الکتروموتور موتوژن
الکتروموتور موتوژن

الکتروموتور موتوژن

الکتروموتور موتوژن

الکتروموتور موتوژن DC ماشین های الکتریکی هستند که توان الکتریکی dc را مصرف می کنند و گشتاور مکانیکی تولید می کنند. دینام موتوژن DC با توجه به اتصال مدار میدان با توجه به مدار آرماتور طبقه بندی می شوند. به طور سنتی موتورهای dc به عنوان شنت ، سری یا به طور جداگانه هیجان زده طبقه بندی می شدند. بعلاوه ، معمولاً مشاهده الکتروموتور موتوژن که به آنها پیچیده می گویند اشاره دارد. در واقع هیچ تفاوت اساسی بین موتورهای شنت ، سری یا موتورهای جداگانه تحریک شده dc وجود ندارد و نام ها به سادگی نشان دهنده نحوه اتصال میدان ها و مدارهای آرماتور هستند.

با مقاله خود راهنمایی کنید

اگر برای نوشتن مقاله خود به کمک نیاز دارید ، خدمات حرفه ای مقاله نویسی ما برای کمک به شماست!

اطلاعات بیشتردینام موتوژن

الکتروموتور موتوژن dc دارای دو مدار جداگانه است. جفت ترمینال های کوچکتر به سیم پیچ های میدان متصل می شوند که هر قطب را احاطه می کنند و به طور معمول به صورت سری هستند ، در حالت ثابت تمام توان ورودی سیم پیچ های میدان به صورت گرما پراکنده می شود ، هیچ یک از آنها به توان خروجی مکانیکی متصل نیستند. ترمینال های اصلی جریان را به برس هایی منتقل می کنند که باعث ایجاد تماس کشویی با سیم پیچ آرماتور روی روتور می شوند. منبع تغذیه برای میدان جدا از آرماتور است بنابراین توضیحات به طور جداگانه هیجان زده است.

ایتال سرویس

تلفن 09192228714

مشخصات فنینوعHP اسبKW کیلوواتقیمت ریال
9A065110AMتکفاز32.2
9A065120AMتکفاز3.52.5
9G065090AMسه فاز32.2
9G065110AMسه فاز43
9G071120AMسه فاز5.54
9G071140AMسه فاز64.5
9G080140AMسه فاز86
9G080220AMسه فاز129

این لیست بدون هماهنگی قابل تغییر

الکتروموتور ایتالیایی

[pdf id=3738]

[displayProduct id=”3223″]

الکتروموتور موتوژن
الکتروموتور موتوژن

در الکتروموتور موتوژن شنت dc ، مدار میدان به طور موازی با مدار آرماتور متصل می شود در حالی که دینام موتوژن سری DC دارای مدار میدان به صورت سری با آرماتور هستند که در آن هر دو جریان میدان و آرماتور یکسان هستند. برس ها و کموتاتورها برای موتورهای dc با سرعت بسیار بالا دردسرساز هستند در حالی که موتورهای کوچک dc می گویند تا صدها وات خروجی ممکن است با سرعت 12000 دور در دقیقه کار کنند اما اکثر موتورهای متوسط ​​و بزرگ معمولاً برای سرعت های کمتر از 3000 دور در دقیقه طراحی می شوند .

الکتروموتور موتوژن جریان مستقیم (DC) به دلیل ویژگیهای کنترل دقیق ، گسترده ، ساده و مداوم ، در بسیاری از کاربردهای صنعتی مانند وسایل نقلیه الکتریکی ، کارخانه های نورد فولادی ، جرثقیل های برقی و دستکاری رباتیک به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند. با استفاده از کنترل کننده های مشتق انتگرال متناسب (PID) می توان مشخصات گشتاور سرعت مورد نظر را بدست آورد. ”

موتورهای dc عمدتاً ترجیح داده می شوند زیرا استفاده از آنها آسان است و کنترل می شود و نه تنها این موتور حتی گشتاور شروع بالایی را ارائه می دهد و عملکرد مشخصه آنها نیز تقریباً خطی است. اما وقتی صحبت از کنترل سرعت موتور dc می شود ، هدف کنترل کننده سرعت موتور این است که سیگنالی را نشان دهد که سرعت مورد نظر را نشان می دهد و موتور را با آن سرعت هدایت کند. “کنترل کننده ممکن است در واقع سرعت موتور را اندازه گیری کند یا نکند. اگر چنین شود ، به آن یک کنترلر سرعت بازخورد یا کنترل کننده سرعت سرعت حلقه بسته می گویند ، در غیر این صورت ، آن را کنترل کننده سرعت باز حلقه می نامند. کنترل سرعت بازخورد بهتر است ، اما پیچیده تر است.

