دانلود پروژه رشته برق در مورد موتور های DC – قسمت دوم

دانلود پایان نامه

اگر سرهای ورودی آرمیچر (یا منبع) یك موتور تحریك جداگانه( یا شنت) در حالی كه می چرخد عوض شوند، ولتاژ منبع و ولتاژ القایی بصورت هم جهت عمل می كنند وجهت جریان موتور معكوس خواهد شدو گشتاور ترمزی تولید می شود. این نوع ترمز ،ترمز كلیه زنی معكوس نامیده می شود. در حالت موتور سری بایستی سرهای آرمیچر یا سرهای تحریك معكوش شوند. تعویض هر دو منجر به حالت عادی كار موتوری می شود. زمانی كه موتور در سرعت نامی می چرخد، ولتاژ القایی تقریباً برابر ولتاژ منبع V است بنابراین در شروع ترمز كل ولتاژ در مدار آرمیچر تقریباً 2V خواهد بود. لذا برای محدود نمودن جریان به یك حد بدون خطر، مقاومتی برابر با دو برابر مقاومت راه اندازی لازم می باشد. این روش ترمز كاملاً بی بازده است. نه تنها قدرت تغذیه شده توسط بار بلكه قدرت گرفته شده از منبع نیز در مقاومتها تلف می شود .

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید
روشهای كنترل سرعت موتورهای DC
1-كنترل ولتاژ آرمیچر 2-كنترل شارمیران 3- كنترل مقاومت آرمیچر
1-اگر ولتاژ آرمیچر یك موتور dc تحریك جداگانه یا تحریك سری كه در یك سرعت پایدار كارمی كند به مقدار كمی كاهش یابد. آنگاه جریان آرمیچر و بنابراین گشتاور موتور كاهش خواهند یافت. چون گشتاور موتور از گشتاور بار كوچكتر خواهد بود شتاب موتور منفی خواهد بود كه منجر به كاهش سرعت و ولتاژ القایی خواهد شد. در نهایت موتور در سرعتی كمتر كه در آن گشتاور موتور و بار برابر هستند مستقر می شود. اگر ولتاژ آرمیچر یك موتور تحریك جداگانه به مقدار بزرگی كاهش یابد. ممكن است از ولتاژ ضد محركه كوچكتر شود . جریان آرمیچر معكوس شود و موتور همانند یك ژنراتور كاركرده و گشتاور منفی تولید كند این وضعیت ادامه خواهد یافت تاسرعت بعدی كاهش یابد كه نیروی ضد محركه موتور با ولتاژ اعمال شده برابر شود. لازم به ذكر است كه در این روش تغییرات پله ای ولتاژ آرمیچر بایستی كوچك باشد. یك تغییر بزرگ در ولتاژ آرمیچر باعث ایجاد مقادیر بزرگ جریان در آرمیچر می شود كه ممكن است به كوموتاتور آن آسیب رسانده و عمر آن كاهش یابد.
2-اگر در یك موتور تحریك جداگانه یا سری كه در سرعت خاص می چرخد میدان تضعیف شود نیروی ضد محركه القایی آن كاهش می یابد به دلیل كوچك بودن مقاومت آرمیچر ، مقدار افزایش در جریان آرمیچر نسبت به مقدار كاهش میدان ، بسیار بزرگتر خواهد بود و در نتیجه با وجود تضعیف میدان گشتاور بطور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد به نحویكه از گشتاور بار بیشتر می شود فزونی گشتاور موتور بر گشتاور بار موجب شتاب گیری موتور و افزایش ولتاژ القایی آرمیچر می شود . در حالی كه میدان موتور تضعیف شده ، نهایتاً موتور در سرعتی بالاتر از سرعت قبل مستقر میشود كه درآن گشتاور موتور با گشتاور بار برابر است نكته قابل توجه در این روش نیز این است كه هر تضعیف شدیدی در میدان منجربه ایجاد جریان هجومی خطرناكی می شود. لذا تضعیف میدان بایستی به آرامی و به تدریج انجام شود.
3-اشكال اصلی این روش كنترل سرعت بازده كم آن می باشد برای مثال برای باری با گشتاور ثابت كل قدرت ورودی به موتور (تحریك سری و جداگانه) و مقاومت سری، مقدار ثابتی است، درحالیكه قدرت تحویلی به بار متناسب با سرعت كاهش می یابد. بنابراین درصد بازدهی موتور همان درصد سرعت نسبت به سرعت نامی آن است. برای محركه هایی كه در سرعتهای پایین و به صورت تكراری و كوتاه مدت كارمی كنند، كاهش بازدهی كل محركه زیاد نخواهد بود به دلیل سادگی و پایین بودن هزینه اولیه این روش برای محركه هایی با كار تكراری كوتاه مدت كه از موتورهای سری استفاده می كنند كاملاً مناسب و اقتصادی است.
در محركه هایی كه كنترل سرعت در محدوده ای وسیع ضروری است . دو روش كنترل ولتاژ آرمیچر و میدان با هم تركیب می شوند در روش كنترلی ولتاژ آرمیچر امتیاز ثابت ماندن حداكثر ظرفیت گشتاوری ماشین در تمامی سرعتها وجود دارد لذا در هر جایی كه امكان داشته باشد این روش بكار گرفته می شود. و از روش كنترل میدان برای دستیابی به سرعتهایی كه با روش كنترل ولتاژ آرمیچر قابل حصول نیستند، استفاده میشود سرعتهای بالاتر از سرعت مبنا با روش كنترل ولتاژ آرمیچر نمی توانند به دست آیند چونكه ولتاژ آرمیچر موتور نبایستی از مقدار نامی بیشتر شود . بنابراین، سرعتهای بالاتر از سرعت مبنا با روش كنترل میدان بدست می آیند مشروط بر آنكه گشتاور مورد نیاز بار در این سرعتها با گشتاور كاهش یافته موتور تطبیق داشته باشد. مثالهای نمونه این نوع محركه ها عبارتند از غلطكهای نورد، كاربردهای كششی( قطارها) وغیره
كنترل توسط یكسوكننده های قابل كنترل
محركه های DC كه با یكسوكننده های قابل كنترل تغذیه می شوند، بطور گسترده در كاربردهایی كه به یك محدودة وسیع كنترل سرعت و یا راه اندازی های مكرر ، ترمز، و تعویض جهت چرخش نیاز دارند بكار برده می شوند . از جمله می توان به كاربردهایی نظیر غلطكهای صنایع كاغذ . صنایع چوب ، ماشینهای حفاری معادن و ماشینهای ابزار اشاره نمود. نمودار خطی یك محركه موتور dc تحریك جداگانه تعذیه شده با یك یكسو كننده قابل كنترل درشكل زیر نشان داده شده است. حداكثر ولتاژ خروجی یكسو كننده در شرایط جریان پیوسته بایستی برابر با ولتاژ نامی آرمیچر موتور باشد . اگر مقدار ولتاژ منبع بقدری باشد كه این شرط برقرار شود، یكسو كننده بطور مستقیم به منبع متصل می شود. در غیر اینصورت استفاده از ترانسفورمر با نسبت تبدیل مناسب بین منبع ac و یكسو كننده الزامی است. گاهی اوقات به منظور كاهش اعوجاج درجریان موتور از یك فیلتر اندوكتانسی بین یكسو كننده و آرمیچرموتور استفاده می شود این امر باعث بهبود عملكرد موتور می شود. معمولاً سیم پیچی تحریك توسط یك ترانسفورمر و یك پل دیودی به همان منبع تغذیه كننده موتور متصل می شود. نسبت تبدیل ترانسفورمر به نحوی انتخاب می شود تاولتاژ تحریك برابر با مقدار نامی ولتاژ آن باشد در مواردی كه كنترل جریان تحریك ضروری باشد پل دیودی با یك پل یكسو كننده قابل كنترل جایگزین می شود
.
مدارهای یكسو كننده متنوعی وجود دارند كه برخی از منبع تكفاز و برخی از منبع سه فاز تغذیه می شوند برای كنترل موتور ، مدارهای یكسو كننده قابل كنترل به دو دسته یكسو كننده های تمام كنترل شده و نیمه كنترل شده تقسیم می شوند از یكسو كننده های قابل كنترل تكفاز تا قدرت 10 كیلو وات و در حالات خاص تا 50 كیلو وات استفاده می شود برای قدرتهای بالاتر از یكسو كننده های قابل كنترل سه فاز استفاده می شود . در برخی كاربردها كه فقط منبع تكفاز در دسترس باشد ،همچون خطوط تغذیه قطارهای الكتریكی ، از یكسو كننده های تكفاز قابل كنترل تا قدرتهای چند هزار كیلو وات نیز استفاده می شود.

یكسو كننده با دیود هرزه گردكنترل شده
شكل موج ولتاژ خروجی یك یكسو كننده تمام كنترل شده دارای هر دو قسمت مثبت و منفی است. چون جریان در یكسوكننده و همواره مثبت است. در قسمت مثبت انرژی از منبع به بار و
در قسمت منفی انرژی از بار به منبع جاری می شود. پس یك قسمت منفی در ولتاژ در طی یكسو كنندگی، انرژیی را تولید می كند كه بین منبع و بار رفت و برگشت می كند. این انرژی چیزی جز انرژی راكتیو نیست. پس ،قسمت منفی ولتاژ خروجی در طی یكسوكنندگی و قسمت مثبت ولتاژ خروجی در طی حالت اینورتری منجر به كشده شدن مقدار زیادی قدرت راكتیو از منبع می شود. بخصوص در ولتاژهای خروجی پایین . درحالتی كه از دیود هرزه گردكنترل شده استفاده می شودقسمت منفی ولتاژ خروجی در طی یكسو كنندگی وقسمت مثبت ولتاژ خروجی در طی حالت اینورتری حذف می شود. استفاده از هرزه گرد كنترل شده موجب بهبود ضریب قدرت، كاهش اعوجاج جریان آرمیچر وناحیه هدایت غیر پیوسته می شود.

كنترل توسط برشگرها
برشگرها برای كنترل موتورهای DC بكار گرفته می شوند چونكه مزایای نظیر راندمان بالا، انعطاف پذیری در كنترل، وزن سبك، اندازه كوچك ، پاسخ سریع و امكان ترمز ژنراتوری تا سرعتهای بسیار پایین را دارند. محركه های dc كنترل شده با برشگرها در موتورهای كششی و سرو موتورها ( Servo motors ) و بالابر های چنگالی و واگنهای برقی و غیره كاربرد دارند.
در سرو موتورها از موتورهای dc تحریك جداگانه یا موتورهای dc مغناطیس دائم استفاده می شود. چونكه مشخه های كنترلی انعطاف پذیر دارند. برای كنترل یك موتور dc برشگرها نسبت به یكسو كننده های كنترل شده برتری هایی دارند. به دلیل بزرگتر بودن فركانس اعوجاج ولتاژ خروجی در برشگر، اعوجاج جریان آرمیچر موتور كمتر است و ناحیه كار غیر پیوسته در صفحه سرعت – گشتاور كوچكتر است.كاهش اعوجاج در جریان آرمیچر، تلفات و افت قدرت اسمی را كاهش می دهد. همچنین كاهش یاحذف ناحیه هدایت غیر پیوسته، تنظیم سرعت وپاسخ گذاری محركه را بهبود می دهد. كار برشگر بصورت سنكرون با ولتاژ منبع ac ، بهبود در ضریب قدرت خط و كاهش در اعوجاج جریان آرمیچر را نتیجه می دهد .
نمودار مداری یك برشگر در زیر نشان داده شده است یك منبع dc با ولتاژ V یك بار القایی را از طریق كلید نیمه هادی S با كموتاسیون خودی تغذیه می كند. كلید نیمه هادی S بصورت متناوب با یك دوره تناوب T كار می كند. در زمانی كه سیگنال كنترلی حاضر است. كلید نیمه هادی S اگر در گرایش مستقیم باشد هدایت خواهد كرد. در مدت زمان خاموش كلید اندوكتانس بار ،جریان را از طریق دیود برقرار نگه می دارد. بدلیل پیوسته ماندن جریان بار درلحظه خاموش شدن كلید از ایجاد ولتاژهای گذرایی كه در اثر تغییر ناگهانی جریان بار ممكن است در دوسر كلید پدیدآیند جلوگیری می شود.
همانطور كه گفتیم كلید S برای مدت زمان ( Ton = δT ) بسته است . متغیر ( =δ) دورة وظیفه یا ضریب وظیفه یك برشگر نامیده می شود .كلید S را می توان با روشهای مختلفی كنترل نمود كه به دو گروه زیر تقسیم می شوند :
1-كنترل نسبت به زمان ( TRC ) 2-كنترل حد جریان ( CLC )
در TRC ، كه كنترل پنهای پالس نیز نامیده می شود نسبت زمان هدایت به كل پریودكار برشگر كنترل می شود . TRC خود به دو صورت TRC با فركانس متغیر و TRC با فركانس ثابت.
در CLC ،كه كنترل نقطه به نقطه نیز نامیده می شود زمانی كه جریان بار به مقدار مشخص شده ای رسید ، كلید ،‌ بار را از منبع جدا می كند و مجدداً زمانیكه جریان بار به یك مقدار حداقل مشخص شده ای رسید كلید ،‌ بار را به منبع وصل می كند.
درشرایطی كه یك موتور با یك منبع ولتاژ ثابت تغذیه می شود. ترمز ژنراتوری در موتور فقط برای سرعتهای بالاتر از سرعت نامی امكان پذیر است. ولی با استفاده از كنترل برشگری، این امكان فراهم می شود تا ترمز ژنراتوری برای سرعتهای حتی تا نزدیكی صفر نیز امكان پذیر شود. این ویژگی در موتورهای حمل و نقل زیر زمینی و خودروهایی كه با باطری كارمی كنند سبب صرفه جویی بزرگی در انرژی مصرفی می شود. . بدون كنترل با برشگر یك موتور سری را نمی توان با استفاده از ترمز ژنراتوری ترمز نمود.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment