تحقیق موتور آسنکرون سه فاز

 تحقیق موتور آسنکرون سه فاز

فهرست:

1 ) کلیات موتور آسنکرون سه فاز : ...................................................................1

      1 - 1 ) ساختمان موتورهای القایی سه فاز :...................................................................2

               1-1 - 1 ) استاتور : .................................................................................................2

               1-1 - 2 ) رتور : .......................................................................................................3

               1-1 -3 ) حلقه های لغزان : .....................................................................................4

               1 - 1 -4 ) جاروبک ها : ...........................................................................................4

               1 - 1- 5 ) یاتاقان و بدنه : ......................................................................................4

      1 – 2 )  عملکرد موترهای القایی سه فاز : .......................................................................5

               1 – 2 – 1 ) موتور ساکن .........................................................................................5

               1 – 2 -2 ) مکانیزم تولید گشتاور در موتور القایی ( آسنکرون ) : ................9

               1 – 2 – 3 ) موتور گردان : ....................................................................................14

               1 – 2 – 4 ) موتور در شرایط ماندگار : .............................................................22

      1 - 3 ) موتور فقس سنجابی : .......................................................................................25

2 ) انواع روشهای راه اندازی موتور القایی سه فاز: .....................................28

      2 – 1 ) روش راه اندای مستقیم : ..................................................................................30

      2 – 2 ) روش راه اندازی توسط افزایش مقاومت رتور : ..........................................31

               2 – 2 – 1 ) موتورهای رتور سیم پیچی شده : ................................................31

               2 – 2 – 2 ) Liquide starter : .........................................................................37

فهرست:

               2 – 2 – 3 ) درایور راه اندای کرامی : .................................................................38

               2 – 2 – 4 ) راه اندازی موتورهای قفس سنجابی با توجه

                                  به جریان و مقاومت رتور : .............................................................40

                    الف – کلاس A : ................................................................................................40

...

فصل اول :

« کلیات موتور آسنکرون سه فاز »

1 - 1 ) ساختمان موتورهای القایی سه فاز :

شکل ( 1-1 ) تصویر یک موتور القایی سه فاز و قطعات آن را نشان میدهد .

شکل ( 1-1)

1-1 - 1 ) استاتور :

هستۀ استاتور به صورت ورقه ورقه ( لایه لایه ) از جنس فولاد مرغوب ساخته می شوند و علت مورق بودن استاتور  جلوگیری  از جریان  فوکو  و  تلفات  ناشی از آن می باشد .

سطح داخلی استاتور حاوی شیارهای متعددی جهت سیم پیچ های سه فاز است .

شکل ( 2-1)

هر  کلاف  در دو شیار می نشیند و طول  استوانه  ها  مقداری  بیشتر از  طول  کلاف ها خواهند  بود . سیم  بندی  استاتور به  صورت  مثلث و  یا ستاره  قابل  تنظیم  می باشد . 

شکل ( 3-1)

1-1 - 2 ) رتور : هستۀ روتور نیز مورق ساخته شده ( لایه  لایه )  و از  جنس مواد  فرو مغناطیسی مرغوب ساخته می شود سطح خارجی رتور همانند استاتور دارای شیارها یی است و هادی های رتور در آن  جاسازی  می شوند . رتور از نظر  ساختمانی  به دو  نوع تقسیم می شوند :

1 – موتور  سیم  پیچی  شده  که درون  شیارهای  رتور میله های  مسی  یا  آلومینیومی قرار میگیرد .

2 – موتور قفس سنجابی که درون شیارهای رتور میله های مسی یا آلومینیومی قرار می گیرد .

شکل ( 4-1)

باید دانست در رتور قفس سنجابی میله ها از دو سمت  توسط  حلقه های  انتهایی  به هم متصل یا  به عبارت بهتر اتصال کوتاه شده اند . در رتور سیم پیچی  شده در حقیقت  یک اتصال کوتاه شده داریم .

1-1 -3 ) حلقه های لغزان :

کارخانه های  سازنده سه پایۀ رتور  را از درون  به  یکدیگر وصل کرده وهر سه  پایانۀ دیگر را  از ماشین  خارج  و به حلقه های  لغزان  بر روی محور رتور متصل می سازند .