کنترل سرعت الکتروموتور موتوژن DC جداگانه هیجان زده

“در این روش ، جریان شنت میدان از یک منبع جداگانه ثابت نگه داشته می شود در حالی که ولتاژ اعمال شده به آرماتور متفاوت است. موتورهای DC دارای سرعتی هستند که متناسب با شمارنده شمارنده است. این برابر با ولتاژ اعمال شده منهای افت فشار مدار آرماتور است. در جریان نامی ، گشتاور بدون توجه به سرعت دینام موتوژن dc ثابت می ماند (از آنجا که شار مغناطیسی ثابت است) و بنابراین ، موتور dc دارای قابلیت گشتاور ثابت بیش از دامنه سرعت خود است. “[5a]

“هدف یک کنترل کننده دور الکتروموتور موتوژن این است که سیگنالی را نشان دهد که سرعت مورد نیاز است و موتور را با آن سرعت هدایت می کند. کنترل کننده ممکن است در واقع سرعت موتور را اندازه گیری کند یا نکند. اگر چنین شود ، به آن یک کنترلر سرعت بازخورد یا کنترل کننده سرعت سرعت حلقه بسته می گویند ، در غیر این صورت ، آن را کنترل کننده سرعت باز حلقه می نامند. کنترل سرعت بازخورد بهتر است ، اما پیچیده تر است و ممکن است برای یک طراحی ساده ربات لازم نباشد. [4]

سرعت یک موتور DC جداگانه برانگیخته را می توان از صفر تا سرعت نامی عمدتاً با تغییر ولتاژ آرماتور در منطقه گشتاور ثابت تغییر داد. در حالیکه در منطقه توان ثابت ، برای دستیابی به سرعتی بالاتر از سرعت نامی ، باید شار میدان کاهش یابد. “کنترل از طریق تضعیف جریان شنت میدان موتور dc برای افزایش سرعت و کاهش گشتاور خروجی برای یک جریان آرماتور معین حاصل می شود. از آنجا که درجه بندی موتور dc با گرمایش تعیین می شود ، حداکثر جریان آرماتور مجاز تقریباً در محدوده سرعت ثابت است. این بدان معنی است که در جریان نامی ، گشتاور خروجی دینام موتوژن dc با سرعت معکوس تغییر می کند و موتور dc دارای قدرت اسب بخار ثابت در محدوده سرعت خود است.

موتورهای Dc یک راه حل ارائه می دهند که فقط برای بدست آوردن سرعت بیشتر از سرعت پایه مناسب است. با تحریک بیش از حد در میدان می توان کاهش سرعت لحظه ای زیر سرعت پایه موتور dc را بدست آورد ، اما بیش از حد تحریک بیش از حد باعث گرم شدن الکتروموتور موتوژن dc می شود. همچنین ، اشباع مغناطیسی در موتور dc تنها اجازه می دهد تا سرعت کمی برای افزایش قابل توجه ولتاژ میدان کاهش یابد. اگر قرار است از كنترل ميداني استفاده شود و دامنه سرعت زيادي لازم است ، سرعت پايه بايد به نسبت متناسبي و اندازه موتور بزرگتر باشد. اگر دامنه سرعت بیش از 3: 1 باشد ، کنترل ولتاژ آرماتور باید حداقل برای بخشی از دامنه در نظر گرفته شود. دامنه سرعت دینامیکی بسیار گسترده ای را می توان با کنترل ولتاژ آرماتور بدست آورد. با این حال ، زیر کمتر از 60٪ دور پایه ، موتور باید درجه بندی شود یا فقط برای مدت کوتاهی استفاده شود. ”[5b] سرعت (N) موتور DC متناسب با ولتاژ آرماتور آن است. گشتاور (T) متناسب با جریان آرماتور است و این دو مقدار مستقل هستند ، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.

مشخصات موتور DCالکتروموتور ایتالیایی

عملکرد یکسو کننده پل یک فاز نیمه کنترل شده

یک مدار یکسوساز کاملاً کنترل شده فقط شامل یکسو کننده های کنترل شده است ، در حالی که یک مدار یکسو کننده نیمه کنترل از یکسوسازهای کنترل شده و کنترل نشده تشکیل شده است. به دلیل وجود دیودها ، عملکرد چرخ آزاد بدون اجازه منفی شدن ولتاژ خروجی پل انجام می شود. در یکسوساز نیمه کنترل ، کنترل فقط برای ولتاژ خروجی مثبت انجام می شود و هنگامی که ولتاژ خروجی آن منفی می شود ، از آنجا که در ولتاژ صفر گیر می شود ، هیچ کنترلی امکان پذیر نیست. در اینجا عملکرد یکسوساز تک فاز نیمه کنترل شده توضیح داده شده است.

.

یکسو کننده پل نیمه کنترل شده

در این مدار ، SCR های S1 و S3 طی <wt <p رفتار می کنند. در طول p <wt <(p + a) ، دستگاه هدایت شده دیود D است و خروجی پل صفر می شود. در طول (p + a) <wt <2p ، دستگاه های هدایت کننده SCR های S2 و S4 هستند. دیود D در طول 0 <wt <a انجام می شود.

در اینجا برخی از نتایج گرفته شده با شبیه سازی یکسو کننده پل نیمه کنترل شده یک فاز در زاویه شلیک درجه صفر وجود دارد.

عملکرد حالت پایدار الکتروموتور موتوژن جداگانه هیجان زده Dc

حالت پایدار نوعی فرم برای مشخصات موتور Dc است که در آن نشان می دهد که موتور هنگام از بین رفتن هرگونه اثر گذرا و شرایط دیگر یکباره رفتار می کند. پیش بینی ویژگی های حالت پایدار معمولاً بسیار ساده تر از ویژگی های گذرا است. در شرایط حالت پایدار جریان آرماتور I ثابت است.

معادله زیر معادله ولتاژ مدار آرماتور است.

V = E + IR + L (dI / dt)

جایی که ولتاژ V ولتاژی است که به ترمینال های آرماتور اعمال می شود و E مقدار حرکتی متحرک داخلی است. مقاومت و القا آرماتور کامل توسط R و L نشان داده می شود.

در شرایط موتور ، emf E حرکتی همیشه با ولتاژ اعمال شده V مخالف است و به همین دلیل به عنوان emf برگشت شناخته می شود. و برای اینکه جریان مجبور به موتور V شود ، باید بیشتر از E. باشد. آخرین بیت از معادله فوق ، افت ولتاژ القایی ناشی از خود القایی آرماتور را نشان می دهد. این ولتاژ متناسب با میزان تغییر جریان است. بنابراین در حالت ثابت این آخرین اصطلاح صفر خواهد بود. بنابراین می توانیم از آخرین اصطلاحات مربوط به عملیات پایدار چشم پوشی کنیم. سپس در شرایط حالت ثابت معادلات فوق می شود ،

V = E + IR

بنابراین،

I = (VE) / R

در موتورهای شنت dc مدار میدان به طور موازی با مدار آرماتور متصل می شود. این مدار معادل زیر را دارد:

شکل 1. مدار معادل

موتور شنت DC

در شرایط حالت ثابت ، با فرض اشباع نبودن موتور ، مشتق زمان صفر است. برخی از معادلات مهم میدان و آرماتور به شرح زیر است.

برای مدار میدان ،

EMF پشت توسط:

مدار آرماتور

اکنون گشتاور و سرعت تحت شرایط ثابت را می توان با فرمول های زیر پیدا کرد: سرعت موتور را می توان به راحتی استخراج کرد:

اگر Ra یک مقدار کوچک است ، یا هنگامی که موتور کمی بارگیری می شود ، یعنی Ia کوچک است ،

اگر جریان میدان ثابت بماند ، سرعت دینام موتوژن فقط به ولتاژ تغذیه بستگی دارد.

گشتاور توسعه یافته:

قدرت مورد نیاز:

آزمایش کنید

در الکتروموتور موتوژن dc از سیم پیچ های میدان برای تحریک شار میدان استفاده می شود. و جریان آرماتور از طریق برس و کموتاتور برای کار مکانیکی به روتور عرضه می شود. این اثر متقابل شار میدان و جریان آرماتور در روتور باعث ایجاد گشتاور می شود. هنگامی که یک موتور جداگانه تحریک شده توسط یک جریان میدانی اگر و یک جریان آرماتور ia در مدار جریان می یابد ، تحریک می شود ، موتور یک EMF عقب و یک گشتاور ایجاد می کند تا گشتاور بار را با یک سرعت خاص متعادل کند. اگر مستقل از ia باشد. هر سیم پیچ جداگانه ارائه می شود. هرگونه تغییر در جریان آرماتور تاثیری در جریان میدان ندارد. اگر به طور معمول بسیار کمتر از ia است.

اولین چیز این است که مدار موتور جداگانه هیجان زده با سیستم جمع آوری اطلاعات DMS2 را سیم کشی کنید ، همانطور که در کتابچه راهنمای آزمایشات ذکر شده است.

خصوصیات حالت پایدار

پس از شروع نرم افزار سیستم اکتساب داده های DMS2 ، پارامترهای کاربران بصورت دستی در نرم افزار تعریف می شوند که عبارتند از: قدرت ورودی ، توان خروجی و بازدهی که مقادیر باید ضبط شود. پس از قرار دادن تمام پارامترها ، موتور dc با مقدار گشتاور بار 0 نیوتن متر شروع به کار کرد و سپس مقادیر مربوط به پارامترهای معرفی شده در نرم افزار به صورت خودکار با استفاده از دکمه F2 روی صفحه کلید گرفته شد. و سپس با ضبط کردن هر پارامتر مقادیر پارامترهای از پیش تعریف شده در نرم افزار DMS2 ، مقادیر گشتاور بار را از 0 تا 0.5 نیوتن متر با 50 مرحله افزایش می دهد.

از عدم بار به بار کامل ، سرعت به صورت خطی کاهش می یابد و در نتیجه EMF پشت نیز به صورت خطی سقوط می کند. تلفات نیرو در مقاومت آرماتور I2R است. توان تبدیل شده از الکتریکی به مکانیکی توسط VI داده می شود. توان مورد نیاز برای غلبه بر اصطکاک و اتلاف آهن را می توان تحت شرایط بدون بار یافت و هنگامی که تلفات در نظر گرفته نشود از شرایط بارگیری شده کسر می شود. دو مشاهده مهم از این محاسبات دنبال می شود. در مرحله اول کاهش سرعت با بار بسیار کم است. این برای اکثر برنامه ها بسیار مطلوب است. از آنجا که برای حفظ سرعت تقریباً ثابت تنها کاری که باید انجام دهیم تنظیم ولتاژ مناسب آرماتور و ثابت نگه داشتن آن است. ثانیا تعادل ظریفی بین V و E آشکار می شود. جریان در واقع متناسب با تفاوت بین V و E است. به طوری که تغییرات کاملاً کوچک در E یا V باعث تغییرات نامتناسب زیادی در جریان می شود. بنابراین برای جلوگیری از اختلاف بیش از حد جریان بین E و V باید محدود شود. سرعت بدون بار مستقیماً با ولتاژ اعمال شده متناسب است ، در حالی که شیب هر منحنی یکسان است و توسط مقاومت آرماتور تعیین می شود. هرچه مقاومت کمتر باشد سرعت با بار کمتر می شود.الکترومتور موتوژن

ولتاژ و جریان آرماتور الکتروموتور موتوژن در عملکرد حالت ثابت

حالت پایدار نوعی فرم برای مشخصات موتور Dc است که در آن نشان می دهد که موتور هنگام از بین رفتن هرگونه اثر گذرا و شرایط دیگر یکباره رفتار می کند. پیش بینی ویژگی های حالت پایدار معمولاً بسیار ساده تر از ویژگی های گذرا است. در شرایط حالت پایدار جریان آرماتور I ثابت است.

