تحقیق در مورد برق dc

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 59

1- ژنراتورهای  ( مولد ) DC

2- موتورهای DC

انواع ژنراتورهای DC :

1-مولد DC  با تحریک جداگانه :

 سیم پیچ میدان این ژنراتور به وسیله یک منبع ولتاژ مستقل تحریک میشود.

این ژنراتور هنگامیکه یک حوزه وسیعی از تغییرات ولتاژ خروجی مورد نیاز باشد استفاده میشود.

کاربرد : بدلیل قابلیت تنظیم ولتاژ در محدوده وسیع در تنظیم دور موتورها وتحریک مولدهای بزرگ در نیروگاهها مورد استفاده قرار میگیرد.

2-مولد شنت :

سیم پیچ میدان با سیم پیچ آرمیچر موازی بسته میشودو به همین دلیل به آن سیم پیچ شنت یا موازی میگویند. تعداد حلقه های سیم پیچ شنت بسیار زیاد است و جریان این سیم پیچ کم حدود 5 درصد جریان اسمی آرمیچر میباشد. ( جریان باید کم باشد تا در جریان اصلی اثر کمی بگذارد.)

کاربرد: از این مولد  در شارژ باطری ها و تامین برق روشنایی اضطراری و تغذیه سیم پیچ مولد های نیروگاهی استفاده می شود.

۳- مولد سری: که سیم پیچ میدان (سیم پیچ سری تحریک) با سیم پیچ آرمیچر سری بسته می شود. سیم پیچ سری دارای تعداد حلقه های کمتر بوده ولی جریان عبوری آن نسبتاُ زیاد است.(زیرا جریان آن همان جریان اصلی است) تا معادل mmf سیم پیچ شنت تولید شود.

کاربرد مولد سری :

  بدلیل داشتن گشتاور راه اندازی زیاد در وسایل حمل و نقل مانند مترو و جرثتقیلهای برقی استفاده میشود.

4-مولد کمپوند :

اگر از هر دو سیم پیچ شنت وسری جهت تحدیک مولد استفاده شود، مولد DC  یا کمپوند میگویند ، که دارای دو نوع کمپوند اضافی و نقصانی میباشند.

کمپوند اضافی :

اگر نیرو محرکه مغناطیسی سیم پیچ سری ، نیرو محرکه مغناطیسی سیم پیچ شنت را تحریک کند، مولد کمپوند اضافی گویند. که دارای دو نوع شنت بلند و شنت کوتاه میباشد

مولد کمپوند اضافی بسته به تعداد دورهای سیم پیچ سری میتواند یکی از سه حالت زیر باشد :

الف) فوق کمپوند : (تعداد دهر سیم پیچ سری زیاد است) در مواردی استفاده میشود که بایستی ولتاژ بار ثابت باشد. ولی به علت وجود فاصله بین مولد و مصرف کننده در سیمها افت ولتاژ به وجود می آید. در این حالت افزایش ولتاژ خروجی مولد، افت ولتاژ خط را جبران میکند و به مصرف کننده ولتاژ ثابت میرسد.

ب)تخت : نیروی محرکه مغناطیسی سیم پیچ سری و موازی با هم برابر بوده و جایی استفاده میشود که نیاز به ولتاژ ثابتی باشدو فاصله بین مولد و مصرف کننده کم باشد

ج)زیر کمپوند : اثر آمپر دور سیم پیچ سری ناچیز می باشد(ـبه علت تعداد دور کم سیم پیچ سری) و در تحریک مولد های نیروگاهی نقش موثری دارد

کمپوند نقصانی :

کمپوند نقصانی هنگامی که شار سیم پیچ سری باعث کاهش و نقصان اثر شار سیم پیچ شنت شود و در  جوشکاری قوس الکتریکی استفاده می شود.

تذکر : کمپوند نقصانی و کمپوند اضافی دارای دو نوع شنت بلن و شنت کوتاه می باشند

که اگر سیم پیچ سری با سیم پیچ ارمیچر با هم سری بسته شوند شنت بلند گفته و اگر سیم پیچ شنت با سیم پیچ ارمیچر موازی قرار گیرد شنت کوتاه می گویند.

