پایان نامه ژنراتور القایی
120 صفحه در قالب word
فهرست
مقدمه 6
فصل اول
ژنراتور القایی 8
1-1- مزایای ژنراتور القایی 12
1-2 معایب ژنراتور القایی 14
فصل دوم
مدلسازی عددی یک ژنراتور القایی 15
2-1- تاریخچه مدل دو محوری ماشین القایی 16
2-2-1: معادلات تبدیل یافته ولتاژ 22
2-2-2 معادلات تبدیل یافته فلوی پیوندی 25
2-2-3- معادله تبدیل یافته گشتاور مغناطیسی 28
2 -4 معا دلات حالت 30
2-5- مدل ژنراتور القایی در حالت ماندگار 30
2-6 تئوری فضای برداری 34
فصل سوم
راه اندازی ژنراتور القایی 39
3-1- پدیده تحریک خودی 40
3-1-1- تعبیرپروسه تحریک خودی براساس مدار معادل RLC 41
3-1-2- تعبیر پروسه تحریک خودی براساس سیستمهای خودنوسانی.....43
3-1-2-1- توصیف سیستم خودنوسانی 43
3-1-2-2- سیستم ماشین القایی46
3-1-3- تغبیر پروسه تحریک خودی براساس پسماند مغناطیسی 54
3 -1-3-1بررسی های تئوریکی 56
3-2 نکات عملی در راه اندازی ژنراتور القایی 61
فصل چهارم
مثالهایی از حالت های گذرا در ژنراتور القایی 65
4-1 اتصال بار اهمی به ژنراتورالقا یی 65
4-2 اتصال کوتاه سه فاز متقارن 71
4-3 اتصال کوتاه دوفاز 78
4-4- اتصال کوتاه دو فاز به زمین 88
4-5 اتصال کوتاه یک فاز به زمین 96
4-6 اثر شتاب روتور برروی پدیده تحریک خودی 103
4-6 منابع 109
مقدمه
در اوایل قرن بیستم به این واقعیت پی برده شد که ماشین القایی بعد از قطع ولتاژ خط ممکن است در حالت تحریک باقی بماند ولی برای ایجاد چنین تحریکی شرایط خاصی مورد نیاز بود. محققان بعد از پژوهش و تحقیق در یافتند که با اتصال خازنهایی به ترمینال موتور القایی در حال چرخش (توسط توان مکانیکی بیرونی) شرط تحریک پایدار بوجود آمده و ولتاژ بطور پیوسته تولید می شود. بنابراین یک سیستم تولید جدیدی متولد شد که در آن ولتاژ خروجی شدیداً به مقدار خازن تحریک و سرعت روتور و بار بستگی دارد. این نوع تولید تا سالهای 1960-1970 به فراموشی سپرده شد و مطالب کمی در مورد آن نوشته شد.
علت این بی توجهی در اهمیت عملی کم چنین تولیدی مستتر بود. چرا که ژنراتور القایی به تنهایی توانایی کنترل ولتاژ و فرکانس تولیدی را ندارد. از این رو ژنراتورهای سنکرون در واحدهای تولیدی بکار گرفته و هرساله مقدار زیادی سوخت صرف تولید برق ac می شود. طبیعی است با استفاده روزافزون از آلترناتورهای سنکرون، آنهااز نظر مقادیر نامی، روشهای خنک سازی، تکنولوژی ساخت و مدلسازی این ژنراتورها دستخوش رشد و تحول شدند، اما ساختار اساسی آنها بدون تغییر ماند ولی بدلیل نگرانی از نرخ کاهش شدید منابع انرژی تجدیدناپذیر و به طبع آن صعود چشمگیر قیمت نفت از یک طرف و ظهور و رشد قطعات نیمه هادی قدرت و پیشرفت کنترل صنعتی از طرف دیگر ژنراتور القایی بازگشت مجددی یافت.