قسمت دوم آزمایش شامل استفاده از سیستم DMS2 به عنوان اسیلوسکوپ ذخیره سازی دیجیتال است. در این آزمایش شکل موج های لحظه ای در مقادیر گشتاور بار 0.1 ، 0.3 و 0.4 نیوتن متر ثبت می شود. همانطور که مقدار گشتاور بار را افزایش می دهیم باعث می شود که سرعت الکتروموتور موتوژن به تدریج کاهش یابد.

نتایج

ویژگی های حالت پایدار

شکل موج ولتاژ و جریان آرماتور موتور در عملکرد حالت پایدار

0.1 نیوتن متر

0.3 نیوتن متر

0.4 نیوتن متر

بحث

برای موتور DC سرعت (RPM) متناسب با ولتاژ اعمال شده است. جریانی که موتور از منبع برق می گیرد متناسب با بار است. موتور بدون بار جریان بسیار کمی می گیرد ، موتوری که بارگیری می شود و انجام برخی کارها جریان بیشتری خواهد داشت. بار روی موتور به عنوان یک گشتاور در شافت خروجی ظاهر می شود ، هرچه بار بیشتر باشد ، گشتاور بیشتر است. بنابراین سعی و خلاصه: بعد از تنظیم دور موتور با تنظیم ولتاژ تغذیه ، همانطور که بار (گشتاور) موتور را افزایش می دهیم ، جریان گرفته شده از منبع افزایش می یابد. همچنین موتور به عنوان یک افزایش در گشتاور بار ، کمی کند می شود. ما دیده ایم که اگر گشتاور بار در شافت موتور افزایش یابد ، سرعت سقوط می کند و جریان آرماتور به طور خودکار افزایش می یابد تا زمانی که به تعادل گشتاور برسد و افزایش سرعت ثابت شود.

واضح است که اگر بار شفت را بیشتر افزایش دهیم ، جریان از مقدار ایمن بیشتر می شود و موتور بیش از حد گرم می شود. اما سوالی که این سوال به ذهن متبادر می شود این است که اگر مشکل گرم شدن بیش از حد نبود ، آیا موتور می تواند خروجی بیشتر و بیشتری ایجاد کند یا محدودیتی وجود دارد؟

با مشاهده منحنی سرعت گشتاور می توانیم بلافاصله ببینیم که یک نقطه حداکثر وجود دارد. توان خروجی مکانیکی حاصل گشتاور و سرعت است و می بینیم که وقتی گشتاور بار صفر یا سرعت صفر باشد ، قدرت صفر خواهد شد. و به راحتی می توان نشان داد که اوج قدرت مکانیکی زمانی اتفاق می افتد که سرعت نصف سرعت بدون بار باشد. اما آشنایی با موتورهای dc مفهوم هزینه نگهداری زیاد و اندازه بزرگ موتورها را در مقایسه با موتورهای القایی ارائه می دهد. و ماشین آلات dc به دلیل کموتاتور و برس برای کار با سرعت بالا مناسب نیستند و همچنین برای محیط های تمیز یا منفجره مناسب نیستند.

نتیجه گیری

یک موتور dc شنت یا جداگانه تحریک شده دارای یک ویژگی گشتاور سرعت است که سرعت آن با افزایش گشتاور بار به صورت خطی کاهش می یابد. سرعت آن را می توان با تغییر جریان میدان ، ولتاژ آرماتور یا مقاومت آرماتور آن کنترل کرد. نمودار به دست آمده از مقادیر حاصل بین ولتاژ گشتاور-آرماتور نشان می دهد که رابطه بین گشتاور و ولتاژ آرماتور تقریباً خطی است زیرا ولتاژ آرماتور افزایش می یابد و یک تغییر خطی در گشتاور نیز ایجاد می کند. در حالی که سرعت با افزایش گشتاور به صورت ثابت کاهش می یابد. بازده موتور به سرعت افزایش می یابد و سپس با افزایش مقدار گشتاور به سرعت کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد وقتی دستگاه در شرایط نامی کار می کند ، مقادیر حالت پایدار با هم مطابقت دارند.

مشاهده شده است که در شرایط حداکثر قدرت ، بازده کلی فقط نزدیک به 50٪ است زیرا یک قدرت برابر به عنوان گرما در مقاومت آرماتور سوزانده می شود. و فقط موتورهای بسیار کوچک می توانند به طور مداوم در این شرایط کار کنند.

مقدمه

این نه تنها به عنوان یک مبدل انرژی الکترومکانیکی بسیار ظریف است ، بلکه با توجه به حدود یک سوم کل برق تولید شده در الکتروموتور موتوژن القایی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود ، بسیار مهمترین است. مانند موتور dc ، موتور القایی نیز با اثر متقابل جریان های محوری روی روتور و یک میدان مغناطیسی شعاعی تولید شده توسط استاتور ، گشتاور را ایجاد می کند. اما در حالیکه در موتور dc جریان باید با استفاده از برس و کموتاتور به روتور منتقل شود ، جریان تولید کننده گشتاور در روتور موتور القایی توسط عمل الکترومغناطیسی القا می شود ، از این رو موتور القایی نامیده می شود. سیم پیچ استاتور نه تنها میدان مغناطیسی را تأمین می کند بلکه انرژی تبدیل شده به خروجی مکانیکی را نیز تأمین می کند.

