بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
مقدمه ای بر موتورهای DC
بنام خداوند بخشنده مهربان
اسلاید 2 :
فهرست مطالب
مقدمه
ساختمان ماشینهای DC
اصول کار یک موتور DC
روابط نیرو و گشتاور در موتورهای DC
حفاظت موتورهای DC
راه اندازی موتور DC
تغییر جهت دوران در موتورهای DC
پدیده کموتاسیون و مشکلات مرتبط با آن
کنترل سرعت موتور DC
انواع موتورهای DC
موتورهای اونیورسال
اسلاید 3 :
مقدمه
سیستمهای توزیع برق DC در حال حاضر متداول نبوده و ژنراتورهای DC نیز کاربرد بسیار کمی در صنعت دارند.
در حال حاضر موتورهای DC به علت مزیت کنترل پذیری مطلوب آنها هنوز کاربردهای متنوعی در صنعت دارند.
عمده ماشینهای DC شبیه به ماشینهای AC می باشند چونکه ماهیت ولتاژ تولید شده در سیم پیچها AC میباشد و به علت وجود یکسو کننده خروجی ماشین یکسو گردیده و بدین ترتیب گشتاور در موتور DC و ولتآژ در ژنراتور DC یکسو میگردد. این مکانیزم کموتاتور نام دارد.
عیب عمده ماشینهای DC استفاده از کموتاتور و متعاقب آن فرسودگی نیاز به تعمیر و نگهداری و ایجاد جرقه میباشد .
جایگاه ماشینهای DC با تغییر و تحولات رخ داده در عرصه الکترونیک قدرت خدشه دیده و رفته رفته جایگاه خود را در ضمینه کنترل دور و گشتاور به رقبای خود واگذار می کند.
اسلاید 4 :
ساختار یک موتور DC
1- استاتور
2- روتور
3 جاروبک و نگهدارنده
سیم پیچی میدان سری
سیم پیچی میدان شنت
سیم پیچی جبرانساز
شفت روتور
جاروبک
سیم پیچ آرمیچر
هسته آرمیچر
یوغ استاتور
فاصله هوایی
هسته قطب اصلی
کفشک قطب
قطب کمکی
سیم پیچ قطب کمکی
کموتاتور
اسلاید 5 :
قسمتهای مختلف روتور یک ماشین DC
سیم پیچ
هسته آهنی
بلبرینگ
اتصالات میان بوبینها
عایق بین تیغه ها
عایق بین تیغه ها
عایق سیم پیچی
تیغه های مسی کلکتوری
اسلاید 6 :
استاتور یک موتور DC
فریم موتور
هسته آهنی
سیم پیچ میدان
قطب
قطب
اسلاید 7 :
مکانیزمهای دیگر موتور DC
فنر
جاروبک نگهدار
جاروبک (زغال)
روتور
کموتاتور
اسلاید 8 :
اصول کار یک موتور DC
عبور جریان در یک هادی میدان مغناطیسی را در اطراف آن ایجاد میکند. این موضوع در شکل (A) نشان داده شده است.
هنگامی که هادی حامل جریان در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار میگیرد. میدان خارجی بر هادی حامل جریان نیرویی وارد می کند که این موضوع در شکل (b) نشان داده شده است.
(B) تاثیر میدان مغناطیسی خارجی بر هادی حامل جریان
(A) میدان مغناطیسی ایجاد شده در اطراف هادی حامل جریان
اسلاید 9 :
نتایج استنتاج شده
بنابراین اگر یک هادی داخل میدان مغناطیسی قرار داده شود
- حرکت هادی درون میدان جریان الکتریکی تولید می کند (ژنراتور)
- عبور جریان الکتریکی درون هادی تولید نیروی محرک میکند ( موتور)
بیان معکوس قضیه فوق به این صورت است که: یک موتور DC میتواند به عنوان ژنراتور مورد استفاده قرار گیرد.
- گرچه ماشینی که به منظور موتور بودن طراحی شده است برای کارکد موتوری بهینه تر می باشد.
اسلاید 10 :
ساده ترین ساختار برای یک ماشین dc
(1-3)
(2-3)
گشتاور ایجاد شده در حلقه هادی گردنده
فرض کنیم که باطری به مدار ماشین DC وصل گردد. نیروی وارد بر قطعات مختلف هادی حامل جریان از روابط زیر تبعیت می کند.
و گشتاور وارد بر هر کدام مطابق رابطه زیر است.