از این رو علاقمندی زیادی برای استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مثل باد جهت جایگزینی سوخت و کاهش نرخ مصرف سوخت ایجاد شد و توجه به ژنراتور القایی به خاطر مزایای زیادی که دارد بیشتر شد.
در سالهای اخیر کاربرد ژنراتور القایی در تولید برق از توربینهای بادی و آبی کوچک مورد توجه زیادی قرار گرفته است. چرا که سادگی نگهداری و کاهش منابع انرژی فسیلی و توانایی ژنراتور القایی برای تبدیل توان مکانیکی از فاصله وسیعی از سرعت روتور موجب شده تا به فکر جایگزینی انرژی باد به جای سوختهای فسیلی بیافتند و انبوه تحقیقات در این زمینه نشانگر توانایی آن در رفع مشکلات حاضر است.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
این طرح توجیهی در رابطه با تولید کوره ذوب القایی و قوس الکتریکی می باشد که بر اساس آخرین تغییرات توسط کارشناسان
متخصص با دقت نگارش و جمع آوری شده است.
این فایل برای کارآفرینان در زمینه تولید کوره ذوب القایی و قوس الکتریکی مناسب می باشد.
این طرح توجیهی شامل :
مقدمه و خلاصه ای از طرح
فهرست مطالب
جداول و محاسبات مربوطه
موضوع و معرفی طرح
هزینه تجهیزات
ظرفیت
سرمایه گذاری کل
سهم آورده متقاضی
سهم تسهیلات
دوره بازگشت سرمایه
اشتغال زایی
فضای مورد نیاز
تعداد و هزینه نیروی انسانی
استانداردهای مربوطه
بازارهای داخلی و خارجی
توجیه فنی و اقتصادی طرح
عرضه کنندگان و ...
مناسب برای :
- اخذ وام بانکی از بانک ها و موسسات مالی اعتباری
- گرفتن وام قرض الحسنه خود اشتغالی از صندوق مهر امام رضا
- ارائه طرح به منظور استفاده از تسهیلات بنگاه های زود بازده
- گرفتن مجوز های لازم از سازمان های دولتی و وزارت تعاون
- ایجاد کسب و کار مناسب با درآمد بالا و کارآفرینی
- مناسب جهت اجرای طرح کارآفرینی و ارائه دانشجویی
این طرح توجیهی (مطالعه امکان سنجی، طرح کسب و کار، طرح تجاری یا BP) در قالب pdf و در حجم 50 صفحه به
همراه جداول و کلیه محاسبات مربوطه در اختیار شما قرار خواهد گرفت.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:69
فهرست مطالب: صفحه
فصل اول :
مقدمه 1
انواع کلاس های موتورهای القایی 2
فصل دوم : انواع روش های کنترل سرعت موتورهای القایی _ محدودیت ها 4
کنترل با منبع ولتاژ متغیر فرکانس ثابت 4
کنترل با منبع ولتاژ متغیر فرکانس متغیر 8
بهره برداری در بالاتر از فرکانس نامی 1a< 14
ظرفیت گشتاور قدرت 15
کنترل مزایای آن 17
خلاصه : 18
فصل سوم :
کنترل ثابت و تکنیک مدولاسیون spwm 19
کنترل موتور القایی با اینورتر منبع ولتاژ 20
اینورتر منبع ولتاژ سه فاز 22
اینورتر شش یله ای 23
کنترل ولتاژ اینورتر شش پله ای 26
کنترل ولتاژی DC ورودی 26
کنترل ولتاژی AC ورودی 29
فصل چهارم :
مزایای اینورتر spwm و اجرای روش کنترل سرعت ثابت 30
مدولاسیون عرض پالس سینوسی 31
روش مدولاسیون spwmبا نمونه گیری یکنواخت 38
فصل پنجم : چگونگی شبیه سازی 39
فصل ششم : توضیح بلوک های مورد استفاده در این شبیه سازی 44
فصل هفتم : توضیح دموی مطلب و تغییرات روی آن و نمونه گرفتن