برای درک نحوه عملکرد موتور القایی ، ابتدا باید رمز و رازهای میدان مغناطیسی چرخان را کشف کنیم. روتور به طور م byثر توسط میدان چرخشی کشیده خواهد شد ، اما هرگز نمی تواند به سرعت میدان کار کند. هنگامی که برای کنترل سرعت روتور مورد نیاز است بهتر است سرعت میدان را کنترل کنید. مکانیسم میدان چرخشی روی سیم پیچ های استاتور متمرکز می شود زیرا آنها به عنوان منبع شار عمل می کنند. در این قسمت حضور روتور نادیده گرفته می شود تا به راحتی بتوان درک کرد که چه چیزی بر سرعت چرخش و میزان میدان نظارت دارد ، که این دو عامل بیشتر در رفتار موتور تأثیر دارند. فعل و انفعال بین روتور و استاتور به خوبی خصوصیات خارجی الکتروموتور موتوژن را توجیه می کند. تغییر گشتاور موتور و جریان استاتور با سرعت.

به طور کلی ، طراح موتور دندانه های استاتور و روتور را شکل می دهد تا جایی که ممکن است شار تولید شده توسط استاتور را به سمت راست از دندان های روتور عبور دهد ، بنابراین قبل از اتمام مسیر بازگشت به استاتور ، کاملاً با هادی های روتور مرتبط است که در شکافهای روتور قرار دارند. این اتصال مغناطیسی محکم بین سیم پیچ استاتور و روتور برای عملکرد خوب لازم است. و زمینه تهیه کوپلینگ البته شکاف اصلی یا هوایی ایجاد شده است. اکثریت قریب به اتفاق شار تولید شده توسط استاتور در واقع شار اصلی یا متقابل است. اما نوعی شار وجود دارد که هادی روتور را دور می زند ، فقط با سیم پیچ استاتور ارتباط برقرار می کند و به عنوان شار نشت ذخیره سازی شناخته می شود.

“همه ما می دانیم که سرعت همزمان موتور القایی توسط Ns = 120f / P داده می شود. بنابراین از این رابطه مشخص است که سرعت همزمان و در نتیجه سرعت موتور القایی می تواند در فرکانس تأمین متفاوت باشد. این روش محدودیت های خاص خود را دارد. اگر موتور القایی تنها باری بر روی ژنراتورها باشد ، می توان دور دینام موتوژن را با کاهش فرکانس کاهش داد. حتی در این صورت دامنه ای که می توان سرعت را در آن تغییر داد بسیار کمتر است.

الکتروموتور موتوژن

به دلیل پیشرفت در دستگاه های قدرت حالت جامد و ریزپردازنده ها ، موتورهای القایی AC با سرعت متغیر که از مبدل های قدرت سوئیچینگ تغذیه می کنند ، محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. مبدل های قدرت سوئیچینگ روشی آسان برای تنظیم هر دو فرکانس و مقدار ولتاژ و جریان اعمال شده بر روی موتور را ارائه می دهند. در نتیجه با این موتورهای محرک با صدای کمتر تولید شده می توان بازده و عملکرد بسیار بالاتری را به دست آورد. متداول ترین اصل در این نوع ، اصل ثابت ولتاژ در هرتز است که مستلزم آن است که اندازه و فرکانس ولتاژ وارد شده به استاتور یک موتور نسبت ثابت را حفظ کند. با انجام این کار ، مقدار میدان مغناطیسی در استاتور در تقریباً ثابت در کل محدوده عملکرد نگه داشته می شود. بنابراین ، (حداکثر) قابلیت تولید گشتاور ثابت حفظ می شود. هنگامی که پاسخ گذرا حیاتی است ، مبدل های قدرت سوئیچینگ همچنین امکان کنترل آسان ولتاژ گذرا و جریان اعمال شده بر روی موتور را برای دستیابی به پاسخ دینامیکی سریع تر فراهم می کنند. اصل V / Hz ثابت برای این کاربرد در نظر گرفته شده است. انرژی که مبدل قدرت سوئیچینگ به موتور می رساند توسط سیگنال های Pulse Width Modulated (PWM) اعمال شده به دروازه های ترانزیستور قدرت کنترل می شود. سیگنال های PWM قطارهای پالسی با فرکانس و اندازه ثابت و عرض پالس متغیر هستند. در هر دوره PWM یک پالس با اندازه ثابت وجود دارد. با این حال ، عرض پالس ها از یک دوره به دوره دیگر با توجه به یک سیگنال تعدیل کننده تغییر می کند. وقتی سیگنال PWM به دروازه ترانزیستور قدرت اعمال می شود ، این باعث می شود که فواصل روشن و خاموش ترانزیستور از یک دوره PWM به یک دوره PWM دیگر مطابق با همان سیگنال تعدیل کننده تغییر کند. فرکانس یک سیگنال PWM باید بسیار بیشتر از سیگنال مدولاسیون باشد ، فرکانس اساسی ، به گونه ای که انرژی تحویل به دینام موتوژن و بار آن بیشتر به سیگنال تعدیل کننده بستگی دارد. شکل 1 دو نوع سیگنال PWM ، قرینه و نامتقارن تراز لبه را نشان می دهد. پالس های سیگنال متقارن PWM با توجه به مرکز هر دوره PWM همیشه متقارن هستند. پالس های سیگنال PWM نامتقارن تراز شده با لبه همیشه دارای یک طرف تراز با یک انتهای هر دوره PWM هستند. در این برنامه از هر دو نوع سیگنال PWM استفاده شده است. به طوری که انرژی تحویل داده شده به الکتروموتور موتوژن و بار آن بیشتر به سیگنال تعدیل کننده بستگی دارد. شکل 1 دو نوع سیگنال PWM ، قرینه و نامتقارن تراز لبه را نشان می دهد. پالس های سیگنال متقارن PWM با توجه به مرکز هر دوره PWM همیشه متقارن هستند. پالس های سیگنال PWM نامتقارن تراز شده با لبه همیشه دارای یک طرف تراز با یک انتهای هر دوره PWM هستند. در این برنامه از هر دو نوع سیگنال PWM استفاده شده است. به طوری که انرژی تحویل داده شده به موتور و بار آن بیشتر به سیگنال تعدیل کننده بستگی دارد. شکل 1 دو نوع سیگنال PWM ، قرینه و نامتقارن تراز لبه را نشان می دهد. پالس های سیگنال متقارن PWM با توجه به مرکز هر دوره PWM همیشه متقارن هستند. پالس های سیگنال PWM نامتقارن تراز شده با لبه همیشه دارای یک طرف تراز با یک انتهای هر دوره PWM هستند. در این برنامه از هر دو نوع سیگنال PWM استفاده شده است.

سیگنال های متقارن و نامتقارن PWM

نشان داده شده است که سیگنالهای PWM متقارن هارمونیک کمتری را در جریان و ولتاژ خروجی تولید می کنند. روشهای مختلف PWM یا روشهای تعیین سیگنال تعدیل کننده و لحظه های روشن / خاموش شدن از سیگنال تعدیل کننده وجود دارد. نمونه های مشهور PWM سینوسی ، PWM پسماند و بردار فضای نسبتاً جدید PWM هستند. این تکنیک ها معمولاً با اینورترهای سه ولتاژ منبع ولتاژ برای کنترل موتورهای القایی سه فاز مورد استفاده قرار می گیرند. در این نرم افزار از روش بردار فضایی PWM استفاده شده است.

فرض کنید ولتاژ وارد شده به دینام موتوژن القایی سه فاز AC سینوسی است و از افت ولتاژ روی مقاومت استاتور غافل شوید. سپس ، در حالت پایدار ،

از آن نتیجه می شود که اگر نسبت V / f با تغییر f ثابت بماند ، A نیز ثابت می ماند و گشتاور نیز از فرکانس تغذیه مستقل است. در اجرای واقعی ، نسبت بین مقدار و فرکانس ولتاژ استاتور معمولاً بر اساس مقادیر نامی این متغیرها یا رتبه بندی الکتروموتور موتوژن است. با این حال ، هنگامی که فرکانس و از این رو ولتاژ نیز پایین است ، افت ولتاژ روی مقاومت استاتور را نمی توان نادیده گرفت و باید جبران شود. در فرکانسهای بالاتر از مقدار نامی ، اصل ثابت V / f نیز باید نقض شود زیرا برای جلوگیری از خرابی عایق ، ولتاژ استاتور نباید از مقدار نامی خود فراتر رود. این اصل در شکل 2 نشان داده شده است.

ولتاژ در برابر فرکانس تحت اصل V / f ثابت

از آنجا که شار استاتور مستقل از تغییر در فرکانس تأمین ثابت است ، گشتاور ایجاد شده فقط به سرعت لغزش بستگی دارد که در شکل 3 نشان داده شده است. بنابراین با تنظیم سرعت لغزش ، گشتاور و سرعت موتور القایی AC می تواند با اصل ثابت V / Hz کنترل شود.

گشتاور در مقابل سرعت لغزش دینام موتوژن القایی در حالی که شار استاتور ثابت است

کنترل سرعت و دور حلقه بسته سرعت موتور القایی AC را می توان براساس اصل ثابت V / Hz پیاده سازی کرد. کنترل سرعت حلقه باز هنگامی استفاده می شود که دقت در پاسخگویی سرعت نگران کننده نیست مانند HVAC (گرمایش ، تهویه و تهویه مطبوع) ، فن ها یا برنامه های دمنده. در این حالت فرکانس تأمین بر اساس سرعت مورد نظر و فرض اینکه موتور تقریباً از سرعت همزمان خود پیروی خواهد کرد ، تعیین می شود. خطای سرعت ناشی از لغزش موتور قابل قبول تلقی می شود. هنگامی که دقت در پاسخ به سرعت نگران کننده است ، کنترل سرعت حلقه بسته را می توان با اصل ثابت V / Hz از طریق تنظیم سرعت لغزش اجرا کرد ، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است ، جایی که یک کنترل کننده PI برای تنظیم سرعت لغزش استفاده می شود

الکتروموتور موتوژن برای نگه داشتن دور دینام موتوژن در مقدار تعیین شده آن.

عملکرد منبع ولتاژ سه فاز

ساختار اینورتر منبع تغذیه ولتاژ سه فاز معمولی در شکل 6 نشان داده شده است. Va ، Vb و Vc ولتاژهای خروجی اعمال شده به سیم پیچ های یک موتور هستند. Q1 تا Q6 شش ترانزیستور قدرت شکل دهنده خروجی هستند که توسط a ، a ‘، b ، b’ ، c و c ‘کنترل می شوند. برای کنترل موتور القایی AC ، هنگامی که ترانزیستور بالایی روشن است ، به عنوان مثال ، هنگامی که a ، b یا c 1 است ،

دریابید که UKEssays.com چگونه می تواند به شما کمک کند!

کارشناسان دانشگاهی ما آماده و منتظر کمک به هر پروژه نوشتاری هستند. از برنامه های مقاله ساده ، تا پایان نامه های کامل ، می توانید تضمین کنید که ما خدماتی کاملاً متناسب با نیازهای شما داریم.

خدمات ما را مشاهده کنید

ترانزیستور پایین متناظر خاموش است ، یعنی a ، b و c متناظر با آن 0 است. حالتهای خاموش و روشن ترانزیستورهای فوقانی Q1 ، Q3 و Q5 یا معادل آن ، a ، b و c ، برای ارزیابی ولتاژ خروجی کافی هستند.

اینورتر سه فاز

همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است ، سه ترکیب الگوی روشن و خاموش برای سه ترانزیستور قدرت فوقانی وجود دارد که اینورتر قدرت سه فاز را تغذیه می کنند. توجه داشته باشید که حالتهای خاموش و روشن ترانزیستورهای قدرت پایین در مقابل ترانزیستورهای بالایی قرار دارند و همینطور

به محض مشخص شدن حالت ترانزیستورهای قدرت بالا کاملاً تعیین می شود. هشت ترکیب و ولتاژهای فاز به خط و فاز خروجی از نظر منبع تغذیه DC

volt Vdc، Space Vector PWM به توالی سوئیچینگ ویژه ای از سه ترانزیستور فوقانی قدرت اینورتر قدرت سه فاز اشاره دارد. نشان داده شده است كه در ولتاژها و يا جريانهاي خروجي اعمال شده در فازهاي يك موتور AC تحريك هارمونيك كمتري ايجاد مي كند و در مقايسه با تكنيك مدولاسيون مستقيم سينوسوئيد استفاده موثرتر از ولتاژ تغذيه را فراهم مي كند.

عملیات حالت پایدار بر روی موتور القایی سه فاز قفس سنجابی

اصطلاح قفس سنجابی در واقع نوعی روتور است که در الکتروموتور موتوژن القایی به کار می رود. روتور از یک دسته ورقه های فولادی تشکیل شده است که شکاف هایی با فاصله مساوی در اطراف محیط دارند. همانند ورقه های استاتور ، سطح با یک لایه اکسید پوشانده شده است ، که به عنوان یک عایق عمل می کند و از جریان باد ناخواسته در آهن جلوگیری می کند. روتور قفس معمولاً متداول ترین است ، هر شکاف روتور حاوی یک میله رسانای جامد است و تمام هادی ها از طریق حلقه های انتهایی از نظر فیزیکی و الکتریکی در هر انتهای روتور به یکدیگر متصل می شوند. روتورهای قفس معمولاً ارزان تر ساخته می شوند و بسیار مقاوم و قابل اعتماد هستند.

رفتار موتور القایی قفس سنجابی هنگام اتصال به منبع فرکانس ثابت. این تا حد زیادی پرکاربردترین و مهمترین حالت کار است ، الکتروموتور موتوژن در حال کار مستقیم به یک منبع تغذیه ولتاژ ثابت ، 3 فاز مهمترین مواردی است که باید در این مورد رسیدگی شود.

مقاومت و واکنش پذیری روتور شکل منحنی سرعت گشتاور را تحت تأثیر قرار می دهد. برای مقادیر کوچک لغزش ، یعنی در منطقه در حال اجرا نرمال ، مقاومت روتور را کمتر می کنیم ، شیب منحنی سرعت گشتاور بیشتر می شود. می توانیم ببینیم که در گشتاور نامی لغزش کامل بار قفس با مقاومت کم بسیار کمتر از قفس با مقاومت بالا است. اما راندمان روتور برابر است با (1-s) ، جایی که s لغزش است ، نتیجه می گیرد که روتور با مقاومت کم نه تنها سرعت بهتر را نگه می دارد ، بلکه بسیار کارآمدتر است. البته محدودیتی در میزان کم مقاومت در برابر ما وجود دارد ، مس به ما اجازه می دهد مقاومت کمتری نسبت به آلومینیوم داشته باشیم. اشکالاتی که دارای روتور با مقاومت کم است گشتاور شروع کم می شود و تا زمان افزایش جریان شروع بدتر می شود. ممکن است گشتاور شروع کم برای تسریع بار ناکافی باشد ، در حالی که افزایش جریان شروع ممکن است منجر به افت ولتاژ در منبع تغذیه شود. در حالی که تغییر مقاومت روتور در مقدار گشتاور پیک تأثیر کمی دارد یا هیچ تأثیری ندارد.

ویژگی جذابیت کمتری که در ماشین های القایی وجود دارد این است که هرگز امکان ندارد تمام توان عبور از فاصله هوا از استاتور به خروجی مکانیکی تبدیل شود ، زیرا برخی همیشه به عنوان گرما در مقاومت مدار روتور از بین می روند. در نتیجه معلوم می شود که در هنگام لغزش ، کل توان P که از فاصله هوا عبور می کند ، همیشه تقسیم می شود تا کسری sP به عنوان گرما از بین برود ، در حالی که باقیمانده (1 ثانیه) P به خروجی مکانیکی مفید تبدیل می شود. از این رو ، هنگامی که موتور در حالت ثابت کار می کند ، بازده تبدیل انرژی موتور توسط

nr = توان خروجی مکانیکی / توان ورودی ورودی به روتور

nr = (1 ثانیه)

این نتیجه بسیار مهم است و بلافاصله به ما نشان می دهد که چرا کار با مقادیر کوچک لغزش مطلوب است. به عنوان مثال با لغزش 5٪ (0.05) ، 95٪ از قدرت شکاف هوا به خوبی استفاده می شود. اما اگر موتور با نیمی از سرعت همزمان (5/0 = s) کار می کرد ، 50٪ از قدرت شکاف هوا به عنوان گرما در روتور هدر می رفت.

آزمایش کنید

تمام محاسبات انجام شده در این آزمایش به صورت خودکار و با استفاده از سیستم جمع آوری اطلاعات DMS2 با کامپیوتر انجام شده است. تنها فرآیند پس از تنظیم کل مدار ، افزایش مقدار گشتاور بار با دکمه گشتاور در تقریباً 50 مرحله به ترتیب صعودی بود.

بعد از افزایش گشتاور بار ، زدن کلید F2 روی صفحه کلید هر بار یک رشته مقادیر جدید در جدول می دهد. در مرحله اول آزمایش بار در موتور القایی قفس سنجابی برای منحنی سرعت گشتاور بر روی مقادیر ثابت فرکانس ها انجام شده است و پس از آن در آزمایش دوم DMS2 به عنوان اسیلوسکوپ دیجیتال برای اندازه گیری جریان و ولتاژ موتور در مدار استفاده شده است. عملکرد حالت پایدار بر روی فرکانسهای مختلف با گشتاور بار ثابت 0.2 نیوتن متر و سپس در فرکانس 40 هرتز با گشتاور بار 0.4 نیوتن متر و 0.6 نیوتن متر.

آزمایش بدون بار موتور القایی تلفات چرخشی موتور را اندازه گیری می کند و اطلاعاتی در مورد جریان مغناطیسی آن فراهم می کند. موتور اجازه چرخش آزاد دارد. تنها بار موتور اصطکاک و تلفات باد است ، بنابراین تمام Pconv موجود در این موتور توسط تلفات مکانیکی مصرف می شود و لغزش موتور بسیار کوچک است ، احتمالاً تا 0.001 یا کمتر است. با لغزش بسیار کم مقاومت مربوط به توان تبدیل شده آن ، R (1 ثانیه) در ثانیه ، بسیار بزرگتر از مقاومت مربوط به تلفات مس روتور R و بسیار بزرگتر از واکنشگر روتور X است.

در این موتور در شرایط بدون بار ، توان ورودی اندازه گیری شده توسط متر باید برابر با تلفات موتور باشد. تلفات مس روتور بسیار ناچیز است زیرا جریان I2 به دلیل مقاومت زیاد در برابر بار بسیار کوچک است بنابراین ممکن است از آنها غفلت شود. تلفات مس استاتور توسط داده می شود

Pcl = 3I2R

بنابراین توان ورودی برابر است

پین = Pcl + Pcore

پین = 3I2R + Prot

در جایی که Prot تلفات چرخشی موتور است.

نتایج

20 هرتز

30 هرتز

40 هرتز

50 هرتز

75 هرتز

100 هرتز

شکل موج ولتاژ و جریان موتور در عملکرد حالت پایدار

در 0.2 نیوتن متر

20 هرتز

30 هرتز

40 هرتز

50 هرتز

75 هرتز

100 هرتز

اکنون در 40 هرتز

0.4 نیوتن متر

0.6 نیوتن متر

نتیجه گیری

قبلاً ثابت کردیم که در هر لغزش مشخص ، چگالی شار شکاف هوا متناسب با ولتاژ اعمال شده و جریان القایی در روتور متناسب با چگالی شار است. گشتاور که به محصول شار و جریان روتور بستگی دارد ، بنابراین به مربع ولتاژ اعمال شده بستگی دارد. به همین دلیل است که سقوط نسبتاً متوسط ​​ولتاژ منجر به کاهش بسیار بیشتر توانایی گشتاور می شود ، با اثرات سوئی که ممکن است برای خیلی ناخوشایند تا خیلی دیر آشکار باشد.

با بررسی منحنی سرعت گشتاور در نمودار الکتروموتور موتوژن القایی مشخص شده است که منحنی سرعت گشتاور برای منطقه موتور عادی که سرعت آن بین صفر و دقیقاً زیر سنکرون قرار دارد. اگر سرعت همزمان بیش از سرعت همزمان افزایش یابد یا منفی شود ، گشتاور نیز منفی می شود. علاوه بر سرعت ، به لغزش مربوط می شود. وقتی لغزش مثبت است گشتاور مثبت است و بالعکس. بنابراین گشتاور همیشه طوری عمل می کند که روتور را ترغیب می کند تا با لغزش صفر ، یعنی با سرعت همزمان کار کند. اگر روتور وسوسه شود که سریعتر از میدان کار کند ، سرعت آن کاهش می یابد ، در حالی که اگر زیر سرعت همگام کار کند ، باید سرعت خود را به جلو افزایش دهد. به طور خاص ، توجه داشته باشیم که برای لغزشهای بزرگتر از 1 ، یعنی

بحث

هنگام انجام آزمایش بار بر روی دینام موتوژن القایی قفس سنجابی ، یکی از برجسته ترین موارد این بود

پاسخ دهید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. زمینه های مورد نیاز ایجاد می شود.