در رابطه فوق زاویه بین F و r است. بنابراین هنگامی که حلقه سیم در خارج از محدوده میدان مغناطیسی قرار می گیرد گشتاور صفر میشود.
اسلاید 11 :
1-قطعه ab :
2-قطعه bc :
3-قطعه cd :
3-قطعه da :
نیروی وارد بر قطعات مختلف هادی در میدان
اسلاید 12 :
روابط نیرو و گشتاور در موتور DC
گشتاور کل ایجاد شده در حلقه برابر است با:
گشتاور در تمامی موتورهای واقعی از سه عامل زیر تبعیت می کند.
1- شار داخل ماشین
2- جریان ماشین
3- یک عدد ثابت به نمایندگی از ساختار ماشین
اسلاید 14 :
برای کاکرد مطمئن موتورهای DC نیاز به تجهیزات کنترل و حفاظت مرتبط با آنها میباشیم. استفاده از این وسایل بایستی اهداف زیر را تامین کند.
حفاظت موتور در برابر آسیبهای ناشی از اتصال کوتاه در تجهیزات
حفاظت موتور در برابر آسیبهای ناشی از اضافه بار طولانی
حفاظت موتور در برابر جریانهای زیاد در هنگام راه اندازی
جهت ایجاد روش کنترلی مناسبی برای کنترل سرعت کار موتور
حفاظت موتور DC
اسلاید 15 :
کنترل جریان راه اندازی
حفاظت موتور در مقابل جریان زیاد راه اندازی
الف: با وارد کردن مقاومت در مسیر آرمیچر
ب- با کاهش ولتاژ ترمینال در هنگام راه اندازی
الف: کنترل جریان راه اندازی با مقاومت راه انداز
در هنگام راه اندازی، موتور نمیچرخد، از اینرو نیروی محرکه داخلی موتور EA = 0V میشود. و از طرف دیگر مقاومت داخلی معمولی موتور DC بسیار کم است (3-6 درصد پریونیت) ، جریان بسیار زیادی در موتور برقرار می گردد.
برای مثال، برای یک موتور 50hp، 250 ولت DC و مقاومت آرمیچر Ra=0.06 جریان بار کامل 200 امپر دارد، در این حالت جریان راه اندازی برابر است با:
این جریان در حدود 20 برابر جریان نامی موتور می باشد و احتمالا خسارت بسیار جدی به آن وارد می کند.
یک راه حل برای مشکل جریان راه اندازی وارد کردن مقاومت راه انداز در مسیر آرمیچر برای محدود کردن جریان میباشد تا هنگامی که EA بتواند ایجاد گردد . البته این مقاومت میبایست با افزایش نیروی محرکه داخلی موتور از مدار خارج شود در غیر این صورت این مقاومت باعٍث تلفات گردیده و مشخصه گشتاور سرعت موتور را مختل خواهد کرد.
اسلاید 16 :
کنترل جریان راه اندازی
یک مدار نمونه برای راه اندازی مقاومتی موتور DC
اسلاید 17 :
کنترل جریان راه اندازی
ب- کنترل جریان راه اندازی با کاهش ولتاژ ترمینال در هنگام راه اندازی
در هنگام راه اندازی Ea=0
در هنگام راه اندازی میتوان ولتاژ موتور را بتدریج افزایش داد جریان آرمیچر محدود گردد این
کاری است که در درایوها و سافت استارترها انجام میدهند.
اسلاید 18 :
تغییر جهت دور در موتورهای DC
طبق قانون دست چپ در مورد موتورها جهت نیروی وارده را تعیین میکنیم.
تغییر جهت میدان
تغییر جهت جریان آرمیچر
قانون دست چپ
جهت نیرو
میدان مغناطیسی
جهت جریان
اسلاید 19 :
پدیده کموتاسیون
کموتاسیون فرآیند تبدیل ولتاژ و جریانهای AC ماشین در روتور به ولتاژ و جریان DC در ترمینال است.
اسلاید 20 :
مشکلات مرتبط با پدیده کموتاسیون
یک ماشین دو قطب: در ابتدا شار قطب بطور یکنواخت تورزیع شده است و صفحه خنثی عمود است
تاثیر فاصله هوایی بر شار قطب
هنگامی که بار وصل میشود جریانی از داخل روتور عبور کرده و میدان مغناطیسی را اطراف سیم پیچهای روتور ایجاد می کند.
