مقاله موتورهای القایی


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

مقاله موتورهای القایی مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۱۳۴  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود مقاله موتورهای القایی نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

فصل یکم: موتورهای القایی
مقدمه                ۷
ساختار موتورهای القایی             ۷
میدان گردان     ۸
گردش روتور     ۹
گشتاور القایی     ۱۰
لغزش موتور القایی             ۱۱
مدار معادل موتور القایی             ۱۱
توان و گشتاور در موتور القایی     ۱۳
کلاسهای مختلف موتور القایی     ۱۷
کنترل سرعت موتورهای القایی     ۲۰
فصل دوم: موتورهای DC
مقدمه                ۲۱
اساس کار موتور DC             ۲۱
محور خنثی     ۲۳
اثر تغییر محورخنثی             ۲۳
کموتاسیون     ۲۴
انواع مختلف موتور DC     ۲۴
موتور تحریک شنت             ۲۶
موتور تحریک سری             ۲۸
موتور تحریک کمپوند             ۲۹
راه اندازی موتور DC            ۳۰
مقایسه کلی بین موتورهای DC و AC          ۳۱
فصل سوم: موتورها در صنعت سیمان
مقدمه                ۳۵
موتورهای القایی روتور قفسه ای     ۳۶
موتورهای القایی سیم پیچی شده     ۳۶
موتورهای DC     ۳۶
موتورهای سنکرون             ۳۷
موتورهای القایی سنکرون     ۳۷
موتورهای دو استاتوره             ۳۸
سکتور موتور     ۳۹
خردکننده ژیراتوری             ۳۹
خردکننده غلطکی             ۴۰
خردکننده چنگکی             ۴۰
Ratary drivers            ۴۰
Wash mills    ۴۰
آسیاب غلطکی     ۴۰
تسمه نقاله     ۴۲
پمپ آب آهک     ۴۲
خنک کننده و فن و بارگیری سیمان          ۴۲
فصل ۴: بررسی تئوریک کاهش مصرف انرژی الکتریکی در الکتروموتورها
۱-۴- مقدمه     ۴۳
۲-۴- انتخاب صحیح قدرت موتور          ۴۶
۳-۴- بازیابی انرژی روتور توسط محرکه استاتیک کرام       ۵۱
۴-۴- بازیابی انرژی در فن و پمپ          ۵۴
۵-۴- مقایسه بین کنترل دریچه ای و مبدل فرکانس       ۵۵
۴-۵-۱- مزایا و معایب روش کنترل دریچه ای          ۵۵
۴-۵-۲- مزایا و معایب روش کنترل مبدل فرکانس       ۵۶
۴-۵-۳- لرزش موتور             ۵۷
۴-۵-۴- فشارهای دینامیکی     ۵۷
۴-۵-۵- استفاده از مبدل فرکانس در بهینه نمودن مصرف انرژی       ۵۸
۴-۵-۶- انتخاب مبدل فرکانس مناسب          ۶۱
۴-۵-۷- سرمایه گذاری مورد نیاز جهت تولید انرژی برق و لزوم بهینه کردن مصرف    انرژی    ۶۳
