تحقیق بررسی انواع موتورهای برق

تحقیق بررسی انواع موتورهای برق در 42 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی برق
فرمت فایل doc
حجم فایل 21 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 42

تحقیق بررسی انواع موتورهای برق

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی انواع موتورهای برق در 42 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

انواع موتورهای متناوب 1

میدان گردان 2

موتور سنكرون 5

موتور القایی 8

موتورهای القایی دو فازه 11

موتور یك فاز 14

موتورهای القایی با قطب های شكاف دار 18

موتور سنكرون 21

موتورهای القایی 23

دستگاههای الكترومكانیكی 25

مدارهای ریله 26

كلیدهای قدرت 29

ترانسفورماتور 31

پست های فشار قوی 31

انواع پست ها 32

اجزاء تشكیل دهنده پستها 36

ترانسفورماتورهای قدرت 37

دستگاههای حفاظت كنترل ترانسفورماتورها 38

رله بوخهلتس 39

انواع موتورهای متناوب :

چون مقدار زیادی از قدرت الكتریكی تولید شده بصورت متناوب میباشد ، بیشتر موتورها طوری طرح شده اند كه با جریان متناوب كار كنند . این موتورها در بیشتر موارد میتوانند دو برابر موتورهای جریان مستقیم كاركنن و زحمت آنها در موقع كاركردن كمتر است ، چون در موتورهای جریان مستقیم همیشه اشكالاتی در كموتاسیون آنها ایجاد میشود كه مستلزم عوض كردن ذغالها یا زغال گیرها و یا تراشیدن كلكتور است . بعضی موتورهای جریان متناوب با موتورهای جریان مستقیم كاملا فرق دارند ، بطوریكه حتی در آنها از رینگ های لغزنده هم استفاده نمیشود و برای مدت طولانی بدون ایجاد درد سر كار میكنند .

موتورهای جریان متناوب ، عملا برای كارهایی كه احتیاج به سرعت ثابت دارند ، مناسب هستند . چون سرعت آنها به فركانس جریان متناوب اعمال شده به سر های موتور ، بستگی دارد . اما بعضی از آنها طوری طرح شده اند كه در حدود معین ، دارای سرعت متغیر باشد .

موتورهای جریان متناوب میتوانند طوری طرح شوند كه با منبع جریان متناوب یك فاز یا چند فاز كار كنند . ولی چه موتور یك فاز باشد و یا چند فاز ، روی اصول یكسانی كار میكنند ، اصول مزبور عبارتست از این كه جریان متناوب اعمال شده به موتور یك میدان مغناطیسی گردانی تولید میكند و این میدان باعث میشود كه روتور بگردد .

موتورهای جریان متناوب عموما به دو نوع تقسیم بندی می شوند :

1-موتورهای سنگرون

2- موتورهای القایی .

موتور سنكرون در واقع یك آلترناتور است كه بعنوان موتور كار میكند و در آن جریان متناوب به استاتور و جریان مستقیم به روتور اعمال میشود موتورهایی القایی شبیه به موتورهای سنگرون هستند با این تفاوت كه در آنها روتور به و منبع قدرت وصل می شود .

از دو نوع موتورهای جریان متناوب ذكر شده ، موتورهای القائی به مراتب خیلی بیشتر از موتورهای سنكرون مورد استفاده قرار میگیرند .

میدان گردان :

همانطور كه گفته شد میدان گردانی كه از اعمال جریان متناوب به موتور ، تولید میگردد باعث گردش روتور میشود . اما قبل از اینكه یاد بگیرید چگونه یك میدان گردان باعث حركت روتور میشود ، باید اول درك كنید كه چگونه یك میدان گردان باعث حركت روتور میشود ، باید اول درك كنید كه چگونه میتوان میدان مغناطیسی گردان تولید كرد . دیاگرام زیر، یك استارتور سه فازه را نشان میدهد كه جریان متناوب سه فاز آن اعمال شده است ، همانطور كه نشان داده است ، سهم پیچها بصورت دلتا به یكدیگر اتصال دارند و كلاف هر یك از سیم پیچها بصورت دلتا به یكدیگر اتصال دارند و دو كلاف هر یك از سیم پیچها در یك جهت سیم پیچی شده است .

در هر لحظه ، میدان مغناطیسی تولید شده بوسیله هر یك از سیم پیچها بستگی دارد به جریانی كه از آن میگذرد . اگر جریان صفر باشد ،میدان مغناطیسی هم صفر خواهد بود اگر جریان ماكزیمم باشد ، میدان مغناطیسی هم ماكزیمم خواهدبود و چون جریان فازها 120 درجه با هم اختلاف فاز دارند ، میدان های مغناطیسی تولید شده هم 120 درجه با هم اختلاف فاز خواهند داشت . حال سه میدان مغناطیسی مزبور كه در هر لحظه وجود دارند ، با هم تركیب میشوند و یك میدان منتجه تولید میكنند كه روی روتور عمل میكند . در آینده خواهید دید كه هر لحظه میدان های مغناطیسی تركیب میشوند ، میدان مغناطیسی منتجه پیوسته در حال حركت است و بعد از هر سیكل كامل جریان متناوب ، میدان مغناطیسی مزبور هم با اندازه 360 درجه یا یك دور دوران میكنند.

دیاگرام زیر ، شكل موج جریانهای اعمال شده به استاتور سه فازه مزبور را نشان میدهد . این شكل موج ها 120 درجه با هم اختلاف فاز دارند . شكل موجهای مزبور میتوانند نشان دهنده سه میدان مغناطیسی باشد كه بوسیله هر یك از سیم پیچ تولید میشود . به شكل موجها وابسته شده است كه مشابه فاز مربوطه میباشد با استفاده از شكل موجها ، میتوانیم در هر 6/1 دور ( معادل 60 درجه ) میدانهای مغناطیسی تولید شده را با هم تركیب كنیم تا جهت میدان مغناطیسی منتجه پیدا شود. در نقطه 1 ( شكل موج C مثبت وشكل B منفی است .به عبارت دیگر جریانهای گذرنده از سیم پیچ های فاز C,B غیر هم جهت هستند و بنابراین جهت میدانهای مغناطیسی ناشی از C,B هم غیر هم جهت هستند . در بالای نقطه 1 جهت میدان بطرز ساده ای نشان داده شده است . توجه داشته باشید كه B1 قطب شمال و B قطب جنوب است همین ترتیب C قطب شمال و C1 قطب جنوب است . چون درنقطه1 هیچ جریانی از سیم پیچ فاز نمیگذرد ، میدان مغناطیسی آن صفر است .

نقطه 2یعنی 60 درجه بعد ، شكل موج جریانهای فازهای B,A مساوی و مخالف یكدیگر و شكل موج C صفر است و بنابراین میدان مغناطیسی منتجه باندازه60 درجه دیگر گردیده است . درنقطه 3 ، شكل موج B صفر است و میدان مغناطیسی منتجه با اندازه 60 درجه دیگر میگرد و به همین ترتیب از نقطه 1تا نقطه 7 ( مشابه یك جریان متناوب 9 میدان مغناطیسی منتجه باندازه یك دور كامل میگردد .

در نتیجه اعمال جریان متناوب سه فاز سه سیم پیچی كه بطور قرینه در اطراف اسناتور جای گرفته باشند باعث ایجاد یك میدان مغناطیسی گردان میشود كه این میدان باعث دوران روتور میشود .

موتور سنكرون :

علت اینكه به این نوع موتورهای سنكرون میگویند این است كه روتور آن با میدان مغناطیسی گردان تولید شده در استاتور همگام است . ساختمان این موتورها اساس شبیه به آلترناتور قطب برجسته است . میدانید كه اعمال جریان سه فاز به استاتور یك میدان مغناطیسی گردان در اطراف روتور تولید میكند . اما چون روتوربه یك منبع جریان مستقیم وصل است مانند یك آهنربای میله ای عمل خواهد كرد . از قبل میدانید كه اگر یك آهنربای میله ای بطور معلق در یك میدان مغناطیسی قرار بگیرد، آنقدر دوران خواهد كرد تا در امتداد آن قرار بگیرد . به همین ترتیب روتور سنكرون مانند یك آهنربای میله ای عمل كرده و در امتداد میدان مغناطیسی تولید شده در استاتور قرار خواهد گرفت . در این حالت اگر میدان مغناطیسی دوران كند ، روتور هم همراه آن دوران خواهد كرد . اگر میدان مغناطیسی گردان قوی باشد ، یك نیروی گردنده قوی بر روتور وارد شده و در نتیجه روتور قادر خواهد بود كه موقع گردیدن یك باری را بگرداند

سرعت گردش میدان مغناطیسی به فركانس جریان سه فاز اعمال شده به استاتور ، بستگی دارد و چون فركانس جریان ثابت است ، موتورهای سنكرون، عملاً موتورهایی با یك سرعت معنی هستند. در نتیجه برای مواردی مورد استفاده قرار میگیرند كه از حالت بی باری تا حالتی كه بار موتور ماكزیمم است سرعت ثابتی مورد نیاز باشد .

یكی از عیب های موتور سنكرون این است كه نمیتواند از حالت سكون (ایست) خود با اعمال جریان متناوب سه فاز شروع بكار كند چون متناوب اعمال شده به استاتور ، یك میدان گردانی با سرعت زیاد تولید میكند.

این میدان گردان قطب های روتور آنقدر سریع عقب میزند كه موتور فرصت پیدا نخواهد كرد كه راه اندازی شود ابتدا در یك جهت دفع میشود و لحظه ای بعد در جهت دیگر .

به عبارت دیگر ، موتور سنكرون ، درحالت اصلی خود ، درموقع شروع بكار بكردن هیچ كوپلی نخواهد داشت و بنابراین همیشه بوسیله یك موتور القایی كوچك و یا بوسیله سیم پیچ هائیكه معادل تركیب فوق باشد ، راه اندازی میشود سپس وقتی سرعت موتور به سرعتی نزدیك به سرعت سنكرون رسید به یك منبع جریان مستقیم وصل میشود . روتور با میدان گردان به گردش ادامه میدهد .
موتور یك فاز :

موتور فاز ، فقط دارای یك سیم پیچی است و با جریان متناوب یك فاز كار میكنند. درتمام مواردی كه احتیاج به موتورهایی با خروجی كم باشد این موتور بطور وسیع مورد استفاده قرار میگیرد . فایده بكار بردن موتور فازه این است كه در اندازه های كوچك ارزان تر از سایر موتورها ساخته میشود .

همچنین این نوع موتور احتیاج به جریان متناوب سه فاز را بر طرف میكند .موتورهای یك فاز در وسایل ارتباطی ، فنها ، یخچال ها، دریل های دستی قابل حمل و ماشینهای سنگ زنی و غیره. مورد استفاده قرار میگیرند .این موتورها به دونوع تقسیم میشوند 1) موتورهای القای 2 ) موتورهای سری . در موتورهای القایی از روتور قفس ( شبیه به قفس سنجابها ) و یك وسیله مناسب راه اندازی استفاده میشود .ولی موتورهای سری مانند ماشین های جریان مستقیم دارای كلكتور وزغال هستند.

موتورهای القایی یك فاز :

استاتور موتورهای القایی یك فازه فقط دارای یك سیم پیچی است . این سیم پیچی میدانی تولید میكند كه باید گفت در امتداد محور سیم پیچی مذكور تناوب میكند تا اینكه بگردد.

وقتی روتور ثابت است ، كم وزیاد شدن ( تناوب ) میدان استاتور ، جریانهایی در روتور القا میكند كه این جریانها باعث بوجود آمدن میدان روتور میشوند . درنتیجه اثر متقابل دو میدان بر یكدیگر نیروی بروتو وارد میشود كه میخواهد روتور را باندازه 180 درجه بگرداند ولی چون این نیرو بر مركز روتور وارد میشود ، روتور نخواهد گردید .

اما اگر بوسیله ای روتور را در ابتدا بگردانیم ، نیروی گردنده ، بوسیله گشتاوری كه از طرف میدان برروتور وارد میشود ، تقویت خواهد شدو سرعت روتور زیاد خواهد شد تا وقتی كه روتور بازا هر تناوب میدان استاتور ، تقریبا باندازه 180 درجه بگردد . برای یاد آوری گفته میشود كه چون برای ایجاد جریان های القایی در روتور لنگی لازم است ، در سرعت ماكزیمم هر زمان كه میدان استاتور جهتش برعكس شود ، باید كمتر از 180 درجه بگردد .

چون میدان مربوط به ولتاژ متناوب یك فاز اعمال شده به سیم پیچی استاتور طبیعت پالسی دارد ، موتور های یك القایی یك گشتاور پالسی به بار وارد میكنند . بنابراین بهره موتورهای القایی یك فاز مقابل موتورهای فاز و سه فاز كه گشتاور آنها یكنواخت تر است ، كمتر است .

دوفاز :

موتورهای القایی برای كاركردن بطور سه فاز یك فاز طرح میشوند . استاتور سه فاز درست شبیه استاتور سه فاز موتور سنكرون میباشد . استاتور و فاز بوسیله دوسیم پیچی كه نسبت بهم به زوایه 90 درجه قرار گرفته اند یك میدان مغناطیسی گردان تولید میكند .

موتور القایی یك فاز :

موتور القایی یك فاز فقط دارای یك سیم پیچی استاتور است .بنابراین میدان مغناطیسی تولید شده در استاتور آن گردان نیست .موتور القایی یك فاز، نمیتواند با یك سیم پیچی بوسیله خودش شروع بكار كند اما اگر بوسیله ای در ابتدا روتور را بگردانیم، روتور به گردش خود ادامه خواهد داد و بسرعت اسمی خود ، خواهد رسید برای راه اندازی این موتور میدانی در روتور آن القا میكنند كه با میدان اصلی 90 درجه اختلاف فاز دارد و سپس دو میدان باهم میدان گردانی تولید میكنند كه روتور را در حالت حركت نگه میدارد .

خازن راه انداز – موتورهای القایی :

برای ساختن موتور یك فازی كه بوسیله خودش راه اندازی شود ، یك سیم پیچی راه انداز به استاتور اضافه میشود . اگر این سیم پیچی راه انداز را بطور سری با یك خازن وصل كرد و با سیم پیچی استاتور به منبع ولتاژی وصل شود ، جریان گذرنده از سیم پیچی راه اندازه و جریان گذرنده از استاتور 90 درجه با هم اختلاف فاز خواهند داشت. درنتیجه یك میدان مغناطیسی گردان تولید خواهد شد . وقتی روتور سرعت گرفت . مدار سیم پیچی راه انداز مدار اصلی جداشده وموتور مانند یك موتور یك فاز به حركت خود ادامه خواهدداد .

موتور القایی با قطب های شكاف دار :

در این موتور قسمتی از جلو هر قطب استاتور ، شكاف داده شده و بوسیله یك نوار مسی اتصال كوتاه شده است . اثر این عمل انتقال میدان در هر قطب ها میباشد .میدان مغناطیسی متحرك اثرش مانند میدان گردان است و در نتیجه موتور بوسیله خودش راه اندازی خواهد شد .

دستگاههای الكترومكانیكی

رله ها :

موقعی كه موتورهای جریان مستقیم را مورد مطالعه قرار داده بودیم یاد گرفتید كه مقاومت راه اندازی برای محدود كردن جریان راه اندازی یك موتور بكار میرود .

مقاومتهای راه اندازی معمولا در جعبه هایی بنام جعبه راه اندازی قرار داده میشوند و ممكن است بوسیله دست كار كنند یا اتوماتیك باشند . اگر جعبه راه انداز اتوماتیك تكه ای وجود دارد كه با فشار دادن آنمیشود موتور راه اندازی كرد یا آنرا متوقف و یا جهت گردش آنرا عوض كرد در مدار این قبیل دستگاهها از وسیله ای بنام ریله ها استفاده میشود .

دیاگرام نشان داده شده در زیر ، در سمت چپ یك رله ساده مغناطیسی را نشان میدهد كه قسمتهای اساسی آن عبارتند از : آهنربای الكتریكی و یك بازوی قابل حركت بنام آرمیچر وقتی جریانی از سیم پیچی آهنربا بگذرد ، یك میدان مغناطیسی تولید مغناطیسی تولید خواهدشد كه با زوری آهنی آرمیچر را بطرف هسته آهنربا با جذب میكند .در نتیجه یك سری كنتاكت روی آرمیچر و ریله بسته شده مداری را كه به سرهای B,A اتصال دارد . می بندد. وقتی جریان قطع میشود، فنر برگرداننده، آرمیچر را بر میگرداند و كنتاكت ها باز میشوند و دیدار مزبور ، از نقاط A,B باز میشود . دیاگرام زیر ، فقط یك سری از كنتاكت ها را نشان میدهد اما بر حسب احتیاج عده كتتاكتها میتواند زیاد باشد. ریله نشان داده شده در سمت چپ را بطور نرمال باز NORMALLYOPEN RELAY میگویند . چون وقتی جریانی از ریله نمیگذرد ، كنتاكت ها باز هستند . ریله نشان داده شده در سمت راست را بطور نرمال بسته NORMALLY CLOSED R. می گویند .چون وقتی جریانی از ریله نمیگذرد ، كنتاكت ها بسته هستند و وقتی ریله عمل كند ، آرمیچر بطرف آهنربا كشیده میشود و اتصال ها باز میشوند و مدار در نقاط A,B قطع میشود.

تعریف پست :

محل تجهیزات برقی غیر مولد از قبیل ترانسفورماتور ها . كلید ها و غیره بمنظور تبدیل یامبادله انرژی .

چون لازم است كه از یك طرف در نقاط مختلف ( تولید ، انتقال ، توزیع ) ولتاژهای متفاوت داشته باشیم و از طرف دیگر شبكه ارتباطی بصورت داشته باشد بنابراین مراكزی كه این عملیات ( قطع و وصل كردن وتبدیل سطح ولتاژ در نقاط مختلف را انجام بدهند . ضرورت پیدا می كند این مراكز به پست های فشار قوی مواجه می باشندكه بستگی به سطح ولتاژ آنها . طراحی و شامل تجهیزات آنها از قبیل و سایل قطع و وصل ترانسفورماتورها . و سایل ارتباط دهنده و سیستم های حفاظتی پیچیده تر وبا اهمیت تر می گردد .

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *