خلاصه کتاب ماشین های الکتریکی ۲

جزوه ماشین های الکتریکی ۲
دانلود فایل
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ژنراتور الکتریکی وسیله ای است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. یک ژنراتور الکترون ها را مجبور می کند تا از طریق یک مدار الکتریکی خارجی عبور کنند . تا حدودی مشابه پمپ آب است که جریان آب ایجاد می کند اما آب داخل آن ایجاد نمی شود. منبع انرژی مکانیکی، محرک اصلی ، ممکن است یک موتور بخار رفت و برگشتی یا توربین ، آب ریزش جزوه ماشین های الکتریکی ۲ از طریق یک توربین یا چرخ آبی ، یک موتور احتراق داخلی ، یک توربین بادی ، یک میل لنگ دستی ، هوای فشرده یا هر منبع انرژی مکانیکی دیگری باشد.
دو بخش اصلی یک ماشین الکتریکی را می توان به دو صورت مکانیکی یا الکتریکی توصیف کرد. از نظر مکانیکی، روتور قسمت دوار و استاتور قسمت ثابت یک ماشین الکتریکی است. در اصطلاح الکتریکی، آرمیچر جزء تولید کننده نیرو و میدان جزء میدان مغناطیسی یک ماشین الکتریکی است. آرمیچر می تواند روی روتور یا استاتور باشد. میدان مغناطیسی می توان با یا ارائه مغناطیسی یا آهنرباهای دائمی را در هر دو روتور یا استاتور نصب شده است. ژنراتورها به دو نوع ژنراتور AC و ژنراتور DC طبقه بندی می شوند .
ژنراتور AC
یک ژنراتور AC انرژی مکانیکی را به الکتریسیته جریان متناوب تبدیل می کند . از جزوه ماشین های الکتریکی ۲آنجایی که توان انتقال یافته به مدار میدان بسیار کمتر از توان انتقال یافته به مدار آرمیچر است، ژنراتورهای AC تقریبا همیشه سیم پیچ میدان را روی روتور و سیم پیچ آرمیچر روی استاتور دارند.
ژنراتورهای AC به چند نوع طبقه بندی می شوند.
در یک ژنراتور القایی ، شار مغناطیسی استاتور باعث القای جریان در روتور می شود. سپس محرک اصلی، روتور را بالاتر از سرعت سنکرون هدایت می‌کند و باعث می‌شود که شار روتور مخالف سیم‌پیچ‌های استاتر را قطع کند و جریان فعال در سیم‌پیچ‌های استاتر تولید کند، بنابراین برق را به شبکه الکتریکی باز می‌گرداند. یک ژنراتور القایی توان راکتیو را از سیستم متصل می‌گیرد و بنابراین نمی‌تواند منبع انرژی مجزا باشد.
در یک ژنراتور سنکرون (آلترناتور) ، جریان برای میدان مغناطیسی توسط یک منبع جریان DC جداگانه تامین می شود .
ژنراتور DC
ژنراتور DC ماشینی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی جریان مستقیم جزوه ماشین های الکتریکی ۲ تبدیل می کند. یک ژنراتور DC به طور کلی دارای یک کموتاتور با حلقه تقسیم برای تولید جریان مستقیم به جای جریان متناوب است.
موتور
موتور الکتریکی.
مقاله اصلی: موتور الکتریکی
یک موتور الکتریکی انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند . فرآیند معکوس ژنراتورهای الکتریکی، اکثر موتورهای الکتریکی از طریق میدان های مغناطیسی برهم کنش و بب های حامل جریان برای تولید نیروی چرخشی عمل می کنند. موتورها و ژنراتورها شباهت های زیادی دارند و بسیاری از انواع موتورهای الکتریکی را می توان به عنوان ژنراتور کار کرد و بالعکس. موتورهای الکتریکی در کاربردهای مختلفی مانند فن های صنعتی، دمنده ها و پمپ ها، ماشین ابزار، لوازم خانگی، ابزار برقی و دیسک درایوها یافت می شوند .جزوه ماشین های الکتریکی ۲ آنها ممکن است با جریان مستقیم یا جریان متناوب تغذیه شوند که منجر به دو طبقه بندی اصلی می شود: موتورهای ACو موتورهای DC .