بلوک ها و روابط بین آنها 61
تفاوتهای این روش فرکانس ثابت (مزایا و معایب) 68
منابع 69
(1-1) مقدمه :
می دانیم که اگر موتور القایی سه فاز به شبکه ای با ولتاژ و فرکانس ثابت وصل گردد پس از راه اندازی در حوالی سرعت سنکرون خواهد چرخید . (sωm =ω) که در آن p تعداد قطب ها ، sω سرعت سنکرون و mω سرعت مکانیکی خواهد بود با افزایش گشتاور بار سرعت به میزان کم کاهش می یابد لذا این موتورها تقریباً از نوع موتورهای سرعت ثابت فرض می شوند اما در برخی از صنایع لازم است که سرعت موتور در یک محدوده و طیف نسبتاً وسیعی تغییر کند .در سالهای نه چندان دور در صنایع قدیمی تر به طور سنتی تقریباً هر جا به کنترل سرعت نیاز بوده از موتورهای DC استفاده می شده است اما موتورهای DC گران هستند و به تعمیرات و نگهداری درزمینه کموتاتوروو جاروبک نیاز دارند در ضمن در موتورهای DC تامین ولتاژ DC هم به تجهیزات اضافه تری دارد در ضمن در کاربردهای خاص که نیاز به تعمیر و نگهداری نباید وجود داشته باشد مثل کاربرد در تاسیسات زیر دریایی و زیر زمینی و نیز کاربرد در محیط های قابل انفجار و آلوده نظیر معادن و صنایع شیمیایی نمی توان از موتورهای DC استفاده کرد . اما بر عکس موتورهای القایی به ویژه نوع قفس سنجابی ارزان و محکم و جون سخت بوده و به کموتاتورو جاروبک هم نیاز ندارد و برای سرعتهای بالا بسیار مناسبند .و همچنین به تعمیرات و نگه داری کمتر و قابلیت اطمینان بالاتر ، حجم و اینرسی کمتر و راندمان بالاتر دارند و نیز از این موتورها می توان در محیط های با گرد و غبار در محیط های قابل انفجار می توان استفاده کرد با توجه به مزایای فوق در تمامی کاربردها ، موتورهای القایی بطور وسیع بر سایر موتورهای الکتریکی ترجیح داده می شوند . اما مشکل اصلی که در سر راه کنترل سرعت موتورهای القایی وجود دارد این است که روشهای مرسوم کنترل سرعت این موتورها غیر اقتصادی و دارای راندمان پایین است . اما با اجرای روش کنترل ثابت این مسئله در کنترل موتورها حل می گردد کنترل امروزه با ترکیب عناصر الکترونیک قدرت و میکروپروسسورها امکان پذیر شده و نیز با پیشرفت تکنولوژی نیمه هادی های قدرت و پیشرفت در تکنولوژی میکروپروسسورها آسانتر شده و در قدرتهای پایین هزینه محرکه های ac فرکانس متغیر با محرکه های dc قابل مقایسه شده است و در سالهای اخیر با پیشرفتهای ایجاد شده در ساخت GTO انتظار می رود محرکه های ac به طور کامل جایگزین محرکه های dc در قدرتهای متوسط و تا حدی در قدرتهای بالا بشوند . و نیز این گونه کنترل به دلیل مشخصه های موتورهای القایی و روش کنترل فرکانس متغیر ثابت در کارربردهایی مثل موتورهای کششی ، پمپها ،بارهای پنکه ای ، کمپرسورها و صنایع بافندگی و ماشین ابزارها و وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرند که البته در اکثر کاربردها گشتاور راه اندازی زیاد است و با افزایش سرعت
کاهش گشتاور را به سبب طبیعت ذاتی بار داریم که در ادامه در مورد آن توضیحات کامل داده می شود .
1-1-1 معرفی انواع کلاسهای موتور القایی سه فاز رتور قفسی
کلاس A : موتورهای بارتور کم مقاومت و شیار سطحی دارای گشتاور راه اندازی کم، جریان راه اندازی زیاد ، لغزش کم دربار نامی و بازده خوب دربار نامی دارد . اینگونه موتورها در شرایطی که گشتاور بار به گشتاور راه انداز کم نیاز دارد استفاده می شوند اینگونه بارها سریعاً شتاب می گیرند و مساله حرارتی پیش نمی آید . در ماشینهای بزرگ کلاس A ماشین را تحت ولتاژ کمتر از ولتاژ اسمی راه اندازی می کنند .
کلاس B : موتورهای با رتور کم مقاومت و شیارهای عمیق دارای گشتاور راه اندازی نسبتاً زیاد ، لغزش کم دربار نامی و بازده خوب دربار نامی جریان راه اندازی این موتورها 75% موتورهای کلاس A است . علت کاهش جریان راه اندازی نحوه طراحی میله های عمیق یا قفس مضاعفبار اکتانسهای نشتی زیاد است باید که راکتانس نشتی زیاد گشتاور ماکزیمم (بیشینه یا Tmax) را کاهش می دهد لغزش و بازده در شرایط اسمی در اینگونه موتورها تقریباً مشابه کلاس A است موتورهای کلاس B کاربرد وسیعی در صنعت دارند . در واقع در راه اندازی جریان بیشتر به قسمتهای از شیار هجوم می برد که اندوکتانس کمتری دارد بنابراین بخشهای بیرونی شیار بیش از بخشهای درونی حامل جریان خواهد بود در نتیجه مقاومت موثر روتور در راه اندازی زیادتر خواهد بود در کار نامی به علت کم شدن اثر اندوکتانسها جریان در سطح شیار تقریباً یکنواخت توزیع می شوند و در نتیجه مقاومت موثر رتور کاهش می یابد .
کلاس C : گشتاور راه اندازی این موتورها زیاد است – جریان راه اندازی نسبتاً کم دارند در این موتورها از رتور قفس سنجابی مضاعف استفاده می شود و مقاومت رتور بیش از کلاس B است در شرایط نامی لغزش اینگونه موتورها بیش از کلاسهای A و B بوده و بازده نسبت به کلاسهای A و B کمتر است . گشتاور راه اندازی بالا همراه جریان راه اندازی کم را می توان با ساختن ماشینی که دو مجموعه قفس سنجابی دارد بدست آورد در راه اندازی فرکانس ولتا ژالقاء شده در رتورزیاد است کلاس c (برابر با فرکانس شبکه)حال چون فرکانس زیاد است اندوکتانسها راکتانسها ی زیادی را ارائه می دهند و مقدار مقاومت در مقایسه با این راکتانسها کوچک است بنابر این عامل تعیین کننده در تقسیم جریان بین دو قفس اندو تکانس قفس است .پس جریانی که از قفس بیرون می گذرد بیشتر است (در واقع جریان عمده ای که ما شین می کشد از قفس بیرون می گذارد و چون قفس بیرونی پر مقاومت است پس گشتا ور راه اندازی زیاد است و جریان راه اندازی کوچک در کار نامی فرکانس ولتاژ و جریان القاء شده دررتور کم است بنا براین اندازه راکتا نسها در برابر مقاومتها کم خواهد بود و مقاومتها عامل تقسیم جریان در دو قفس هستند بنابر این در بار نامی جریان بیشتر از قفس کم ومقاومت درونی رد میشود در نتیجه لغزش در بار نامی کم و بازده خوب است . کلاس D :موتورهای با رتورپرمقاومت و شیار سطحی دارای گشتاور راه اندازی زیاد- جریان راه اندازی کم - لغزش زیاد در بار نامی و بازده کمی دارند. در این موتورها میله های رتور قفس سنجابی مسی نبوده بلکه برنزی است. در این موتورها تلفات اهمی رتور نسبتاً زیاد است، لذا موتورها حجیم و گران هستند.
فصل دوم
(1-2)انواع روش کنترل سرعت موتور القایی محدودیتها
1-2-1 کنترل با منبع ولتاژ متغیر فرکانس ثابت
1-2-2 کنترل با منبع ولتاژ فرکانس متغیر
3- کنترل مقاومت رتور
4-کنترل از روش تزریق ولتاژ در مدار رتور
که روش 1و2 در مورد موتور های قفس سنجابی و رتور سیم بندی شده و روشهای 3-4 فقط در موتورهای رتور سیم بندی شده قابل استفاده هستند.البته روش تغییر قطبها هم برای تغییر سرعت استفاده می شود که در مورد موتورها یقفس سنجابی و رتور فازی استفاده دارد برای تغییر سرعت محدود و در سرعتهای خاص امکان پذیر است.از موارد فوق دو مورد1و2 در رابطه با بحث پروژه بودند و مورد بحث قرار می گیرند.
1-2-1 :کنترل سرعت با منابع ولتاژ متغیر و فرکانس ثابت
می دانیم گشتاور فاصله هوایی در موتورهای القاییمتناسب با مجذوب ولتاژتغذیه است طبق روابط زیر برای بررسی باید مدارها ی معادل زیر را در نظر گرفت.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:100
فهرست مطالب:
خلاصه
فصل اول
مقدمه
1-1- تاریخچه مختصری ازگرمایش القائی
1-2- طبقه بندی کوره های القائی ازنظرفرکانس
1-3- کاربرد گرمایش القائی درصنعت
فصل دوم
اصول گرمایش القائی ومزایای آن نسبت به سایرروشها
2-1- مقدمه
2-2- اساس گرمایش القائی
2-3- اساس کارکوه القائی
2-4- توزیع جریان گردابی دریک میله توپر
2-5- مزایای گرمایش القائی نسبت به سایرروش ها گرمادهی
فصل سوم
انواع کوره های القائی ذوب ( فرکانس شبکه )
3-1- مقدمه
3-2- کوره های القائی بدون هسته
3-3 – کوره القائی کانالی
3-3-1- کوره القائی کانالی خودریز
فصل چهارم
تجهیزات جانبی ونقش آنها درعملکرد کوره های القائی
4-1- مقدمه
4-2- سیستم های حفاظتی
4-2-1- وسیله ایمنی اتصال زمین
4-2-2- رله فشاری
4-2-3 – رله های ولتاژ زیاد وجریان زیاد
4-2-4 – رله های حرارت زیاد
4-2-5 – تخلیه بار خازن ها
4-3- سیستم خنک کنندگی
4-4- مواد دیرگذار
4-4-1آسترکشی کوره
4-5 –سیستم تخلیه مذاب
4-6 – بانک خازن
4-6-1 حفاظت خازن ها
4-7 – سیم پیچ کوره های القائی
4-7-1 ضریب کیفیت سیم پیچ کوره
4-8 –ترانسفورماتور
4-9- سلف کوره های القائی
4-10 – طرح کلی یک کوره القائی
4-11- مسئله « پل » درکوره های القائی
4-12- خطرقراضه های مرطوب
فصل پنجم
اصول جبران سازی بارومتعادل کردن آن
5-1- مقدمه
5-2- تصحیح ضریب قدرت وجبران سازی
5-3-متعادل کردن بار
5-3-1 مدارمتعادل کننده ایده آل
فصل ششم
انتخاب مشخصات اصلی کوره های القائی ذوب
6-1- مقدمه
6-2- انتخاب مشخصات ظاهری کوره
6-3- انتخاب فرکانس مناسب
6-4- انتخاب توان مورد نیاز
6-5- انتخاب ظرفیت کوره
فصل هفتم
نتیجه گیری وپیشنهاد
منابع ومراجع
خلاصه
کلمات کلیدی: گرمایش القائی – کوره القائی – کوره بدون هسته – کوره کانالی – متعادل کردن بار – تصحیح ضریب قدرت
امروزه کوره های القائی یکی ازاساسی ترین نیازهای صنعت می باشد و درواقع می توان گفت بسیاری ازصنایع به نوعی به این نوع کوره ها وابستگی دارند. این کوره ها انواع مختلفی دارند که دراین پایان نامه سعی شده است یکی ازپرکاربرد ترین آنها ، کوره های القائی ذوب با فرکانس شبکه مورد بررسی قرارگیرد.
