دانلود پایان نامه:تاثیر شیارهای استاتور و روتور بر پارامترهای الکتریکی ماشین (با اعمال خطای سیم پیچ سه فاز)

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته برق

گرایش :قدرت

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

دانشگاه آزاد اسلامی

علوم تحقیقات واحد یزد

پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته برق(M. Sc)

گرایش: 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

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است) فهرست مطالبمقدمه. 1فصل اول کلیات تحقیق1-1- مقدمه. 31-2- بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی.. 31-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور. 31-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور. 41-3 – بررسی عیوب اولیه در ماشین های القایی.. 71-3-1- عیوب الکتریکی اولیه در ماشینهای القایی.. 81-3-2 عیوب مکانیکی اولیه در ماشینهای القایی.. 14فصل دوم مبانی نظری و پیشینه تحقیق1-2-مقدمه. 192-2-سابقه تحقیق. 193-2-مروری بر تحقیقات گذشته. 19فصل سوم روش تحقیق3-1-مقدمه. 243-1-1- اهمیت و مزایا 263-2 تئوری تابع سیم پیچی.. 273-2-1 تعریف تابع سیم پیچ.. 273-2-2- محاسبه اندوکتانسهای ماشین با استفاده از توابع سیم پیچ.. 313-3- شبیه سازی ماشین القایی.. 343-3-1- معادلات یک ماشین الکتریکی با m سیم پیچ استاتور و n سیم پیچ روتور. 363-3-1-1- معادلات ولتاژ استاتور. 363-3-1-2- معادلات ولتاژ روتور. 372-3-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطیسی.. 383-3-1-4- معادلات موتور القای سه فاز قفس سنجابی در فضای حالت.. 393-4- نتایج شبیه سازی ماشین القایی سالم. 433-5- مدلسازی خطای حلقه به حلقه و خطای کلاف به کلاف.. 453-6-نتایج شبیه سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور. 48فصل چهارم تجزیه و تحلیل یافته ها4-1 مقدمه. 524-2- محاسبه ماتریس اندوکتانس ... 534-3- محاسبه ماتریس اندوکتانس ... 544-4- محاسبه ماتریس اندوکتانس ..... 544-5 مدلسازی اثر شیار. 564-6- نتایج شبیه سازی ماشین القایی سالم. 587-4- نتایج شبیه سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور. 60فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات5-1 بحث و نتیجه گیری.. 63پیوست ها 64منابع. 66فهرست شکل هاشکل1- 1موتور القایی با ساختار مجزا شده از هم. 8شکل1- 2شمای قسمتی از موتور و فرکانس عبور قطب.. 9شکل1- 3 (الف)  اتصال کوتاه کلاف به کلاف بین نقاط  a , b(ب) خطای فاز به فاز. 13 .شکل3- 1برشی از وسیله دو استوانه ای با قرار گیری دلخواه سیم پیچ در فاصله هوایی.. 28شکل3- 2تابع دور کلاف متمرکز با N دور هادی مربوط به شکل 3-1. 29شکل3- 3تابع سیم پیچ کلاف متمرکز N دوری مربوط به شکل 3-1. 31شکل3- 4ساختار دو سیلندری با دور سیم پیچ A وB.. 31شکل3- 5تابع دور کلاف BB΄ شکل 3-4. 32شکل3- 6(الف) تابع دور فاز a استاتور(ب) تابع سیم پیچ فاز a استاتور. 34شکل3- 7تابع سیم پیچی حلقه اول روتور. 35شکل3- 8 (الف) اندوکتانس متقابل بین فاز Aاستاتور و حلقه اول روتور. 35شکل3- 9شکل مداری در نظر گرفته شده برای روتور قفس سنجابی[40] 37شکل3- 10روندنمای برنامه شبیه‌سازی ماشین القایی قفس سنجابی سه فازبا فرض هسته ایده آل. 43شکل3- 11شکل موج جریان فاز A.. 44شکل3- 12فرم سیم بندی استاتور وقتی که اتصال کوتاه داخلی اتفاق افتاده است.. 46شکل3- 13منحنی گشتاور ماشین. 50.شکل4- 1ورقه هسته و شیارهای موجود بر آن در موتور القایی قفس سنجابی 11 kW... 52شکل4- 2تابع فاصله هوایی معکوس با در نظر گرفتن شیارها 52شکل4- 3تغییرات اندوکتانس خودی فاز a استاتور نسبت به موقعیت روتور. 57شکل4- 4با در نظر گرفتن اثر شیار برای استاتور، منحنی اندوکتانس... 57شکل4- 5با اعمال اثر شیارهای روتور و محاسبه اندوکتانس... 58شکل4- 6با اعمال اثر شیارهای روتور و محاسبه اندوکتانس... 58شکل4- 7شکل موج جریان فاز A.. 59شکل4- 8جریان ماشین در خطای حلقه به حلقه در حالت راه اندازی و بدون بار. 60شکل4- 9منحنی سرعت ماشین. 61شکل4- 10منحنی گشتاور ماشین. 61 فهرست نمودارهانمودار3- 1نمودار سرعت ماشین بر حسب زمان. 44نمودار3- 2نمودار گشتاوری ماشین. 45نمودار3- 3جریان ماشین در خطای حلقه به حلقه در حالت راه اندازی و بدون بار. 49نمودار3- 4منحنی سرعت ماشین. 49.نمودار4- 1سرعت ماشین بر حسب زمان. 59نمودار4- 2عملکرد گشتاوری ماشین. 60 

مقدمه:

موتورهای  الکتریکی نقش مهمی را در راه اندازی موثر ماشینها و پروسه های صنعتی ایفا می کنند. بخصوص موتورهای القایی قفس سنجابی را که بعنوان اسب کاری صنعت می شناسند. بنابراین تشخیص خطاهای این موتورها می تواند فواید اقتصادی فراوانی در پی داشته باشد. از جمله مدیریت کارخانه های صنعتی را آسان می کند، سطح اطمینان سیستم را بالا می برد، هزینه تعمیر و نگهداری پایین می آید و نسبت هزینه به سود بطور قابل توجهی کاهش می یابد.Bonnett وSouk up برای خرابیهای استاتور موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی، پنج حالت خرابی مطرح کرده­اند که عبارت اند از: حلقه به حلقه، کلاف به کلاف، قطع فاز، فاز به فاز و کلاف به زمین[1]. برای موتورهای قفس سنجابی، خرابیهای سیم پیچی استاتور و یاتاقانها   کل خرابیها به حساب می آیند و همچنین اکثر خرابیهای سیم پیچی استاتور موتور القایی از فروپاشی عایقی حلقه به حلقه ناشی می شود.[2] برخی از محققین خرابیهای موتور را چنین تقسیم بندی کرده اند: خرابی  ساچمه ها ( یاتاقانها) %40-50، خرابی عایق استاتور %30-40 و خرابی قفسه روتور %5- 10 [3] که اگر خرابی حلقه به حلقه جلوگیری نشود، منجر به خطای فاز به زمین یا فاز به فاز می گردد، که خطای فاز به زمین شدید تر است. در مقالات[4] [5] نظریه تابع سیم پیچی و کاربرد آن در آنالیز گذرای موتورهای القایی تحت خطا شرح داده شده است. از این نظریه در مدلسازی خطای حلقه به حلقه استاتور استفاده شده است. علاوه بر روشهای فوق خطای استاتور موتور القایی را می توان به کمک بردارهای فضایی مورد مطالعه قرار داد[6]. 

فصل اول

کلیات تحقیق

 مقدمه:[7]خرابیهای یک موتور قفس سنجابی را می توان به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم ‌کرد.هر کدام از این خرابیها در اثر عوامل و تنش های متعددی ایجاد می گردند. این تنشها در حالت کلی بصورت حرارتی، مغناطیسی، دینامیکی، مکانیکی و یا محیطی می باشند که در قسمت های مختلف ماشین مانند محور، بلبرینگ، سیم پیچی استاتور ، ورقه های هسته روتور واستاتور و قفسه روتور خرابی ایجاد می­کنند. اکثر این خرابیها در اثر عدم بکارگیری ماشین مناسب در شرایط کاری مورد نظر، عدم هماهنگی بین طراح و کاربر و استفاده نامناسب از ماشین پدید می­آید. در این قسمت سعی گردیده است ابتدا انواع تنشهای وارده بر ماشین، عوامل پدید آمدن و اثرات آنها بررسی گردد.قبل از بررسی انواع تنشهای وارده بر ماشین القایی بایستی موارد زیر در نظر گرفته شود : 1- با مشخص کردن شرایط کار ماشین می توان تنشهای حرارتی، مکانیکی و دینامیکی را پیش بینی نمود و ماشین مناسب با آن شرایط را انتخاب کرد. به عنوان مثال ، سیکل کاری ماشین و نوع بار آن ، تعداد دفعات خاموش و روشن کردن و فاصله زمانی بین آنها ، از عواملی هستند که تاثیر مستقیم در پدید آمدن تنشهای وارده بر ماشین خواهند داشت.2- وضعیت شبکه تغذیه ماشین از لحاظ افت ولتاژ در حالت دائمی و شرایط راه اندازی و میزان هارمونیکهای شبکه هم در پدید آمدن نوع تنش و در نتیجه پدید آمدن خرابی در ماشین موثر خواهند بود.