موتور AC
مقاله اصلی: موتور AC
یک موتور AC جریان متناوب را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. معمولاً از دو بخش اصلی تشکیل شده است، یک استاتور ثابت بیرونی که دارای سیم پیچ هایی با جریان متناوب برای تولید میدان مغناطیسی دوار است و یک روتور داخلی متصل به شفت خروجی که توسط میدان دوار به آن گشتاور داده می شود. دو نوع اصلی موتورهای AC بر اساس نوع روتور مورد استفاده متمایز می شوند.
موتور القایی (ناهمزمان) ، میدان مغناطیسی روتور توسط یک جریان القایی ایجاد می شود . روتور باید کمی کندتر (یا سریعتر) از میدان مغناطیسی استاتور بچرخد تا جریان القایی را فراهم کند. سه نوع روتور موتور القایی وجود دارد که عبارتند از: روتور قفس سنجابی ، روتور زخمی و روتور هسته جامد .
موتور سنکرون ، به القایی متکی نیست و بنابراین می تواند دقیقاً در فرکانس عرضه یا جزوه ماشین های الکتریکی ۲ زیر چندگانه بچرخد. میدان مغناطیسی روتور یا توسط جریان مستقیمی که از طریق حلقه های لغزنده ( محرک ) یا توسط یک آهنربای دائمی تولید می شود.
موتور DC
مقاله اصلی: موتور DC
خار موتور الکتریکی DC گشتاور به طور مستقیم از برق DC با استفاده از تخفیف های داخلی، آهنرباهای دائمی ثابت، و چرخش آهن ربا الکتریکی به موتور عرضه می شود. برس ها و فنرها جریان الکتریکی را از کموتاتور به سیم پیچ های سیم چرخان روتور داخل موتور منتقل می کنند. موتورهای DC بدون جاروبک از آهنربای دائمی دوار در روتور و آهنرباهای الکتریکی ثابت روی محفظه موتور استفاده می کنند. یک کنترلر موتور DC را به AC تبدیل می کند . این طراحی ساده تر از موتورهای برس خورده است زیرا عارضه انتقال نیرو از خارج موتور به روتور چرخان را از بین می برد. نمونه ای از موتورهای DC بدون جاروبک و سنکرون، موتور پله ای است که می تواند یک چرخش کامل را به تعداد زیادی مرحله تقسیم کند.
سایر ماشین های الکترومغناطیسی
ماشین های الکترومغناطیسی شامل Amplidyne ، همگام ساز ، Metadyne ، ادی کلاچ ف01445241 ،جزوه ماشین های الکتریکی ۲ ترمز فوکو ، ادی دینامومتر ف01445241 ، پسماند دینامومتر ، مبدل های سانتریفوژ ، و مجموعه ای بخش لئونارد . مبدل چرخشی ترکیبی از ماشین هایی است که به عنوان یکسو کننده مکانیکی، اینورتر یا مبدل فرکانس عمل می کنند. مجموعه Ward Leonard ترکیبی از ماشین هایی است که برای کنترل سرعت استفاده می شود. از دیگر ترکیبات ماشینی می توان به سیستم های Kraemer و Scherbius اشاره کرد.
ترانسفورماتور
تبدیل کننده.
مقاله اصلی: تبدیل
ترانسفورماتور وسیله ای استاتیک است که جریان متناوب را بدون تغییر جزوه ماشین های الکتریکی ۲ فرکانس از یک سطح ولتاژ به سطح دیگر (بالاتر یا پایین تر) یا به همان سطح تبدیل می کند. یک ترانسفورماتور انرژی الکتریکی را از یک مدار به مدار دیگر از طریق بب های جفت شده القایی – سیم پیچ های ترانسفورماتور – منتقل می کند. یک جریان الکتریکی متغیر در سیم پیچ اول یا اولیه ، شار مغناطیسی متغیری را در هسته ترانسفورماتور ایجاد می کند و بنابراین یک میدان مغناطیسی متغیر از طریق سیم پیچ ثانویه ایجاد می کند . این میدان مغناطیسی متغیر یک نیروی الکتروموتور متغیر (emf) را القا می کند.یا ” ولتاژ ” در سیم پیچ ثانویه. این اثر القای متقابل نامیده می شود .
سه نوع ترانسفورماتور وجود دارد
ترانسفورماتور استپ آپ
ترانسفورماتور کاهنده
ترانسفورماتور ایزولاسیون
بر اساس ساختار چهار نوع ترانسفورماتور وجود دارد
نوع هسته
نوع پوسته
نوع قدرت
نوع ساز
ماشین‌های روتور الکترومغناطیسی
ماشین‌های روتور الکترومغناطیسی ماشین‌هایی هستند که دارای نوعی جریان الکتریکی جزوه ماشین های الکتریکی ۲ در روتور هستند که یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که با سیم‌پیچ‌های استاتور در تعامل است. جریان روتور می تواند جریان داخلی در یک آهنربای دائمی (ماشین PM)، جریانی که از طریق برس ها به روتور می رسد (ماشین Brushed) یا جریانی که در سیم پیچ های روتور بسته توسط یک میدان مغناطیسی متغیر (ماشین القایی) تنظیم می شود.
ماشین های آهنربای دائمی
ماشین های PM دارای آهنرباهای دائمی در روتور هستند که یک میدان مغناطیسی ایجاد می کنند. نیروی محرکه مغناطیسی در یک PM (ناشی از چرخش الکترون‌ها با اسپین هم‌تراز) عموماً بسیار بیشتر از آن چیزی است که در یک سیم‌پیچ مسی ممکن است. با این حال، سیم پیچ مسی را می توان با یک ماده فرومغناطیسی پر کرد، که به سیم پیچ مقاومت مغناطیسی بسیار کمتری می دهد . جزوه ماشین های الکتریکی ۲ هنوز میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط PM های مدرن ( مگنت های نئودیمیوم ) قوی تر است، به این معنی که ماشین های PM گشتاور/حجم و نسبت گشتاور/وزن بهتری نسبت به ماشین هایی با سیم پیچ روتور تحت کار مداوم دارند. این ممکن است با معرفی ابررساناها در روتور تغییر کند.
از آنجایی که آهنرباهای دائمی در یک ماشین PM در حال حاضر عدم تمایل مغناطیسی قابل توجهی را ایجاد می کنند، بنابراین عدم تمایل در شکاف هوا و سیم پیچ ها اهمیت کمتری دارند. این آزادی قابل توجهی را هنگام طراحی ماشین های PM می دهد.
معمولاً می‌توان ماشین‌های الکتریکی را برای مدت کوتاهی بارگذاری کرد تا زمانی که جریان موجود در کویل‌ها، قسمت‌هایی از ماشین را تا دمایی گرم کند که باعث آسیب شود. ماشین‌های PM می‌توانند به میزان کمتری در معرض چنین اضافه‌باری قرار بگیرند، زیرا جریان بیش از حد زیاد در سیم‌پیچ‌ها می‌تواند میدان مغناطیسی آنقدر قوی ایجاد کند که آهن‌رباها را مغناطیسی‌زدایی کند.
ماشین های برس خورده
ماشین‌های برس‌دار ماشین‌هایی هستند که سیم‌پیچ روتور از طریق برس‌ها جریان دارد، تقریباً به همان روشی که جریانی که در یک مسیر ماشین برقی به ماشین می‌رسد . برس های بادوام تر را می توان از گرافیت یا فلز مایع ساخت. حتی می توان جزوه ماشین های الکتریکی ۲ با استفاده از قسمتی از روتور و استاتور به عنوان ترانسفورماتور که جریان را بدون ایجاد گشتاور انتقال می دهد، برس ها را در «ماشین برس شده» از بین برد. برس ها را نباید با کموتاتور اشتباه گرفت. تفاوت این است که برس ها فقط جریان الکتریکی را به روتور متحرک منتقل می کنند در حالی که یک کموتاتور نیز جهت جریان را تغییر می دهد.