مقدمه: در مولدهای شنت افت ولتاژ به ازای بارهای مصرفی زیاد است. ولی می توان آن را بدون بار راه انداخت . در مولد سری افت ولتاژ تقریباً ناچیز است زیرا هر چه جریان مصرف کننده زیاد شود ولتاژ در سر مولد سری نیز افزایش پیدا می کند. ( تا نقطه اشباع) اما مولد سری را نمی توان بدون بار راه انداخت.

برای اینکه بتوان افت ولتاژ را کم کرد و همچنین از مواد در تمام حالات ، یعنی برای بارهای متغیر استفاده کرد آنرا بصورت کمپوند ( سری و موازی) می سازند.

در مولد کمپوند سیم پیچ شنت نازک و دارای دور زیاد است و فوران اصلی مولد توسط آن ایجاد می شود در صورتیکه سیم پیچ سری ضخیم و دارای تعداد دور کم می باشد و افت ولتاژ اهمی و عکس العمل مغناطیسی آرمیچر را خنثی می کند.

مولد کمپوند بر حسب نوع اتصال به دو نوع مولد کمپوند با شنت کوناه و کمپوند با بلند بلند تقسیم می شود.

مولد کمپوند بر اساس در نظر گرفتن جهت های فوران ناشی از سیم پیچی های سری و موازی به دو نوع تقسیم می گردد.

مولد کمپوند نقصانی

در مولد کمپوند نقصانی فوران ناشی از سیم پیچ تحریک سری با فوران ناشی از سیم پیچ تحریک شنت هم جهت نیستند و در حالت باردار بودن مولد ، سیم پیچ سری باعث تضعیف میدان مغناطیسی شنت می گردد و ولتاژ خروجی مولد را به شدت پایین می آورد

مولد کمپوند اضافی

در مولد کمپونه اضافی فوران ناشی از سیم پیچ تحریک سری فوران سیم پیچ تحریک شنت را تقویت می نماید و ولتاژ خروجی افزایش پیدا می کند اما با توجه به میزان افت ولتاژ اهمی و عکس العمل مغناطیسی آرمیچر توسط سیم پیچ سری سه حالت زیر ممکن است ایجاد شود.

1- حالت فوق کمپوند : با افزایش بار ، ولتاژ خروجی مولد زیاد می شود و در این حالت افزایش نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری یزرگتر از افت ولتاژ در اثر مقاومت و عکس العمل آرمیچر است.

2- حالت کمپوند مسطح: با افزایش بار ، ولتاژ خروجی ثابت می ماند . در این حالت ، افت ولتاژ ناشی از مقاومت و عکس العمل آرمیچر با افزایش نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری میدان می شود.

3- حالت زیر کمپوند: با افزایش بار ، ولتاژ خروجی کاهش می یابد . در این حالت افزایش نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری نمی تواند افت ولتاژ را جبران کند.

روشهای ایجاد حالت مختلف کمپونه اضافی در یک مولد

1- استفاده از تعداد دوره های مختلف سیم پیچ سری در مدار به این صورت که اگر تعداد دور های بیشتر از سیم پیچ سری در مدار قرار گیرد و نیروی محرکه ناشی از سیم پیچی سری افزایش یا کاهش یافته و یکی از سه حالت فوق حاصل می شود.

2- استفاده از یک مقاومت متغییر که موازی با سیم پیچی سری بسته می شود . اگر مقاومت روی مقداری کم تنظیم شود بخش اعظم جریان جریان آرمیچر از مقاومت عبور کرده بنابراین می توان طوری بین مقاومت و سیم پیچ سری تقسیم جریان کرد که نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری برابر افت ولتاژ ناشی از مقاومت اهمی و عکس العمل مغناطیسی آرمیچر باشد در این حالت یک ژنراتور با کمپونه مسطح حاصل شده است.