۶-۴- استفاده از مبدل فرکانس در صنعت سیمان جهت صرفه جویی در مصرف انرژی    ۶۴
فصل ۵: بررسی عملی مصرف انرژی الکتریکی الکتروموتورها
۵-۱- ثبت مشخصات و اندازه گیری انرژی الکتریکی کلیه الکتروموتورهای سیمان غرب    ۶۶
۵-۲- بررسی نقاط ضعف و عیب هر یک از الکتروموتورها از دیدگاه مصرف انرژی و ارائه راه حل مناسب                ۶۷
۵-۲-۱- بررسی بزرگ گیری الکتروموتورها          ۶۷
الف- آسیاب سنگ     ۶۸
ب- تسمه نقاله ۱ و ۲ و باند تغذیه     ۷۱
پ- سپراتور آسیاب مواد خام             ۷۵
ت- فن لوشه                ۷۷
ث- دمنده های ایرلیفت آسیاب سیمان     ۷۹
ج ) کوره                ۸۱
چ ) فن کاسکاده               ۸۳
ح ) پمپ سوخت     ۸۴
خ ) موتور کلینکر شکن     ۸۶
د ) موتور نقاله کلینکر     ۸۸
ذ) آسیاب سیمان     ۹۰
ر) الواتور آسیاب سیمان     ۹۱
ز) سپراتور آسیاب سیمان             ۹۳
ژ) فن بک فیلتر               ۹۵
س) دمنده های ایرلیفت آسیاب سیمان     ۹۷
۵-۲-۲- بررسی آماری توقفات الکتریکی الکتروموتورها
الف- سنگ شکن     ۹۹
ب- آسیاب مواد خام     ۱۰۱
پ- کوره                ۱۰۴
ت- آسیاب سیمان     ۱۰۵
۵-۳- بررسی آثار کار زیر بار نامی واحدهای مختلف در افزایش تلفات و توان راکتیو مصرفی ۱۰۷
۵-۴- بررسی کاهش مصرف انرژی الکتریکی در کاربرد محرکه متغیر AC در فن    ۱۰۸
الف- مشخصات فن کاسکاده             ۱۰۹
ب- مشخصات فن لوشه     ۱۱۱
۵-۵- بررسی اقتصادی هزینه های اجرایی پیشنهادات و توجیه اقتصادی آنها       ۱۱۳
۵-۵-۱- بررسی اقتصادی استفاده از مبدل فرکانس          ۱۱۴
الف- فن کاسکاده     ۱۱۵
ب- فن لوشه                ۱۱۶
۵-۵-۲- بررسی اقتصادی استفاده از مبدل (cascade)         ۱۱۷
الف- فن کاسکاده     ۱۱۷
ب- فن لوشه                ۱۱۸
۵-۶- مشخصات مبدلهای فرکانس و cascade         ۱۱۹
۵-۷- بررسی جایگزینی موتورهای DC یا موتورهای AC دور متغیر       ۱۲۰
۵-۸- نتیجه گیری     ۱۲۱
فصل ششم: تعمیر و نگهداری الکتروموتورها
۶-۱- دستورالعلمهای تعمیر و نگهداری     ۱۲۲
۶-۱-۱- روغنکاری     ۱۲۳
۶-۱-۲- عایقکاری     ۱۲۳
۶-۱-۳- خشک کردن     ۱۲۴
۶-۱-۴- بازرسی زغالها     ۱۲۵
۶-۱-۵- بازرسی کموتاتورها             ۱۲۶
۶-۱-۶- تمیز کردن موتور             ۱۲۶
۶-۱-۷- لرزش موتور     ۱۲۶
۶-۱-۸- زمان راه اندازی             ۱۲۷
۶-۱-۹- بازرسی دوره ای             ۱۲۸
الف- بازرسی هفته ای     ۱۲۸
ب- بازرسی ۶ ماهه     ۱۲۹
ج- بازرسی سالیانه     ۱۲۹
۶-۲- ثبت نتایج     ۱۳۰
۶-۳- فرمهای کسب اطلاعات             ۱۳۱
منابع        ۱۳۲

مقدمه

با شناخته شدن منابع جریان متناوب اولین ایده موتورهای القایی در سال ۱۸۸۰ توسط «NicolaTesla» ارائه شد. با گسترش منابع تغذیه سه فاز متناوب و تئوری میدانهای گردان تحقیقات روی موتورهای القایی روتور سیم پیچی شده نیز گسترش یافت. بطور عمده ساخت موتورهای القایی از سال ۱۸۹۵ شروع شد و با پیشرفت علم و صنعت در زمینه های چدن، عایق بندی، لایه بندی و … اندازه موتورهای القائی نیز به مراتب کوچکتر شد. به عنوان مثال اندازه موتور hp100 مدرن دارای اندازه ای برابر با یک موتور hp5/7 سال ۱۸۹۷ است.

ساختار موتورهای القایی

یکی از مزایای مهم موتور القائی این است که احتیاج به منبع تغذیه DC ندارد. بنابراین برای استفاده از یک موتور القایی کافی است آنرا به منبع تغذیه AC متصل کنیم.

موتور القایی از دو قسمت عمده تشکیل شده است که عبارتند از استاتور و روتور. در استاتور موتور شیارهائی وجود دارد که سیم پیچی سه فاز بصورت گسترده درون این شیارها قرار گرفته اند و تولید میدان مغناطیسی می کنند. میدان مغناطیسی حاصل از سیم پیچهای استاتور با فرکانس منبع تغذیه در اطراف فاصله هوایی گردش می کند و اصطلاحاً یک میدان دوّار را بوجود می آورد. روتور موتور القایی نیز به دو صورت ساخته می شود. حالت اول قفسه ای است در این وضعیت روی روتور شیارهایی وجود دارد که درون آنها میله های فلزی قرار گرفته اند. این میله های فلزی در ابتدا و انتهای روتور توسط حلقه هائی به هم متصل می شوند.

نوع دیگر روتور بصورت روتور سیم پیچی شده است. معمولاً روتور را به صورت اتصال ستاره (Y) سیم پیچی می کنند و در دو سر روتور سیم پیچها را به یکدیگر وصل می کنند در این حالت جریان روتور قابل اندازه گیری است و برای تغییر سرعت موتور می توان مقاومتهای مختلفی را با روتور سری کرد که در بخشهای بعدی توضیح داده می شود.

میدان گردان

میدان گردان در فضای بین استاتور و روتور توسط سیم پیچهای سه فاز استاتور بوجود می آید ایجاد میدان گردان را می توان توسط شکل زیر توضیح داد.

 

برای هر یک از وضعیتهای a , b, c, d شکل (۱-۱) حالت متناظری در شکل (۲-۱) رسم شده است. شکل (۲-۱) نشان می دهد که میدان در خلاف جهت عقربه های ساعت در فاصله هوایی بین روتور و استاتور دوران می کند و سرعت درون آن متناسب با فرکانس منبع تغذیه استاتور است. میدان دورانی بوجود آمده را میدان گردان گویند.

گردش روتور

روتور ماشین القائی همان طوریکه توضیح داده شد می تواند به دو صورت باشد که در هر یک از آنها مسیری برای عبور جریان روی روتور وجود دارد.

میدان گردان بوجود آمده هادیهای روتور را قطع می کند و در نتیجه ولتاژی در دو سر هادیها بوجود می آورد. بعلت اینکه دو سر هادیها به یکدیگر وصل شده اند ولتاژ القایی باعث تولید جریان در هادیهای روتور می شود. بر اثر جریان بوجود آمده در هادیهای روتور، آرمیچر ماشین شروع به حرکت می کند و باعث چرخش موتور می شود.

بعلت وجود جریان در هادیهای روتور، میدان مغناطیسی دیگری علاوه بر میدان مغناطیسی استاتور بوجود می آید که نسبت به میدان گردان دارای اختلاف فاز است و اختلاف فاز بوجود آمده ناشی از خاصیت رلوکتانسی روتور است.

گشتاور القایی

گشتاور القایی موتور در نتیجه بوجود آمدن جریان حاصل از قطع هادیهای روتور توسط میدان گردان است و به سرعت میدان گردان بستگی دارد.

سرعت میدان گردان با توجه به قطعیهای استاتور از رابطه زیر بدست می آید:

(۱-۱)

فرکانس سیستم تغذیه    fe:

تعداد قطبهای استاتور    p:

میدان گردان، هادیهای روتور را قطع می کند و باعث تولید ولتاژ القایی در هادیهای روتور می شود مقدار ولتاژ القایی بوجود آمده را می توان از رابطه زیر بدست آورد:

(۲-۱)

سرعت نسبی بین هادیهای روتور و میدان گردان V:

شار میدان گردان          B:

طول هادیهای روتور      L:

ولتاژ eind در هادیهای روتور تولید جریان القایی می کند که حاصل آن بوجود آمدن BR میدان مغناطیسی روتور است و گشتاور القایی بوجود آمده در روتور ناشی از تأثیر متقابل میدان BR , BS می باشد که مقدار آن از رابطة زیر بدست می آید.

(۳-۱)

لغزش موتور القایی

سرعت موتور القایی هیچگاه به سرعت میدان دوّار یا سرعت سنکرون نمی رسد. در صورتیکه سرعت روتور با سرعت میدان دوار برابر شود میدان دوّار هادیهای روتور را قطع نمی کند و ولتاژ جریان القائی صفر می شود که در نتیجه آن موتور از حرکت می ایستد. بنابراین همواره اختلافی بین سرعت روتور و سرعت میدان سنکرون وجود دارد، این اختلاف را لغزش می گویند و از رابطه زیر بدست می آورند:

(۴-۱)

سرعت میدان دوار        nsyn:

سرعت روتور             nm:

در صورتیکه S=0 باشد سرعت موتور و سرعت میدان دوار با هم برابر است در حالیکه موتور حرکتی نکند مقدار S=1 است بنابراین  است.

می توان سرعت موتور را برحسب سرعت سنکرون به صورت زیر نشان داد.

(۵-۱)

مدار معادل موتور القائی

برای بررسی و تحلیل موتورهای القائی و عوامل مؤثر روی عملکرد موتور مناسب است مدار معادل موتور را بدست آورد. بعلت اینکه سرعت موتور و سرعت میدان دوار با هم برابر نیستند بنابراین فرکانسی که در هادیهای روتور بوجود می آید با فرکانس میدان دوار متفاوت است. فرکانس روتور را می توان از رابطه زیر بدست آورد:

(۶-۱)

فرکانس روتور            fr:

لغزش            s:

فرکانس سیستم تغذیه              fe:

همانطور که دیدیم اساس حرکت موتور القائی، تولید ولتاژ القائی در روتور و در نتیجه ایجاد جریان و گشتاور القائی است. بنابراین می توان مدار معادل یک موتور القائی را مانند مدار معادل یک ترانس در نظر گرفت.

بعلت اینکه فرکانس روتور به مقدار s بستگی دارد بنابراین مقدار xr نیز متناسب با s است در سرعت کم اثر مقاومت روتور نسبت به xr کم است ولی در سرعتهای نزدیک سرعت سنکرون s به صفر نزدیک می شود و اثر Rr (مقاومت روتور) نسبت به XR بیشتر می شود و در نتیجه می توان تغییرات جریان در روتور را به صورت زیر نشان داد.

ولتاژ القائی در روتور نیز با سرعت و مقدار لغزش موتور بستگی دارد بنابراین می توان جریان روتور را از رابطه زیر بدست آورد:

(۷-۱)

ولتاژ القایی در روتور برای حالت S=0            Er:

راکتانس روتور برای حالت S=0                   Xr:

مقاومت روتور            Rr:

با توجه به روابط بدست آمده مدار معادل موتور القائی بصورت زیر خواهد بود.

اندوکتانس روتور نسبت به استاتور

مقاومت روتور نسبت به استاتور

نسبت دورهای یکفاز روتور به استاتور را aeff گویند. در صورتیکه موتور به صورت قفسه سنجابی باشد بدست آوردن aeff بطور دقیق غیرممکن است ولی توسط آزمایشهایی می توان R2 و X2 را در موتور قفسه سنجابی بدست آورد.

توان و گشتاور در موتور القائی

بالانس انرژی در موتور به شرح ذیل می باشد:

–         تلفات اهمی استاتور

–         تلفات هسته استاتور

–         توان فاصله هوائی

–         تلفات اهمی روتور

–         تلفات چرخشی

–         توان خروجی موتور

تلفات اهمی استاتور به مجذور جریان استاتور و مقاومت آن بستگی دارد. براساس گردش جریان در هادیهای استاتور و میدان گردان در فاصله هوایی، جریانهای گردشی در استاتور القا می شود که باعث ایجاد تلفات می گردند. این تلفات مربوط به هسته استاتور است و به آن تلفات هسته استاتور گفته می شود.

از طریق فاصله هوایی بین روتور و استاتور، توان به روتور منتقل می شود. توان منتقل شده صرف غلبه بر تلفات اهمی روتور و تلفات چرخشی می شود و در انتها توان خروجی به شفت موتور انتقال می یابد.

تلفات گردشی در موتور شامل تلفاتی از قبیل اصطکاک، تلفات هسته روتور و عوامل مکانیکی دیگری است که مجموعاً تحت نام تلفات گردشی شناخته می شوند. گشتاور خروجی روی شفت موتور از طریق رابطه Pload=Tload.w بدست می آید. که در آن  ، گشتاور خروجی=Tload و توان خروجی موتور = Pload است.

جریان القایی در روتور، بستگی به سرعت موتور و در نتیجه مقدار لغزش دارد. هر قدر که سرعت موتور بالا باشد، مقدار لغزش کمتر و جریان روتور کمتر می شود و مقدار گشتاور کم می شود. با در نظر گرفتن مدار معادل موتور القایی می توان رابطة گشتاور – لغزش را به صورت زیر بدست آورد:

(۸-۱)

گشتاور القایی

سرعت سنکرون                    wsyn:

ولتاژ معادل تونن

مقاومت معادل تونن

اندوکتانس معادل تونن             Xth = X1

براساس رابطه (۸-۱) منحنی گشتاور – سرعت موتور القایی به صورت زیر است:

مقدار Bnet که برآیند BR ، BS است بستگی به مقدار E1 در شکل (۴-۱) دارد. بعلت اینکه E1 با تغییر سرعت تغییر نمی کند و به مشخصات مدار استاتور بستگی دارد، رابطه بین Bnet و تغییرات سرعت را می توان به صورت زیر نشان داد.

منحنی گشتاور – سرعت موتور را می توان به سه ناحیه مختلف تقسیم نمود.

–    لغزش کم: در این ناحیه مقدار لغزش متناسب با مقدار بار تغییر می کند و منحنی تقریباً به صورت خطی است. در این ناحیه می توان از راکتانس روتور در مقابل مقاومت روتور صرف نظر نمود.

–    لغزش متوسط: در این ناحیه مقدار فرکانس القایی در روتور بیشتر از حالت لغزش کم است و اندازه راکتانس روتور قابل مقایسه با مقاومت روتور است در نتیجه تغییر بار، تغییر جریان کمتری را در روتور باعث می شود.

–    لغزش زیاد: در این ناحیه گشتاور القایی در روتور با زیاد شدن بار کم می شود و سرعت موتور دارای اختلاف زیادی نسبت به سرعت سنکرون است.

با توجه به شکل (۵-۱) سه نقطه مهم نمودار گشتاور – سرعت عبارتند از:

–         گشتاور القایی موتور در بار نامی

–         بیشترین گشتاور القایی موتور که معمولاً در حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ درصد گشتاور نامی است

–         گشتاور راه اندازی که معمولاً در حدود ۱۵۰ درصد گشتاور بار نامی است.

بنابراین موتور القائی احتیاج به راه اندازی ندارد.

کلاسهای مختلف موتور القایی

موتورهای القایی به دو دسته کلی روتور سیم پیچی شده و قفسه ای تقسیم می شود. براساس استانداردهای موجود موتورهای القایی قفسه سنجابی را به کلاسهای زیر تقسیم می کنند.

* کلاس A

موتورهایی که با کلاس A مشخص می شوند دارای خصوصیات زیر هستند:

–         گشتاور راه اندازی متوسط

–         Pullout Turque در حدود ۳۰۰ تا ۲۰۰ درصد گشتاور نامی و لغزش کمتر از ۲۰%

–         جریانهای راه اندازی زیاد

–         دارای لغزش کمتر از ۵% در بار نامی

مسئله عمده ای که این موتورها دارند، جریانهای راه اندازی زیادی است که از شبکه می کشند (در حدود ۵ تا ۸ برابر جریان نامی) بنابراین برای قدرتهای بیشتر از ۷٫۵hp باید ولتاژی که تحت آن موتور راه اندازی می شود کاهش داد تا افت ولتاژ شدیدی بوجود نیاید و وسایل دیگر صدمه نبینند. کاربرد اصلی موتورهای کلاس A در بادبزن برقی، فنها، پمپها، ماشینهای درودگری و تراشکاری است.

* کلاس B

موتور کلاس B دارای مشخصات زیر است.

–         گشتاور راه اندازی متوسط

–         لغزش کمتر از ۵% در بار نامی

–         جریان راه اندازی در حدود ۲۵% کمتر از جریان راه اندازی کلاس A (در حدود ۳ تا ۴ برابر جریان نامی)

–         Pullout Turque در حدود ۲۰۰ درصد گشتاور نامی

Pullout Turque موتور کلاس B از موتور کلاس A مشابه کمتر است. کاربردهای عمومی این نوع موتور مانند کاربردهای عمومی موتور کلاس A است اما بدلیل اینکه جریان راه اندازی کمتری احتیاج دارد بطور عمده بجای موتور کلاس A استفاده می شود.

* کلاس C

این نوع موتور دارای مشخصات زیر است:

–         گشتاور راه اندازی زیاد در حدود ۲۵۰% گشتاور نامی

–         جریان راه اندازی کم

–         Pullout Turque کمتر از موتور کلاس A

این موتور به صورت Double – cage ساخته می شود به همین دلیل قیمت بالایی نسبت به موتورهای دیگر دارد. این موتور در مقایسه با موتور روتور سیم پیچی شده مشابه مقرون به صرفه تر است.

کاربردهای اصلی این موتور در مواقعی است که احتیاج به گشتاور زیاد در مدت زمانی کم داریم و بطور عمده در پمپها، کمپرسورها و غلطکها استفاده می شود.

* کلاس D

این نوع موتور دارای مشخصات زیر است:

–         گشتاور راه اندازی بسیار زیاد در حدود ۲۷۵% بار نامی و یا بیشتر از آن

–         لغزش در حدود ۷% تا ۱۱% و گاهی ۱۷% در بار نامی

–         جریان راه اندازی کم

–         Pullout Turque در لغزشهای بالا و حتی هنگام راه اندازی

از این موتور بیشتر در مواقعی استفاده می شود که بخواهیم باری را با همان اینرسی زیاد به حرکت درآوریم بعنوان مثال در سوراخکاری ضربه ای و پرسکاری معمولاً از این نوع موتور استفاده می شود و زمان بین هر بار سوراخکاری یا پرسکاری به گونه ای است که موتور به سرعت نامی نمی رسد و مدت زمان بین هر بار استفاده از موتور نسبتاً زیاد است.

* کلاس E & F

این نوع موتورها به گونه ای هستند که دارای جریان راه اندازی و گشتاور راه اندازی کم می باشند و به همین دلیل به آنها soft start گفته می شود.

* کلاس X

هر نوع موتور القایی قفسه سنجابی که خارج از دسته بندی فوق باشد و با توجه به نیاز مصرف کننده ساخته شود را موتور نوع کلاس X می گویند.

مشخصه های گشتاور – سرعت موتورهای D, C, B, A برای نمونه در زیر رسم شده اند.

 

کنترل سرعت موتورهای القایی

روشهای کنترل سرعت موتور القایی بطور عمده عبارتند از:

–         تغییر فرکانس

–         روش (Pole Amplitude Modulation) PWM

–         تغییر ولتاژ موتور

–         استفاده از استاتورهای چند سیم پیچه

–         تغییر تعداد قطبهای استاتور

–         تغییر مقاومت روتور


فصل دوم

موتورهای DC

110,000 ریال – خرید
 

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

 

مطالب پیشنهادی: برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید


جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

سبد خرید

  • سبد خریدتان خالی است.

دسته ها

آخرین بروز رسانی

    دوشنبه, ۱۵ آذر , ۱۳۹۵

اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.