بین سیم پیچ های روتور و دندانه های آهنی بین سیم پیچ های استاتور علاوه بر آهن سیاه پشت سیم پیچ های استاتور ، آهن (معمولاً هسته های فولادی چند لایه ساخته شده از ورق فلز ) وجود دارد. شکاف بین روتور و استاتور نیز تا حد امکان کوچک است. همه اینها برای به حداقل رساندن عدم تمایل مغناطیسی مدار مغناطیسی انجام می شود که میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ های روتور از آن عبور می کند، چیزی که برای بهینه سازی این ماشین ها مهم است.
ماشین‌های برس‌کاری شده بزرگ که با DC به سیم‌پیچ‌های استاتور با سرعت سنکرون کار می‌کنند، رایج‌ترین ژنراتور در نیروگاه‌ها هستند ، زیرا توان راکتیو را نیز به شبکه می‌رسانند، زیرا می‌توانند توسط توربین راه‌اندازی شوند و ماشین در این سیستم جزوه ماشین های الکتریکی ۲ می‌تواند تولید برق با سرعت ثابت بدون کنترلر این نوع ماشین اغلب در ادبیات به عنوان ماشین سنکرون شناخته می شود.
این دستگاه همچنین می تواند با اتصال سیم پیچ های استاتور به شبکه و تامین AC سیم پیچ های روتور از یک اینورتر کار کند. مزیت این است که می توان سرعت چرخش دستگاه را با یک اینورتر با رتبه کسری کنترل کرد. هنگامی که به این روش اجرا می شود، دستگاه به عنوان دستگاه “القایی” تغذیه دوگانه برس خورده شناخته می شود . “القایی” گمراه کننده است زیرا هیچ جریان مفیدی در دستگاهی که توسط القایی راه اندازی می شود وجود ندارد.
ماشین های القایی
ماشین‌های القایی دارای سیم‌پیچ‌های روتور اتصال کوتاه هستند که در آن جریان توسط القایی تنظیم و حفظ می‌شود. این مستلزم آن است که روتور با سرعتی غیر از سرعت سنکرون بچرخد، به طوری که سیم پیچ های روتور تحت یک میدان مغناطیسی متغیر ایجاد شده توسط سیم پیچ های استاتور قرار گیرند. ماشین القایی یک ماشین ناهمزمان است.
القایی نیاز به برس‌ها را که معمولاً بخش ضعیفی در ماشین‌های الکتریکی است، از بین می‌برد. جزوه ماشین های الکتریکی ۲ همچنین امکان طراحی هایی را فراهم می کند که ساخت روتور را بسیار آسان می کند. یک سیلندر فلزی به عنوان روتور کار می کند، اما برای بهبود کارایی معمولاً از روتور “قفس سنجابی” یا روتور با سیم پیچ بسته استفاده می شود. سرعت ماشین‌های القایی ناهمزمان با افزایش بار کاهش می‌یابد زیرا برای تنظیم جریان کافی روتور و میدان مغناطیسی روتور، اختلاف سرعت بیشتر بین استاتور و روتور ضروری است. ماشین‌های القایی ناهمزمان می‌توانند ساخته شوند تا در صورت اتصال به شبکه AC بدون هیچ وسیله کنترلی راه‌اندازی و کار کنند، اما گشتاور راه‌اندازی کم است.
یک مورد خاص می تواند یک ماشین القایی با ابررساناها در روتور باشد. جریان در ابررساناها توسط القایی تنظیم می شود، اما روتور با سرعت سنکرون کار می کند زیرا برای حفظ جریان روتور نیازی به اختلاف سرعت بین میدان مغناطیسی در استاتور و سرعت روتور نخواهد بود.
مورد خاص دیگر دستگاه القایی دو تغذیه بدون جاروبک است که دارای مجموعه دو سیم پیچ در استاتور است.جزوه ماشین های الکتریکی ۲ از آنجایی که دو میدان مغناطیسی متحرک در استاتور دارد، صحبت در مورد سرعت سنکرون یا ناهمزمان معنایی ندارد.
ماشین های بی میلی

دیدگاهی بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.