تشخیص خطای حلقه به حلقه سیم پیچی استاتور موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی با در نظر گرفتن اثر اشباع مغناطیسی
پایش وضعیت موتورهای القائی، یک فناوری کاملاً ضروری و مهم برای تشخیص به هنگام عیوب مختلف در مرحله ابتدائی است. که میتواند از شیوع عیبهای غیرمنتظره در همان مراحل ابتدائی جلوگیری کند. تقریباً 30 تا40% عیوب موتورهای القائی مربوط به عیبهای استاتور هستند. در این پایاننامه بررسی جامعی از عیوب مختلف موتور القائی، دلایل بوجود آورنده و روشهای مختلف مدلسازی این عیوب صورت گرفته است. در ادامه شاخصهای مختلف تشخیص عیب اتصال حلقه به حلقه سیمپیچی استاتور معرفی گردیده و از جنبههای مختلف مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتهاند.
ایده اصلی این پایاننامه شبیهسازی موتور القائی معیوب با عیب اتصال حلقه به حلقه سیمپیچی استاتور با در نظرگرفتن اثر اشباع مغناطیسی است و شبیهسازی موتور القائی سه فاز معیوب با عیب اتصال حلقه به حلقه سیم پیچی استاتور، با و بدون در نظرگرفتن اثر اشباع مغناطیسی انجام گرفته است. سپس شاخصهای مختلف این نوع عیب استخراج شده و در هر دو شرایط خطی و اشباع با نتایج عملی مقایسه شدهاند. همچنین در این پایاننامه شاخص جدیدی با ویژگیهای مطلوبتری جهت شناسایی عیب حلقه به حلقه سیم پیچی استاتور معرفی گردیده است و در نهایت مطلوبترین شاخص از بین شاخصهای موجود معرفی شده است.
کلمات کلیدی : عیب حلقه به حلقه سیمپیچی استاتور، موتور القایی، اشباع مغناطیسی، الگوریتم ژنتیک، پدیده نوسان پاندولی، اندوکتانس استاتور
فهرست مطالب
چکیده
فصل اول
مقدمهای بر عیوب مختلف موتورهای القایی سه فاز و معرفی شاخصهای عیب حلقه به حلقه سیمپیچی استاتور
1-1- مقدمه
شکل1-1- انواع خطاها در سیم پیچ استاتور
1-1- عوامل پدید آورنده خطاهای سیمپیچ
1-2-1- تنشهای حرارتی
1-2-2- تنشهای الکتریکی
1-2-3- تنشهای مکانیکی
1-2-4- تنشهای محیطی
1-1- روشهای تشخیص خطا در سیمپیچ استاتور
1-3-1- روشهای تهاجمی
1-3-1-1- نویز صوتی
1-3-1-2- لرزش
1-3-1-3- دما
1-3-1-4- تخلیه جزیی
1-3-1-5- آنالیز گاز
1-3-1-6- ضربه
1-3-1-7- سرعت زاویهای لحظهای
1-3-1-8- گشتاور فاصله هوایی
1-3-1-9- شار مغناطیسی
1-3-2- روشهای غیرتهاجمی
1-3-2-1- جریان خط استاتور
1-3-2-2- توان
1-3-2-3- ماتریس امپدانس توالی
1-3-2-4- ولتاژ موتور
1-3-2-5- پدیده نوسان پاندولی
1-3-3- روشهای مبتنی بر هوش مصنوعی
1-3-3-1- روشهای مبتنی بر سیستمهای خبره
1-3-3-2- روشهای مبتنی بر منطق فازی
1-3-3-3- روشهای مبتنی بر شبکههای عصبی مصنوعی
1-3-3-3-1- شبکههای عصبی تحت نظارت
1-3-3-3-2- شبکههای عصبی نظارت نشده
1-3-3-4- روشهای مبتنی بر شبکههای فازی- عصبی
1-3-3-5- روشهای مبتنی بر تخمین پارامتر
فصل دوم
بستر آزمایشگاهی
2-1- مقدمه
2-1- موتور، تغذیه و بار گذاری
2-2-1- موتور
جدول 2-1- اتصالات سر سیمهای کلاف معیوب برای ایجاد خطای مصنوعی
شکل2-1- نحوهی سیمپیچی کلاف معیوب
شکل2-2- دیاگرام سیمپیچی موتور مورد استفاده
2-2-1- تغذیه موتور
2-2-1- بارگذاری موتور
2-2- جمع آوری داده های تجربی
2-2-1- حسگرهای بکار رفته و مدارات واسط آنها
شکل2-3- مجموعه ست آزمایشگاهی مورد مطالعه
فصل سوم
مدلسازی و شبیهسازی رفتار موتور القایی سهفاز قفس سنجابی تحت عیب سیمپیچی استاتور
3-1- مقدمه
3-2- مدل مدارهای مزدوج چندگانه موتور القایی در شرایط سالم
3-3- محاسبه عناصر ماتریسهای اندوکتانس و مشتق آنها
3-4- اثر اشباع مغناطیسی در رفتار ماشین سالم
3-4-1- تابع معکوس فاصله هوایی در ماشین القایی اشباع پذیر
شکل3-1- منحنی عمومی تغییرات چگالی شار مغناطیسی حول فاصله هوایی (بالا) و منحنی طول معادل فاصله هوایی (پایین) در یک موتور القایی دو قطب اشباع شده، دامنه هارمونیک اصلی فضایی چگالی شار فاصله هوایی است.
3-4-2- تعیین موقعیت چگالی شار مغناطیسی در فاصله هوایی
شکل 3-2- تغییرات در حین شبیه سازی از موتور
3-4-3- استخراج روابط تحلیلی جهت محاسبه اندوکتانسها و مشتق آنها
شکل 3-3- تغییرات اندوکتانس خودی فاز a استاتور بر حسب تغییرات ضریب اشباع و موقعیت چگالی شار فاصله هوایی
شکل 3-4- تغییرات اندوکتانس خودی مش 1 روتور (بالا) و مشتق آن نسبت به موقعیت روتور (پایین) بر حسب تغییرات ضریب اشباع و موقعیت روتور به ازای
شکل 3-5- تغییرات اندوکتانس متقابل فاز a استاتور و مش 1 روتور (La-1) و مشتق آن نسبت به موقعیت روتور (dLa-1) بر حسب تغییرات ضریب اشباع و موقعیت روتور به ازای
3-5- مدلسازی و شبیهسازی موتور القایی با عیب اتصال حلقه به حلقه در سیمپیچی استاتور
3-5-1- مدلسازی دورهای اتصال کوتاه شده
شکل 3-6- وقوع عیب اتصال حلقه به حلقه در یک فاز
3-5-2- معادلات موتور با عیب حلقه به حلقه
شکل 3-7- تغییرات تابع دور
شکل 3-8- تغییرات اندوکتانس خودی فاز d استاتور بر حسب تغییرات ضریب اشباع و موقعیت چگالی شار فاصله هوایی
شکل 3-9- تغییرات اندوکتانس متقابل فاز d استاتور و مش 1 روتور (Ld-1) و مشتق آن نسبت به موقعیت روتور (dLd-1) بر حسب تغییرات ضریب اشباع و موقعیت روتور به ازای برای فاز با 14 حلقه اتصال کوتاه شده
3-6- تعیین مقادیر
3-6-1- الگوریتم ژنتیک
شکل 3-10- روند کار الگوریتم ژنتیک
شکل 3-11- نمودار ولتاژ برحسب جریان بی باری حاصل از تخمین پارامتر و تست آزمایشگاهی
شکل 3-12- سرعت همگرایی الگوریتم ژنتیک
3-7- شبیهسازی و بررسی نتایج
شکل 3-13- طیف نرمالیزه جریان خط استاتور برای موتور با 14 حلقه اتصال کوتاه حاصل از نتایج عملی (a و b)، شبیه سازی با اشباع (c و d) و شبیه سازی بدون اشباع (e و f) در بی باری (a و c و e) و زیر بار کامل (b و d و f)
شکل 3-14- طیف نرمالیزه جریان خط استاتور برای موتور با 21 حلقه اتصال کوتاه حاصل از نتایج عملی (a و b)، شبیه سازی با اشباع (c و d) و شبیه سازی بدون اشباع (e و f) در بی باری (a و c و e) و زیر بار کامل (b و d و f)
جدول 3-1- نتایج عملی و شبیهسازی با اثر اشباع و همچنین بدون آن برای دامنه هارمونیک سوم جریان استاتور
شکل 3-15- نمودار جریان توالی منفی استاتور موتور القایی با 21 حلقه اتصال کوتاه شده زیر بار کامل حاصل از نتایج a) آزمایشگاهی، b) شبیه سازی با در نظر گرفتن اثر اشباع و c) شبیه سازی بدون در نظر گرفتن اثر اشباع
جدول 3-2- نتایج عملی و شبیهسازی با اثر اشباع و همچنین بدون آن برای دامنه جریان توالی منفی استاتور
شکل 3-16- شاخص CCP حاصل از شبیه سازی با و بدون اشباع مغناطیسی و عملی a) با 9 حلقه و b) 13 حلقه اتصال کوتاه شده
شکل 3-17- نوسان پاندولی حاصل از نتایج عملی
فصل چهارم
بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی
جدول 4-1- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور بیبار با 2% نامتعادلی تغذیه- MCCM
جدول 4-2- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور زیر نصف بار کامل با2% نامتعادلی تغذیه- MCCM
جدول 4-3- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور زیر بار کامل با 2% نامتعادلی تغذیه- MCCM
جدول 4-4- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور بیبار با 5% نامتعادلی تغذیه- MCCM
جدول 4-5- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور زیر نصف بار کامل با 5% نامتعادلی تغذیه- MCCM
جدول 4-6- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور زیر بار کامل با 5% نامتعادلی تغذیه- MCCM
جدول 4-7- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور بیبار با 2% نامتعادلی تغذیه- SMCCM
جدول 4-8- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور زیر نصف بار کامل با 2% نامتعادلی تغذیه- SMCCM
جدول 4-9- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور زیر بار کامل با 2% نامتعادلی تغذیه- SMCCM
جدول 4-10- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور بی بار با 5% نامتعادلی تغذیه- SMCCM
جدول 4-11- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور زیر نصف بار کامل با 5% نامتعادلی تغذیه-SMCCM
جدول 4-12- شاخصهای عیب اتصال حلقه در موتور زیر بار کامل با 5% نامتعادلی تغذیه- SMCCM
جدول 4-13- بررسی حساسیت جریان توالی منفی استاتور به عوامل جنبی مختلف
شکل4-1- نمودار میلهای حساسیت جریان توالی منفی استاتور در برابر عوامل جانبی
جدول 4-14- بررسی حساسیت امپدانس ظاهری توالی منفی استاتور به عوامل جنبی مختلف
شکل4-2- نمودار میله ای حساسیت امپدانس ظاهری توالی منفی استاتور در برابر عوامل جانبی
جدول 4-15- بررسی حساسیت دامنه هارمونیک اصلی جریان فاز a استاتور به عوامل جنبی مختلف
جدول 4-16- بررسی حساسیت اختلاف فاز بین جریان فاز a و b استاتور به عوامل جنبی مختلف
شکل4-3- نمودار میله ای حساسیت دامنه هارمونیک اصلی جریان فاز a استاتور در برابر عوامل جانبی
شکل4-4- نمودار میلهای حساسیت اختلاف فاز بین جریان فاز a و b استاتور در برابر عوامل جانبی
جدول 4-17- بررسی حساسیت دامنه هارمونیک سوم جریان فاز a استاتور به عوامل جنبی مختلف
شکل4-5- شاخص CCP برای موتور
شکل4-6- نوسان پاندولی
شکل4-7- نوسان پاندولی
فصل پنجم
شاخص پیشنهادی برای شناسایی عیب سیمپیچی استاتور
5-1- مقدمه
5-2- روش تخمین حالت اندوکتانس معادل استاتور
5-3- چگونگی تاثیر تعداد حلقههای اتصال کوتاه شده بر دامنه هارمونیکهای اندوکتانس استاتور
شکل5-1- تخمین اندوکتانس معادل فاز استاتور موتور سالم در طول زمان در بیباری از روی نمونههای ولتاژ و جریان حاصل
شکل5-2- طیف فرکانس نرمالیزه اندوکتانس معادل محاسبه شده از سیگنالهای ولتاژ و جریان ثبت شده در آزمایشگاه برای موتور
شکل5-3- طیف فرکانس نرمالیزه اندوکتانس معادل محاسبه شده از سیگنالهای ولتاژ و جریان حاصل از شبیه سازی موتور با 5 حلقه اتصال کوتاه شده
جدول5-1- دامنه هارمونیکهای مختلف اندوکتانس استاتور در برابر تعداد حلقههای اتصال کوتاه شده در سیم پیچی استاتور
5-4- تاثیر میزان بار، نامتعادلی تغذیه و اشباع مغناطیسی بر دامنه هارمونیکهای اندوکتانس استاتور
شکل5-4- منحنی تغییرات دامنه نرمالیزه هارمونیکهای
شکل5-5- منحنی تغییرات دامنه نرمالیزه هارمونیکهای
جدول5-2- دامنه هارمونیکهای مختلف اندوکتانس استاتور در برابر تغذیه متعادل و تغذیه با 2% نامتعادلی
شکل 5-6- نمودار میلهای حساسیت هارمونیک دوم اندوکتانس استاتور در برابر عوامل جانبی
فصل ششم
نتیجه گیری و پیشنهادات
6-1- نتیجهگیری
6-2- نوآوریهای پایاننامه
6-3- پیشنهادات
مراجع
بررسی امکان وجود مقاومت القایی در گندم نسبت به شته سبز گندم
شته ی سبزگندم، Sitobion avenae (Fabricius)، بهعنوان یکی از آفات مهم غلات دانه ریز و بهویژه گندم در سالهای اخیر بوده و جمعیت رو به گسترش دارد و یکی از عوامل مهم انتقال ویروس کوتولگی زرد جو میباشد. اخیرا پیشنهاد شده است که میتوان از مقاومت القایی برای کاهش جمعیت حشرات استفاده کرد. مقاومت القایی در اثر واکنش گیاه به تغذیه آفت روی گیاه در برابر حشرات آفت ایجاد میگردد. در این تحقیق به منظور القای مقاومت در دو رقم گندم به شتهی سبز گندم ارقام گندم با نامهای سایسونز و شیرودی در مرحله 3 برگه شدن برای مدتهای 0، 2، 4، 6، 8 روز با پنج عدد شتهی سبز گندم در داخل اطاقک رشد تنظیم شده در دمای Ċ2±25، رطوبت نسبی 5 ±60 درصد و دورهی نوری (L:D) 14:10 آلوده گردید و پس از سپری شدن هریک از این مدتها، گیاهان برای مدت 48 ساعت عاری از شته نگهداری شدند. سپس روی هر گیاه یک شتهی بالغ مستقر گردانده شده (برای هر تیمار 20 تکرار) و پارامترهای زیستی آن مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که از نظر نرخ ذاتی افزایش جمعیت شته (rm) بین دو رقم گندم و بین تیمارهای زمانی روی دو رقم اختلاف معنیداری در سطح احتمال 5% وجود دارد، بهطوریکه rm روی رقم شیرودی 198/0 ماده/ماده/روز و روی رقم سایسونز 075/0 ماده/ماده/روز ثبت شد. بیشترین و کمترین مقدار rm بین تیمارهای زمانی در رقم سایسونز به ترتیب در تیمار شاهد (092/0 ماده/ماده/روز) و تیمار 6 روز پیش آلودگی (063/0 ماده/ماد/روز) و نیز روی رقم شیرودی در تیمار شاهد (216/0 ماده/ماده/روز) و تیمار 6 روز پیش آلودگی (157/0 ماده/ماده/روز) بدست آمد و بین 6 روز آلودگی قبلی و 8 روز آلودگی قبلی تفاوت معنیداری مشاهده نگردید. از نظر میانگین طول دورهی نشو و نمو مرحله پورگی بین دو رقم گندم و 5 تیمار زمانی در سطح احتمال 5 درصد اختلاف معنیداری مشاهده شد. میانگین طول دورهی نشو و نمای پورهها در رقم سایسونز و شیرودی به ترتیب 3/0±15/10 و 1/0±98/7 روز بود. بیشترین میانگین طول دورهی نشو و نمای پورهها در رقم سایسونز و شیرودی به ترتیب 3/10 و 8/8 روز مربوط به تیمار 6 روز آلودگی قبلی و کمترین آن در تیمار شاهد مشاهده گردید. بیشترین و کمترین میانگین تعداد نتاج تولید شده در رقم شیرودی و رقم سایسونز بترتیب 1/19 و 4/6 پوره بود. همچنین بیشترین و کمترین میانگین تعداد نتاج در دورهی تولید مثلی در بین تیمارها در رقم سایسونز بترتیب در تیمار شاهد (6/1 عدد) و در تیمار 6 روز آلودگی قبلی (2/1 عدد) و در رقم شیرودی بترتیب در در تیمار شاهد (04/2 عدد) و در تیمار 6 روز آلودگی قبلی (6/1 عدد) دیده شد. بنابراین نتیجه گیری میشود میتوان با 6 روز آلودگی قبلی گندم به شتهی سبز گندم در آن مقاومت القایی نسبت به این شته ایجاد نمود که در برنامهی IPM این آفت میتواند مفید واقع شود.
کلید واژه ها: مقاومت القایی، شتهی سبزگندم، پارامترهای زیستی، میانگین نرخ نسبی رشد
فهرست مطالب:
فصل اول : مقدمه و مروری برتحقیقات گذشته
مقدمه................................................................................................................... 2
1-1-1- جایگاه شتهی سبز گندم در رده بندی حشرات................................................................. 5
1-1-2- شکل شناسی شتهی سبز گندم....................................................................................... 5
1-1-3- زیستشناسی شتهی سبز گندم ...................................................................................... 6
1-1-4- مناطق انتشار و دامنهی میزبانی شتهی سبز گندم ........................................................... 7
1-2- تعاریف:.......................................................................................... 8
1-2-1- مقاومت ................................................................................................ 8
1-2-2- مقاومت القایی.............................................................................................................. 9
1-2-3- میانگین نرخ نسبی رشد.............................................................................................. 12
1-2-4- بررسیهای انجام شده روی مقاومت القایی و شاخص میانگین نرخ نسبی رشد.................... 13
پارامترهای رشد جمعیت........................................................................................................... 24
فصل دوم : مواد و روشها
2-1- شناسایی گونههای مختلف شته و تعیین گونهی غالب......................................................... 26
2-2- انجام آزمایشها....................................................................................... 26
2-2-1- محل و شرایط آزمایشات............................................ 26
2-2-2- پرورش گیاهان میزبان....................................................................... 27
2-2-3- تشکیل کلنی شتهی سبز گندم................................................. 27
2-2-4- بررسی مکانیسم مقاومت القایی.............................................................. 28
2-2-5- تهیه جدول زندگی......................................................................... 30
2-2-6- آزمایش روی ارقام گندم برای محاسبه شاخص میانگین نرخ نسبی رشد............................. 32
تجزیه و تحلیل دادهها................................................. 34
فصل سوم : نتــایج و بحث
3-1- پارامترهای رشد جمعیت شتهی سبز گندم.......................... 35
3-2- میانگین طول دورهی نشو و نما و میزان بقای پورهها....................... 42
3-3- طول عمر حشرات بالغ شتهی سبزگندم................................... 45
3-4- قدرت باروری شتهی سبز گندم...................................... 46
3-5- نرخ بقاء و باروری روزانه........................................................................... 47
3-6- میانگین نرخ نسبی رشد........................................................... 50
نتیجهگیری کلی.......................................................................................... 52
پیشنهادها.................................................................................. 53
منابع.........................................................................................54
پیوست و ضمائم....................................................................... 6
فهرست شکلها
عنوان | صفحه |
شکل 1-1- حشرهی کامل بیبال، بالدار و پورههای شتهی سبز گندم............................ | 6 |
شکل 2-1- پرورش گیاه گندم در گلخانه دانشکده علوم کشاورزی.................................. | 27 |
شکل 2-2- جمع آوری شته سبز گندم از مزارع گندم .............................................. | 28 |
شکل 2-3- کلنی شته سبز گندم روی رقم سبلان در ژرمیناتور.............................. | 27 |
شکل 2-4- بررسی پارامترهای زیستی شته سبز گندم در اتاقک رشد با استفاده از قفس برگی............. | 29 |
شکل 2-5- ترازوی دیجیتال جهت توزین شته........ | 33 |
شکل 3-1- منحنیهای تغییرات بقا (lx) و باروری ویژهی سنی (mx) شتهی سبز گندم روی تیمارهای زمانی. | 48 |
فهرست جدولها
عنوان | صفحه |
جدول 3-1- پارامترهای رشد جمعیت شتهی سبز گندم، Sitobion avenae، روی دو رقم گندم در شرایط آزمایشگاهی | 35 |
جدول 3-2- تاثیر تیمارهای زمانی آلودهسازی قبلی روی پارامترهای رشد جمعیت شتهی سبز گندم در رقم شیرودی در شرایط آزمایشگاه. | 37 |
جدول 3-3- تاثیر تیمارهای زمانی آلودهسازی روی پارامترهای رشد جمعیت شتهی سبز گندم روی رقم سایسونز در شرایط آزمایشگاهی. | 41 |
جدول 3-4- پارامترهای نشو و نمای شتهی سبز گندم روی دو رقم گندم در شرایط آزمایشگاهی | 42 |
جدول3-5- تاثیر 5 تیمار زمانی آلودهسازی روی پارامترهای نشو و نمای شتهی سبز گندم در رقم شیرودی تحت شرایط آزمایشگاهی | 43 |
جدول 3-6- تاثیر 5 تیمار زمانی آلودهسازی روی پارامترهای نشو و نمای شتهی سبز گندم در رقم سایسونز تحت شرایط آزمایشگاهی | 45 |
جدول 3-7- مقایسه میانگین نرخ نسبی رشد S. avenae بین دو رقم گندم در شرایط آزمایشگاهی | 50 |
جدول 3-8- مقایسه میانگین نرخ نسبی رشد شتهی سبز گندم بین چند تیمار زمانی آلودهسازی قبلی روی دو رقم گندم در شرایط آزمایشگاهی | 51 |
جدول ضمیمه 1- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم شیرودی در پیش آلودگی صفر | 67 |
جدول ضمیمه 2- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم شیرودی در پیش آلودگی 2 روز | 68 |
جدول ضمیمه 3- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم شیرودی در پیش آلودگی 4 روز | 69 |