دراین پایان نامه سعی برتدوین دانش فنی درزمینه کوره های القائی ذوب با فرکانس شبکه بوده است تا در آینده مورد استفاده صنعتگران ودانش پژوهان قرارگیرد . مسائلی ازقبیل انواع کوره های ذوب ، حفاظت کوره ها ، مساله تصحیح ضریب قدرت ومتعادل کردن بار دراین پایان نامه موردیوجه قرارگرفته است .
ابتدا سعی شده است . اصول کلی گرمایش القائی با استفاده از قانون الکترومغناطیس فاردای ودرواقع طرز کار کلی کوره القائی بیان گردد. درادامه ، انواع کوره های القائی ذوب با فرکانس شبکه مورد بررسی قرارمی گیرند ونحوه عملکرد هریک بیان می شود . سپس تجهیزات جانبی این نوع کوره ها مورد توجه قرارمی گیرد. پس از آن بررسی مدارهای مورد استفاده به منظور جبران سازی ضریب قدرت ومتعادل سازی پرداخته می شود. درانتها نحوه انتخاب پارامترهای این نوع کوره ها بیان می گردد.
مقدمه
صنعت متالوژی یا به عبارت دیگر صنعت ریخته گری وعلم یکی ازکهن ترین علو وصنایعی است که بشربه آن پرداخته است ودرآن پیشرفت کرده است . مهمترین مساله ای که دراین زمینه ازدیرباز وجود داشته وذهن بشر به آن معطوف بوده است مساله ذوب کردن مواد مختلف می باشد که برای ساخت ابزارآلات ووسایل مختلف مجبور به انجام آن بوده است .
شاید به جرات بتوان ادعا کرد که استفاده ازنیروی الکتریسته برای ذوب کردن مواد، نقطه عطف صنعت متالوژی بوده است . دراین زمینه کوره های القائی، پرکاربردترین کوره ها در این زمینه بوده اند که با استفاده ازایجاد گرما توسط نیروی مغناطیسی کارمی کنند و مزایای پرشماری نسبت به سایر روشها ذوب دارند که درفصل دوم بدان می پردازیم .
1-1- تاریخچه مختصری ازگرمایش القائی ( 5)
تاریخ کشف پدیده القای مغناطیسی به سال 1831 م برمی گردد. درنوامبر آن سال مایکل فاردای دو سیم پیچ را برروی یک حلقه آهنی پیچید ونشان داد که هنگامی که یک جریان متناوب را به یکی از دو سیم پیچ وصل کنیم یک ولتاژ دردیگری القا می شود . این کشف ،منجربه تولید ترانسفورماتور وتجهیزات وابسته به آن گردید وتا مدت ها تمامی سعی وتلاش متخصصان برگسترش وتوسعه این نوع تجهیزات متمرکز شده بود.
درسالهای پایان قرن نوزدهم بود که کاربردهای عملی گرمایش القائی شناخته شد واولین کاربرد شناخته شده ، ذوب فلزات بود در آغاز ازکوره هائی با بوته فلزی استفاده می شد ولی این روش به علت معایب زیاد به سرعت منسوخ شد وپس از آن سه تن ازمتخصصین به نامهای فرانتی ،کولبی2 وکلین3 روش ذوب را توسعه دادند ودرواقع اولین کوره ذوب واقعی راساختند که جریان، مستقیما درمذاب القا می شد وبا فرکانس برق شهر کار می کرد. درآغاز این نوع کوره ها به صورت یک اجاق حلقوی شکل بودند که مشکلات فراوانی منجمله مشکلات ناشی از نیروهای مکانیکی حاصل از تداخل جریان فوکوی القائی درذوب و جریا ن سیم پیچ اولیه را داشتند. مشکل دیگر این نوع کوره ها اثر « فشار 4» بود که باعث می شد ذوب از هم کسیخته شود وبنابراین مسیرالکتریکی که برای القائی لازم است قطع می شد وگرمایش متوقف می گشت . این مشکل درمورد ذوب فلزات غیرآهنی به مراتب حادتر بود.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:109
مقدمه ۶
فصل اول
ژنراتور القایی ۸
۱-۱- مزایای ژنراتور القایی ۱۲
۱-۲ معایب ژنراتور القایی ۱۴
فصل دوم
مدلسازی عددی یک ژنراتور القایی ۱۵
۲-۱- تاریخچه مدل دو محوری ماشین القایی ۱۶
۲-۲-۱: معادلات تبدیل یافته ولتاژ ۲۲
۲-۲-۲ معادلات تبدیل یافته فلوی پیوندی ۲۵
۲-۲-۳- معادله تبدیل یافته گشتاور مغناطیسی ۲۸
۲ -۴ معا دلات حالت ۳۰
۲-۵- مدل ژنراتور القایی در حالت ماندگار ۳۰
۲-۶ تئوری فضای برداری ۳۴
فصل سوم
راه اندازی ژنراتور القایی ۳۹
۳-۱- پدیده تحریک خودی ۴۰
۳-۱-۱- تعبیرپروسه تحریک خودی براساس مدار معادل RLC 41
3-1-2- تعبیر پروسه تحریک خودی براساس سیستمهای خودنوسانی۴۳
۳-۱-۲-۱- توصیف سیستم خودنوسانی ۴۳
۳-۱-۲-۲- سیستم ماشین القایی۴۶
۳-۱-۳- تغبیر پروسه تحریک خودی براساس پسماند مغناطیسی ۵۴
۳ -۱-۳-۱بررسی های تئوریکی ۵۶
۳-۲ نکات عملی در راه اندازی ژنراتور القایی ۶۱
فصل چهارم
مثالهایی از حالت های گذرا در ژنراتور القایی ۶۵
۴-۱ اتصال بار اهمی به ژنراتورالقا یی ۶۵
۴-۲ اتصال کوتاه سه فاز متقارن ۷۱
۴-۳ اتصال کوتاه دوفاز ۷۸
۴-۴- اتصال کوتاه دو فاز به زمین ۸۸
۴-۵ اتصال کوتاه یک فاز به زمین ۹۶
۴-۶ اثر شتاب روتور برروی پدیده تحریک خودی ۱۰۳
منابع۱۰۷
مقدمه:
در اوایل قرن بیستم به این واقعیت پی برده شد که ماشین القایی بعد از قطع ولتاژ خط ممکن است در حالت تحریک باقی بماند ولی برای ایجاد چنین تحریکی شرایط خاصی مورد نیاز بود. محققان بعد از پژوهش و تحقیق در یافتند که با اتصال خازنهایی به ترمینال موتور القایی در حال چرخش (توسط توان مکانیکی بیرونی) شرط تحریک پایدار بوجود آمده و ولتاژ بطور پیوسته تولید می شود. بنابراین یک سیستم تولید جدیدی متولد شد که در آن ولتاژ خروجی شدیداً به مقدار خازن تحریک و سرعت روتور و بار بستگی دارد. این نوع تولید تا سالهای 1960-1970 به فراموشی سپرده شد و مطالب کمی در مورد آن نوشته شد.
علت این بی توجهی در اهمیت عملی کم چنین تولیدی مستتر بود. چرا که ژنراتور القایی به تنهایی توانایی کنترل ولتاژ و فرکانس تولیدی را ندارد. از این رو ژنراتورهای سنکرون در واحدهای تولیدی بکار گرفته و هرساله مقدار زیادی سوخت صرف تولید برق ac می شود. طبیعی است با استفاده روزافزون از آلترناتورهای سنکرون، آنهااز نظر مقادیر نامی، روشهای خنک سازی، تکنولوژی ساخت و مدلسازی این ژنراتورها دستخوش رشد و تحول شدند، اما ساختار اساسی آنها بدون تغییر ماند ولی بدلیل نگرانی از نرخ کاهش شدید منابع انرژی تجدیدناپذیر و به طبع آن صعود چشمگیر قیمت نفت از یک طرف و ظهور و رشد قطعات نیمه هادی قدرت و پیشرفت کنترل صنعتی از طرف دیگر ژنراتور القایی بازگشت مجددی یافت.
از این رو علاقمندی زیادی برای استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مثل باد جهت جایگزینی سوخت و کاهش نرخ مصرف سوخت ایجاد شد و توجه به ژنراتور القایی به خاطر مزایای زیادی که دارد بیشتر شد.
در سالهای اخیر کاربرد ژنراتور القایی در تولید برق از توربینهای بادی و آبی کوچک مورد توجه زیادی قرار گرفته است. چرا که سادگی نگهداری و کاهش منابع انرژی فسیلی و توانایی ژنراتور القایی برای تبدیل توان مکانیکی از فاصله وسیعی از سرعت روتور موجب شده تا به فکر جایگزینی انرژی باد به جای سوختهای فسیلی بیافتند و انبوه تحقیقات در این زمینه نشانگر توانایی آن در رفع مشکلات حاضر است.
فصل اول
ژنراتور القایی (آسنکرون):
ژنراتور القایی، یک موتور القایی از نوع روتور قفس سنجابی است که با یک محرک اولیه در ما فوق سرعت سنکرون،گردانده شده و برای تولید نیروی برق استفاده می شودو ساختار و مشخصه های آن مثل موتور القایی است.ساختارهای روتور ویاتاقانهای آن نیز برای تحمل سرعت فرار توربین طراحی شده است.
وقتی یک موتور القایی با ولتاژ نامی و در حالت بی باری،مورد بهره برداری قرار گیرد،با سرعتی می چرخد که فقط برای تولید گشتاور لازم برای غلبه بر افت ناشی از اصطکاک و مقاومت هوا کافی باشد.اگر یک نیروی مکانیکی خارجی برابر با این افتها به موتور القایی در همان جهت چرخش اعمال شود،روتور آن به سرعت سنکرون خواهد رسید.
هنگامیکه روتور به سرعت سنکرون می رسد،با همان سرعت میدان مغناطیسی ناشی از ولتاژ تغذیه می چرخد و ولتاژ ثانویه ای القا نمی شودزیرا فلوی مغناطیسی هیچیک از هادیهای ثانویه را قطع نمی کند،هیچ جریانی از سیم پیچهای روتور نمی گذرد و فقط جریان تحریک در سیم پیچهای اولیه جریان می یابد.
در صورتی که روتور بواسطه یک نیروی خارجی در سرعتی بالاتر از سرعت سنکرون خود،چرخش کند،جهت ولتاژ القایی ثانویه،خلاف موقعی خواهد بود که به عنوان موتور القایی ،چرخش می کرد،زیرا سرعت چرخش هادی روتور فراتر از سرعت چرخش میدان مغناطیسی می شودو گشتاوری که سرعت روتور را کند می کند بین جریان ثانویه ناشی از این ولتاژ القایی و میدان مغناطیسی ایجاد شده و واحد مثل یک ژنراتور، کار می کند.
یعنی،توان مکانیکی خارجی اعمال شده،به توان الکتریکی تبدیل می شود که در سیم پیچهای اولیه تولید شده اند.
ماشین القایی دارای منحنی گشتاور- سرعت مثل شکل (1-1) می باشد. طبق این مشخصه اگر موتور القایی سرعتی بیش از ns داشته باشد جهت گشتاور القایی معکوس می شود و بعنوان ژنراتور عمل خواهد کرد. با افزایش گشتاور اعمالی به شفت مقدار توان تولیدی افزایش می یابد.