دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته برق

تمایل :عنوان : تاثیر شیارهای استاتور و روتور بر پارامترهای الکتریکی ماشین  (با اعمال خطای سیم پیچ سه فاز)

دانشگاه آزاد اسلامی

علوم تحقیقات واحد یزد

پایان نامه دوره كارشناسی ارشد در رشته برق(M
Sc)

تمایل: قدرت

عنوان

تاثیر شیارهای استاتور و روتور بر پارامترهای الکتریکی ماشین

(با اعمال خطای سیم پیچ سه فاز)

 

استاد راهنما:

دکتر سید امین سعید

استاد مشاور:

دکتر حمیدرضا اکبری

سال تحصیلی: 94-93

واسه رعایت تکهایی از متن پایان نامه مثلا :

(ممکنه هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزه یا بعضی نمادها و اشکال درج نشه ولی در فایل دانلودی همه چیز منظم و کامله)

 

فهرست مطالب

مقدمه
1

فصل اول کلیات تحقیق

1-1- مقدمه
3

1-2- بررسی شکل های جور واجور تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی

3

1-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور
3

1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور
4

1-3 – بررسی عیوب ابتدایی در ماشینای القایی

7

1-3-1- عیوب الكتریكی ابتدایی در ماشینهای القایی

8

1-3-2 عیوب مكانیكی ابتدایی در ماشینهای القایی

14

فصل دوم مبانی نظری و گذشته تحقیق

1-2-مقدمه
19

2-2-سابقه تحقیق
19

3-2-مروری بر تحقیقات گذشته
19

فصل سوم روش تحقیق

3-1-مقدمه
24

3-1-1- اهمیت و امتیازات 26

3-2 تئوری پیرو سیم پیچی

27

3-2-1 تعریف پیرو سیم پیچ

27

3-2-2- محاسبه اندوکتانسهای ماشین با استفاده از توابع سیم پیچ

31

3-3- مثل سازی ماشین القایی

34

3-3-1- معادلات یک ماشین الکتریکی با m سیم پیچ استاتور و n سیم پیچ روتور
36

3-3-1-1- معادلات ولتاژ استاتور
36

3-3-1-2- معادلات ولتاژ روتور
37

2-3-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطیسی

38

3-3-1-4- معادلات موتور القای سه فاز قفس سنجابی در فضای حالت

39

3-4- یافته های مثل سازی ماشین القایی سالم
43

3-5- مدلسازی خطای حلقه به حلقه و خطای كلاف به كلاف

45

3-6-یافته های مثل سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور
48

فصل چهارم جدا سازی و بررسی یافته ها

4-1 مقدمه
52

4-2- محاسبه ماتریس اندوکتانس

53

4-3- محاسبه ماتریس اندوکتانس

54

4-4- محاسبه ماتریس اندوکتانس

54

4-5 مدلسازی اثر شیار
56

4-6- یافته های مثل سازی ماشین القایی سالم
58

7-4- یافته های مثل سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور
60

فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 بحث و نتیجه گیری

63

پیوستا 64

منابع
66

فهرست شکلا

شکل1- 1موتور القایی با ساختار جدا از هم شده از هم
8

شکل1- 2شمای یه تیکه از موتور و فركانس عبور قطب

9

شکل1- 3 (الف)  اتصال كوتاه كلاف به كلاف بین نقاط  a , b(ب) خطای فاز به فاز
13

 

شکل3- 1برشی از وسیله دو استوانه ای با قرار گرفتن دلخواه سیم پیچ در فاصله هوایی

28

شکل3- 2تابع دور کلاف متمرکز با N دور هادی مربوط به شکل 3-1
29

شکل3- 3تابع سیم پیچ کلاف متمرکز N دوری مربوط به شکل 3-1
31

شکل3- 4ساختار دو سیلندری با دور سیم پیچ A وB

31

شکل3- 5تابع دور کلاف BB΄ شکل 3-4
32

شکل3- 6(الف) پیرو دور فاز a استاتور(ب) پیرو سیم پیچ فاز a استاتور
34

شکل3- 7تابع سیم پیچی حلقه اول روتور
35

شکل3- 8 (الف) اندوکتانس دوطرفه بین فاز Aاستاتور و حلقه اول روتور
35

شکل3- 9شكل مداری در نظر گرفته شده واسه روتور قفس سنجابی[40] 37

شکل3- 10روندنمای برنامه مثل سازی ماشین القایی قفس سنجابی سه فازبا فرض هسته ایده آل
43

شکل3- 11شکل موج جریان فاز A

44

شکل3- 12فرم سیم بندی استاتور وقتی كه اتصال كوتاه داخلی اتفاق افتاده

46

شکل3- 13منحنی گشتاور ماشین
50


شکل4- 1ورقه هسته و شیارهای موجود بر اون در موتور القایی قفس سنجابی 11 kW

52

شکل4- 2تابع فاصله هوایی برعکس با در نظر گرفتن شیارها 52

شکل4- 3تغییرات اندوکتانس خودی فاز a استاتور نسبت به موقعیت روتور
57

شکل4- 4با در نظر گرفتن اثر شیار واسه استاتور، منحنی اندوکتانس

57

شکل4- 5با اعمال اثر شیارهای روتور و محاسبه اندوکتانس

58

شکل4- 6با اعمال اثر شیارهای روتور و محاسبه اندوکتانس

58

شکل4- 7شکل موج جریان فاز A

59

شکل4- 8جریان ماشین در خطای حلقه به حلقه در حالت راه اندازی و بدون بار
60

شکل4- 9منحنی سرعت ماشین
61

شکل4- 10منحنی گشتاور ماشین
61

 

فهرست نمودارها

نمودار3- 1نمودار سرعت ماشین طبق زمان
44

نمودار3- 2نمودار گشتاوری ماشین
45

نمودار3- 3جریان ماشین در خطای حلقه به حلقه در حالت راه اندازی و بدون بار
49

نمودار3- 4منحنی سرعت ماشین
49


نمودار4- 1سرعت ماشین طبق زمان
59

نمودار4- 2عملکرد گشتاوری ماشین
60

 


مقدمه:

موتورهای  الکتریکی نقش مهمی رو در راه اندازی موثر ماشینها و پروسهای صنعتی اجرا می کنن
به ویژه موتورهای القایی قفس سنجابی رو که بعنوان اسب کاری صنعت می شناسن
پس تشخیص خطاهای این موتورها می تونه فواید اقتصادی زیادی به دنبال داشته باشه
مثل مدیریت کارخانه های صنعتی رو آسون می کنه، سطح اطمینان سیستم رو بالا می بره، هزینه تعمیر و نگهداری پایین میاد و نسبت هزینه به سود بطور زیادی کاهش پیدا میکنه

Bonnett وSouk up واسه خرابیهای استاتور موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی، پنج حالت خرابی مطرح کرده­ان که عبارت ان از: حلقه به حلقه، کلاف به کلاف، قطع فاز، فاز به فاز و کلاف به زمین[1]
واسه موتورهای قفس سنجابی، خرابیهای سیم پیچی استاتور و یاتاقانها   کل خرابیها به حساب می یان و هم اینکه بیشتر خرابیهای سیم پیچی استاتور موتور القایی از ویرانی عایقی حلقه به حلقه ناشی می شه
[2] بعضی از محققین خرابیهای موتور رو اینجور تقسیم بندی کردن: خرابی  ساچمها ( یاتاقانها) %40-50، خرابی عایق استاتور %30-40 و خرابی قفسه روتور %5- 10 [3] که اگه خرابی حلقه به حلقه جلوگیری نشه، باعث خطای فاز به زمین یا فاز به فاز می شه، که خطای فاز به زمین شدید تره
در مقالات[4] [5] نظریه پیرو سیم پیچی و کاربرد اون در بررسی گذرای موتورهای القایی تحت خطا توضیح داده شده
از این نظریه در مدلسازی خطای حلقه به حلقه استاتور استفاده شده
جدا از اینکه روشهای فوق خطای استاتور موتور القایی رو میشه به کمک بردارهای فضایی مورد مطالعه قرار داد[6]

 

فصل اول

کلیات تحقیق

 مقدمه:[7]

خرابیهای یك موتور قفس سنجابی رو میشه به دو دسته الكتریكی و مكانیكی تقسیم كرد
هر کدوم از این خرابیها در اثر عوامل و تنشای زیادی ایجاد می گردن
این تنشها در حالت كلی بصورت گرمایی، مغناطیسی، دینامیكی، مكانیكی و یا محیطی هستن كه در قسمتای جور واجور ماشین مثل محور، بلبرینگ، سیم پیچی استاتور ، ورقه های هسته روتور واستاتور و قفسه روتور خرابی ایجاد می­کنن
بیشتر این خرابیها در اثر نبود بكارگیری ماشین مناسب در شرایط كاری مورد نظر، نبود هماهنگی بین طراح و كاربر و استفاده نامناسب از ماشین بوجود می­آید
در این قسمت تلاش گردیده اول شکل های جور واجور تنشهای وارده بر ماشین، عوامل بوجود اومدن و اثرات اونا بررسی شه

قبل از بررسی شکل های جور واجور تنشهای وارده بر ماشین القایی باید موارد زیر در نظر گرفته شه :

1- با مشخص كردن شرایط كار ماشین میشه تنشهای گرمایی، مكانیكی و دینامیكی رو پیش بینی نمود و ماشین مناسب با اون شرایط رو انتخاب كرد
مثلا ، سیكل كاری ماشین و نوع بار اون ، تعداد دفعات خاموش و روشن كردن و فاصله زمانی بین اونا ، از عواملی هستن كه تاثیر مستقیم در بوجود اومدن تنشهای وارده بر ماشین دارن

2- وضعیت شبكه تغذیه ماشین از دید افت ولتاژ در حالت دائمی و شرایط راه اندازی و میزان هارمونیكهای شبكه هم در بوجود اومدن نوع نا آرومی و پس بوجود اومدن خرابی در ماشین موثر هستن

1-2- بررسی شکل های جور واجور تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی:

1-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور:[1
7]

الف ـ تنشهای گرمایی :این نوع از تنشها رو میشه به دلیل عوامل زیر دونست:

◄ سیكل راه اندازی: افزایش گرما در موتورهای القایی بیشتر هنگام راه اندازی و توقف ایجاد  می­شه
یك موتور در طول راه اندازی، پنج تا هشت برابر جریان نامی از شبكه جریان می كشد تا تحت شرایط بار كامل راه بیفته
پس اگه تعداد راه اندازیای یك موتور در پریود كوتاهی از زمان زیاد شه دمای سیم پیچی به سرعت زیاد می شه در حالی كه یك موتور القایی یك حد مجاز واسه گرم شدن داره و هروقت این حد در نظر گرفته نشه آمادگی موتور واسه بروز خطا زیاد می شه
تنشهایی كه بر اثر توقف یهویی موتور بوجود می یان به مراتب تاثیر گذارتر از بقیه تنشها هستن

◄ اضافه بار گرمایی:  بر اثر تغییرات ولتاژ و هم اینکه ولتاژهای نامتعادل دمای سیم پیچی زیاد می شه

طبق یك قانون تجربی بازای هر  %2/1-3 ولتاژ فاز نامتعادل دمای سیم پیچی فاز با حداكثر جریان خود، 25% افزایش پیدا می كند

◄ فرسودگی گرمایی: طبق قانون تجربی با ºc10 افزایش دمای سیم پیچی استاتور عمر عایقی اون نصف  می شه
پس اثر معمولی فرسودگی گرمایی ، آسیب پذیری سیستم عایقیه

ب ـ تنشهای به دلیل كیفیت نامناسب محیط كار : عواملی كه باعث ایجاد این تنشهامی شه به شکل زیره:

  • رطوبت
  • شیمیایی
  • خراش ( سائیدگی)[1]
  • ذرات كوچك خارجی

ج ـ تنشهای مكانیكی: عواملی كه باعث ایجاد این تنشها می شن به شکل زیر هستن:

◄ ضربات روتور: برخورد روتور به استاتور باعث می شه كه ورقه های استاتور عایق كلاف رو از بین ببره و اگه این تماس ادامه داشته باشه نتیجه اینه كه كلاف در شیار استاتور خیلی زود زمین  می­شه و این به دلیل گرمای بیشتر از حد تولید شده در نقطه تماس هستن

◄ جابجایی كلاف: نیرویی كه بر كلافها وارد می شه به دلیل جریان سیم پیچیه كه این نیرو متناسب با مجذور جریانه ( F∝ )
این نیرو هنگام راه اندازی ماكزیمم مقدار خودشو داره و باعث ارتعاش كلافها با دو برابر فركانس شبكه و جابجایی اونا در هر دو جهت شعاعی و مماسی می­شه

1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور :

الف ـ تنشهای گرمایی: عواملی كه باعث ایجاد این نوع تنشها در روتور می شه به شکل زیره:

◄ پخش غیر یكنواخت گرما: این مسئله بیشتر هنگام راه اندازی موتور اتفاق میفته اما نبود یكنواختی مواد روتور به دلیل مراحل ساخت هم ممكنه این مورد رابه وجود آورد
راه اندازیای همیشگی و اثر پوستی، احتمال تنشهای گرمایی در میله های روتور رو زیادتر می کنن

◄جرقه زدن روتور: در روتورهای ساخته شده عوامل زیادی باعث ایجاد جرقه در روتور می­شن كه بعضی واسه روتور ایجاد اشكال نمی­کنن(جرقه زدن غیر تخریب کننده) و یه سری های دیگه باعث بروز خطا می شن(جرقه زدن تخریب کننده )
جرقه زدن­های غیر تخریب کننده در طول عملكرد نرمال[2] موتور و بیشتر موقع راه اندازی رخ می­بده

◄ نقاط داغ و مرگ ها بیشتر از اندازه : عوامل زیادی ممكنه باعث ایجاد مرگ ها زیادتر و ایجاد نقاط داغ شن
آلودگی ورقه های سازنده روتور یا وجود لكه روی اونا، اتصال غیر عادی میله های روتور به بدنه اون، فاصله متغیر بین میله ها و ورقة روتور و چیزای دیگه ای به جز اینا می تونه در مرحله ساخت موتور به وجود بیاد
البته سازندگان موتور، آزمایشهای خاصی مثل اولتراسونیك رو واسه كاهش این اثرات بكار می­برند

ب ـ تنشهای مغناطیسی: عواملی مختلفی باعث ایجاد این تنشها روی روتور می شن مثل، مساوی نبودن فاصله هوایی و شارپیوندی شیارها، كه این عوامل و اثرات اونا در زیر مورد بررسی قرار داده شده:

◄ نویزهای الكترومغناطیسی : مساوی نبودن فاصله هوایی، جدا از اینکه ایجاد یك بخش مغناطیسی نامتقارن باعث ایجاد مخلوطی از هارمونیكها در جریان استاتور و به دنبال اون در جریان روتور می شه
اثرات دوطرفه هارمونیكهای جریان، باعث ایجاد نویز یا ارتعاش در موتور می شن
این نیروها بیشتر از نا همگونی فاصله هوایی بوجود می­آیند

◄ كشش نا متعادل مغناطیسی: كشش مغناطیسی نامتعادل باعث خمیده شدن شفت روتور و برخورد به سیم پیچی استاتور می شه
در عمل روتورها به طور كامل در مركز فاصله هوایی قرار  نمی­گیرند
عواملی مثل، فرار از مركز[3]، وزن روتور، سائیدگی یا تاقانها و

همه بر قرار گرفتن روتور دورتر از مركز اثر  می ذارن

 

◄ نیروهای الكترومغناطیسی: اثر شار پیوندی شیارها به دلیل عبور جریان از میله های روتور، باعث ایجاد نیروهای الكترودینامیكی می شن
این نیروها با توان دوم جریان  میله(  )  متناسب و یكطرفه  می­باشن و جهت اونا به سمتیه كه میله رو به شکل شعاعی از بالا به پائین جابجا می كند
اندازه این نیروهای شعاعی به هنگام راه اندازی بیشتر بوده و ممكنه کم کم باعث خم شدن میله ها از نقطه اتصال اونا به رینگ­های انتهایی گردند

ج ـ تنشهای دینامیكی: این تنشها ارتباطی به طراحی روتور ندارن بلكه بیشتر به روند كار موتورهای القایی بستگی دارن

بعضی از این تنشها در زیر توضیح داده می­شه:

  • نیروهای فرار از مركز[4] : هر گونه افزایش سرعت از حد مجاز، باعث ایجاد این نیروها می­شه و چون ژنراتورهای القایی در سرعت بالای سنكرون كار می کنن بیشتر دچار تنشهایی به دلیل نیروی فرار از مركز می­گردند
  • گشتاورهای شفت: این گشتاورها معمولاً در بین رخ دادن اتصال كوتاه و گشتاورهای گذرا تولید می شن
    اندازه این گشتاورها ممكنه تا 20 برابر گشتاور بار كامل باشه

د ـ تنشهای مكانیكی: بعضی از مهمترین خرابیای مكانیكی عبارتنداز:

  • خم شدن شفت روتور
  • تورق نامناسب و یاشل بودن ورقه ها
  • عیوب مربوط به یاتاقانها
  • ضرر دیدن فاصله هوایی

هـ ـ تنشهای محیطی : مثل استاتور تنشهای محیطی مختلفی، می تونه روی روتور اثر داشته باشه مثل رطوبت، مواد شیمیایی، مواد خارجی و چیزای دیگه ای به جز اینا

Abrasion -1

[2]- کارکرد نرمال تعریف می شه به شکل هر موتوری که  در خطر افت ولتاژ، تغییر بار (نوسانات بار)، اغتشاشات سوئیچینگ و چیزای دیگه ای به جز اینا قرارمی گیرد

– Eccentricity3

Centrifugal  Force-4

تعداد صفحه :82

قیمت : 14700 تومن

com/?checkout=3113″ method=”post” name=”frm_jahanpay3113″>

بی معطلی پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار میگیره

و در جدا از اینکه فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شه

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail
com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارین می تونین مبلغ مورد نظر واسه هر فایل رو کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز رو به ایمیل ما ارسال کنین تا فایل رو از راه ایمیل دریافت کنین

***  *** ***

متن کامل در سایت sabzfile.com