جدول ضمیمه 4- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم شیرودی در پیش آلودگی 6 روز | 70 |
جدول ضمیمه 5- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم شیرودی در پیش آلودگی 8 روز | 71 |
جدول ضمیمه 6- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم سای سونز در پیش آلودگی 0 روز | 72 |
جدول ضمیمه 7- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم سای سونز در پیش آلودگی 2 روز | 73 |
جدول ضمیمه 8- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم سای سونز در پیش آلودگی 4 روز | 74 |
جدول ضمیمه 9- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم سای سونز در پیش آلودگی 6 روز | 75 |
جدول ضمیمه 10- جدول باروری شتهی سبز گندم روی رقم سای سونز در پیش آلودگی 8 روز | 76 |
ژنراتور القایی
فهرست
عنوان صفحه
مقدمه ..........................................................................................................................................................................................6
فصل اول
ژنراتور القایی ........................................................................................................................................................................8
1-1- مزایای ژنراتور القایی ..............................................................................................................................12
1-2 معایب ژنراتور القایی ....................................................................................................................................14
فصل دوم
مدلسازی عددی یک ژنراتور القایی ..................................................................................................... 15
2-1- تاریخچه مدل دو محوری ماشین القایی ........................................................................16
2-2-1: معادلات تبدیل یافته ولتاژ ...........................................................................................................22
2-2-2 معادلات تبدیل یافته فلوی پیوندی ........................................................................................25
2-2-3- معادله تبدیل یافته گشتاور مغناطیسی .......................................................................28
2 -4 معا دلات حالت ..............................................................................................................................................30
2-5- مدل ژنراتور القایی در حالت ماندگار ............................................................................... 30
2-6 تئوری فضای برداری ..................................................................................................................................34
فصل سوم
راه اندازی ژنراتور القایی .........................................................................................................................................39
3-1- پدیده تحریک خودی .......................................................................................................................................40
3-1-1- تعبیرپروسه تحریک خودی براساس مدار معادل RLC ..............41
3-1-2- تعبیر پروسه تحریک خودی براساس سیستمهای خودنوسانی.....43
3-1-2-1- توصیف سیستم خودنوسانی .....................................................................................43
3-1-2-2- سیستم ماشین القایی................................................................................................................46
3-1-3- تغبیر پروسه تحریک خودی براساس پسماند مغناطیسی ..............54
3 -1-3-1بررسی های تئوریکی ....................................................................................................................56
3-2 نکات عملی در راه اندازی ژنراتور القایی ............................................................................61
فصل چهارم
مثالهایی از حالت های گذرا در ژنراتور القایی ............................................................................65
4-1 اتصال بار اهمی به ژنراتورالقا یی ..............................................................................................65
4-2 اتصال کوتاه سه فاز متقارن .....................................................................................................................71
4-3 اتصال کوتاه دوفاز .......................................................................................................................................... 78
4-4- اتصال کوتاه دو فاز به زمین ........................................................................................................ 88
4-5 اتصال کوتاه یک فاز به زمین ............................................................................................................96
4-6 اثر شتاب روتور برروی پدیده تحریک خودی ...........................................................103
مقدمه
در اوایل قرن بیستم به این واقعیت پی برده شد که ماشین القایی بعد از قطع ولتاژ خط ممکن است در حالت تحریک باقی بماند ولی برای ایجاد چنین تحریکی شرایط خاصی مورد نیاز بود. محققان بعد از پژوهش و تحقیق در یافتند که با اتصال خازنهایی به ترمینال موتور القایی در حال چرخش (توسط توان مکانیکی بیرونی) شرط تحریک پایدار بوجود آمده و ولتاژ بطور پیوسته تولید می شود. بنابراین یک سیستم تولید جدیدی متولد شد که در آن ولتاژ خروجی شدیداً به مقدار خازن تحریک و سرعت روتور و بار بستگی دارد. این نوع تولید تا سالهای 1960-1970 به فراموشی سپرده شد و مطالب کمی در مورد آن نوشته شد.
علت این بی توجهی در اهمیت عملی کم چنین تولیدی مستتر بود. چرا که ژنراتور القایی به تنهایی توانایی کنترل ولتاژ و فرکانس تولیدی را ندارد. از این رو ژنراتورهای سنکرون در واحدهای تولیدی بکار گرفته و هرساله مقدار زیادی سوخت صرف تولید برق ac می شود. طبیعی است با استفاده روزافزون از آلترناتورهای سنکرون، آنهااز نظر مقادیر نامی، روشهای خنک سازی، تکنولوژی ساخت و مدلسازی این ژنراتورها دستخوش رشد و تحول شدند، اما ساختار اساسی آنها بدون تغییر ماند ولی بدلیل نگرانی از نرخ کاهش شدید منابع انرژی تجدیدناپذیر و به طبع آن صعود چشمگیر قیمت نفت از یک طرف و ظهور و رشد قطعات نیمه هادی قدرت و پیشرفت کنترل صنعتی از طرف دیگر ژنراتور القایی بازگشت مجددی یافت.
از این رو علاقمندی زیادی برای استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مثل باد جهت جایگزینی سوخت و کاهش نرخ مصرف سوخت ایجاد شد و توجه به ژنراتور القایی به خاطر مزایای زیادی که دارد بیشتر شد.
در سالهای اخیر کاربرد ژنراتور القایی در تولید برق از توربینهای بادی و آبی کوچک مورد توجه زیادی قرار گرفته است. چرا که سادگی نگهداری و کاهش منابع انرژی فسیلی و توانایی ژنراتور القایی برای تبدیل توان مکانیکی از فاصله وسیعی از سرعت روتور موجب شده تا به فکر جایگزینی انرژی باد به جای سوختهای فسیلی بیافتند و انبوه تحقیقات در این زمینه نشانگر توانایی آن در رفع مشکلات حاضر است.
- مزایای ژنراتور القایی:
1- به سیستم تحریک احتیاج نداشته و ساختمان ساده ای دارد ودر نتیجه تعمیر و نگهداری آن آسان است.
2- راه اندازی و بهره برداری از آن آسان است،زیرا نیازی به سنکرونیزاسیون یا تنظیم تحریک ندارد.
3- جریان اتصال کوتاه آن کم و زمان کاهش آن در مقایسه با ماشینهای سنکرون کوتاه تر است،زیرا در هنگام اتصال کوتاه،تحریک قطع می شودو جریان اتصال کوتاه فقط در یک مدت زمان فوق العاده کوتاه،جریان می یابد تا اینکه فلوی مغناطیسی ناپدید شود.
4- چون همیشه بطور موازی با ژنراتور سنکرون کار می کند و هرگز مستقلا مورد بهره برداری قرار نمی گیرد،به ژنراتور سرعت نیازی ندارد.
5- وقتی بار پس زده شود،جریان تحریک،قطع و ولتاژ ناپدید می شودلذا هیچگونه صدمه و خسارتی به بخشهای عایقی دستگاه از جانب ولتاژ اضافی،صرف نظر از میزان افزایش سرعت،رخ نمی دهد.
word: نوع فایل
سایز:7.89 MB
تعداد صفحه:109