مشخصات مولد کمپونه

الف: مشخصه بی باری مولد کمپونه

منحنی مشخصه بی باری مولد کمپونه فقط با استفاده از سیم پیچ تحریک شنت به دست می آید . چون جریانی که از سیم پیچ تحریک سری عبور می کند صفر است (شنت کوتاه) یا بسیار ناچیز و قابل صرف نظر کردن است(شنت بلند) لذا منحنی بی باری این مولد ؟؟؟؟ مانند منحنی مشخصه مولد شنت است.

ب: مشخصه خارجی مولد کمپونه اضافی

مشخصه خارجی مولد تغییرات ولتاژ خروجی به ازای تغییرات جریان بار می باشد که در دور ثابت و مقاومت تحریک ثابت بمدت می آید..

موتورهای پله‌ای:

نوع دیگری از موتورهای الکتریکی موتور پله‌ای است، که در آن یک روتور درونی، شامل آهنرباهای دائمی توسط یک دسته از آهنرباهای خارجی که به صورت الکترونیکی روشن و خاموش می‌شوند، کنترل می‌شود. یک موتور پله‌ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونوئید است. موتورهای پله‌ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده‌ای در حالتهای موقعیتی معینی قرار می‌گیرند، اما موتورهای پله‌ای نسبتاً کنترل شده، می‌توانند بسیار آرام بچرخند. موتورهای پله‌ای کنترل شده با رایانه یکی از فرمهای سیستم‌های تنظیم موقعیت است، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان یار باشند .

موتورهای خطی:

یک موتور خطی اساساً یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور (چرخش) گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش، بوجود آورد. موتورهای خطی اغلب موتورهای القایی یا پله‌ای هستند. می‌توانید یک موتور خطی را در یک قطار سریع السیر مگلو مشاهده کنید که در آن قطار روی زمین پرواز می‌کند.

موتور آسنکرون با روتور قفسه ای (Squirrel Cage Rotor)
روتور قفسه سنجابی (Squirrel Cage Rotor)
از یک عده میله مسی یا آلومینیومی که در شیارهای محیطی استوانه آهنی‌ کار گذاشته است.که بر دو نوع است که نوع اول از میله های‌ گرد تشکیل شده است و در نوع دوم از میله های مستطیلی و یا به شکل دو دایره که به هم متصل و یا جدا از هم هستند تشکیل میشود .    
روتور های قفسه ای یک طبقه ، گشتاور خوبی در شروع به کار ندارند .
روتور های قفسه ای دو طبقه ، گشتاور خوبی در شروع به کار دارند .  
آیا می دانید چرا شیارها در روی روتور مورب می باشد ؟ با مورب کردن شیارها ، لرزش و صداهای‌ موتور جلوگیری می کند. همچنین از تمایل روتور به ایستادن و قفل شدن در موقع راه اندازی جلوگیری می کند .

مزایای موتور آسنکرون با روتور قفسه ای :    
1- راه اندازی موتور آسنکرون با روتور قفسه ای بر خلاف موتور سنکرون خیلی ساده میباشد یعنی نه به موتور فرعی و نه به جریان دائم که در موتورهای سنکرون مورد احتیاج بود ، احتیاج دارد.
2- ساختمان این موتور ساده است .   
3- امکان افزایش بار در آنها زیاد است .
4- سرعت آن در بارهای مختلف تقریباً ثابت است .   
5- ضریب قدرت بهتری نسبت به موتور آسنکرون با روتور سیم پیچی‌ شده دارد .  
معایب موتور آسنکرون با روتور قفسه ای :
1- در موقع شروع به کار جریان زیادی‌ از شبکه میگیرد .
2- گشتاور شروع به کار آن کم می‌باشد .  
3- در موقعیکه بار آن به حد کافی نیست ضریب قدرتش کم است .    
4- در مقابل تغییر فشار الکتریکی حساسیت دارد .  
5- تنظیم تعداد دور آنها مشکل می باشد .
موارد استفاده و کاربرد موتورهای آسنکرون :  
1- موتور آسنکرون با روتور سنجابی که روتور آن دارای یک قفسه هادی است : برای قدرتهای کم و غالباً به صورت تک فاز ساخته می شوند . موارد کاربرد آن موتورهای کولر و لباسشوئی و و یخچال و غیره می باشد .
2- موتور آسنکرون با روتور سنجابی که روتور آن دارای دو قفسه هادی است : دارای‌ گشتاور شروع به کار خوب و جریان راه اندازی آنها نیز نسبتاً کم است بنابراین میتوان از این موتور در جاهایی که قدرت زیاد احتیاج است استفاده شود .   

موتورهای مولکولی (نانوتکنولوژی) 

موتورهای مولکولی (نانوتکنولوژی)   
محققین اعلام کردند که با ترکیب مولکولهای آلی و چندین تکه فلز، موفق به ساخت موتورهای مولکولی شده‌اند که قادر به حمل اشیائی با وزن چند برابر خود می‌باشد.
ساختمان موتورهای مولکولی:
6 ساختار مولکولی در این موتورها وجود دارد. که 3 تای آن به عنوان چرخها و 3 تای دیگر به عنوان سیلندرهای موتور محسوب می‌شوند این 3 ساختار سیلندری نیز مولکول هفتمی را ( که به عنوان شفت موتور در نظر گرفته شده است) احاطه می‌کنند.  
اندازه موتورهای مولکولی: 
ارتفاع و قطر کل این موتور حدود 11 نانومتر است که صدها مرتبه کوچکتر از قطر موی انسان می‌باشد.
سرعت و حرکت:    
واکنش‌های شیمیایی باعث می‌شود که سیلندرها به ترتیب حرکت کرده و شفت را بچرخاند.
این موتور در هر ثانیه 8 بار می‌چرخد بدون اینکه نوسانی در آن بوجود آمده یا ساختار آن به هم بخورد محققین می‌گویند این قبیل موتورها در صورتی کارایی دارند که دائماً‌ روشن نباشند. آنها در تحقیقات خود دریافتند که افزودن اتمهای منفرد روی به نقاط معین بین سیلندرهای این موتور. باعث توقف حرکت سیلندها می‌شود. بنابراین افزودن روی به محلولی که موتور در آن قرار گرفته است. باعث توقف حرکت آن شده پس از رفع روی موتور مجدداً‌ شروع به چرخیدن می‌کند.

کاربرد موتورهای مولکولی:
ساخت چنین موتورهایی باعث تولید ابزارهای فوق العاده کوچک بدون دخالت دست بشر خواهد شد.
حرکت در میان بافتهای زنده، به یکی از موضوعات جذاب در علم پزشکی تبدیل شده‌ است تولید چنین موتورهایی باعث به وجود آمدن منافع عالی در تحقیقات علوم بشری خواهد شد. یکی از زمینه‌هایی که واقعاً در پیشرفت زندگی بشر دخالت دارد. توسعه نانوتکنولوژی و ابزارهای میکرو الکترومکانیکی است.
گذشته از توسعه و تجاری سازی استفاده از این ابزارها در کاربردهای درمان در بیمارستانها، درمانگاهها و غیره … جز اهداف بزرگ محققین است.    
دانشمندان انتظار دارند که این فناوری در چند سال آینده باعث پیشرفت در زمینه‌های مختلفی مانند پزشکی رایانه و صنعت ربات سازی شود.    
مطالب بالا به صورت خلاصه آمده، متن کامل را در ادامه مطالب بخوانید. امیدوارم پسندیده باشید.کمیته مطالعاتی سیاست نانوتکنولوژی

روشهای مختلف راه اندازی موتورهای 

روشهای مختلف راه اندازی موتورهای آسنکرون   
در مورد ساختمان و مزایا و معایب این موتورها در قسمتهای قبلی این وبلاگ مطالبی را مشاهده کردید در این قسمت از راه اندازی این موتورها مطالبی‌ را مینویسم امیدوارم مورد توجه تان قرار گیرد .
موتورهای آسنکرون با توجه به قدرت و ولتاژ آن به طرق مختلف راه اندازی میشوند و با توجه به اینکه موتور در لحظه شروع به کار جریان زیادی میکشد و این جریان زیاد علاوه بر اینکه به خود موتور صدمه میزند به مصرف کننده های دیگری که از این خط تغذیه می کنند لطمه زده و کار آنها را مختل می سازد.
بنابراین برای کم کردن جریان شروع به کار موتور باید چاره ای اندیشید؟؟   
معمولاً به روشهای زیر راه اندازی میشود در نتیجه جریان راه اندازی‌ کم میشود :
1- به طور مستقیم
2- توسط کلید یا مدار ستاره – مثلث
3- توسط کمپانساتور   
4- راه اندازی بوسیله اضافه کردن مقاومت در مدار روتور    
5- راه اندازی بوسیله داخل کردن مقاومت در مدار استاتور   
1-راه اندازی موتور به طور مستقیم : برای‌ موتورهایی که بزرگ نیستند و‌ آمپر زیادی از شبکه نمی کشند بوسیله یک کلید سه قطبی به شبکه متصل میشوند .    
2- راه اندازی ستاره – مثلث : ابتدا ولتاژ اولیه را که بر هر فاز متصل میشود ،‌ را کم مى کنیم سپس وقتی که موتور به دور نرمال خود رسید ولتاژی که به هر فاز می رسد را زیاد می کنیم .
بنابراین در لحظه اول کلید به حالت ستاره بوده یعنی ولتاژ دو سر هر فاز به u/√3 تقلیل می یابد در نتیجه موتور با توان 3/1 توان نامی خود کار می کند .    
استعمال کلید روی انواع موتورها با روتور قفسه ای یا روتور سیم پیچی امکان پذیر است . ولی در موتورهایی که با بار زیاد کار می کنند از کلید برای راه اندازی استفاده نمی شود . چون گشتاور مقاوم بار زیاد است .    
3- راه اندازی توسط کمپانساتور : این وسیله راه اندازی که اتوترانسفورماتور کاهنده است بین موتور و شبکه قرار می گیرد . این طریق راه اندازی به دلیل اینکه جریان شروع به کار و گشتاور شروع به کار هر دو به یک نسبت پایین می آیند خیلی خوب است . ولی چون هزینه آن گران است فقط در موتورهایی که قدرت زیاد دارند استفاده می شوند.    
4- راه اندازی موتورهای قفسه ای بوسیله قرار دادن مقاومت سر راه استاتور : برای جلوگیری از عبور جریان زیاد در موقع راه اندازی موتور میتوان مقاومت هایی به طور سری سر راه سیم پیچی های موتور قرار دارد . و به تدریج که موتور دور می گیرد دسته مقاومتهای راه انداز را به طرف چپ حرکت داده در این صورت کم کم مقاومتها از سر راه مدار خارج میشود.    
این طریق راه اندازی به دلیل تلفات انرژی در مقاومتها زیاد و نیروی کشش در لحظه شروع به کار کم ، استعمال کمی دارد.
5- راه اندازی موتورهای آسنکرون با روتور سیم پیچی با قرار دادن مقاومت سر راه روتور : تمام مقاومتهای راه انداز را سر راه سیم پیچی روتور قرار داد . بدین وسیله مقاومت مدار سیم پیچی روتور را به حداکثر مقدار خود میرسانند و سپس استاتور را به شبکه برق وصل می کنند . مقاومت روئستای روتور به تدریج از مدار خارج میشود .

مولد مختلط یا کمپوند 

مولد مختلط یا کمپوند :   
این مولد دارای دو سیم تحریک سری و موازی با آرمیچر می باشد.  
مولد کمپوند از نظر اتصالات سیم پیچ دارای دو نوع هستند:   
1- مولد کمپوند با انشعاب بلند
2- مولد کمپوند با انشعاب کوتاه    
مدار الکتریکی این دو نوع کمپوند در شکل زیر نشان داده شده است    
روابط تحلیل مولد کمپوند بصورت زیر است
مولدهای کمپوند از نظر جهت فوران سیم پیچ تحریک سری بصورت زیر تقسیم بندی می شود:    
1- مولد کمپوند اضافی 
2- مولد کمپوند نقصانی    
- مولد کمپوند اضافی: فوران ناشی در این مولد فوران سیم پیچ تحریک شنت را تقویت می کند در این مولد سیم پیچ تحریک شنت نقش اصلی را بعهده دارد و سیم پیچ تحریک سری برای جبران افت ولتاژ اهمی و عکس العمل مغناطیسی آرمیچر به کار میرود.
- مولد کمپوند نقصانی: در این مولد فوران ناشی از سیم پیچ تحریک سری با فوران ناشی از سیم پیچ تحریک شنت مخالفت می کند.
مشخصه خارجی مولد کمپوند اضافی
برای مولد کمپوند اضافی در حالت بارداری ممکن است یکی از سه حالت زیر پیش آید:    
1- با افزایش بار ولتاژ خروجی نیز زیاد شود این حالت را فوق کمپوند می گویند. در این حالت افزایش نیرومحرکه ناشی از سیم پیچ سری بزرگتر از افت ولتاژ در اثر مقاومت و عکس العمل آرمیچر است.
2- با افزایش بار ولتاژ خروجی ثابت می ماند، در این حالت افت ولتاژ ناشی از مقاومت و عکس العمل با افزایش نیرومحرکه ناشی از سیم پیچ سری جبران میشود. به این حالت کمپوند مسطح گفته میشود.
3- با افزایش بار، ولتاژ خروجی کاهش می یابد در این حالت افزایش نیرومحرکه ناشی از سیم پیچ سری نمی تواند افت ولتاژها را جبران کند این حالت را زیر کمپوند می گویند. حتی در این حالت افت ولتاژ مولد کمتر از افت ولتاژ مولد شنت می باشد. شکل این مشخصه ها در زیر رسم شده است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

مقاله در مورد بررسی سیستم ها و موتورهای dc در صنعت

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 19

چکیده :

امروزه ماشین های الکتریکی نقش اساسی در صنعت ایفا می کنند و بنابراین به عنوان یکی از دروس مهم مهندسی برق در دانشگاه های دنیا مطرح می باشند.

  متاسفانه بیشتر دانشجویان مهندسی برق به دلیل استفاده از فقط یک مرجع برای این درس و دید تک بعدی به ماشین های الکتریکی که همان دید مداری محض(KVL وKCL) است؛ همواره دارای ضعف اساسی در این درس می باشند.اولین ماشین های الکتریکی دوار که یک دانشجوی مهندسی برق با آنها آشنا می شود ماشین های DC هستند؛. لذا زیر بنای فهم دانشجویان از اصول اساسی ماشین های الکتریکی گردان در همین نوع ماشین ها شکل می گیرد و چه بسا در صورت عدم فهم مناسب ماشین های DC ،دانشجو با سایر ماشین های دواری که بعداً با آنها مواجه می شود(نظیر موتور های القایی سه فاز،ژنراتور های سنکرون سه فاز،موتور های القایی تک فاز و ماشین های مخصوص)قطعاً دچار اشکال می گردد و نخواهد توانست دید مهندسی خوبی  را  نسبت به ماشین های الکتریکی ،پیدا کند.

    من با توجه به مطالعه تعداد زیادی کتاب راجع به ماشین های الکتریکی و چند ترم تدریس این درس (به صورت TA  در خدمت چند تن از اساتید محترم دانشکده برق دانشگاه صنعتی شریف)

توانستم ضعف دانشجویان را در این درس ریشه یابی کنم ؛که همان طور در بالا اشاره شد  نگاه یک چشمی به ماشین های الکتریکی به عنوان مدار های الکتریکی است.در حالی که می دانیم موتور ها و ژنراتور های الکتریکی به عنوان مبدل انرژی الکتریکی به مکانیکی و بالعکس هستند و این تبدیل انرژی تنها در سایه پدیده های الکترو مغناطیسی صورت خواهد گرفت.از همین بیان می توان نتیجه گرفت که روشی که ماشین های الکتریکی را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهیم ترکیبی از سه دیدگاه زیر است:

1)دیدگاه الکترومغناطیسی:محاسبات mmf و نیروهای الکترومغناطیسی و میدان های مغناطیسی.

2)دیدگاه مکانیکی:محاسبات گشتاور-سرعت و اعمال فرم زاویه ای قانون دوم نیوتن برای تجزیه و تحلیل حالت های گذرای ماشین های DC  به صورت معادله دیفرانسیل معمولی رسته دوم

3)دیدگاه مداری:به دست آوردن مدار معادل الکتریکی ماشین های الکتریکی ومحاسبات ولتاژ و جریان پایانه ای ژنراتورها و  جریانی که موتور از شبکه DC یاAC می کشدو مثلاً ضریب قدرت ورودی یک موتور AC که گفتیم این تنها دیدگاه دانشجویان نسبت به ماشین های الکتریکی است.

  کتابی که پیش رو دارید در 8 فصل و از سه دیدگاه فوق به سبک استدلالی دقیق ماشین های DC را تجزیه و تحلیل می کند. با توجه به این موضوع که  گرایش اصلی من مخابرات میدان (الکترومغناطیس) می باشد لذا سعی کردم دیدگاه الکترومغناطیسی روشنی از ماشین های DC ارائه دهم این موضوع در سرتاسر این کتاب به چشم می خورد (مثلاً در فصل پنجم اثبات دقیق الکترومغناطیسی این حقیقت که توزیع mmf روتور یک ماشین DC یک شکل موج شبه مثلثی است آورده شده است که در هیچ یک از مراجع معتبر درس ماشین های الکتریکی مطرح نشده است).

  مهم ترین نکته برجسته این کتاب زبان ساده به کار گرفته شده و تعدد شکل های واضح در آن  است اما در عین حال سعی شده کلیه مطالب درسی مربوطه به طور کامل پوشش داده شوند.همچنین در این کتاب سیم پیچی موجی یک ژنراتور DC و شکل موج ولتاژ تولیدی آن در فصل سوم تجزیه و تحلیل شده که این مساله همیشه به عنوان یک مساله بی جواب در کلاس های درس دانشکده برق بین دانشجویان تیزبین مطرح بود و در هیچ یک از مراجع درس ماشین بدان اشاره ای نشده است(فقط به ذکر فرمول تعداد مسیر های موازی جریان برابر 2 است بسنده کرده اند).

بیان مسئله

سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان و با استفاده از تپها (نوعی کلید تغییر دهنده وضعیت سیم پیچ) در سیم پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر ، کنترل می‌شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می‌تواند در سرعتهای پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهای ترکشن (کششی نظیر لکوموتیوها استفاده می‌کنند.   
اما به هرحال در طراحی کلاسیک محدودیتهای متعددی وجود دارد که بسیاری از این محدودیتها ناشی از نیاز به جاروبکهایی برای اتصال به کموتاتور است. سایش جاروبکها و کموتاتور ، ایجاد اصطکاک می‌کند و هر چه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبکها می‌بایست محکمتر فشار داده شوند تا اتصال خوبی را برقرار کنند. نه تنها این اصطکاک منجر به سر و صدای موتور می‌شود بلکه این امر یک محدودیت بالاتری را روی سرعت ایجاد می‌کند و به این معنی است که جاروبکها نهایتاً از بین رفته نیاز به تعویض پیدا می‌کنند. اتصال ناقص الکتریکی نیز تولید نویز الکتریکی در مدار متصل می‌کند. این مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بیرون آن از بین می‌روند، با قرار دادن آهنرباهای دائم در داخل و سیم پیچها در بیرون به یک طراحی بدون جاروبک می‌رسیم.

موتور الکتریکی

میدان مغناطیسی چرخنده به عنوان مجموعی از بردارهای مغناطیسی کوئل‌های سه‌فازه.موتور الکتریکی، نوعی ماشین الکتریکی است که الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته‌است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکترواستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند.

ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای، چرخانه (روتور) به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور چرخانه به چرخانه اعمال می‌شود، می‌گردد.

اغلب موتورهای الکتریکی دوار هستنند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) چرخانه یا روتور و بخش ثابت ایستانه یا استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده‌است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین، هر کدام از بخش‌های چرخانه یا ایستانه می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را در مدارس استفاده می‌کنند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید