X
تبلیغات
Behind every love, God is standing - موتور های الکتریکی
موتورهای الکتریکی(3)
پنجشنبه بیست و هشتم مرداد 1389 | a_r

AC MOTORS

AC motors can be divided into two major categories: asynchronous and synchronous. The induction motor is the most common form of asynchronous motor and is basically an ac transformer with a rotating secondary. The priits mary winding (stator) is connected to the power source, and the shorted secondary  (rotor) carries the induced secondary current. Torque is produced by the action of the rotor (secondary) currents on the air gap flux. The synchronous motor resembles a dc motor turned inside out, with the permanent magnets mounted on the rotor. As an alternative, some are constructed using a wound rotor excited by a dc voltage through slip rings. The flux created by the current-carrying conductors in the stator rotates around the inside of the stator in order to achieve motor action.

 

Induction motors 

These motors are probably the simplest and most rugged of all electric motors. They consist of two basic electrical assemblies: the wound stator and the rotor assembly. The rotor consists of laminated, cylindrical iron cores with slots for receiving  iron cores with slots for receiving the conductors. On early motors, the conductors were copper bars with ends welded to copper rings known as end rings. Viewed from the end, the rotor assembly resembles a squirrel cage, hence the name “squirrel- cage” motor is used to refer to induction motors. In modern induction motors, the most common type of rotor has cast-aluminum conductors and short-circuiting end rings. The rotor turns when the moving magnetic field induces a current in the shorted conductors. The speed at which the magnetic field rotates is the synchronous speed of the motor and is determined by the number of poles in the stator and the frequency of the power supply.

Where:

Ns = synchronous speed

f = frequency

P = number of poles

 

Ns=120 F/P

 

Synchronous speed is the absolute  upper limit of motor speed. At synchronous speed, there is no difference between rotor speed and rotating field speed, so no voltage is induced in the rotor bars, hence no torque is developed. Therefore, when running, the rotor must rotate slower than the magnetic field. The rotor speed is just slow enough to cause the proper amount of rotor current to flow, so that the resulting torque is sufficient to overcome windage and friction losses, and drive the load. This speed difference between the rotor and magnetic field, called slip, is normally referred to as a percentage of synchronous speed:

Where:

s = slip

Ns = synchronous speed

Na = actual speed

 

 

S=100(Ns-Na)/Ns

 

Polyphase motors — NEMA classifies polyphase induction motors according to locked rotor torque and current, breakdown torque, pull up torque, and percent slip. • Locked rotor torque is the minimum torque that the motor develops at rest for all angular positions of the rotor at rated voltage and frequency.

• Locked rotor current is the steady state current from the line at rated voltage and frequency with the rotor locked.

 

• Breakdown torque is the maximum torque that the motor develops at rated voltage and frequency, without an abrupt drop in speed.

• Pull up torque is the minimum torque developed during the period of

acceleration from rest to the speed that breakdown torque occurs. Figure 4 illustrates typical speedtorque curves for NEMA Design A, B, C, and D motors. • Design A motors have a higher breakdown torque than Design B motors and are usually designed for a specific use. Slip is 5%, or less.

• Design B motors account for most of the induction motors sold. Often referred to as general purpose motors, slip is 5% or less.

• Design C motors have high starting torque with normal starting current and low slip. This design is normally used where breakaway loads are high at starting, but normally run at rated full load, and are not subject to high overload demands after running speed has been reached. Slip is 5% or less.

• Design D motors exhibit high slip (5 to 13%), very high starting torque, low starting current, and low full load speed. Because of high slip, speed can drop when fluctuating loads are encountered. This design is subdivided into several groups that vary according to slip or the shape of the speedtorque curve. These  motors are usually available only on a special order basis.

Wound-rotor motors — Although the squirrel-cage induction motor is relatively inflexible with regard to speed and torque characteristics, a special wound-rotor version has controllable speed and torque. Application of wound-rotor motors is markedly different from squirrel-cage motors because of the accessibility of the rotor circuit. Various performance characteristics can be obtained by inserting different values of resistance in the rotor circuit. Wound rotor motors are generally started with secondary resistance in the rotor circuit. This resistance is sequentially reduced to permit the motor to come up to speed. Thus the motor can develop substantial torque while limiting locked rotor current. The secondary resistance can be designed for continuous service to dissipate heat produced by continuous operation at reduced speed, frequent acceleration, or acceleration with a large inertia load. External resistance gives the motor a characteristic that results in a large drop in rpm for a fairly small change in load. Reduced speed is provided down to about 50%,

 

 

موتورهای ac : موتورهای ac به دو دسته ی بزرگ تقسیم می شوند : سنکرون و آسنکرون (همزمان یا غیر همزمان)موتورهای القایی بیشتر رایج تر هستند از موتورهای آسنکرون و اساسا ترانسفورماتور ac با چرخش ثانویه همراه هستند. سیم پیچ های اولیه استاتور به منبع برق وصل شده اند و اتصالات ثانویه جریان هستند.گشتاور تولیدی به وسیله ی عملکرد رتور(ثانویه)روی جریان در شار شکاف هوایی.موتورهای همزمان ، از داخل شبیه موتورهای dc هستند با قرار گرفتن مواد فرومغناطیسی برروی رتور.مقداری استفاده میشود در ساختار سیم پیچ های تحریک به وسیله ولتاژ dc از میان حلقه های لغزان. شار به وجود می اید به وسیله ی جریان هادی ها در چرخش استاتور اطراف و داخل استاتور یا به وسیله ی اقدامات موتور می توان دست یافت.

موتورهای القایی : این موتورها احتمالا ساده و اکثر موارد سخت هستند در همه ی موتورهای الکتریکی . آنها عبارتند از 2 پایه ی الکتریکی که بر هم سوار می شوند و سیم پیچ رتور و استاتور سوار می شوند.رتور شامل لایه های ورقه شده با هسته آهنی استوانه ای شکل با شکاف هایی برای سوار شدن هادی ها می باشند. در ابتدا موتورها وهادی ها وجود دارد میله های مسی با انتهای جوشکاری شده مس ها با یک رینگ و پایانه ی رینگ. منظره ای از انتهای روتور و سوار شدن به یک قفس استوانه ای شباهت دارد . از این رو با اسم قفس سنجابی هستند.موتورها ترجیحا القایی استفاده میشود. در موتورهای القایی امروز بیشتر نوعی از آنها که هادی های ان به شکل آلومینیوم و کوتاه احاطه شده به وسیله یک رینگ رایج است.در گردش رتور وقتی میدان مغناطیسی گردش می کند و جریان در هادی ها کوتاه است.با سرعت انتخاب می شود به وسیله میدان مغناطیسی رتور ئ سرعت سنکرون در موتور و همچنین تعداد قطب های استاتور و فرکانس منبع تغذیه تعیین کننده است.

Ns=120 F/p

Ns : سرعت سنکرون                             F: فرکانس                              P : تعداد قطب ها

سرعت سنکرون قدر مطلق محدودیت بالای سرعت موتور است در سرعت سنکرون وجود ندارد هیچ تفاوتی بین سرعت رتور و سرعت میدان چرخش . بنابراین هیچ ولتاژی در میله های رتور القا نمی شود. بنابراین گشتاوری هم تولید نمی شود . اگرچه وقتی راه اندازی می شود بیشتر موتورها در ابتدا آهسته می چرخند به خاطر میدان مغناطیسی . سرعت رتور فقط به اندازه کافی آهسته است به دلیل فراهم آوردن میزان جریان رتور و به دنبال آن بنابراین نتیجتا گشتاور کافی چیره می شود بر اثر باد و تلفات و به وسیله بار راه اندازی می شود. این سرعت ها بین رتور ها و میدان مغناطیسی متغییر است شکاف های هوایی نامیده می شود .

S=100(Ns-Na)/Ns

S: لغزش                                        Ns : سرعت سنکرون                      Na : سرعت واقعی موتور یا رتور

موتورهای چند فاز : nema سری موتورهای چند فاز القایی مطابق با گشتاور رتور قفل شده و جریان ، تفکیک گشتاور ، رسیدن به گشتاور و درصد لغزش/گشتاور رتور قفل شده کمترین مقدار گشتاور را دارند در بین موتورهای پیشرفته برای همه زوایای مثبت در میزان ولتاز رتور و فرکانس. جریان رتور قفل شده در حالت دائمی است میزان ولتاژ و جریان از خط و فرکانس با رتور قفل شده . پایین آمدن ناگهانی گشتاور در گشتاورهای ماکزیمم هست در موتورهای پیشرفته ، میزان ولتاز، فرکانس تغییر ناگهانی در سرعت.

جلوگیری از گشتاور هست پیشرفت گشتاور مینیمم طی یک دوره در شتاب از استراحت به سوی سرعت در اتفاقات ناگهانی سرعت است.شکل (4) توضیح می دهد نمونه ای از نمودار گشتاور سرعت برای طراحی nema موتورهای : a,b,c,d

طراحی موتورهای A دارند کاهش ناگهانی گشتاور . در طراحی B موتورها معمولا طراحی می شوند برای استفاده های خاص (لغزش 5% یا کمتر)

طراحی موتورهای C دارند گشتاور استارت بالا با جریان راه اندازی متوسط و لغزش کم.این طراحی متوسط استفاده میشود در جاهایی که بارها استارت بالایی نیاز دارند.اما عموما راه اندازی می شوند با میزان بار کامل و نیستند تحت تقاضای زیاد پس از راه اندازی سرعت لغزش 5% یا کمتر می باشد.

طراحی موتورهای D نمایش می دهد لغزش زیاد را (5% تا 13%) گشتاور استارت خیلی زیاد ، جریان راه اندازی کم ،و کم بودن سرعت در بار کامل/زیرا در لغزش زیاد سرعت می تواند افت پیدا کند وقتی بار نوسان پیدا می کند .این طراحی ها تقسیم بندی ها در داخل این موتورها اغلب در دسترس هستند تنها برای کارهای خاص.

سیم پیچی رتور موتورها: اگر چه موتورهای القایی قفس سنجابی هستند انعطاف پذیری نسبی با توجه به سرعت و کارکترهای گشتاور نوعی  خاص از موتورهای سیم پیچی شده هستند کنترل شده به وسیله گشتاور و سرعت / کاربرد رتور موتورهای سیم پیچی شده هستند نشانه های مختلف از موتورهای قفس سنجابی زیرا دسترسی به مدارات رتور. اجرای کارکترهای گوناگون می تواند فراهم آورد  به وسیله ی جا انداختن اندازه ی مختلف مقاومت در مدارات موتور

 

پینوشت: عکس مربوط به این مطلب رو نشد بذارم ولی عکس صفحه ی ۳ این مقاله هست می تونید مقاله رو از اینجا دانلود کنید

کلیک کنید

لینک ثابت
موتور های الکتریکی(2)
چهارشنبه بیستم مرداد 1389 | a_r
Figure 3. These motors are often used to drive high starting torque loads, such as traction vehicles. Torque varies approximately as the square of current. An increase in armature current is accompanied by a like increase in field current. At rest, the torque is highest because no counter electromotive force (CEMF) is generated by the armature. As the armature gains speed, the CEMF rises, reducing the effective voltage, current, and torque. As the motor shaft load increases, the armature slows to provide sufficient voltage and current to match the load torque. If the load is removed, the motor will race dangerously.

 

Compound-wound motor —

Both shunt and series field windings are used in compound motors. By adjusting strength and direction of the

series winding relative to the shunt winding, speed-torque characteristics can be made to approximate those of series or shunt motors.

 

Controlling dc motors

DC motor speed is controlled by armature- voltage control, shunt-field control, or a combination of the two.

 

Armature-voltage control —

The type of control varies the voltage applied to the armature, while field current is maintained constant from a separate source. Speed is proportional to CEMF, which is equal to the applied voltage minus the armature circuit IR drop. At rated current, the torque remains constant regardless of the speed (since the magnetic flux is constant) and, therefore, the motor has constant torque capability over priits entire speed range. Horsepower varies directly with speed. As the speed of a self-ventilated motor is lowered, it loses ventilation and cannot be loaded with quite as much armature current without exceeding the rated temperature rise. Therefore, to obtain full load torque at low speeds, motors are oversized or auxiliary blowers are added for sufficient cooling.

 

Shunt-field control — By weakening shunt-field current, motor speed is altered, thus increasing speed and reducing output torque for a given armature voltage. Field control is good only for obtaining speeds greater than base speed (the no-load speed with full field strength). Maximum speed range by field control is about 5:1, and this occurs for only low base speed motors. Because the rating of a dc motor is limited by heating, the maximum permissible armature current is nearly constant over the field-weakened speed range. This means that, at rated armature current, output torque varies inversely with speed, and the motor has constant-horsepower capability over this speed range.

 

Selecting dc motors

Choosing a dc motor type and associated equipment for a given application requires consideration of several

factors.

Speed range — The minimum and maximum speeds for an application determine the motor base speed.

 

Allowable speed variation — Applications requiring constant speed at all torque values should use a shunt-wound motor. If speed changes with load and speed variation must be minimized to less than 2%, a regulator employing tachometer feedback must be used.

 

Torque requirements — The torque requirements at various operating speeds should be determined. Many applications are essentially constant torque, such as conveyors. Others, such as centrifugal blowers, require torque to vary as the square of the speed. In contrast, machine tools and center winders are constant horsepower, with torque decreasing as speed increases. Thus, the speedtorque relationship determines the most economical motor.

Reversing — This operation affects the power supply and control. When the motor cannot be stopped for switching series fields before reverse operation, compound and stabilizing windings should not be used if full load torque is needed in both directions. Bi-directional operation may also affect brush adjustments.

 

Duty rating — DC motors carry

one of three ratings:

• Continuous duty is applied to motors that will continuously dissipate all the heat generated by internal motor losses without exceeding rated temperature rise.

• Definite time, intermittent duty motors will carry rated load for specified time without exceeding rated temperature rise. These motors must be allowed to cool to ambient before load is repeated.

• Indefinite time, intermittent duty is usually associated with some RMS load of a duty-cycle operation.

Peak torque — The peak torque that a dc motor delivers is limited by that load at which damaging commutation begins. Brush and commutator damage depends on sparking severity and duration. Therefore, peak torque depends on the duration and frequency of occurrence of the overload. Peak torque is often limited by the maximum current that the power supply can deliver. Motors can commutate greater loads at low speed without damage. NEMA standards specify that dc machines must deliver at least 150% rated current for one minute at any speed within rated range, but most motors exceed this requirement.

 

Heating — The temperature of a dc motor is a function of ventilation and losses in the machine. Some losses — core, shunt-field, and brushfriction — are independent of load, and vary with speed and excitation. Several methods can predict operating temperature. The best method is to use thermal capability curves available from the manufacturer.

 

 

 

 

 

 

 

چنانچه از اسم و مفهوم این موتور بر می آید میدان سری با آرمیچر (شکل3)این موتورها اغلب دارای گشتاور راه اندازی بار بالا دارند همچنین حامل انقباض می باشد.تقریبا گشتاورهای گوناگون مجذوری از جریان است.افزایش جریان آرمیچر به وسیله کمپانی و مشابه افزایش شار میدان می باشد.متکی بودن(وابسته بودن) به گشتاور زیاد می باشد.زیرا هیچ شمارنده ای برای نیرو محرکه cemf که تولید کند به وسیله آرمیچر نیست.بهره ی سرعت آرمیچر در افزایش cemf و کاهش ولتاژ موثر جریان و گشتاور. افزایش بار محور موتور در آرمیچر کاهش می دهد تهیه ولتاز کافی و جریان را با تطبیق گشتاور بار.اگر بار را از روی موتور حذف کنیم گردش ان خطرناک است.

سیم پیچ کمپوند: هر دو میدان سیم پیچ شنت و سری هستند مورد استفاده در موتورهای کمپوند.به وسیله تنظیم کردن نیرو و جهت در سیم پیچ سری نسبی در سیم پیچ شنت ، سرعت، گشتاور و کارکترهایی هستند که می توانند بسازند تقریبا آنان را موتور شنت یا سری.

کنترل موتورdc : سرعت موتورهای dc کنترل می شود به وسیله ی کنترل ولتاژ آرمیچر ، کنترل میدان شنت(موازی)یا مخلوطی(ترکیبی)از هر دو آنها.

کنترل ولتاژ آرمیچر : در نوعی از کنترل ، کاربرد ولتاژ گوناگون در آرمیچر با نگهداری شار میدان ثابت از نیروی جداگانه می باشد.سرعت متناسب است با cemf و هر کدام برابر با کاربرد ولتاژ منهای افت ir مدار آرمیچر.میزان جریان و گشتاور باقی ماند اضافی صرف نظر از سرعت(بعد از شار مغناطیسی ثابت)و به این دلیل موتور گشتاوری ثابت دارد و توانایی ورود به رنج سرعت را دارد.جهت ولت با سرعت متغییر است. سرعت سرعت سلف تهویه موور کم میکند تلفات بادی و بار نمی تواند با جریان کامل آرمیچر.اگر چه بدست آوردن گشتاور بار کامل در سرعت کم ، موتورها هستند بزرگتر یا تهویه کمکی افزوده شده برای خنک کردن.

کنترل موتور شنت : به وسیله ضعیف کردن شار میدان شنت ، سرعت موتورها متغییر ، بدین گونه سرعت آنها قابل افزایش یا کاهش در خروجی گشتاور برای دادن ولتاز به آرمیچر.کنترل میدان خوب است تنها برای فراهم اوردن سرعت زیاد نسبت به سرعت پایه(سرعت در حالت بی باری با میدان نیروی کامل)ماکزیمم رنج سرعت به وسیله کنترل میدان هست در حدود 5:1 و این برای تنها پایه سرعت موتور است.زیرا درجه موتورdc  محدود می شود به وسیله  گرما ، بیشترین جریان مجاز آرمیچر تقریبا بالا و ثابت هست در رنج سرعت میدان های ضعیف.به این معنا که میزان جریان آرمیچر و در خروجی گشتاور متغییر معکوس با سرعت و موتور دارای توانایی وات ثابت در این رنج سرعت.

انتخاب موتور موتورdc : انتخاب نوع موتور dc و تجهیزات به همبسته برای دادن کاربرد لازم و رسیدگی به چندین کارخانه

رنج سرعت مجاز: کاربرد سرعت ثابت جایز در همه ی مقادیر باید قابل استفاده باشد در موتور سیم پیچ شنت اگر سرعت با بار تغییر کند سرعت متغییر باید به کمترین مقدار 2% و تثبیت کار،سرعت سنج فیدبک باید استفاده شود.

گشتاور مورد نیاز در سرعت بهره برداری ثابت باید تعیین کننده ی خیلی از کاربردهای غیر ضروری هست در گشتاور ثابت.همچنین حامل دیگر چیز ها.این قبیل تهویه گریز از مرکز گشتاور مورد نیاز در تغییر دادن با مجذور سرعت متناسب است.

بیشترین گشتاور :حداکثر در موتورهای dc دریافت می شود از محدود کردن به وسیله بار و آغاز تبدیل زیان ها.خسارت جاروبک ها و کموتاتورها وابسته هستند روی جرقه زدن و سختی در طی یک مدت.

اگر چه حداکثر گشتاور وابسته است روی مدت و تکرار اتفاق واقعه بر روی اضافه بار.حداکثر گشتاور اغلب محدود می شود به وسیله ماکزیمم جریان و تغذیه برق و تغذیه برق می تواند نجات دهد.موتورها می توانند تغییرات بزرگی در بار و کم کردن سرعت داشته باشند بدون خسارت.nema استاندارد مخصوص ماشین های dc باید دریافت کنند کمتر از 150% درصد میزان جریان برای 1 دقیقه روی سرعت در مدت میزان رنج اما بیشترین موتورها بیشتر از این در خواست ها است.

گرما و (حرارت):دما در موتورهای dc و کار کردن تهویه هوا ، تلفات ماشین است.مقداری از تلفات در هسته ی میدان شنت و اصطکاک کموتاتور هست مستقل از بار هستند و تغییرات با سرعت تحریک است.چندین روش می تواند عملیات حرارتی را پیش بینی کند.بهترین روش توانایی گرمایی ، بدست آوردن خط منفی از ساختن آن است.                                                                                                                         

 

 


تمامی حقوق مادی و معنوی " Behind every love, God is standing " برای " a_r " محفوظ می باشد!
طـرّاح قـالـب: شــیــعــه تـم