تبلیغات
برق - ماشینهای الكتریكی :مقاله: بررسی مولدهای جریان مستقیم
 

ماشینهای الكتریكی :مقاله: بررسی مولدهای جریان مستقیم

نوشته شده توسط :مهدی مهدوی
شنبه 10 دی 1390-12:29 ق.ظ

کاربرد مولدهای جریان مستقیم
از مولدهای جریان مستقیم بیشتر به عنوان منبع انرژی برای تحریك مولدهای نیروگاهی و ماشینهای خودكار، هواپیماها، جوشكاری با قوس الكتریكی، قطارهای راه آهن، اتوبوسهای برقی، زیر دریاییها و غیره استفاده می نمایند بدین ترتیب كاربرد مولدهای جریان مستقیم زیاد و متنوع است و لذا مولدهای جریان مستقیم با توان ها و دورهای مختلف ساخته می شوند.
طبقه بندی مولدهای جریان مستقیم
ماشین های DC واقعی دارای دو دسته سیم پیچ هستند
1- سیم پیچ آرمیچر
2- سیم پیچ تحریك (قطب ها)
كه با توجه به نحوه ارتباط الكتریكی سیم پیچ تحریك و سیم پیچ آرمیچر به دو دسته كلی تقسیم بندی می شوند.
1- مولدهای تحریك مستقل
2- مولدهای خود تحریك
- در مولدهای تحریك مستقل بین سیم پیچ آرمیچر و سیم پیچ تحریك هیچ ارتباط الكتریكی وجود ندارد
- در مولدهای خود تحریك بین این دو سیم پیچ ارتباط الكتریكی وجود دارد و انرژی سیم پیچ تحریك از انرژی تولیدی خود مولد تامین می شود نحوه این ارتباط الكتریكی مولدهای خود تحریك را به دو دسته تقسیم بندی می كند.
- مولدهای تحریك شنت یا موازی
- مولدهای تحریك سری
- مولدهای تحریك مختلط یا كمپوند
با توجه به اهمیت مولدهای DC به بررسی كامل این مولدها و مشخصات آنها می پردازیم

مولد تحریك مستقل
همانطور كه گفته شد در این مولد بین سیم پیچ تحریك و آرمیچر هیچ ارتباط الكتریكی وجود ندارد و مدار تحریك توسط یك منبع تغذیه جریان مستقیم خارجی تغذیه میشود به این منبع اكسایتر گفته میشود. در مدار تحریك از یك مقاومت متغییر استفاده می شود تا جریان تحریك را كنترل و فوران مغناطیسی قطبها را تغییر دهد. شكل زیر مدار معادل الكتریكی یك مولد تحریك مستقل را نشان میدهد.
در این مولد جریان بار، ولتاژ ترمینال و جریان تحریك از روابط زیر بدست می آید.
IL : جریان بار
IA : جریان آرمیچر
VT : ولتاژ ترمینال                                                                                                               
EA : نیرومحركه القاء شده آرمیچر
RA : مقاومت اهمی آرمیچر
ε : افت ولتاژ ناشی از عكس العمل
VF : ولتاژ تحریك
RF : مجموع مقاومت سیم پیچ تحریك و رئوستای تنظیم
IF : جریان تحریك

- مشخصه بی باری یا مشخصه مغناطیسی مولد تحریك مستقل
مشخصه بی باری یا مغناطیس مولد تغییرات نیرومحركه القاء شده آرمیچر (EA) را به ازاء تغییرات جریان تحریك (IF) در شرایط  دور ثابت n = const و بدون بار IL = 0 نشان میدهد این مشخصه در شكل زیر نشان داده شده است.

در بررسی بیشتر این مشخصه به نكات زیر توجه بیشتری داریم
1- مشخصه مغناطیسی به سه قسمت تقسیم بندی می شود قسمت اول منحنی تقریباٌ خط مستقیم است زیرا به ازاء جریان تحریك كم، تمام نیرومحركه مغناطیسی برای ایجاد فوران در فاصله هوایی كه قابلیت نفوذ مغناطیسی آن ثابت است به مصرف می رسد اما در قسمت دوم اشباع ماشین شروع شده و مشخصه به شكل منحنی در می آید و در قسمت سوم كه هسته به اشباع می رود مشخصه با محور افقی تقریباٌ موازی می شود.
نقطه كار: ماشین باید در قسمت منحنی یعنی شروع حالت اشباع باشد زیرا اگر ولتاژ نامی ماشین روی قسمت خطی قرار گیرد به ازاء تغییر جزیی در جریان تحریك ولتاژ به شدت تغییر می كند و كار ماشین ناپایدار است و چنانچه روی قسمت اشباع شده واقع شود امكان تنظیم ولتاژ ماشین محدود میشود.
2- در صورتیكه این مشخصه را برای سرعت ثابت دیگری بدست آوریم شكل كلی مشخصه تغییر نخواهد كرد در صورتیكه سرعت بالاتر انتخاب كنیم مشخصه در بالاتر و به ازاء سرعت پایین تر مشخصه در پایینتر تشكیل می شود. 
نكته: اگر مشخصه را برای دور نامی داشته باشیم می توان مشخصه را برای دورهای دیگر نیز بدست آوریم.
مشخصه خارجی یا بارداری مولد تحریك مستقل: این مشخصه عبارت است از تغییرات ولتاژ خروجی به ازاء تغییرات جریان بار در شرایط جریان تحریك و سرعت ثابت
VT = f.(IL)                        RF=const                                  n=const           
این مشخصه در حقیقت نشان میدهد كه با عبور جریان از آرمیچر افت ولتاژ اهمی آرمیچر IA.RA و افت ولتاژ ناشی از عكس العمل مغناطیسی چگونه باعث كاهش ولتاژ ترمینال می شوند.

مولد تحریك شنت
در این مولد مدار تحریك با آرمیچر به صورت موازی وصل می شود. جریان تحریك تابع ولتاژ خروجی و مقاومت مدار تحریك است و قسمتی (حدود 2 تا 3 درصد) از جریان آرمیچر را تشكیل میدهد. برای اینكه با جریان تحریك كم بتوان آمپر دور زیاد برای مولد تامین نمود باید تعداد دور سیم پیچ تحریك زیاد باشد و در نتیجه سطح مقطع آن باید كاهش یابد. ولتاژ خروجی مولد توسط یك مقاومت متغییر كه با سیم پیچ تحریك سری می شود تنظیم می گردد. مدار معادل الكتریكی مولد شنت بصورت زیر است:
روابط زیر نیز برای جریان آرمیچر، ولتاژ خروجی و جریان تحریك مولد شنت برقرار است
راه اندازی مولد شنت و تعیین نقطه كار: شروع كار مولد شنت بر اثر وجود پسماند مغناطیسی قطبها می باشد. یعنی ژنراتور بوسیله محرك با دور نامی به گردش در می آوریم به علت قطع خطوط قوای پس ماند توسط هادیهای آرمیچر، ولتاژی در آن القاء می شود. این ولتاژ به دو سر مدار تحریك اعمال می گردد. جریان كمی از سیم پیچ قطبها عبور می كند و درنتیجه فوران قطبها زیاد شده (در صورتیكه فوران هم جهت پسماند باشد) و نیرومحركه الكتریكی بیشتری در آرمیچر القاء میشود و ولتاژ دو سر مدار تحریك بالا می رود و مجدداٌ جریان تحریك افزایش یافته و ولتاژ القائی بزرگتر میشود. افزایش ولتاژ القائی تا جایی ادامه می یابد كه به VT = Rf.If برسد در این مقدار نیرومحركه القایی ثابت می ماند. اگر مشخصه Rf.If را رسم كنیم خطی بدست می آید كه در نقطه ای مانند B منحنی بی باری را قطع می كند به خط Rf.If خط القاء گفته میشود نقطه تقاطع این خط با منحنی نقطه كار مولد شنت می باشد.
مقاومت بحرانی و دور بحرانی: در صورتیكه مقاومت مدار تحریك آنقدر زیاد شود كه خط القاء بر منحنی بی باری مماس شود مولد حالت ناپایدار خواهد داشت و نیرومحركه نمی تواند مقدار معینی داشته باشد در این حالت می گویند مقاومت مدار تحریك بحرانی است. اگر مدار تحریك مقاومت بیش از این داشته باشد دیگر مولد تحریك نخواهد شد در صورتیكه سرعت مولد آنقدر كم باشد كه مشخصه بی باری بر خط القاء مماس شود نیز مولد به حالت ناپایدار خواهد رسید این دور نیز به دور بحرانی معروف است.
عوامل زیر سبب عدم تحریك یا عدم راه اندازی مولد شنت می شود
1- پس ماند مغناطیسی ناچیز یا صفر باشد
2- جهت جریان تحریك طوری باشد كه فوران ناشی از فوران پسماند را خنثی كند
3- مقاومت مدار تحریك از حد معینی بیشتر باشد
4- جهت گردش آرمیچر برعكس باشد كه سبب عكس شدن جریان تحریك می شود
5- دور محور از حد معین كمتر باشد
مشخصه مغناطیسی یا بی باری مولد شنت: همانطور كه در مورد مولد تحریك مستقل گفته شد مشخصه بی باری تغییرات نیرومحركه القاء شده آرمیچر نسبت به تغییرات جریان تحریك در شرایط بدون بار و دور ثابت است. مشخصه بی باری مولد شنت با مولد تحریك مستقل تفاوتی ندارد و بصورت زیر می باشد.

مشخصه بارداری یا خارجی مولد شنت: این مشخصه تغییرات ولتاژ ترمینال به ازاء تغییرات جریان بار را در شرایط دور ثابت و ثابت RF = نشان میدهد.در مولد شنت سه عامل باعث افت ولتاژ خروجی خواهد شد:
1- افت ولتاژ اهمی آرمیچر
2- افت ولتاژ ناشی از عكس العمل
3- افت ولتاژ خروجی بدلیل كاهش جریان تحریك بعلت كاهش ولتاژ خروجی ناشی از دو عامل بالا
نكته مهم دیگر در این مولد با كاهش مقاومت بار جریان IL (بار) تا مقدار معینی Icr كه معمولاٌ 2 تا 5/2 برابر جریان نامی است افزایش می یابد و سپس رو به كاهش می رود. توجیه این مسئله (یعنی كاهش جریان بار با توجه به كم شدن مقاومت بار) به این صورت است كه در نقطه برگشت منحنی اثر كاهش ولتاژ خروجی آنقدر زیاد است كه نمی تواند جریان خروجی بار زیاد شود. شكل زیر مشخصه خارجی مولد شنت را در مقایسه با مولد تحریك مستقل را نشان میدهد.

كاربرد مولد شنت: از این مولدها بعلت اینكه تنظیم ولتاژ بهتری دارند در شارژ باتری ها و تامین برق روشنایی و تغذیه سیم پیچ مولدهای نیروگاهی استفاده میشود.
مولد تحریك سری
در این ژنراتور آرمیچر با سیم پیچ تحریك به صورت سری قرار می گیرد. از آنجا كه جریان بار از سیم پیچ آرمیچر و سیم پیچ تحریك عبور كند باید سیم پیچ تحریك دارای سطح مقطع زیاد و تعداد دور كم باشد. مدار الكتریكی مولد سری و روابط آن بصورت زیر است.

IS : جریان مدار تحریك سری                                         
RS : مقاومت سیم پیچ تحریك سری

مشخصه بی باری مولد سری:          (VT = f(IL)   n = const)
برای بدست آوردن مشخصه خارجی مولد سری دور مولد را به دور نامی می رسانیم، اول حداكثر مقاومت بار را در مدار قرار میدهیم در این حالت با عبور جریان كم از آرمیچر و تحریك، فوران اگر مخالف پسماند نباشد نیرومحركه القایی زیاد میشود كه در نتیجه ولتاژ خروجی افزایش می یابد با كاهش مقاومت بار جریان تحریك كه برابر با جریان بار و آرمیچر است زیاد شده و قطبها را اشباع می كند و در نتیجه فوران ثابت می ماند و چون دور هم ثابت است نیرومحركه ثابت می ماند اما ولتاژ خروجی به دلایل زیر كاهش می یابد:
1- افت ولتاژ در هادی های آرمیچر
2- افت ولتاژ در سیم پیچی تحریك
3- افت ولتاژ بر اثر عكس العمل مغناطیسی آرمیچر
كاربرد مولد سری: مورد استفاده مولد سری خیلی كم است چون ولتاژ دو سر آرمیچر بر اثر تغییر جریان بار به طور قابل ملاحظه ای تغییر می كند. در عین حال از این مولد بعنوان جبران كننده افت ولتاژ خطوط جریان مستقیم استفاده میشود.

مولد مختلط یا كمپوند
این مولد دارای دو سیم تحریك سری و موازی با آرمیچر می باشد.
مولد كمپوند از نظر اتصالات سیم پیچ دارای دو نوع هستند:
1- مولد كمپوند با انشعاب بلند
2- مولد كمپوند با انشعاب كوتاه
مدار الكتریكی این دو نوع كمپوند در شكل زیر نشان داده شده است
روابط تحلیل مولد كمپوند بصورت زیر است                                    
مولدهای كمپوند از نظر جهت فوران سیم پیچ تحریك سری بصورت زیر تقسیم بندی می شود:
1- مولد كمپوند اضافی
2- مولد كمپوند نقصانی
- مولد كمپوند اضافی: فوران ناشی در این مولد فوران سیم پیچ تحریك شنت را تقویت می كند در این مولد سیم پیچ تحریك شنت نقش اصلی را بعهده دارد و سیم پیچ تحریك سری برای جبران افت ولتاژ اهمی و عكس العمل مغناطیسی آرمیچر به كار میرود.
- مولد كمپوند نقصانی: در این مولد فوران ناشی از سیم پیچ تحریك سری با فوران ناشی از سیم پیچ تحریك شنت مخالفت می كند.
مشخصه خارجی مولد كمپوند اضافی
برای مولد كمپوند اضافی در حالت بارداری ممكن است یكی از سه حالت زیر پیش آید:
1- با افزایش بار ولتاژ خروجی نیز زیاد شود این حالت را فوق كمپوند می گویند. در این حالت افزایش نیرومحركه ناشی از سیم پیچ سری بزرگتر از افت ولتاژ در اثر مقاومت و عكس العمل آرمیچر است.
2- با افزایش بار ولتاژ خروجی ثابت می ماند، در این حالت افت ولتاژ ناشی از مقاومت و عكس العمل با افزایش نیرومحركه ناشی از سیم پیچ سری جبران میشود. به این حالت كمپوند مسطح گفته میشود.
3- با افزایش بار، ولتاژ خروجی كاهش می یابد در این حالت افزایش نیرومحركه ناشی از سیم پیچ سری نمی تواند افت ولتاژها را جبران كند این حالت را زیر كمپوند می گویند. حتی در این حالت افت ولتاژ مولد كمتر از افت ولتاژ مولد شنت می باشد. شكل این مشخصه ها در زیر رسم شده است.
مشخصه بارداری مولد كمپوند نقصانی
در این مولد ولتاژ خروجی با افزایش بار به شدت كاهش می یابد بدلیل اینكه با افزایش بار جریان سیم پیچ تحریك سری زیادتر و در نتیجه فوران سیم پیچ سری بیشتر شده و میدان اصلی را تضعیف تر می كند پس ولتاژ خروجی به شدت كاهش می یابد. مدار الكتریكی این مولد و مشخصه بارداری آن در شكل زیر رسم شده است.
كاربرد مولد كمپوند
از مولد كمپوند اضافی در تحریك مولدهای نیروگاهی استفاده می شود. از مولدهای كمپوند تخت جای استفاده می شود كه نیاز به ولتاژ ثابتی باشد و فاصله بین مولد و مصرف كننده كم باشد. در صورتیكه به علت وجود فاصله بین مولد و مصرف كننده در سیمها افت ولتاژ بوجود آید از مولد كمپوند در حالت فوق استفاده می شود از مولد كمپوند نقصانی در جوشكاری استفاده می شود چون در ابتدا برای ایجاد قوس نیاز به ولتاژ بالا و بعد از برقراری قوس برای جلوگیری از افزایش جریان ولتاژ باید بشدت كاهش یابد.


ir-e.blogfa.com







نظرات() 


hemorrhoids scars
شنبه 2 شهریور 1398 03:17 ب.ظ
That is a good tip particularly to those fresh to the blogosphere.
Brief but very precise info… Many thanks for
sharing this one. A must read article!
Healing Hemorrhoids
دوشنبه 28 مرداد 1398 02:12 ب.ظ
wonderful put up, very informative. I wonder why
the opposite specialists of this sector don't realize this.
You must proceed your writing. I am sure, you've a great readers' base
already!
How to Heal Hemorrhoids
جمعه 18 مرداد 1398 02:05 ق.ظ
Hello to every one, the contents present at this site are really remarkable for
people experience, well, keep up the nice work fellows.
tinyurl.com
شنبه 18 خرداد 1398 03:45 ق.ظ
Good day! Do you use Twitter? I'd like to follow you if that would be ok.
I'm absolutely enjoying your blog and look forward to new posts.
Mikki
جمعه 17 خرداد 1398 03:57 ب.ظ
Excellent way of describing, and fastidious piece of
writing to take data concerning my presentation focus, which i am going to convey in college.
Klefer
جمعه 17 خرداد 1398 02:53 ب.ظ
My programmer is trying to persuade me to move to .net from
PHP. I have always disliked the idea because of the
expenses. But he's tryiong none the less. I've been using WordPress on a number of websites for about a year
and am nervous about switching to another platform. I have heard fantastic things about
blogengine.net. Is there a way I can transfer all my wordpress content into it?

Any help would be greatly appreciated!
Katrice
جمعه 17 خرداد 1398 03:57 ق.ظ
Greetings! I've been following your blog for a long time now and finally got the courage to go ahead and give you a shout out from Porter Tx!
Just wanted to tell you keep up the great work!
Manual
یکشنبه 12 خرداد 1398 05:44 ق.ظ
I read this article fully on the topic of
the difference of newest and earlier technologies, it's remarkable article.
http://tinyurl.com
یکشنبه 29 اردیبهشت 1398 04:00 ق.ظ
Genuinely when someone doesn't understand afterward its
up to other viewers that they will assist, so here it takes place.
http://tinyurl.com/y659lauw
پنجشنبه 26 اردیبهشت 1398 02:26 ق.ظ
I am truly thankful to the holder of this web page
who has shared this fantastic piece of writing at at this place.
Mario Celso Lopes
سه شنبه 24 اردیبهشت 1398 02:57 ق.ظ
What's up to every body, it's my first visit of this blog; this website carries awesome and really fine material in favor of readers.
http://tinyurl.com/y6ergnha
یکشنبه 22 اردیبهشت 1398 09:22 ق.ظ
For most up-to-date information you have to visit the web and on web I found this site as a
best site for hottest updates.
tinyurl.com
یکشنبه 22 اردیبهشت 1398 03:43 ق.ظ
Saved as a favorite, I like your blog!
Flora
جمعه 20 اردیبهشت 1398 05:09 ب.ظ
We are a group of volunteers and starting a new scheme
in our community. Your website offered us with helpful info to work on. You've done an impressive job and
our whole community will likely be grateful to you.
Juana
جمعه 20 اردیبهشت 1398 09:12 ق.ظ
Write more, thats all I have to say. Literally, it seems as
though you relied on the video to make your point.

You clearly know what youre talking about, why waste your intelligence on just posting videos to your weblog when you could be giving us something informative to read?
tinyurl.com
سه شنبه 17 اردیبهشت 1398 03:07 ب.ظ
Ahaa, its pleasant conversation concerning this paragraph here at this webpage, I have read all that,
so now me also commenting at this place.
http://tinyurl.com/y32unnbl
دوشنبه 16 اردیبهشت 1398 09:00 ق.ظ
hello there and thank you for your information – I've certainly
picked up anything new from right here. I did however expertise several technical
issues using this site, as I experienced to reload the site lots of times previous to I could get it to load properly.
I had been wondering if your hosting is OK? Not that I'm complaining, but sluggish loading instances
times will often affect your placement in google and could damage your high quality score if ads and
marketing with Adwords. Anyway I am adding this RSS to
my email and can look out for a lot more of your respective intriguing content.
Ensure that you update this again very soon.
tinyurl.com
دوشنبه 16 اردیبهشت 1398 05:00 ق.ظ
I think the admin of this website is really working hard in favor
of his web site, for the reason that here every
data is quality based stuff.
tinyurl.com
شنبه 14 اردیبهشت 1398 02:40 ق.ظ
Everyone loves it when folks get together and share ideas.
Great blog, keep it up!
tinyurl.com
جمعه 13 اردیبهشت 1398 06:35 ب.ظ
I go to see daily a few web sites and information sites to read posts,
however this blog offers quality based articles.
Hugo
جمعه 13 اردیبهشت 1398 02:46 ب.ظ
Hello, I check your new stuff on a regular basis.
Your story-telling style is awesome, keep up the
good work!
Stevie
جمعه 13 اردیبهشت 1398 04:06 ق.ظ
Hey There. I discovered your weblog using msn. This is a very
well written article. I'll be sure to bookmark it and return to learn extra of your helpful info.
Thanks for the post. I'll certainly return.
Stephania
جمعه 13 اردیبهشت 1398 03:39 ق.ظ
Attractive section of content. I just stumbled upon your website and in accession capital to assert that
I get actually enjoyed account your blog posts. Any way I will be subscribing to your feeds and even I achievement
you access consistently fast.
Rashad
سه شنبه 10 اردیبهشت 1398 07:59 ب.ظ
Yesterday, while I was at work, my sister stole my iphone and tested to see if it can survive a
thirty foot drop, just so she can be a youtube sensation. My apple
ipad is now destroyed and she has 83 views. I know this is entirely off
topic but I had to share it with someone!
Angelita
سه شنبه 10 اردیبهشت 1398 03:38 ق.ظ
Hello everyone, it's my first go to see at this web
page, and article is really fruitful for me, keep up posting these types of content.
Lilly
دوشنبه 9 اردیبهشت 1398 01:48 ب.ظ
Hi, I do believe this is a great website.
I stumbledupon it ;) I am going to return yet again since i have saved as a favorite it.
Money and freedom is the best way to change, may you be rich and continue to guide others.
bit.ly
دوشنبه 9 اردیبهشت 1398 09:10 ق.ظ
I like the helpful info you provide in your articles.
I'll bookmark your weblog and check again here
regularly. I am quite certain I'll learn plenty of new stuff right here!
Good luck for the next!
Madelaine
شنبه 7 اردیبهشت 1398 05:27 ب.ظ
It's very simple to find out any topic on net as compared to books, as I found this paragraph at this web site.
Bichara Previc
شنبه 7 اردیبهشت 1398 02:20 ق.ظ
Hey, I think your blog might be having browser compatibility issues.
When I look at your blog in Ie, it looks fine but when opening in Internet Explorer, it has
some overlapping. I just wanted to give you a quick heads up!
Other then that, terrific blog!
Ruth
سه شنبه 3 اردیبهشت 1398 07:43 ق.ظ
Greetings! I've been following your website for some time now and finally got the bravery to go ahead and give you a shout out from
Dallas Tx! Just wanted to say keep up the fantastic work!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


درباره وبلاگ:



آرشیو:


آخرین پستها:


پیوندها:


پیوندهای روزانه:


نویسندگان:


آمار وبلاگ:







The Theme Being Used Is MihanBlog Created By ThemeBox