1-2- بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی:

1-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور:[1.7]

الف ـ تنشهای گرمایی :این نوع از تنشها را می توان ناشی از عوامل زیر دانست:◄ سیکل راه اندازی: افزایش حرارت در موتورهای القایی بیشتر هنگام راه اندازی و توقف ایجاد  می­شود. یک موتور در طول راه اندازی، پنج تا هشت برابر جریان نامی از شبکه جریان می کشد تا تحت شرایط بار کامل راه بیفتد. بنابراین اگر تعداد راه اندازی های یک موتور در پریود کوتاهی از زمان زیاد گردد دمای سیم پیچی به سرعت افزایش می یابد در حالی که یک موتور القایی یک حد مجاز برای گرم شدن دارد و هرگاه این حد در نظر گرفته نشود آمادگی موتور برای بروز خطا افزایش می یابد. تنشهایی که بر اثر توقف ناگهانی موتور بوجود می آیند به مراتب تاثیر گذارتر از بقیه تنشها هستند.◄ اضافه بار گرمایی:  بر اثر تغییرات ولتاژ و همچنین ولتاژهای نامتعادل دمای سیم پیچی افزایش می یابد.بنابر یک قاعده تجربی بازای هر  %2/1-3 ولتاژ فاز نامتعادل دمای سیم پیچی فاز با حداکثر جریان خود، 25% افزایش پیدا می کند .◄ فرسودگی گرمایی: طبق قانون تجربی با ºc10 افزایش دمای سیم پیچی استاتور عمر عایقی آن نصف  می شود. بنابراین اثر معمولی فرسودگی گرمایی ، آسیب پذیری سیستم عایقی است.ب ـ تنشهای ناشی از کیفیت نامناسب محیط کار : عواملی که باعث ایجاد این تنشهامی شود به صورت زیر است:
  • رطوبت
  • شیمیایی
  • خراش ( سائیدگی)[1]
  • ذرات کوچک خارجی
ج ـ تنشهای مکانیکی: عواملی که باعث ایجاد این تنشها می شوند به صورت زیر می باشند:◄ ضربات روتور: برخورد روتور به استاتور باعث می شود که ورقه های استاتور عایق کلاف را از بین ببرد و اگر این تماس ادامه داشته باشد نتیجه این است که کلاف در شیار استاتور خیلی زود زمین  می­شود و این به دلیل گرمای بیش از حد تولید شده در نقطه تماس می باشند.◄ جابجایی کلاف: نیرویی که بر کلافها وارد می شود ناشی از جریان سیم پیچی است که این نیرو متناسب با مجذور جریان می باشد ( F∝ ). این نیرو هنگام راه اندازی ماکزیمم مقدار خودش را دارد و باعث ارتعاش کلافها با دو برابر فرکانس شبکه و جابجایی آنها در هر دو جهت شعاعی و مماسی می­گردد.

1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور :

الف ـ تنشهای گرمایی: عواملی که باعث ایجاد این نوع تنشها در روتور می شود به صورت زیر است:◄ توزیع غیر یکنواخت حرارت: این مسئله اغلب هنگام راه اندازی موتور اتفاق می افتد اما عدم یکنواختی مواد روتور ناشی از مراحل ساخت نیز ممکن است این مورد رابه وجود آورد. راه اندازی های مداوم و اثر پوستی، احتمال تنشهای حرارتی در میله های روتور را زیادتر می کنند.◄جرقه زدن روتور: در روتورهای ساخته شده عوامل زیادی باعث ایجاد جرقه در روتور می­شوند که برخی برای روتور ایجاد اشکال نمی­کنند(جرقه زدن غیر مخرب) و برخی دیگر باعث بروز خطا می شوند(جرقه زدن مخرب ). جرقه زدن­های غیر مخرب در طول عملکرد نرمال[2] موتور و بیشتر در هنگام راه اندازی رخ می­دهد .◄ نقاط داغ و تلفات بیش از اندازه : عوامل متعددی ممکن است باعث ایجاد تلفات زیادتر و ایجاد نقاط داغ شوند. آلودگی ورقه های سازنده روتور یا وجود لکه بر روی آنها، اتصال غیر معمول میله های روتور به بدنه آن، فاصله متغیر بین میله ها و ورقه روتور و غیره می تواند در مرحله ساخت موتور به وجود آید. البته سازندگان موتور، آزمایشهای خاصی مانند اولتراسونیک را برای کاهش این اثرات بکار می­برند.ب ـ تنشهای مغناطیسی: عواملی مختلفی باعث ایجاد این تنشها بر روی روتور می شوند همانند، عدم تقارن فاصله هوایی و شارپیوندی شیارها، که این عوامل و اثرات آنها در زیر مورد بررسی قرار داده شده است:◄ نویزهای الکترومغناطیسی : عدم تقارن فاصله هوایی، علاوه بر ایجاد یک حوزه مغناطیسی نامتقارن باعث ایجاد مخلوطی از هارمونیکها در جریان استاتور و به تبع آن در جریان روتور می گردد. اثرات متقابل هارمونیکهای جریان، باعث ایجاد نویز یا ارتعاش در موتور می شوند. این نیروها اغلب از نا همگونی فاصله هوایی بوجود می­آیند◄ کشش نا متعادل مغناطیسی: کشش مغناطیسی نامتعادل باعث خمیده شدن شفت روتور و برخورد به سیم پیچی استاتور می شود. در عمل روتورها به طور کامل در مرکز فاصله هوایی قرار  نمی­گیرند. عواملی همانند، گریز از مرکز[3]، وزن روتور، سائیدگی یا تاقانها و ... همگی بر قرار گیری روتور دورتر از مرکز اثر  می گذارند. ◄ نیروهای الکترومغناطیسی: اثر شار پیوندی شیارها ناشی از عبور جریان از میله های روتور، سبب ایجاد نیروهای الکترودینامیکی می شوند. این نیروها با توان دوم جریان  میله(  )  متناسب و یکطرفه  می­باشند و جهت آنها به سمتی است که میله را به صورت شعاعی از بالا به پائین جابجا می کند. اندازه این نیروهای شعاعی به هنگام راه اندازی بیشتر بوده و ممکن است به تدریج باعث خم شدن میله ها از نقطه اتصال آنها به رینگ­های انتهایی گردند.ج ـ تنشهای دینامیکی: این تنشها ارتباطی به طراحی روتور ندارند بلکه بیشتر به روند کار موتورهای القایی بستگی دارند.برخی از این تنشها در ذیل توضیح داده می­شود:
  • نیروهای گریز از مرکز[4] : هر گونه افزایش سرعت از حد مجاز، باعث ایجاد این نیروها می­شود و چون ژنراتورهای القایی در سرعت بالای سنکرون کار می کنند اغلب دچار تنشهایی ناشی از نیروی گریز از مرکز می­گردند.
  • گشتاورهای شفت: این گشتاورها معمولاً در خلال رخ دادن اتصال کوتاه و گشتاورهای گذرا تولید می شوند. اندازه این گشتاورها ممکن است تا 20 برابر گشتاور بار کامل باشد .
د ـ تنشهای مکانیکی: برخی از مهمترین خرابی های مکانیکی عبارتنداز:
  • خمیدگی شفت روتور
  • تورق نامناسب و یاشل بودن ورقه ها
  • عیوب مربوط به یاتاقانها
  • خسارت دیدن فاصله هوایی
هـ ـ تنشهای محیطی : همانند استاتور تنشهای محیطی مختلفی، می تواند بر روی روتور تاثیر گذار باشد همانند رطوبت، مواد شیمیایی، مواد خارجی و غیرهAbrasion -1[2]- عملکرد نرمال تعریف می شود به صورت هر موتوری که  در معرض افت ولتاژ، تغییر بار (نوسانات بار)، اغتشاشات سوئیچینگ و غیره قرارمی گیرد.- Eccentricity3Centrifugal  Force-4تعداد صفحه :82قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید