرون اختصاص دارد.

10-17- منحني مشخصه گشتاور- سرعت موتور سنكرون

موتورهاي سنكرون توان بارهايي را تأمين مي‌كنند كه اساساً اسبابهاي با سرعت ثابت هستند. اين موتورها به سيستم هاي قدرتي متصل مي‎شوند كه بسيار بزرگتر از تك تك موتورها هستند. به همين دليل سيستم هاي قدرت براي اين موتورها مانند شين بي نهايت هستند يعني مستقل از تعداد توان كشيده شده توسط موتور، ولتاژ پايانه اي و فركانس سيستم ثابت مي مانند. سرعت چرخش موتور با فركانس الكتريكي قفل مي‎شود. پس سرعت موتور مستقل از مقدار بار و ثابت است. سرعت حالت پايدار موتور از بي باري گرفته تا ماكزيمم گشتاوري كه موتور مي‎تواند تأمين كند ثابت است. رابطه گشتاور به شكل زير است:

 

ژنراتور سنكرون مي‌چرخد سيم پيچي‌هاي استاتور آن ولتاژ  القا مي‌گردد. اگر باري به پايانه‌هاي ژنراتور متصل باشد وجرياني از آن مي گذرد. اما اين جريانهاي سه فاز در ماشين ميدان مغناطيسي خودشان را توليد مي‌كنند. اين ميدان مغناطيسي استاتور شكل ميدان مغناطيسي اصلي روتور را تغيير و در نتيجه ولتاژ فاز را نيز تغيير مي‌دهد.اين اثر را عكس العمل آرميچر مي‌نامند. زيرا جريان آرميچر (استاتور) بر ميدان مغناطيسي كه عامل به وجود آورنده‌اش است تأثير مي‌گذارد. توجه داريم كه اگر ژنراتور بار نداشته باشد. از آرميچر جرياني نمي‌گذرد و  با ولتاژ فاز  برابر خواهد بود.

جريان سيم پيچي‌هاي استاتور ميدان مغناطيسي خودش را توليد مي‌كند. اين ميدان مغناطيسي استاتور،  i ام دارد. وجهت آن نيز با استفاده از قاعده دست راست بدست مي‌آيد. و در شكل 10-19 نمايش داده شده است. ميدان مغناطيسي استاتور  ولتاژ خودش را در استاتور القا مي‌كند. اين ولتاژ در شكل با  مشخص شده است. با توجه به دوولتاژي كه در سيم پيچي‌هاي استاتور وجود دارند. ولتاژ كل هر فاز با مجموع ولتاژ داخلي ، و ولتاژ عكس‌العمل آرميچر  برابر است با :

ميدان مغناطيسي برآيند  با مجموع ميدان‌هاي مغناطيسي روتور استاتور برابر است:

شكل مربوطه به صورت زير خواهد بود:

 

شكل 10-19

اثرات عكس‌العمل آرميچر بر ولتاژ فاز را چگونه مي‌توان مدل كرد؟ اولاً ، ولتاژ  در زاويه اي قرار دارد كه 90 درجه عقب تر از صفحه جريان ماكزيمم  است. ثانياً ولتاژ  مستقيماً‌با جريان  متناسب است

اگرX ثابت تناسب باشد آنگاه ولتاژ عكس العمل آرميچر را مي توان با رابطه زير بيان كرد:

به اين ترتيب ولتاژ فاز برابر است با :

اگر به مدار زير توجه كنيم در آن صورت رابطه قانون ولتاژ كيرشف به صورت  مي‌باشد كه اين معادله دقيقاً همان معادله اي است كه ولتاژ عكس العمل را توصيف مي‌كند. بنابراين ولتاژ عكس‌العمل آرميچر را مي توان به صورت يك القاگر سري با ولتاژ داخلي مدل كرد.

 

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد

 

پاسخ دهید