شکل ( 5-1)

1 - 1 -4 ) جاروبک ها :

بر روی  حلقه های  لغزان  جاروبک  نصب  شده که ساکن  است و می توان از این طریق مقاومت رتور را تغییر داد .

1 - 1- 5 ) یاتاقان و بدنه :

شکل (6-1)                                         

– 2 )  عملکرد موترهای القایی سه فاز :

شکل ( 7 – 1 )  یک  موتور دو قطبی را نشان میدهد . در این دیاگرام فقط یک دسته هادی برای هر فاز نشان داده  شده است . البته هر یک از اینها نشان دهنده یک سری سیم بندی در شیارهای مختلف  است  به  طوریکه یک توزیع  سینوسی  از نیروی  محرکه القایی در فاصله هوایی  ایجاد  شود  می توان  یک مدل  الکتریکی برای موتورهای  القایی ارائه داد .

شکل ( 7-1)

1 – 2 – 1 ) موتور ساکن :

اگر استاتور موتر شکل ( 7 – 1 ) بوسیلۀ یک منتبع سه فاز متقارن تحریک شود آنگاه یک میدان  گردان در فاصلۀ  هوایی  ایجاد خواهد شد . این  میدان گردان  از هادی های  رتور عبور کرده و در آنها ولتاژ القا می کند این  ولتاژها  سینوسی هستند  و با هم اختلاف فاز دارند . بنابراین اگر موتور ساکن باشد به سادگی یک ترانسفورماتور عمل می کند . ممکن است فرض  شود  سیم بندی استاتور  و  رتور هر دو ستاره باشند  بدون  اینکه توجه به واقعیت آنها بشود . چون موتور شبیه به ترانسفور ماتور سه فاز عمل می کند می توانیم مدار معادل یک فاز آن را بکشیم .

شکل ( 8 – 1 ) مدار معادل تک فاز را نشان می دهد .

شکل (8-1)

فرض  کنید  سیم پیچ  رتور مدار  باز  باشد  و یک شبکه  سه فاز متقارن  استاتور  را  با فرکانس w_s تغذیه کند . ولتاژ فاز آن برابر V_a باشد . جریان متنجه I_a و دیگر جریان های منتجه در فازهای  دیگر یک میدان  گردان در فاصلۀ  هوایی ایجاد می کنند  که باعث ایجاد ولتاژ القایی E_ma در فاز a می شود . مقداری فلوی  پراکنده نیز هست که آن را به صورت _lsدر مدار نشان می دهند که یک افت ولتاژ القایی در مدار ایجاد می کند . بعلاوه به دلیل وجود مقاومت سیم پیچ  یک  افت  ولتاژ اهی  نیز  خواهیم داشت  که در مدار  به  صورت مقاومت R_s نشان داده شده است .

هنگامی  که رتور مدار باز  باشد در  ترانسفور ماتور ایده ال  جریان  نداریم بنابر این  I_a همان  جریان مغناطیس  کنندگی  I_ma  می باشد . میدان گردان ولتاژ القایی  E_ma را در فاز    a ایجاد می کند ضمناً در اثر همین میدان گردان ولتاژ  E_ma  نیز در رتور  القا خواهد شد .

بنابر این :

(1-1)
اما به دلیل وجود زاویۀ  بین استاتورور تور مطابق شکل بین ولتاژها اختلاف فاز به وجود خواهد آمد  ولتاژهای  القایی استاتورور تور در یک زمان به مقدار  پیک نمی رسند بلکه زمانی به اندازۀ طول می کشد . بنابر این نسبت ولتاژهای استاتور ورتور مطابق رابطۀ زیر می باشد .

(2-1)
اگر با متعادل به رتور و صل شود و استاتور  با شبکه  سه فاز  متعادل تغذیه شود آنگاه جریان های  متعادل  با فرکانس  W_r = Ws   در رتور خواهیم داشت  و معادلات  آنها  به صورت زیر می باشد .

(3-1)

این جریان ها باعث ایجاد یک میدان گردان می شوند .

(4-1)

اما چون W_r = W_s می باشد .

(5-1)

(6-1)                                                                                               
 در یک  ترانسفور  ماتور  تک فاز  نیروی  محرکۀ  مغناطیسی تولید شده توسط ثانویه با نیروی محرکۀ مغناطییبی مؤلفۀ بار اولیه I₂ مساوی و مخالف می باشد .