• بازدید : 33 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۲صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

موتورهای جريان متناوبAC سنكرون 
موتورهای جريان متناوبAC 
۱- موتورهای سنكرون 
۲- موتورهای آسنكرون 
موتورهای آسنكرون به علت نداشتن كلكتور و سادگی ساختمان آن بيشتر از موتور سنكرون متداول است. 
مزايای موتور سنكرون: 
۱- اين موتور دارای ضريب قدرت مناسب و قابل تنظيم است. 
۲- بازده عالی دارد. 
۳- در مقابل نوسان ولتاژ حساسيت ندارد. 
۴- امكان بكار بردن آن به طور مستقيم با ولتاژ زياد وجود دارد. 
۵- با تحريك مناسب هيچگونه قدرت راكتيو مصرف نمیكند و فقط قدرت اكتيو مناسب می گيرد. 
۶- از اين موتور ميتوان به عنوان مولد قدرت راكتيو برای بالا بردن ضريب قدرت خط استفاده كرد. 
معايب موتور سنكرون: 
۱- يك وسيله راه اندازی اوليه كه موتور كمكی و غيره می باشد احتياج دارد. 
۲- علاوه بر جريان متناوب برای سيم پيچ استاتور ، جريان دائم برای قطبهای آن هم مورد احتياج است در نتيجه قيمت ماشين را نسبت به مشابه خود بالا ميبرد. 
۳- سرعت آن ثابت است در نتيجه قابل تنظيم است. 
۴- نداشتن تحمل اضافه بار ( در صورتيكه خيلی زيادتر از حد مجاز به آن بار دهند ميايستد و دوباره بايستی آنرا راه اندازی كرد.) 
كاربرد موتور سنكرون: 
به خاطر راه اندازی مشكل موتور سنكرون ، مورد استفاده آن محدود است. 
به خاطر سرعت ثابت آن، در موارديكه دور ثابت نياز باشد، استفاده می شود. در وسايل دقيق مانند ساعتهای الكتريكی و گرام و …. 
كاربرد مهم موتور سنكرون ، برای اصلاح Cosφ است. بار روی آن قرار نداده يعنی موتور بدون بار كار ميكند در اين حالت موتور سنكرون را خازن سنكرون گويند.
معرفی چند دستگاه برای كنترل سرعت موتورهای AC : 
اين دستگاهها برای كنترل سرعت موتورهای AC آسنكرون قفس سنجابی و یا سیم پیچی شده ساخته شده اند. ( ساخت شركت پرتو صنعت ) 
این دستگاهها قابل كنترل از راه دور بوده و می توانند به كامپیوتر یا PLC متصل شوند. همچنین با اتصال چندین دستگاه به هم امكان ایجاد شبكه بر اساس پروتكل RS485 وجود دارد. این دستگاهها می توانند بصورت مستقل و یا در سیستمهای كنترل و اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. سیستم كنترل این دستگاهها میكروپروسسوری بوده و تنظیم تمامی پارامترهای سیستمی دستگاه، بصورت نرم افزاری و از طریق پانل كنترل روی دستگاه انجام می گیرد. 
مشخصات فنی و معرفی قابلیتهای دستگاههای PSMC-RM 
این دستگاهها در توانهای مختلف از ۲٫۲ تا ۱۱ كیلو وات موجود می باشند. دستگاههای۲٫۲ ،۳ و ۴ كیلووات فاقد فن خنك كننده و دستگاههای ۵٫۵ ، ۷٫۵ و ۱۱ كیلووات دارای فن خنك كننده می باشند. 
برای دریافت pdf یا Word Zip file درباره مشخصات تكنیكی دستگاه PSMC-RM مشخصات فنی و معرفی قابلیتهای دستگاه و نصب و راه اندازی اینجا را کلیک کنید
درایوها چه کاری انجام میدهند؟ 
درایو یا کنورتور فرکانس و یا کنترل کننده دور موتور برای تنظیم دور الکتروموتورهای AC (موتورهای سه فاز ) استفاده میگردد. درایوها قادرند دور موتور را از صفر تا چندین برابر دور نامی موتور و بطور پیوسته تغییر دهند. 
تنظیم دور در الکتروموتورها علاوه بر منعطف نمودن پروسه های صنعتی ، در کاربردهای زیادی منجر به صرفه جوئی انرژی هم میگردد. علاوه بر آن درایوها جریان راه اندازی کشیده شده از شبکه را به میزان زیادی کاهش میدهند. بطوریکه این جریان خیلی کمتر از جریان اسمی موتور است. 
درایوها میتوانند موتور را بطور نرم و کاملا کنترل شده استارت و استپ نمایند. زمان استارت و استپ را میتوان بدقت تنظیم نمود. این زمانها میتوانند کسری از ثانیه و یا صدها دقیقه باشد. توانائی درایو در استارت و استپ نرم موجب کاهش قابل ملاحظه تنشهای مکانیکی در کوپلینگها و سایر ادوات دوار میگردد. 
کنترل کننده های دور موتور : 
كنترل كننده هاي دور موتورهاي الكتريكي هر چند كه ادوات پيچيده اي هستند ولي چون در ساختمان آنها از مدارات الكترونيك قدرت استاتيك استفاده مي شود و فاقد قطعات متحرك مي باشند، از عمر مفيد بالائي برخوردار هستند . مزيت ديگر كنترل كننده هاي دور موتور توانائي آنها در عودت دادن انرژي مصرفي در ترمزهاي مكانيكي و يا مقاومت هاي الكتريكي به شبكه مي باشد . در چنين شرائطي با استفاده از كنترل كننده هاي دور مدرن مي توان از اتلاف اين نوع انرژي جلوگيري نمود . بطوريكه در برخي كاربردها قيمت انرژي بازيافت شده از اين طريق ، در كمتر از يكسال معادل هزينه سرمايه گذاري سيستم بازيافت انرژي مي شود . 
کنترل کننده های دور موتور انواع مختلفی دارند. آنها قادرند انواع موتورهای AC و DC را کنترل کنند. قیمت کنترلرها وابسته به نوع تکنولوژی بکار رفته در ساختمان آنها میباشد. 
۱- روش تثبیت نسبت ولتاژ به فرکانس(یا کنترل V/ F ثابت) : ساده ترین روش کنترل موتورهای AC روش تثبیت نسبت ولتاژ به فرکانس میباشد. اینک این روش، بطور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع کنترلرها از نوع اسکالر بوده و بصورت حلقه باز با پایداری خوب عمل میکنند. مزیت این روش سادگی سیستمهای کنترلی آن است. در مقابل این نوع کنترلرها برای کاربردهای با پاسخ سریع مناسب نمی باشند. 
۲- روش کنترل برداری : روبوتها و ماشینهای ابزار نمونه هائی از کاربردهای با دینامیک بالا هستند. در این کاربردها روشهای کنترلی برداری استفاده میشود. در روشهای کنترلی برداری با تفکیک مولفه های جریان استاتور به دو مولفه تورک ساز و فلو ساز، و کنترل آنها با استفاده از رگولاتورهای PI ترتیبی داده میشود که موتور AC نظیر موتور DC کنترل شود. و بدین ترتیب تمام مزایای موتور DC از جمله پاسخ گشتاور سریع آنها در موتورهای AC نیز در دسترس خواهد بود. 
۳- روش کنترل مستقیم گشتاور (Direct Torque Control ) : پاسخ گشتاور در روشهای برداری حدود ۱۰ – ۲۰msو در روشهای کنترل مستقیم گشتاور (Direct Torque Control ) این زمان حدود ۵ms است. 
> برای آشنائی بیشتر با مزایای درایو لطفا اینجا را کلیک کنید. 
> برای آشنایی با ساختمان درایوهایAC لطفا اینجا را کلیک کنید. 
> برای آشنائی با تاثیر درایو در صرفه جوئی انرژی الکتریکی لطفا اینجا را کلیک کنید.
تنظيم دور موتورهای آسنكرون : 
در قسمت های قبل انواع راه اندازی اين موتورها گفته شد در اين قسمت انواع روشهای كنترل دور را می نويسم . 
با دانستن رابطه Nr=[60f/p](1-S) دور موتور آسنكرون را ميتوان به طريقه های زير تنظيم نمود : 
۱- تغيير فركانس ولتاژ شبكه 

