ساختمان : استاتور موتورهاي سنكرون از نظر ساختمان دقيقاً مشابه استاتور موتورهاي القايي است سيم پيچهاي سه فاز آن در داخل شيارهاي هسته آهني استاتور تعبيه شده كه وظيفه آنها ايجاد ميدان دوار در هسته استاتور است.
روتور اين موتور به صورت يكپارچه يا از ورقهاي مغناطيسي ساخته مي شود و بر روي آن يك سيم پيچي جريان مستقيم به نام سيم پيچ تحريك نصب مي شود.
جريان تغذيه سيم پيچي تحريك روتور، از طريق دو حلقه كه بر روي محور روتور نصب شده به وسيله جاروبكها تأمين مي شود و روتور اين موتورها عملا بصورت يك مغناطيس الكتريكي (چرخ قطب) رفتار مي كند كه تعداد قطبهاي روتور به اندازه قطبهاي سيم پيچي استاتور خواهد بود.
طرز كار: هنگام وصل استاتور به شبكه سه فاز ، يك ميدان دوار كه سرعت آن متناسب با فركانس شبكه و تعداد قطبهاي استاتور است در آن بوجود مي آيد و سطح روتور را جاروب مي كند.قطبهاي روتور از طريق قطبهاي غير همنام استاتور جذب و لحظه اي بعد مجدداً اين قطبها به وسيله قطبهاي همنام استاتور دفع خواهند شد. پس ميانگين گشتاور صفر و روتور حركت نمي كند قطبهاي روتور به دليل سنگيني و اينرسي موجود در آن نمي توانند به سرعت همراه ميدان دوار استاتور بچرخند. پس بايد با يك وسيله كمكي (راه انداز) ابتدا سرعت روتور را به نزديكي سرعت ميدان دوار استاتور رساند تا روتور بتواند همراه ميدان دوار چرخش كند.

سؤال: گشتاور راه اندازي اين موتورها چقدر است؟
روشهاي راه اندازي موتورهاي سنكرون:
براي راه اندازي موتورهاي سنكرون سه روش اساسي مي توان به كار برد.
1-كاهش سرعت ميدان مغناطيسي استاتور: تا حدي كه روتور بتواند طي نيم سيكل چرخش ميدان مغناطيسي شتاب بگيرد و با آن قفل شود . اين كار را مي توان با كاهش فركانس منبع تغذيه انجام داد.
2- استفاده از يك گرداننده اوليه: كه سرعت موتور را تا حد سرعت سنكرون بالا ميبرد و با طي مراحل موازي كردن ماشين مثل ژنراتور روي خط آورده شود. پس از اين مراحل خاموش كردن با جدا كردن گرداننده اوليه ماشين سنكرون را تبديل به موتور خواهد كرد.
3- استفاده از سيم پيچ هاي ميرا كننده كه در انتهاي قطبين روتور نصب مي شود.
در موتورهاي سنكرون سرعت حركت روتور در هر حال برابر با سرعت ميدان دوار استاتور خواهد بود و افزايش بار فقط عقب ماندگي روتور نسبت به ميدان را موجب مي شود.
 
اختلاف فاز اين دو ميدان Bs وBR همان زاويه گشتاور است كه از0 تا90 تغيير مي كند. البته اگر افزايش بار بيش حد باشد.   موتور از حالت سنكرونيزم خارج خواهد شد كه اصطلاحا آن را ناپايدار مي ناميم ضمنا هنگام كار با سرعت سنكرون با تغييرات جريان تحريك امتداد جريان آرميچر و ضريب قدرت ماشين از حالت پس فازي به اهمي و پيش فازي قابل كنترل خواهد بود كه از اين خاصيت جهت اصلاح ضريب قدرت شبكه استفاده مي شود كه به موتورهاي سنكرون پر تحرك (كاردر حالت پيش فازي) خازنهاي سنكرون نيز گفته مي شود . (موتورهاي سنكرون در حالت كار پيش فازي كم تحريك هستند.) مدار معادل تكفاز موتور سنكرون بصورت زير مي باشد.

برچسب‌ها :

ماشین های سنکرون سه فاز Three Phase Sychronous Machines

ماشین های سنکرون ماشین هایی هستند که با سرعت ثابتی با نام سرعت سنکرون می چرخند.این ماشینها جزو ماشین های جریان متناوب(AC) می باشند.در این ماشین ها بر خلاف ماشین های القایی(آسنکرون)،میدان گردان فاصله ی هوایی و روتور با یک سرعت که همان سرعت سنکرون است می چرخند.ماشین های سنکرون دو دسته می باشند:

1-ژنراتورهای سنکرون سه فاز

2-موتورهای سنکرون سه فاز

امروزه ژنراتور های سنکرون سه فاز ستون فقرات شبکه های برق را در جهان تشکیل می دهند و ژنراتورهای عظیم در نیرو گاه ها وظیفه ی تولید انرژی الکتریکی را به دوش می کشند.موتورهای سنکرون نیز در مواقعی به کار می روند که به سرعت ثابت نیاز باشد.یکی از ویژگی های خوب موتور های سنکرون این است که می تواند از شبکه توان راکتیو دریافت کند و یا به شبکه توان راکتیو تزریق کند.ماشین های سنکرون اعم از ژنراتور و موتور جزو ماشین های دو تحریکه محسوب می شوند،زیرا سیم پیچ آنها توسط منبع DC تغذیه گشته و از استاتور آن جریان AC می گذرد.باید دانست ساختمان ژنراتور و موتور سنکرون سه فاز شبیه یکدیگر است.شار شکاف هوایی در این ماشینها منتجه شارهای حاصله از جریان روتور و جریان استاتور می باشد.در ماشین های القایی تنها عامل تحریک کننده جریان استاتور می باشد زیرا جریان روتور بر اثر القا پدید می آید.لذا موتورهای القایی همواره در حالت پس فاز مورد بهره برداری قرار می گیرند،زیرا به جریان پس فاز راکتوری نیاز داریم تا شار در ماشین حاصل شود.اما در موتورهای سنکرون اگر مدار تحریک روتور تحریک لازم را فراهم سازد،استاتور جریان راکتیو نخواهد کشید و موتور در حالت ضریب توان واحد کار خواهد کرد.اگر جریان تحریک روتور کاهش می یابد،جریان راکتیو از شبکه به موتور سرازیر می شودتا به روتور جهت مغناطیس کننده گی ماشین کمک کند.در این صورت موتورسنکرون سه فاز در حالت پس فاز کار خواهد کرد.اگر جریان تحریک رتور زیاد شود(میدان رتور افزایش می یابد)در این صورت جریان راکتیو پیش فاز از شبکه کشیده می شود تا با میدان رتور مخالفت کند.

از گفتار بالا نتیجه می شود که با تغییر جریان تحریک(مدار رتور)که جریانی DC است،ضریب توان موتور سنکرون سه فازرا می توان کنترل نمود.باید دانست که در تمام مراحل موتور از شبکه توان اکتیو(P) می کشد اما توان راکتیو(Q) به نحوه ی تحریک بستگی دارد.اگر موتور بی بار باشد تغییر جریان تحریک باعث می شود که موتور گاهی به صورت مقاومت، گاهی به صورت سلف و گاهی به صورت خازن عمل کند.وتور سنکرون سه فاز را کندانسور سنکرون می نامند و در سیستماهی انتقال انرژی جهت تنظیم ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد.در صنعت نیز گاهی برای بهبود ضریب توان به جای خازن از موتورهای سنکرون در حالت پیش فاز استفاده می شود.

ساختمان ماشین های سنکرون سه فاز

استاتور ماشین های سنکرون سه فاز(اعم از ژنراتور و موتور)دارای سیم پیچ سه فازی است که درون شیارهای استاتور جاسازی شده و در طول محیط آن پخش گردیده است.استاتور ماشین های سنکرون سه فاز شبیه ماشین های القایی سه فاز است.استاتور در ژنراتور بار را تغذیه می کند و در موتورسنکرون به شبکه وصل می شود تا جریان به درون موتور سرازیر شود.در هر دو حالت جریان استاتور یک جریان AC است.به سیم پیچی استاتور سیم پیچی آرمیچر نیز گفته می شود و این امر بر خلاف ماشین های DC است. زیرا در ماشینهای DC سیم پیچی آرمیچر بر روی روتور قرار دارد.سیم پیچی استاتور یا آرمیچر در ماشین های سنکرون طوری طراحی می شوند که جریان و ولتاژ زیادی را تحمل نمایند.                             

روتور ماشین های سنکرون حاوی سیم پیچی تحریک یا سیم پیچی میدان است و این سیم پیچی توسط جریان DC تحریک می شود.روتور این ماشین ها دو نوع است

1-رتور قطب برجسته:این روتورها بیشتر در ماشین هایی به کار می روند که سرعت سنکرون آنها کم است.

2-روتور استوانه ای یا غیر برجسته:این روتور ها بیشتر در ماشین هایی به کار می روند که سرعت سنکرون آنها زیاد است.

معمولا در نیرو گاه های بخاری(Steam Power Plant)از ژنراتور های با روتور استوانه ای(غیر برجسته)استفاده می شود.در نیرو گاه های دیگر که سرعت چرخش توربین متصل به محور ژنراتور کم است،از روتور های قطب برجسته استفاده می شود.

برچسب‌ها :

الف- موتور سنکرون

موتور سنکرون معمولا در صنایع سنگین به کار برده می شود و از این جهت قدرت آن زیاد و گاهی از 1MW نیز تجاوز می کند. وچون همه اتصالی ها و معایبی که در داخل ژنراتور سنکرون پیش می آید ، برای موتور سنکرون نیز صادق است، لذا اغلب وسایل حفاظتی ژنراتور به صورت ساده تری در حفاظت موتور سنکرون نیز به کار برده می شود. به ویژه رله اضافه بار در حفاظت متور سنکرون دارای اهمیت بیشتری می باشد. اما نظر به اهمین زیادی که رله اضافه بار در حفاظت موتورهای آسنکرون دارد، ما نیز طرز استفاده از رله اضافه بار را در مورد حفاظت موتور آسنکرون توضیح می دهیم.

ب- موتور آسنکرون

از آنجا که هر ماشینی را ممکن است به صورت موتور و یا ژنراتور به راه انداخت، لذا دستگاه های حفاظتی بدون توجه به مورد کاربرد ماشین(موتور یا ژنراتور) طرح ریزی می شود. البته ممکن است که یک موتور آسنکرون نیز اتصال زمین پیدا کند ولی اصولا برای موتور آسنکرون رله ویژه اتصال زمین یا اتصال بدنه در نظر گرفته نمی شود، بلکه تنها به وصل کردن بدنه موتور به زمین اکتفا می شود.

موتورهای آسنکرون بیشتر در اثر اتصال کوتاه و جریان زیاد خراب می شوند و زیان می بینند. جریان زیاد ممکن است در اثر بار زیاد از حد موتور از شبکه کشیده شود و یا در اثر متناسب نبودن ولتاژ شبکه پیش آید. موتورهای سه فاز در اثر دو فاز شدن برق موتور در ضمن کار نیز جریان می کشند.

قطع ولتاژ معمولا نمی تواند به موتور خسارت وارد کند، بلکه بیشتر برگشت غیر مترقبه و پیش بینی نشده ولتاژ ممکن است برای دستگاه هایی که توسط این موتور کار می کنند و حتی به متصدی مربوطه خسارات قابل توجهی وارد کند.

در موقع طرح ریزی رله های حفاظتی موتور آسنکرون با روتور قفسی باید به جریان راه اندازی که ممکن است از 6 برابر جریان نامی موتور نیز تجاوز کند توجه کامل نمود.

جریان راه اندازی موتورها متناسب با نوع آن ها در حدود 10 تا 20 ثانیه و گاهی بیشتر طول می کشد ته به حد نامی خود برسد و به این جهت باید رله جریان زیاد زمانی نیز در این مدت موتور را قطع نکند و بلاخره چون موتورهای آسنکرون با قدرت از چند دهم KW  تا چند MW  ساخته شده است باید در موقع طرح ریزی حفاظت موتور به قدرت موتور توجه ویژه نمود و متناسب با قدرت و ارزش و اهمیت موتور وسایل حفاظتی آن را در نظر گرفت.

                       حفاظت موتور در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار

1-     حفاظت توسط فیوز

فیوز به علت داشتن منحنی مشخصات  قطع مخصوص به خود، فقط به عنوان حفاظت اتصال کوتاه می تواند مفید باشد و به این جهت فقط موتورهای با قدرت کم توسط فیوز حفظت می شوند. برای اینکه فیوز هنگام شروع کار موتور باعث قطع جریان نشود، باید نخست برای حفاظت موتور از فیوز کندکار استفاده نمود و دوم اینکه جریان نامی فیوز را در حدود دو برابر جریان نامی موتور انتخاب کرد.برای حفاظت موتورهای آسنکرون فشار کم و قدرت متوسط و بزگ، خیلی کم از فیوز استفاده می شود.

موتورهای قدرت متوسط که دارای قدرت اتصال کوتاه زیاد می باشند، بیشتر به قیوز قدرت قطع زیاد( فیوزNH  وHH ) مجهز می شوند. بدینوسیله می توان  برای قطع و وصل به ه جای کلید قدرت از کلید بار که دارای قدرت قطع کمتریست استفاده کرد. فیوز با سیم ذوب شونده به علت اینکه جریان را پیش از اینکه به بیشینه شدت خود برسد قطع می کند، بر فیوزهای کلیدی(فیوز اتوماتیک) برتری دارد. و چون جریان اتصال کوتاه را سریع قطع می کند اثر دینامیکی جریان اتصال کوتاه نیز محدود می شود. در صورتی که فیوز فقط برای حفاظت موتور در مقابل اتصال کوتاه به کار برده می شود، باید جریان نامی آن قدری بیشتر از جریان راه اندازی موتور باشد.

2-     رله جریان زیاد

استفاده از فیوز برای حفاظت موتور آسنکرون این عیب را دارد که چون جریان نامی آن باید در حدود 2 برابر جریان نامی موتور پیش بینی شود(به علت جریان راه اندازی) لذا نمی تواند موتور را در مقابل اضافه بار حفاظت کند. از این جهت برای حفاظت موتورها اغلب از رله جریان زیاد زمانی و رله جریان زیاد تاخیری استفاده می شود. در موتورهای فشار ضعیف، رله جریان زیاد زمانی و رله جریان زیاد تاخیری و کلید هر سه تشکیل یک واحد رامیدهند و کلید موتوری نامیده می شوند.

در موتورهای فشار متوسط این رله ها به طور جداگانه از کلید نصب می شوند و فرمان قطع توسط مدار فرعی رله ها به کلید صادر می شود.

برچسب‌ها :

» دانلود مطلب بسیار زیبا در مورد پست ( 1393/2/2 )
» سرکابل و کابل های فشار قوی ( 1393/2/2 )
» همه چیز در مورد کابل ( 1393/2/2 )
» سيستم خنك كنندگي ترانسهاي قدرت ( 1393/2/2 )
» بررسی كليدهاي قدرت ( 1393/2/2 )
» سکسیونرها ( 1393/2/2 )
» رله بوخ هـلــتـس ( 1393/2/2 )
» اصول کار ترانس فورماتور ( 1393/2/2 )
» اصول کار ترانزیستور JFET ( 1393/2/2 )
» اینترلاک های الکتریکی در پست های فشار قوی برق ( 1393/2/2 )

» مقاله در مورد موتورهای الکتریکی ( 1391/7/19 )
» یکسو کننده تمام موج ( 1391/9/8 )
» گزارش کار آزمایشگاه دیجیتال ( 1391/9/19 )
» دانلود کتاب کنترل خطی اوگاتا – نسخه فارسی ( 1391/12/21 )
» یکسوساز نیم موج ( 1391/9/8 )
» بروشور آموزشی سیم پیچی آرمیچر(ماشین های الكتریكی DC) ( 1392/2/10 )
» مقاله در مورد ترانسفورماتورهاي ابررسانا برای رشته برق قدرت ( 1391/7/19 )
» دیود های شاکلی - دیاک - ترایک - تریستور و ترانزیستورهای ujt و put ( 1391/8/18 )
» اشنای با ماشین های DC ( 1391/8/29 )
» جزوه آزمایشگاه الكترونيك عمومي ( 1391/9/19 )

• صفحه قبل ←