شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

ir” title=”معادلات”>معادلات یک ماشین الکتریکی با m سیم پیچ استاتور و n سیم پیچ روتور36
3-3-1-1- معادلات ولتاژ استاتور36
3-3-1-2- معادلات ولتاژ روتور37
2-3-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطیسی38
3-3-1-4- معادلات موتور القای سه فاز قفس سنجابی در فضای حالت39
3-4- نتایج شبیه سازی ماشین القایی سالم43
3-5- مدلسازی خطای حلقه به حلقه و خطای کلاف به کلاف45
3-6-نتایج شبیه سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور48
فصل چهارم تجزیه و تحلیل یافته ها
4-1 مقدمه52
4-2- محاسبه ماتریس اندوکتانس 53
4-3- محاسبه ماتریس اندوکتانس 54
4-4- محاسبه ماتریس اندوکتانس 54
4-5 مدلسازی اثر شیار56
4-6- نتایج شبیه سازی ماشین القایی سالم58
7-4- نتایج شبیه سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور60
فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1 بحث و نتیجه گیری63
پیوست ها64
منابع66
فهرست شکل ها
شکل1- 1موتور القایی با ساختار مجزا شده از هم8
شکل1- 2شمای قسمتی از موتور و فرکانس عبور قطب9
شکل1- 3 (الف) اتصال کوتاه کلاف به کلاف بین نقاط a , b(ب) خطای فاز به فاز13

شکل3- 1برشی از وسیله دو استوانه ای با قرار گیری دلخواه سیم پیچ در فاصله هوایی28
شکل3- 2تابع دور کلاف متمرکز با N دور هادی مربوط به شکل 3-129
شکل3- 3تابع سیم پیچ کلاف متمرکز N دوری مربوط به شکل 3-131
شکل3- 4ساختار دو سیلندری با دور سیم پیچ A وB31
شکل3- 5تابع دور کلاف BB? شکل 3-432
شکل3- 6(الف) تابع دور فاز a استاتور(ب) تابع سیم پیچ فاز a استاتور34
شکل3- 7تابع سیم پیچی حلقه اول روتور35
شکل3- 8 (الف) اندوکتانس متقابل بین فاز Aاستاتور و حلقه اول روتور35
شکل3- 9شکل مداری در نظر گرفته شده برای روتور قفس سنجابی[40]37
شکل3- 10روندنمای برنامه شبیه‌سازی ماشین القایی قفس سنجابی سه فازبا فرض هسته ایده آل43
شکل3- 11شکل موج جریان فاز A44
شکل3- 12فرم سیم بندی استاتور وقتی که اتصال کوتاه داخلی اتفاق افتاده است46
شکل3- 13منحنی گشتاور ماشین50

شکل4- 1ورقه هسته و شیارهای موجود بر آن در موتور القایی قفس سنجابی 11 kW52
شکل4- 2تابع فاصله هوایی معکوس با در نظر گرفتن شیارها52
شکل4- 3تغییرات اندوکتانس خودی فاز a استاتور نسبت به موقعیت روتور57
شکل4- 4با در نظر گرفتن اثر شیار برای استاتور، منحنی اندوکتانس57
شکل4- 5با اعمال اثر شیارهای روتور و محاسبه اندوکتانس58
شکل4- 6با اعمال اثر شیارهای روتور و محاسبه اندوکتانس58
شکل4- 7شکل موج جریان فاز A59
شکل4- 8جریان ماشین در خطای حلقه به حلقه در حالت راه اندازی و بدون بار60
شکل4- 9منحنی سرعت ماشین61
شکل4- 10منحنی گشتاور ماشین61

فهرست نمودارها
نمودار3- 1نمودار سرعت ماشین بر حسب زمان44
نمودار3- 2نمودار گشتاوری ماشین45
نمودار3- 3جریان ماشین در خطای حلقه به حلقه در حالت راه اندازی و بدون بار49
نمودار3- 4منحنی سرعت ماشین49

نمودار4- 1سرعت ماشین بر حسب زمان59
نمودار4- 2عملکرد گشتاوری ماشین60
مقدمه:
موتورهای الکتریکی نقش مهمی را در راه اندازی موثر ماشینها و پروسه های صنعتی ایفا می کنند
بخصوص موتورهای القایی قفس سنجابی را که بعنوان اسب کاری صنعت می شناسند
بنابراین تشخیص خطاهای این موتورها می تواند فواید اقتصادی فراوانی در پی داشته باشد
از جمله مدیریت کارخانه های صنعتی را آسان می کند، سطح اطمینان سیستم را بالا می برد، هزینه تعمیر و نگهداری پایین می آید و نسبت هزینه به سود بطور قابل توجهی کاهش می یابد

Bonnett وSouk up برای خرابیهای استاتور موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی، پنج حالت خرابی مطرح کردهاند که عبارت اند از: حلقه به حلقه، کلاف به کلاف، قطع فاز، فاز به فاز و کلاف به زمین[1]
برای موتورهای قفس سنجابی، خرابیهای سیم پیچی استاتور و یاتاقانها کل خرابیها به حساب می آیند و همچنین اکثر خرابیهای سیم پیچی استاتور موتور القایی از فروپاشی عایقی حلقه به حلقه ناشی می شود
[2] برخی از محققین خرابیهای موتور را چنین تقسیم بندی کرده اند: خرابی ساچمه ها ( یاتاقانها) %40-50، خرابی عایق استاتور %30-40 و خرابی قفسه روتور %5- 10 [3] که اگر خرابی حلقه به حلقه جلوگیری نشود، منجر به خطای فاز به زمین یا فاز به فاز می گردد، که خطای فاز به زمین شدید تر است
در مقالات[4] [5] نظریه تابع سیم پیچی و کاربرد آن در آنالیز گذرای موتورهای القایی تحت خطا شرح داده شده است
از این نظریه در مدلسازی خطای حلقه به حلقه استاتور استفاده شده است
علاوه بر روشهای فوق خطای استاتور موتور القایی را می توان به کمک بردارهای فضایی مورد مطالعه قرار داد[6]

فصل اول
کلیات تحقیق
1-1- مقدمه:[7]
خرابیهای یک موتور قفس سنجابی را می توان به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم ‌کرد
هر کدام از این خرابیها در اثر عوامل و تنش های متعددی ایجاد می گردند
این تنشها در حالت کلی بصورت حرارتی، مغناطیسی، دینامیکی، مکانیکی و یا محیطی می باشند که در قسمت های مختلف ماشین مانند محور، بلبرینگ، سیم پیچی استاتور ، ورقه های هسته روتور واستاتور و قفسه روتور خرابی ایجاد میکنند
اکثر این خرابیها در اثر عدم بکارگیری ماشین مناسب در شرایط کاری مورد نظر، عدم هماهنگی بین طراح و کاربر و استفاده نامناسب از ماشین پدید میآید
در این قسمت سعی گردیده است ابتدا انواع تنشهای وارده بر ماشین، عوامل پدید آمدن و اثرات آنها بررسی گردد

قبل از بررسی انواع تنشهای وارده بر ماشین القایی بایستی موارد زیر در نظر گرفته شود :
1- با مشخص کردن شرایط کار ماشین می توان تنشهای حرارتی، مکانیکی و دینامیکی را پیش بینی نمود و ماشین مناسب با آن شرایط را انتخاب کرد
به عنوان مثال ، سیکل کاری ماشین و نوع بار آن ، تعداد دفعات خاموش و روشن کردن و فاصله زمانی بین آنها ، از عواملی هستند که تاثیر مستقیم در پدید آمدن تنشهای وارده بر ماشین خواهند داشت

2- وضعیت شبکه تغذیه ماشین از لحاظ افت ولتاژ در حالت دائمی و شرایط راه اندازی و میزان هارمونیکهای شبکه هم در پدید آمدن نوع تنش و در نتیجه پدید آمدن خرابی در ماشین موثر خواهند بود

1-2- بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی:
1-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور:[1
7]
الف ـ تنشهای گرمایی :این نوع از تنشها را می توان ناشی از عوامل زیر دانست:
? سیکل راه اندازی: افزایش حرارت در موتورهای القایی بیشتر هنگام راه اندازی و توقف ایجاد میشود
یک موتور در طول راه اندازی، پنج تا هشت برابر جریان نامی از شبکه جریان می کشد تا تحت شرایط بار کامل راه بیفتد
بنابراین اگر تعداد راه اندازی های یک موتور در پریود کوتاهی از زمان زیاد گردد دمای سیم پیچی به سرعت افزایش می یابد در حالی که یک موتور القایی یک حد مجاز برای گرم شدن دارد و هرگاه این حد در نظر گرفته نشود آمادگی موتور برای بروز خطا افزایش می یابد
تنشهایی که بر اثر توقف ناگهانی موتور بوجود می آیند به مراتب تاثیر گذارتر از بقیه تنشها هستند

? اضافه بار گرمایی: بر اثر تغییرات ولتاژ و همچنین ولتاژهای نامتعادل دمای سیم پیچی افزایش می یابد

بنابر یک قاعده تجربی بازای هر %2/1-3 ولتاژ فاز نامتعادل دمای سیم پیچی فاز با حداکثر جریان خود، 25% افزایش پیدا می کند

? فرسودگی گرمایی: طبق قانون تجربی با ?c10 افزایش دمای سیم پیچی استاتور عمر عایقی آن نصف می شود
بنابراین اثر معمولی فرسودگی گرمایی ، آسیب پذیری سیستم عایقی است

ب ـ تنشهای ناشی از کیفیت نامناسب محیط کار : عواملی که باعث ایجاد این تنشهامی شود به صورت زیر است:
> رطوبت
> شیمیایی
> خراش ( سائیدگی)1
> ذرات کوچک خارجی
ج ـ تنشهای مکانیکی: عواملی که باعث ایجاد این تنشها می شوند به صورت زیر می باشند:
? ضربات روتور: برخورد روتور به استاتور باعث می شود که ورقه های استاتور عایق کلاف را از بین ببرد و اگر این تماس ادامه داشته باشد نتیجه این است که کلاف در شیار استاتور خیلی زود زمین میشود و این به دلیل گرمای بیش از حد تولید شده در نقطه تماس می باشند

? جابجایی کلاف: نیرویی که بر کلافها وارد می شود ناشی از جریان سیم پیچی است که این نیرو متناسب با مجذور جریان می باشد ( F?)
این نیرو هنگام راه اندازی ماکزیمم مقدار خودش را دارد و باعث ارتعاش کلافها با دو برابر فرکانس شبکه و جابجایی آنها در هر دو جهت شعاعی و مماسی میگردد

1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور :
الف ـ تنشهای گرمایی: عواملی که باعث ایجاد این نوع تنشها در روتور می شود به صورت زیر است:
? توزیع غیر یکنواخت حرارت: این مسئله اغلب هنگام راه اندازی موتور اتفاق می افتد اما عدم یکنواختی مواد روتور ناشی از مراحل ساخت نیز ممکن است این مورد رابه وجود آورد
راه اندازی های مداوم و اثر پوستی، احتمال تنشهای حرارتی در میله های روتور را زیادتر می کنند

?جرقه زدن روتور: در روتورهای ساخته شده عوامل زیادی باعث ایجاد جرقه در روتور میشوند که برخی برای روتور ایجاد اشکال نمیکنند(جرقه زدن غیر مخرب) و برخی دیگر باعث بروز خطا می شوند(جرقه زدن مخرب )
جرقه زدنهای غیر مخرب در طول عملکرد نرمال2 موتور و بیشتر در هنگام راه اندازی رخ میدهد

? نقاط داغ و تلفات بیش از اندازه : عوامل متعددی ممکن است باعث ایجاد تلفات زیادتر و ایجاد نقاط داغ شوند
آلودگی ورقه های سازنده روتور یا وجود لکه بر روی آنها، اتصال غیر معمول میله های روتور به بدنه آن، فاصله متغیر بین میله ها و ورقه روتور و غیره می تواند در مرحله ساخت موتور به وجود آید
البته سازندگان موتور، آزمایشهای خاصی مانند اولتراسونیک را برای کاهش این اثرات بکار میبرند

ب ـ تنشهای مغناطیسی: عواملی مختلفی باعث ایجاد این تنشها بر روی روتور می شوند همانند، ir” title=”راندمان”>راندمان
> گرمایشی خیلی زیاد
روشهای تشخیص، جهت خطاهایی که در بالا گفته شد ، مستلزم انواع مختلفی از علوم و تکنولوژی ها است که برخی از این روشهای تشخیص در زیر آمده است

> روشهای کنترلی میدان الکترومغناطیسی، کویل مخصوص تشخیص خطا8
> اندازه گیریهای حرارتی
> بازشناسی9 مادون قرمز
> روشهای کنترلی ، انتشار فرکانسی رادیویی ( RF)
> روشهای کنترلی نوسان و نویز
> اندازه گیریهای نویز صوتی
> آنالیز اثر جریان موتور ( MCSA )10
> مدل هوش مصنوعی11 و تکنیکهایی بر مبنای شبکه های عصبی12
شکل ( 1-1 ) یک موتور القایی که قسمتهای مختلف آن از یکدیگر مجزا شده است را نشان می دهد
خطاهایی که در بالا گفته شد در این قسمتها ایجاد و گسترش می یابند

شکل1- 1موتور القایی با ساختار مجزا شده از هم[7]
1-3-1- عیوب الکتریکی اولیه در ماشینهای القایی :
در صورت پدید آمدن این گونه عیب ، ماشین می تواند به کار خود ادامه دهد و در صورت تشخیص ندادن به موقع این خطا، ماشین به com/”>سایت منبع

دیدگاهتان را بنویسید