۲- تغيير قطبها 

۳- داخل كردن مقاومت در مدار روتور 

۴- تغيير ولتاژ موتور 
۱- تغيير دور بوسيله تغيير فركانس : با تغيير فركانس سرعت سنكرون تغيير ميكند و دور موتور تغيير ميكند . ميتوان برای تغيير فركانس از يك مولد يا مبدل فركانس استفاده نمود . و يك يا چند موتور القايی كه در شرايط مشابهی كار می كنند بوسيله آنها تغذيه شوند . مانند موتور ماشينهای كارخانه فولاد سازی و موتورهای محرك ماشين نساجی 


۲- تغيير دور بوسيله تغيير عده جفت قطبها : اين تغيير را در موتورهای آسنكرونی است كه بتوان با سيم پيچهای‌ آن تغيير قطب داد كه اين حالت در موتورهای دو سرعته ( دالاندر ) ديده می شود كه ميتوان با كليد ( دالاندر ) دور موتور را تغيير داد . 
۳- تغيير دور با داخل كردن مقاومت در مدار روتور : در موتورهای آسنكرون با روتور سيم پيچر شده با تغيير مقاوت مدار روتور ميتوان سرعت گردش روتور را تنظيم كرد ولی چون راندمان موتور بر اثر تغيير دور تغيير ميكند در نتيجه كاربرد اين روش خيلی كم است . 
۴- تغيير دور با تغيير ولتاژ : از اين روش در موتورهای كوچك مانند پنكه و … استفاده ميشود
تنظيم دور موتورهای آسنكرون : 
در قسمت های قبل انواع راه اندازی اين موتورها گفته شد در اين قسمت انواع روشهای كنترل دور را می نويسم . 
با دانستن رابطه Nr=[60f/p](1-S) دور موتور آسنكرون را ميتوان به طريقه های زير تنظيم نمود : 
۱- تغيير فركانس ولتاژ شبكه 
۲- تغيير قطبها 
۳- داخل كردن مقاومت در مدار روتور 
۴- تغيير ولتاژ موتور 
۱- تغيير دور بوسيله تغيير فركانس : با تغيير فركانس سرعت سنكرون تغيير ميكند و دور موتور تغيير ميكند . ميتوان برای تغيير فركانس از يك مولد يا مبدل فركانس استفاده نمود . و يك يا چند موتور القايی كه در شرايط مشابهی كار می كنند بوسيله آنها تغذيه شوند . مانند موتور ماشينهای كارخانه فولاد سازی و موتورهای محرك ماشين نساجی 
۲- تغيير دور بوسيله تغيير عده جفت قطبها : اين تغيير را در موتورهای آسنكرونی است كه بتوان با سيم پيچهای‌ آن تغيير قطب داد كه اين حالت در موتورهای دو سرعته ( دالاندر ) ديده می شود كه ميتوان با كليد ( دالاندر ) دور موتور را تغيير داد . 

۳- تغيير دور با داخل كردن مقاومت در مدار روتور : در موتورهای آسنكرون با روتور سيم پيچر شده با تغيير مقاوت مدار روتور ميتوان سرعت گردش روتور را تنظيم كرد ولی چون راندمان موتور بر اثر تغيير دور تغيير ميكند در نتيجه كاربرد اين روش خيلی كم است . 
۴- تغيير دور با تغيير ولتاژ : از اين روش در موتورهای كوچك مانند پنكه و … استفاده ميشود
روشهای مختلف راه اندازی موتورهای آسنكرون 
در مورد ساختمان و مزايا و معايب اين موتورها در قسمتهای قبلی اين وبلاگ مطالبی را مشاهده كرديد در اين قسمت از راه اندازی اين موتورها مطالبی‌ را مينويسم اميدوارم مورد توجه تان قرار گيرد . 
موتورهای آسنكرون با توجه به قدرت و ولتاژ آن به طرق مختلف راه اندازی ميشوند و با توجه به اينكه موتور در لحظه شروع به كار جريان زيادی ميكشد و اين جريان زياد علاوه بر اينكه به خود موتور صدمه ميزند به مصرف كننده های ديگری كه از اين خط تغذيه می كنند لطمه زده و كار آنها را مختل می سازد. 
بنابراين برای كم كردن جريان شروع به كار موتور بايد چاره ای انديشيد؟؟ 
معمولاً به روشهای زير راه اندازی ميشود در نتيجه جريان راه اندازی‌ كم ميشود : 
۱- به طور مستقيم 

۲- توسط كليد يا مدار ستاره – مثلث 

۳- توسط كمپانساتور 

۴- راه اندازی بوسيله اضافه كردن مقاومت در مدار روتور 

۵- راه اندازی بوسيله داخل كردن مقاومت در مدار استاتور 



۱- راه اندازی موتور به طور مستقيم : برای‌ موتورهايی كه بزرگ نيستند و‌ آمپر زيادی از شبكه نمی كشند بوسيله يك كليد سه قطبی به شبكه متصل ميشوند . 



۲- راه اندازی ستاره – مثلث : ابتدا ولتاژ اوليه را كه بر هر فاز متصل ميشود ،‌ را كم مى كنيم سپس وقتي كه موتور به دور نرمال خود رسيد ولتاژی كه به هر فاز می رسد را زياد می كنيم . 

بنابراين در لحظه اول كليد به حالت ستاره بوده يعنی ولتاژ دو سر هر فاز به u/√۳ تقليل می يابد در نتيجه موتور با توان ۳/۱ توان نامی خود كار می كند . 

استعمال كليد روی انواع موتورها با روتور قفسه ای يا روتور سيم پيچی امكان پذير است . ولی در موتورهايی كه با بار زياد كار می كنند از كليد برای راه اندازی استفاده نمی شود . چون گشتاور مقاوم بار زياد است . 
۳- راه اندازی توسط كمپانساتور : اين وسيله راه اندازی كه اتوترانسفورماتور كاهنده است بين موتور و شبكه قرار می گيرد . اين طريق راه اندازی به دليل اينكه جريان شروع به كار و گشتاور شروع به كار هر دو به يك نسبت پايين می آيند خيلی خوب است . ولی چون هزينه آن گران است فقط در موتورهايی كه قدرت زياد دارند استفاده می شوند. 
۴- راه اندازی موتورهای قفسه ای بوسيله قرار دادن مقاومت سر راه استاتور : برای جلوگيری از عبور جريان زياد در موقع راه اندازی موتور ميتوان مقاومت هايی به طور سری سر راه سيم پيچی های موتور قرار دارد . و به تدريج كه موتور دور می گيرد دسته مقاومتهای راه انداز را به طرف چپ حركت داده در اين صورت كم كم مقاومتها از سر راه مدار خارج ميشود. 

اين طريق راه اندازی به دليل تلفات انرژی در مقاومتها زياد و نيروی كشش در لحظه شروع به كار كم ، استعمال كمی دارد. 
۵- راه اندازی موتورهای آسنكرون با روتور سيم پيچی با قرار دادن مقاومت سر راه روتور : تمام مقاومتهای راه انداز را سر راه سيم پيچی روتور قرار داد . بدين وسيله مقاومت مدار سيم پيچی روتور را به حداكثر مقدار خود ميرسانند و سپس استاتور را به شبكه برق وصل می كنند . مقاومت روئستای روتور به تدريج از مدار خارج ميشود . 

پيدا كردن سرسيم های موتور آسنكرون UVW-XYZ 
آيا می دانيد اگر موتور آسنكرونی سه فازی داشته باشيم و ۶ سر سيم ، كه سر سيم های آن مشخص نيست ، چه بايد كرد ؟؟ 

اگر اين سر سيم ها اشتباه وصل شود در عملكرد موتور چه تغييری حاصل می شود ؟ 

در سايتها و وبلاگهای مختلف در اين موضوع مطالبی ديدم كه اشتباه يا ناقص بيان شده ، سعی كردم مطالب و تجربياتی كه در زمينه سيم پيچی داشتم در اختيار شما دوستان قرار دهم . اميدوارم مطالب مورد استفاده تان قرار گيرد . خوشحال می شوم بتوانم از تجربيات شما نيز استفاده كنم . 
تعيين آرايش كلافها در شيار : 

موتورهای سه فاز از سه سيم پيچ تشكيل شده كه هر كدام از اين سيم پيچها ۳/۱ شيارهای استاتور را اشغال می كند . اين سيم پيچها به فاز اول (R) ، فاز دوم (S) ، فاز سوم (T) شناسايی می شوند . سيم پيچی كه از فاز R تغذيه می كند شروع سيم پيچی را (U ) و انتهای آنرا با ( X ) 

سيم پيچی كه از فاز S تغذيه می كند شروع سيم پيچی را (V ) و انتهای آنرا با ( Y ) 

سيم پيچی كه از فاز T تغذيه می كند شروع سيم پيچی را (W ) و انتهای آنرا با ( Z ) 
  • بازدید : 46 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

ماشين هاي الكتريكي با جريان دائم نخستين ماشين هايي است كه پس از پيل ولتا استفاده علمي از برق را توسعه داد .كشف اين ماشين ها نتيجه كار و كوشش اشخاصي مانند پيكسي ،پاچي نتي ، زيمنس و بويژه گرام بوده است .
گرام ماشين القايي ابداع كرد كه براي نخستين بار در صنعت بكار افتاد . اين ماشين بطور متقابل كار مي كرد و به اراده انسان محرك يا مولد نيرو مي گرديد . همين ماشين را اديسن و تامسن و دپره تكميل كردند و هنوز هم مورد استفاده و عمل مي باشد .
هر چند پاچي نتي در كار پيشقدم بود اما گرام با شكلي كه كلكتور ابتكاري خود داد اصلاح و بهبود علمي بسيار مهمي را پديد آورده است . گرام كاشف اصل تازه اي نبود بلكه بوجه الهام در ضمن كار و بي توجه به روشهاي علمي تحقيق و تدقيق و توفيق يافت نخستين موتور قابل استفاده واقعي را بسازد ؛ از اين رو گرام را بايد از جمله مخترعان زبر دست و زرنگ و خوش بخت بشمار آورد .
گرام همراه با هيپوليت فنتن « شركت ماشين هاي مانيتو الكتريك گرام » را بوجود آورد و موفق گرديد اختراع خود را يك راست وارد بازار و عمل كند
ساختار ماشينهاي الكتريكي:
                                   
 

ماشينهاي الكتريكي از دو بخش اساسي تشكيل شده اند:
الف)قسمت متحرك ودوار به نام رتور
ب) قسمت ساكن به نام استاتور
بين اين دو قسمت ،شكاف هوايي وجود دارد .
استاتو و رتور از مواد فرومغناطيسي ساخته مي‌شوند تا چگالي شار بيشتر گردد و در نتيجه اندازه و حجم ماشين كمتر شود.
نكته: اگر شار در رتور و استاتور متغير با زمان باشد ،هسته اهني لايه‌به‌لايه ساخته مي‌شود تا جريان گردابي كاهش يابد.
در بسياري از ماشينها محيط داخلي استاتور و محيط بيروني رتور حاوي شيارهاي متعددي است كه داخل آنها هادي‌ها جاسازي ميشوند، اين هاديها بهم وصل مي شوند و سيم پيچي حاصل مي شود.به سيم پيچي هايي كه در آنها ولتاژ القا مي شود ،سيم پيچي آرميچر اطلاق مي گردد. به سيم پيچ هايسي كه ار آنها جريان ميگذرد تا ميدان مغناطيسي و شار اصلي را پديد آورند، سيم پيچ تحريك يا سيم پيچ ميدان گفته مي شود.
سيم پيچ آرميچر تامين كننده تمام قدرتي است كه تبديل شده و يا انتقال مي يابد. قدرت نامي سيم پيچ آرميچر،‌هم در ماشين هاي DC و هم در ماشين هاي AC فقط با جريان متناوب كارمي كند.
انواع ماشين‌هاي الكتريكي:
۱-   ماشين جريان مستقیم
۲-  ماشين القايي
۳-  ماشين سنكرون
ماشين جريان مستقيم   :(DC)
در ماشينهاي DCسيم پيچ تحريك بر روي استاتور قرار دارد و رتور حاوي سيم پيچ آرميچير است. از سيم پيچي تحريك جريان DC مي گذرد تا شار درون ماشين شكل گيرد.
ولتاژ القا شده در سيم پيچي آرميچر يك ولتلژ متناوب است براي يكسو كردن ولتاژ متناوب در پايانه رتور  از كموتاتور و جاروبك استفاده مي شود. استاتور مي تواند بگونه اي باشد كه سيم پيچ تحريك بيش از دو قطب ايجاد نمايد.
نكته: مي توان يك ماشين DC را معادل يك ماشين AC دانست كه يكسو كننده مكانيكي به آن اضافه شده است.سيم پسچ تحريك فقط يك ميدان مغناطيسي براي ما ايجاد ميكند.
آشنايي با ماشينهاي الكتريكي DC :
ماشين DC  داراي قابليت انعطاف زيادي است و ميتوان با اتصالات مختلف مدتر تحريك آن به مشخصه هاي گوناگون گشتاور و سرعت و ولتاژ جريان دست يافت.
از ماشينهاي dc مي توانيم به صورت موتور يا ژنراتور بهره برداري كرد. اما امروزه براي ايجاد برق dc از سيستمهاي يكسو ساز الكترونيك قدرت استفاده مي شود لذا ژنراتورهاي dc رفته رفته جاي خود را در صنعت از دست مي دهند. در حاليكه موتورهاي dc به خاطر امكان كنترل سرعت خوب كاربرد فراواني دارند
امروزه همچنان موتورهاي dc بزرگ در صنايع نورد، نساجي،چاپ، جرثقيل سازي كاربرد فراوان دارند موتورهاي dc كوچك هم در سيستمهاي كنترل به وفور يافت مي شوند. كه مي توان از تاكومتر(سرعت سنج) نام برد.
موتورهاي DC : يکي از اولين موتورهاي دوار، اگر نگوييم اولين، توسط ميشل فارادي در سال ۱۸۲۱م ساخته شده بود و شامل يک سيم آويخته شده آزاد که در يک ظرف جيوه غوطه ور بود، مي شد. يک آهنرباي دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود. وقتي که جرياني از سيم عبور مي کرد، سيم حول آهنربا به گردش در مي آمد و نشان مي داد که جريان منجر به افزايش يک ميدان مغناطيسي دايرهاي اطراف سيم مي شود. اين موتور اغلب در کلاس هاي فيزيک مدارس نشان داده مي شود، اما گاهاً بجاي ماده سمي جيوه، از آب نمک استفاده مي شود. 
موتور کلاسيک DC داراي آرميچري از آهنرباي الکتريکي است. يک سوييچ گردشي به نام کموتاتور جهت جريان الکتريکي را در هر سيکل دو بار برعکس مي کند تا در آرميچر جريان يابد و آهنرباهاي الکتريکي، آهنرباي دائمي را در بيرون موتور جذب و دفع کنند. 
سرعت موتور DC به مجموعه اي از ولتاژ و جريان عبوري از سيم پيچهاي موتور و بار موتور يا گشتاور ترمزي، بستگي دارد. سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جريان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغير يا عبور جريان و با استفاده از تپ ها (نوعي کليد تغيير دهنده وضعيت سيم پيچ) در سيم پيچي موتور يا با داشتن يک منبع ولتاژ متغير، کنترل مي شود. بدليل اينکه اين نوع از موتور مي تواند در سرعتهاي پايين گشتاوري زياد ايجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهاي ترکشن (کششي) نظير لکوموتيوها استفاده مي کنند. 
اما به هرحال در طراحي کلاسيک محدوديتهاي متعددي وجود دارد که بسياري از اين محدوديت ها ناشي از نياز به جاروبک هايي براي اتصال به کموتاتور است. سايش جاروبک ها و کموتاتور، ايجاد اصطکاک مي کند و هرچه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبک ها مي بايست محکم تر فشار داده شوند تا اتصال خوبي را برقرار کنند. نه تنها اين اصطکاک منجر به سر و صداي موتور مي شود بلکه اين امر يک محدوديت بالاتري را روي سرعت ايجاد مي کند و به اين معني است که جاروبک ها نهايتاً از بين رفته نياز به تعويض پيدا مي کنند. اتصال ناقص الکتريکي نيز توليد نويز الکتريکي در مدار متصل مي کند. اين مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بيرون آن از بين مي روند، با قرار دادن آهنرباهاي دائم در داخل و سيم پيچ ها در بيرون به يک طراحي بدون جاروبک مي رسيم. 
موتورهاي ميدان سيم پيچي شده 
آهنرباهاي دائم در (استاتور) بيروني يک موتور DC را ميتوان با آهنرباهاي الکتريکي تعويض کرد. با تغيير جريان ميدان (سيم پيچي روي آهنرباي الکتريکي) مي توانيم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغيير دهيم. اگر سيم پيچي ميدان به صورت سري با سيم پيچي آرميچر قرار داده شود، يک موتور گشتاور بالاي کم سرعت و اگر به صورت موازي قرار داده شود، يک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهيم داشت. مي توانيم براي بدست آوردن حتي سرعت بيشتر اما با گشتاور به همان ميزان کمتر، جريان ميدان را کمتر هم کنيم. اين تکنيک براي ترکشن الکتريکي و بسياري از کاربردهاي مشابه آن ايده آل است و کاربرد اين تکنيک مي تواند منجر به حذف تجهيزات يک جعبه دنده متغير مکانيکي شود. 
 

موتورهاي يونيورسال 
 يکي از انواع موتورهاي DC ميدان سيم پيچي شده موتور ينيورسال است. اسم اين موتورها از اين واقعيت گرفته شده است که اين موتورها را مي توان هم با جريان DC و هم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً اين موتورها با تغذيه AC کار مي کنند. اصول کار اين موتورها بر اين اساس است که وقتي يک موتور DC ميدان سيم پيچي شده به جريان متناوب وصل مي شود، جريان هم در سيم پيچي ميدان و هم در سيم پيچي آرميچر (و در ميدانهاي مغناطيسي منتجه) همزمان تغيير مي کند و بنابراين نيروي مکانيکي ايجاد شده همواره بدون تغيير خواهد بود. در عمل موتور بايستي به صورت خاصي طراحي شود تا با جريان AC سازگاري داشته باشد (امپدانس/رلوکتانس بايستي مدنظر قرار گيرند)، و موتور نهايي عموماً داراي کارايي کمتري نسبت به يک موتور معادل DC خالص خواهد بود. مزيت اين موتورها اين است که ميتوان تغذيه ي AC را روي موتورهايي که داراي مشخصه هاي نوعي موتورهاي DC هستند بکار برد، خصوصاً اينکه اين موتورها داراي گشتاور راه اندازي بسيار بالا و طراحي بسيار جمع و جور در سرعتهاي بالا هستند. جنبه منفي اين موتورها تعمير و نگهداري و مشکل قابليت اطمينان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ايجاد مي شود و در نتيجه اين موتورها به ندرت در صنايع مشاهده مي شوند اما عمومي ترين موتورهاي AC در دستگاه هايي نظير مخلوط کن و ابزارهاي برقي اي که گاهاً استفاده مي شوند، هستند. 
 
انواع ماشينهاي جريان مستقيم:
 1- ژنراتورهاي  ( مولد ) DC
۲- موتورهاي DC
انواع ژنراتورهاي DC :
۱-مولد DC  با تحريك جداگانه : 
 سيم پيچ ميدان اين ژنراتور به وسيله يك منبع ولتاژ مستقل تحريك ميشود.
اين ژنراتور هنگاميكه يك حوزه وسيعي از تغييرات ولتاژ خروجي مورد نياز باشد استفاده ميشود.
كاربرد : بدليل قابليت تنظيم ولتاژ در محدوده وسيع در تنظيم دور موتورها وتحريك مولدهاي بزرگ در نيروگاهها مورد استفاده قرار ميگيرد.
۲-مولد شنت :
سيم پيچ ميدان با سيم پيچ آرميچر موازي بسته ميشودو به همين دليل به آن سيم پيچ شنت يا موازي ميگويند. تعداد حلقه هاي سيم پيچ شنت بسيار زياد است و جريان اين سيم پيچ كم حدود ۵ درصد جريان اسمي آرميچر ميباشد. ( جريان بايد كم باشد تا در جريان اصلي اثر كمي بگذارد.)
كاربرد: از اين مولد  در شارژ باطري ها و تامين برق روشنايي اضطراري و تغذيه سيم پيچ مولد هاي نيروگاهي استفاده مي شود.
۳- مولد سري: كه سيم پيچ ميدان (سيم پيچ سري تحريك) با سيم پيچ آرميچر سري بسته مي شود. سيم پيچ سري داراي تعداد حلقه هاي كمتر بوده ولي جريان عبوري آن نسبتاُ زياد است.(زيرا جريان آن همان جريان اصلي است) تا معادل mmf سيم پيچ شنت توليد شود.
كاربرد مولد سري :
  بدليل داشتن گشتاور راه اندازي زياد در وسايل حمل و نقل مانند مترو و جرثتقيلهاي برقي استفاده ميشود.
۴-مولد كمپوند :
اگر از هر دو سيم پيچ شنت وسري جهت تحديك مولد استفاده شود، مولد DC  يا كمپوند ميگويند ، كه داراي دو نوع كمپوند اضافي و نقصاني ميباشند.
كمپوند اضافي : 
اگر نيرو محركه مغناطيسي سيم پيچ سري ، نيرو محركه مغناطيسي سيم پيچ شنت را تحريك كند، مولد كمپوند اضافي گويند. كه داراي دو نوع شنت بلند و شنت كوتاه ميباشد
مولد كمپوند اضافي بسته به تعداد دورهاي سيم پيچ سري ميتواند يكي از سه حالت زير باشد :
الف) فوق كمپوند : (تعداد دهر سيم پيچ سري زياد است) در مواردي استفاده ميشود كه بايستي ولتاژ بار ثابت باشد. ولي به علت وجود فاصله بين مولد و مصرف كننده در سيمها افت ولتاژ به وجود مي آيد. در اين حالت افزايش ولتاژ خروجي مولد، افت ولتاژ خط را جبران ميكند و به مصرف كننده ولتاژ ثابت ميرسد.
ب)تخت : نيروي محركه مغناطيسي سيم پيچ سري و موازي با هم برابر بوده و جايي استفاده ميشود كه نياز به ولتاژ ثابتي باشدو فاصله بين مولد و مصرف كننده كم باشد 
ج)زير كمپوند : اثر آمپر دور سيم پيچ سري ناچيز مي باشد(ـبه علت تعداد دور كم سيم پيچ سري) و در تحريك مولد هاي نيروگاهي نقش موثري دراد
كمپوند نقصاني : 
كمپوند نقصاني هنگامي كه شار سيم پيچ سري باعث كاهش و نقصان اثر شار سيم پيچ شنت شود و در  جوشكاري قوس الكتريكي استفاده مي شود.
تذكر : كمپوند نقصاني و كمپوند اضافي داراي دو نوع شنت بلن و شنت كوتاه مي باشند
كه اگر سيم پيچ سري با سيم پيچ ارميچر با هم سري بسته شوند شنت بلند گفته و اگر سيم پيچ شنت با سيم پيچ ارميچر موازي قرار گيرد شنت كوتاه مي گويند
مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم
وسایل تبدیل انرژی الکترومکانیکی گردان را ماشینهای الکتریکی می گویند.
طبقه بندی ماشینهای الکتریکی
ماشینهای الکتریکی به دو طریق دسته بندی می شوند:
۱- از نظر نوع جریان الکتریکی
الف- ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم
ب- ماشینهای الکتریکی جریان متناوب
۲- از نظر نوع تبدیل انرژی
الف- مولدهای الکتریکی که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند
ب- موتورهای الکتریکی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند
به طور کلی ماشینهای الکتریکی جزء وسایل تبدیل انرژی غیر خطی هستند یعنی هر تغییر در ورودی همیشه به یک نسبت در خروجی ظاهر نمی شود.
 ساده جریان مستقیم 
یک مولد ساده جریان مستقیم از چهار قسمت اصلی زیر تشکیل شده است
۱- قطبهای مغناطیسی: که وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی مولد را بعهده دارد و می تواند بصورت آهنربای دائم و یا آهنربای الکتریکی باشد
۲- هادیها: برای ایجاد ولتاژ القایی به کار گرفته میشود
۳- کموتاتور: در ساده ترین حالت از دو نیم استوانه مسی که توسط میکا نسبت به یکدیگر عایق شده اند تشکیل می گردد، وظیفه یک طرفه کردن ولتاژ و جریان القایی را در خارج از مولد بعهده دارد.
۴- جاروبک: جهت انتقال جریان الکتریکی از هادیها به مصرف کننده استفاده میشود شکل زیر مولد ساده جریان مستقیم را نشان میدهد.
طرز کار مولد ساده جریان مستقیم: با حرکت هادیها در فضای ما بین قطبها باعث میشود میدان مغناطیسی توسط هادیها قطع میشود بدین ترتیب مطابق پدیده القاء در هادیها ولتاژ القاء میشود.ابتدا و انتهای هر کلاف به یک نیم استوانه مسی یا یک تیغه کوموتاتور وصل میشود روی تیغه های کوموتاتور دو عدد جاروبک بطور ثابت قرار داشته و با حرکت هادیها تیغه های کموتاتور زیر جاروبک می لغزند، بدین ترتیب در ژنراتورهای جریان مستقیم از طریق کوموتاتور ولتاژ القاء شده طوری به جاروبکها منتقل می شود که همیشه یکی از جاروبکها دارای پلاریته مثبت و دیگری دارای پلاریته منفی است. شکل موج ولتاژ القاء شده در این مولد ساده بصورت زیر می باشد.
برای افزایش سطح ولتاژ القاء شده و بهبود یکسوسازی بمنظور داشتن ولتاژ با دامنه ثابت باید تعداد کلافها را افزایش داد و کلافها را به کمک تیغه های کوموتاتور سری کنیم.
چگونگی تغییر پلاریته ولتاژ القایی در مولد ساده
در مولد جریان مستقیم تغییر پلاریته ولتاژ خروجی عملاٌ در صورت ایجاد یکی از دو حالت زیر ممکن می شود:
۱- جهت چرخش آرمیچر عوض شود
۲- جهت جریان در سیم پیچ قطبها تغییر کند در صورتیکه قطبها از نوع مغناطیس دائم نباشد
چگونگی تغییر دامنه ولتاژ القایی در مولد ساده
برای افزایش دامنه ولتاژ القا شده دو روش ممکن است:
۱- افزایش سرعت چرخش آرمیچر که باعث افزایش ولتاژ بصورت خطی می شود
۲- افزایش جریان تحریک که باعث افزایش ولتاژ مولد بصورت غیر خطی می شود
موتور ساده جریان مستقیم
موتور ساده از نظر ساختمانی مانند مولد ساده جریان مستقیم می باشد فقط نحوه کار آن با مولد ساده جریان مستقیم تفاوت دارد. در موتور ساده هادیها از طریق کوموتاتور و جاروبکها به یک منبع جریان مستقیم متصل می شود در اینصورت جریانی از هادیها عبور کرده و در نتیجه مطابق نیروی لورنس به هادیها نیروی وارد میشود و آنها به حرکت در می آید.
نحوه ایجاد نیرو و گشتاور در موتور ساده: در صورتیکه از یک کلاف تک حلقه که بین قطبهای یک مغناطیس قرار دارد جریان الکتریکی عبور کند مطابق شکل به بازوی سمت راست نیروی به سمت بالا و به بازوی سمت چپ نیروی بسمت پایین وارد می شود با وارد شدن دو نیروی مختلف الجهت به دو طرف کلاف طبیعی است که کلاف حول محورش شروع به دوران خواهد نمود یعنی وارد آمدن زوج نیرو موجب ایجاد گشتاور لازم شده است.
در این موتور ساده اگر صفحه کلاف عمود بر خطوط میدان مغناطیسی قرار گیرد به آن گشتاوری وارد نمیشود در ضمن که گشتاور وارد شده نیز دامنه یکنواخت ندارد برای رفع شدن این معایب می بایست تعداد کلافها و تیغه های کوموتاتور را افزایش داد کلافها در زاویه های مختلف قرار می گیرد و با هم توسط تیغه های کوموتاتور سری می شود.
تغییر جهت گردش در موتور ساده DC: تغییر جهت گردش موتور ساده به دو روش زیر ممکن است:
۱- تغییر جهت جریان در کلاف که با تغییر پلاریته ولتاژ منبع از خارج موتور میسر است
۲- تغییر قطبهای مغناطیسی که با تغییر جهت جریان در سیم پیچی تحریک ممکن است
ساختمان ماشینهای جریان مستقیم
اجزاء تشکیل دهنده ماشینهای جریان مستقیم را میتوان به صورت زیر دسته بندی کرد:
۱- قسمت ساکن شامل قطبها و بدنه
۲- قسمت گردان (آرمیچر)
۳- مجموعه جاروبک و جاروبک نگهدارها
هر کدام از قسمتهای فوق بطور خلاصه توضیح داده می شود
۱- اجزاء ساکن ماشینهای جریان مستقیم: قسمتهای ساکن جریان مستقیم شامل اجزاء زیر هستند:
الف- قطبهای اصلی
ب- قطبهای کمکی
ج- بدنه
– قطبهای اصلی: وظیفه این قسمت تامین میدان مغناطیسی مورد نیاز ماشین است. قطبهای اصلی خود شامل قسمتهای زیر می باشد:
– هسته قطب: از ورقهای فولاد الکتریکی به ضخامت حدود ۵/۰ تا ۶۵/۰ میلی متر با خاصیت مغناطیسی قابل قبول تشکیل می شود.
– کفشک قطب: شکل قطب به نحوی است که سطح مقطع کوچکتر برای سیم پیچ اختصاص داده می شود و قسمت بزرگتر که کفشک قطبی نام دارد سبب شکل دادن میدان مغناطیسی و سهولت هدایت فوران مغناطیسی به فاصله هوایی می شود.
– سیم پیچ تحریک: یا سیم پیچ قطب اصلی که دور هسته قطب پیچیده می شود، برای جریانهای کم باید تعداد دور سیم پیچ تحریک زیاد باشد و سطح مقطع آن کم و برا ی جریانهای زیاد تعداد دور کم برای سیم پیچ لازم است و با سطح مقطع زیاد
– قطبهای کمکی: قطبهای کمکی در ماشینهای جریان مستقیم از هسته و سیم پیچ تشکیل می شوند، هسته قطبهای کمکی را معمولاٌ از فولاد یکپارچه می سازند. سیم پیچی قطبهای کمکی نیز با تعداد دور کم و سطح مقطع زیاد پیچیده می شوند.
  • بازدید : 57 views
  • بدون نظر
این فایل در ۹صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

ممبدا علم الكتريسيته به مشاهده معروف تالس ملطي در ۶۰۰ سال قبل از ميلاد بر مي گردد. در آن زمان تالس متوجه شد كه يك تكه كهرباي مالش داده شده خرده هاي كاه را مي ربايد. از طرف ديگر مبدا علم مغناطيس به مشاهده اين واقعيت بر مي گردد كه بعضي سنگها (مانند سنگهاي ماگنتيت) به طور طبيعي آهن را جذب مي كنند. اين دو علم تا سال ۱۱۹۹/۱۸۲۰به موازات هم تكامل مي يابد. در سال ۱۱۹۹/۱۸۲۰ هانس هانس كريستسان اورستدمشاهده كرد كه جريان الكتريكي در يك سيستم مي تواند عقربه قطب نماي مغباطيسي را تحت تاثير قرار دهد
بدين ترتيب الكترومغناطيس به عنوان يك علم مطرح شد. اين علم جديد توسط بسياري از پژوهندگان  كه مهمترين آنها مايكل فاراده بود،تكامت بيشتري يافت. جيمز كلرك ماكسول قوانين مغناطيس را به شكلي كه اساسا امروزه مي شناسيم ، در آورد . اين قوانين كه  معادلات ماكسولناميده مي شوندهمان نقشي را در الكترو مغناطيس دارند كه قوانين حركت و گرانش نيوتن در مكانيك دارا هستند. 
اگر چه تلفيق الكتريسيته و مغناطيس توسط ماكسول بيشتر مبتني بر كار پيشينيانش بود اما خود او نيز سهم عمده اي در آن داشت. ماكسول چنين نتيجه گرفت كه كه ماهيت نور ، الكترو مغناطيسي استو سرعت آن را مي توان با اندازه گيري هاي صرفا الكتريكي ومغناطيس تعيين كرد. از اين رو اپتيك با الكتريسيته و مغناطيس رابطه ي نزديكي پيدا كرد
ميدان عمل معادلات ماكسول وسيع است ؛اين ميدان اصول اساسي وسايل الكترومغناطيسي و اپتيكي بزرگ مقياس، از قبيل موتور ها ،راديو، تلويزين،فرستنده ،رادار،ميكروسكوپ ها و تلسكوپ ها را در بر مي گيرد.
تكامل الكترو مغناطيس كلاسسيك به ماكسول ختم نشد. فيزيك دان انگليسي اليور هويسايدو بويژه فيزيك دان هاندي اچ. آ.لورنتس، در پالايش نظريه ماكسولمشاركت اساسي داشتند. هاينريش هرتز بيست سال و اندي پس از آنكه ماكسول نظريه خود را مطرح كرد ، گام موثري برداشت. وي ((امواج ماكسولي)) الكترو مغناطيسي را ، از نوعي كه امروزه امواج كوتاه راديو مي ناميم ، در آزمايشگاه توليد كرد. ماركوني و ديگران كاربرد عملي امواج الكترومغناطيسي ماكسول و هرتز را مورد استفاده قرار ذاذند.
امروزه الكترومغناطيس از دو جهت مورد توجه است . يكي در سطح كاربردهاي مهندسي ،كه در آن معادلات ماكسول عموما در حل تعداد زيادي از مسايل عملي مورد استفاده قرار مي گيرندو ديگري در سطح مباني نظري. در اين سطح چنان تلاش مداومي براي گسترش دامنه آن وجود دارد كه الكترو مغناطيس حالت ويژه اي از يك نظريه عمومي تر جلوه مي كند. اين نظريه عمومي تر نظريه هاي مثلا گرانش و فيزيك كوانتومي را در بر مي گيرداما پرداخت اين نظريه كلي هنوز به نتيجه ي نهايي نرسيده است.
الكتريسته به ۶۰۰ سال قبل از ميرسد در داستانهاي  ميلتوس ميخوانيم كه 
 
يك بار در اثر مالش كاه را جذب ميکند
 
 مغناطيس از موقعي شناخته شد كه مشاهده گرديد بعضي از سنگها 
 
مثل مگ ني تيت اهن را ميربايند علم الكتريسيته ومغناطيس در ابتدا جدا 
 
گانه تو سعه پيدا كرده اند تا اينكه در سال ۱۸۲۰ هنس كريستا ل اور ستد
 
۱۷۷۷تا ۱۸۵۱ رابطه بين انها مشاهده كردند وبه اين ترتيب كه اگر 
 
جرياني از سيم بگذرد ميتواند مغناطيس را تحت تا ثير قرار دهد
 
بعد از او علماي زيادي راجع به الكترو مغناطيس تحقيق يكي از مهشور 
 
ترين انها فارادي است ولي خدمات ماكسول۱۸۳۱-۱۸۷۹ بود كه قوانين 
 
الكترو مغناطيس به صورتي در امد كه امروز مي شنا سيم كه اين قوانين 
 
به معدلات ماكسول شناخته شدند اين قوانين به اندازه قوانين حركت جاذبه 
 
نيوتون در مكانيك اهميت دارند ماكسول نشان داد كه نور يك موج الكترو 
 
مغناطيس است و سرعتش را تنها با انداره گيري هاي الكترو مغناطيس 
 
ميتوان پيدا كرد بدين ترتيب علم نور با علم الكترو مغناطيس رابطه پيدا 
 
كرد  . معادلات ماكسول شامل:
 
قسمتهاي اساسي الكترو مغنا طيس ونور مثل سيكلو ترنها – ماشين هاي 
 
محاسبه – راديو –رادار …ميباشد 
 
تئوري الكترو مغناطيس با معدلات ماكسول خاتمه پيدا نكرد فيزيسين 
 
انگليسي هوي سايد۱۸۵۰-۱۹۲۵ و فيزيسين
 
هلندي لرنس ۱۸۵۷-۱۹۲۶ معادلات ماكسول را تشريح كرده ند هرتس 
 
۱۸۵۷-۱۸۹۴ ۲۰سال بعد از ماكسول در لابراتوار امواج            
 
الكترو مغنا طيس را به طور  
 
تجربي به وجود اورد امواج هرتس را امواج كوتاه ميناميم . 
 
الکترو مغناطيس در دو جهت تو سعه مييابد:از طرفي در صنعت واز 
 
طرف ديگر تئورسين ها كوشش ميكنند كه قوانين ماكسول را ديسكتئوريش 
 
عمومي تری  بگنجانداين تئوري شامل قوانين  ماكسول وقوانين
 
جاذبه وقوانين كوانتومي خواهد بود                                   
 
 
                 (هاديها وعايقها)
 
 
هر گاه  ميله فلزي رادر دو دست گرفته وبا پوست خود مالش دهيم اين 
 
ميله داراي بار الكتريكي نخواهد شد در صورتي كه اگر يك ميله شيشه را 
 
مالش داده ودست به ان بزنيم داراي بار الكتريكي خواهد شد .دليلش اين 
 
است كه فلزات وبدن هادي الكتريسيته هستند  در حالي كه ميله شيشه اي 
 
الكتريسيته را هدايت نميكند وان را عايق الكتريسيته نامند در اجسام هادي 
 
بار هاي الكتريكي  ميتوانند حركت كنند ولي در عايق ها نميتوانند
 
(حركت بار الكتريكي منطق است )          
 
در زمان فرانكلين عقيده بر اين بود كه جريان الكتريسيته جريان پيوسته 
 
است ولي تئوري اتمي ماده نشان داد كه حتي اب هم پيوسته نيست بلكه از 
 
حركت اتم ها تشكيل شده است. تجربه نشان ميدهد كه جريان الكتريسيته 
 
مجموعه اي از يك بار الكتريكي كه حداقل بار اكتريسيته است ميباسد اين 
 
حداقل بار الكتريكيكه نام ان را (اي ) گذاسته ابم .هر بار الكتريكي (كيو)
 
ديگري را ميتوان بصورت (ان.اي)نوشت .(ان)يك عدد صحيح مپبت يا 
 
منفي است .وقتي يك خاصيت فيزيكي قبل حركت بار بار الكتريكي دائمي 
 
نبوده و منطق باشد ميگويند اين خاصيت و يا كوانيتزه است. كوانيتزه  
 
بودن پايه فيزيك مدرن است.
 
وجود اتم والكترون وپورتون نشان ميدهد جرم هم كوانيتزه است كه 
 
خواص زيادي كوانيتزه هستند به شرط اينكه انها را با مقياس اتمي مشاهده 
 
كنيم .ممتنم زاويه اي وانرژي جزو اين خواصند.تئوري كلاسيك المترو 
 
مغناطيس در باره منطق بودن حركت بار الكتريكي  بحثي نميكند هم چنين 
 
قوانين نيوتون از وجود پرتون ها و الكترون ها در ماده حرفي نميزند هر 
 
دو تئوري نا قصند چون خواص بار و ماده را با مقياس اتمي شرح 
 
نميدهند تئوري كلاسيك الكترو مغناطيس مثلا كاملا تشريح ميكند كه چه 
 
اتفاقي مي افتد اگر يك ميله مغناطيسي را وارد يك سيم پيچ ميكنيم ولي 
 
شرح ولي شرح خواص مغناطيسي ميله از روي اتم هايي كه تشكيل
 
 ميله را ميدهند با تئوري كلاسيك الكترئ مغناطيس ممكن نيست براي 
 
اينطور مسائل و نظير انها تئوري فيزيك كووانت ها لازم است 

عتیقه زیرخاکی گنج