مطالعه و بررسی عیوب و محاسن راه اندازهای موتورهای الکتریکی
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته برق و مخابرات (آموزش_و_پژوهش)
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:101
فهرست مطالب :
1 ) کلیات موتور آسنکرون سه فاز : .............................................1
1 - 1 ) ساختمان موتورهاي القايي سه فاز :................................2
1-1 - 1 ) استاتور : .........................................................2
1-1 - 2 ) رتور : .............................................................3
1-1 -3 ) حلقه هاي لغزان : ...........................................4
1 - 1 -4 ) جاروبک ها : ......................................4
1 - 1- 5 ) ياتاقان و بدنه : ...............................4
1 – 2 ) عملکرد موترهاي القايي سه فاز : ................................5
1 – 2 – 1 ) موتور ساکن ..............................................5
1 – 2 -2 ) مکانيزم توليد گشتاور در موتور القايي ( آسنکرون ) : ................9
1 – 2 – 3 ) موتور گردان : .........................................14
1 – 2 – 4 ) موتور در شرايط ماندگار : .....................................22
1 - 3 ) موتور فقس سنجابي : ................................................25
2 ) انواع روشهاي راه اندازي موتور القايي سه فاز: ......................28
2 – 1 ) روش راه انداي مستقيم : .................................30
2 – 2 ) روش راه اندازي توسط افزايش مقاومت رتور : ........................31
2 – 2 – 1 ) موتورهاي رتور سيم پيچي شده : .........................31
2 – 2 – 2 ) Liquide starter : ....................................37
2 – 2 – 3 ) درايور راه انداي کرامي : ..............................38
2 – 2 – 4 ) راه اندازي موتورهاي قفس سنجابي با توجه
به جريان و مقاومت رتور : ...............................40
الف – کلاس A : ................................................40
ب – کلاس D : .................................................41
ج – کلاسهاي C , B : ........................................41
د – رتورهايي با ميله هاي عميق : ................................41
ه – موتورهاي قفس سنجابي دوبل : ...................................42
2-3) انتخاب ولتاژ موتور :.........................................................43
2-3-1) راه اندازي موتور قفسه اي با کاهش ولتاژ استاتور :.................43
2-4 ) راه اندازي با استفاده از کليد ستاره مثلث : .............................46
2-5) روش کلاج گريز از مرکز :..................................................49
2-6) پيک جريان حين راه اندازي :.........................................50
2-7) ديناميک راه اندازي :....................................................51
موتور با بار خالص : ...................................................53
گرم شدن رتور : .........................................................53
2-8) راه اندازي موتورهاي بزرگ به کمک خازن :................................54
2-8-1) مشکل راه اندازي موتورهاي القايي بزرگ : .........................55
2-8-2) عملکرد يک سيستم راه اندازي خازني .......................56
3) راه اندازي تريستوري موتورهاي القايي :......................................57
مقدمه:...................................................................58
3-2 ( مدهاي كنترل:........................................................62
3-2-1( كنترل راه اندازي:............................................63
3-2-2( كنترل شتاب راه اندازي:..........................................63
3-3) مشخصات راه اندازهاي تريستوري:.......................................67
3 -4( شرح مدارهاي متداول راه اندازهاي تريستوري:..............................68
3- 5) مدار قدرت:...............................................................68
3-5-1( معرفي تريستور:.....................................................69
3-5-1-1) مدل دو ترانزيستوري تريستور:...............................70
3-5-1-2) روش هاي روشن شدن تريستور:.........................71
3-6) مدار فرمان:.........................................................72
3-6-1) مدار آتش كننده:...............................................74
3-6-2 ) مدار تقويت كننده: ..........................................75
3-6-3) مزيت عمده راه اندازي موتور به شيوه تريستوري و
انتقال زاويه آتش:...........................................76
3-6-4 ) مدار خطاي جريان:..........................................77
3-7) طراحي و بررسي مدارعملي و ساده راه انداز نرم موتور
آسنكرون (القايي):.........................................................77
3-7-1) كنترل:..................................................................79
3-7-2) نوسانساز موج دندانه اره اي:..............................................84
3-7-3 ) كنترل زاويه آتش :..........................................86
3-7-4 ) مقايسه كننده:......................................................88
3-7-5) ايزوله كننده مدار قدرت و مدار فرمان:.......................................89
3-7-6) رلة اضافه ولتاژ و افت ولتاژ:.................................................90
3-7-7) رلة اضافه جريان (Over Current) :........................92
3-8) نظام هماهنگ و :..........................................................93
3-8-1) لزوم استفاده از نظام ثابت:..........................................95
3-8-2) توضيح دربارة PWM :........................................................97
3-8-3) مدارات اينورتر:................................................100
3-8-4) ركتيفايرها:.....................................................102
3-9 ) مقایسه قیمت تمام شده انواع راه اندازها : ................................111
3-10) نتیجه : ............................................................113
مقدمه :
از آنجایی که امروزه راه اندازی موتورهای الکتریکی یکی از مسائل و دغدغه های بزرگ کارخانه های صنعتی و شرکت های تولیدی و نیز تولید کنندگان نیروی برق و شرکت های وابسته میباشد در این پروژه به بررسی برخی از این راه اندازها می پردازیم و محاسن و معایب آنها را مورد بررسی علمی قرار میدهیم.
از دلایل اهمیت موضوع شوک های الکتریکی و مکانیکی شدیدی می باشد که در زمان راه اندازی به شبکه برق رسانی و موتور وارد و سبب استهلاک شدید دستگاه های موجود و بالا بردن هزینه های اقتصادی می شود . بنابراین استفاده از راه انداز های مناسب بخصوص در مورد موتورها با توان های بیش از چندین اسب بخار در کاهش هزینه های برق مصرفی و نیز هزینه های نگهداری و تعمیر تاثیر بسزایی دارد.
1 - 1 ) ساختمان موتورهاي القايي سه فاز :
شکل ( 1-1 ) تصوير يک موتور القايي سه فاز و قطعات آن را نشان ميدهد .
فولاد مرغوب ساخته مي شوند و علت مورق بودن استاتور جلوگيري از جريان فوکو و تلفات ناشي از آن مي باشد .
سطح داخلي استاتور حاوي شيارهاي متعددي جهت سيم پيچ هاي سه فاز است .
شکل ( 2-1)
هر کلاف در دو شيار مي نشيند و طول استوانه ها مقداري بيشتر از طول کلاف ها خواهند بود . سيم بندي استاتور به صورت مثلث و يا ستاره قابل تنظيم می باشد .
-1 - 2 ) رتور : هستۀ روتور نيز مورق ساخته شده ( لايه لايه ) و از جنس مواد فرو مغناطيسي مرغوب ساخته مي شود سطح خارجي رتور همانند استاتور داراي شيارها يي است و هادي هاي رتور در آن جاسازي مي شوند . رتور از نظر ساختماني به دو نوع تقسيم مي شوند :
1 – موتور سيم پيچي شده که درون شيارهاي رتور ميله هاي مسي يا آلومينيومي قرار ميگيرد .
2 – موتور قفس سنجابي که درون شيارهاي رتور ميله هاي مسي يا آلومينيومي قرار مي گيرد .
شکل ( 4-1)
بايد دانست در رتور قفس سنجابي ميله ها از دو سمت توسط حلقه هاي انتهايي به هم متصل يا به عبارت بهتر اتصال کوتاه شده اند . در رتور سيم پيچي شده در حقيقت يک اتصال کوتاه شده داريم .
1-1 -3 ) حلقه هاي لغزان :
کارخانه هاي سازنده سه پايۀ رتور را از درون به يکديگر وصل کرده وهر سه پايانۀ ديگر را از ماشين خارج و به حلقه هاي لغزان بر روي محور رتور متصل مي سازند .
شکل ( 5-1)
1 - 1 -4 ) جاروبک ها :
بر روي حلقه هاي لغزان جاروبک نصب شده که ساکن است و مي توان از اين طريق مقاومت رتور را تغيير داد .
1 - 1- 5 ) ياتاقان و بدنه :
شکل (6-1)
1 – 2 ) عملکرد موترهاي القايي سه فاز :
شکل ( 7 – 1 ) يک موتور دو قطبي را نشان ميدهد . در اين دياگرام فقط يک دسته هادي براي هر فاز نشان داده شده است . البته هر يک از اينها نشان دهنده يک سري سيم بندي در شيارهاي مختلف است به طوريکه يک توزيع سينوسي از نيروي محرکه القايي در فاصله هوايي ايجاد شود مي توان يک مدل الکتريکي براي موتورهاي القايي ارائه داد .
شکل ( 7-1)
1 – 2 – 1 ) موتور ساکن :
اگر استاتور موتر شکل ( 7 – 1 ) بوسيلۀ يک منتبع سه فاز متقارن تحريک شود آنگاه يک ميدان گردان در فاصلۀ هوايي ايجاد خواهد شد . اين ميدان گردان از هادي هاي رتور عبور کرده و در آنها ولتاژ القا مي کند اين ولتاژها سينوسي هستند و با هم اختلاف فاز دارند . بنابراين اگر موتور ساکن باشد به سادگي يک ترانسفورماتور عمل مي کند . ممکن است فرض شود سيم بندي استاتور و رتور هر دو ستاره باشند بدون اينکه توجه به واقعيت آنها بشود . چون موتور شبيه به ترانسفور ماتور سه فاز عمل مي کند مي توانيم مدار معادل يک فاز آن را بکشيم .
شکل ( 8 – 1 ) مدار معادل تک فاز را نشان مي دهد .
شکل (8-1)
فرض کنيد سيم پيچ رتور مدار باز باشد و يک شبکه سه فاز متقارن استاتور را با فرکانس ws تغذيه کند . ولتاژ فاز آن برابر Va باشد . جريان متنجه Ia و ديگر جريان هاي منتجه در فازهاي ديگر يک ميدان گردان در فاصلۀ هوايي ايجاد مي کنند که باعث ايجاد ولتاژ القايي Ema در فاز a مي شود . مقداري فلوي پراکنده نيز هست که آن را به صورت lsدر مدار نشان مي دهند که يک افت ولتاژ القايي در مدار ايجاد مي کند . بعلاوه به دليل وجود مقاومت سيم پيچ يک افت ولتاژ اهي نیز خواهيم داشت که در مدار به صورت مقاومت Rs نشان داده شده است .
هنگامي که رتور مدار باز باشد در ترانسفور ماتور ايده ال جريان نداريم بنابر اين Ia همان جريان مغناطيس کنندگي Ima مي باشد . ميدان گردان ولتاژ القايي Ema را در فاز a ايجاد مي کند ضمناً در اثر همين ميدان گردان ولتاژ Ema نيز در رتور القا خواهد شد .
و...