تحقیق موضوع عکس العمل عرضی طولی ارمیچر

لینک دانلود خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع :  .doc ( قابل ویرایش اماده پرینت )

تعداد : 8 صفحه

---

 قسمتی متن : 

از زمانهای بسیار قدیم بشر اهن ربا طبیعی اشنا بوده ، نیروهای جاذبه دافعه بین قطعات مختلف اهن ربا بین انها سایر قطعات اهنی شناخته . اما حدود 200 سال قبل تحلیل صحیح دقیقی رفتار اجسام مغناطیسی ارائه نشده همین دلیل استفاده چندانی پدیده انجام نمی . سال 1819 میلادی یک دانشمند دانمارکی نام اورستد متوجه هنگام عبور جریان برق یک سیم ، چنانچه مجاورت قطب نمایی قرار دهیم ، عقربه قطب نما ( که جنس اهن ربای طبیعی ) منحرف گردد . تجربه نشان داد که جریان برق مانن اهن ربای طبیعی اطراف خود یک میدان مغناطیسی ایجاد کند که شدت بستگی شدت جریان دارد عکس العمل ارمیچر: عواملی که حالت بارداری دینامو باعث تغییر نیروی الکتروموتوری ارمیچر باشد عکس العمل ارمیچر نامیده شود مهمترین انها شرح زیر است: 1- عکس العمل القا شونده که باعث افت ولتاژ مقاومت سیم پیچ ارمیچر شود حالت ژنراتور V=E-RI حالت موتور V=E+RI باشد 0E نیروی الکتروموتوری تولید شده V ولتاژ دو سر ارمیچر RI افت ولتاژ ارمیچر باشد0 2- عکس العمل مغناطیسی که باعث نیروی الکتروموتوری فوران گردد دو دسته تقسیم شود0 الف: عکس العمل عرضی ب: عکس العمل طولی الف: عکس العمل عرضی میدان مغناطیسی یک ماشین ، توسط سیم پیچ تحریک تامین گردد 0 یک ماشین باردار ، جریانی که سیم پیچ ارمیچر گذرد تولید میدان مغناطیسی نماید میدان میدان اصلی اثر نموده عث ایجاد خطوط میدان تحریک شود . ارمیچر که سیم پیچ جریان گذرد میدانی وجود اورد که محور محور جاروبکها منطبق است0 وجود میدان ارمیچر سبب ایجاد فوران مغناطیسی تحت قطبها شود یک طرف قطب ،انرا تقویت طرف دیگر تضعیف کند . اگر ماشین اشباع نباشد عکس العمی عرضی ارمیچر e.m.f. ارمیچر تغییر نمی دهد ولی حالت اشباع ماشین e.m.f. ارمیچر کاهش یابد. حالت بارداری ، جریان میدان تحریک جریان ارمیچر هر دو وجود دارند m.m.f. منتجه دو جریان تولید موج دانسیته فوران مینماید . خط خنثای الکتریکی منطقه که دانسیته فوران صفر حالت ژنراتور خط خنثای هندسی ،در جهت چرخش حالت موتور جهت عکس چرخش تغییر مکان دهد . مولفه فوران مغناطیسی محور خنثی باعث اشکالات کموتاسیون میشود m.m.f. ارمیچر تولید عکس العمل ارمیچر نماید . ضمن مهمترین مولفه (قسمت) m.m.f. محور خنثی (محور ربعی ) واقع است. مدار مغناطیسی اشباع نشده: حالت قابلیت نفوذ مغناطیسیاجرا مختلف مدار مغناطیسی توان ثابت فرض نمود نتیجه دانسیته فوران منتجه هر نقطه مساوی حاصل جمع جبری دانسیته فوران ارمیچر میدان تحریک باشد .و اثر تغییر شکل اندوکسیون منتجه محور خنثی جهت گردش ارمیچر تغییر مکان دهد0 جاروبکها باید جهت گردش ارمیچر تغییر مکان داد،چون ومدار مغناطیسی حال اشباع نرسیده تقویت دانسیته فوران یک گوشه قطب تضعیف گوشه دیگر ،و یکدیگر جبران نماید فوران کلی تغییر نمی کند اما علت تغییر شکل خطوط قوای مغناطیسی طولانی شدن راه انها مقاومت مغناطیسی افزایش یابد چون نیروی محرکه مغناطیسی ثابت لذا فوران مفید کاهش یابد0 مدار مغناطیسی اشباع شده: حالت نمی توان دانسیته فوران میدان اصلی عکس العمل ارمیچر جمع جبری نمود باید نیروهای محرکه مغناطیسی ترکیب نموده منتجه انها اندوکسیون نقطه مطلوب تعیین نمود0 رعایت نکته منحنی نمایش دانسیته فوران سطح ارمیچر حسب نیروی محرکه مغناطیسی کلی شکل (1-1) نشان داده شده 0فرض شود Boدانسیته فوران حالت باری مولد Fo نیروی محرکه مغناطیسی باشد که انرا تولید نماید0 شکل شماره 1-1 تغییرات نیروی محرکه مغناطیسی ایجاد شده توسط جریانی که هنگام بارداری مولد سیمهای ارمیچر گذرد زیر قطبها خطی بعلاوه محور قطبی ( محوری که قطب گذرد) صفر دران گوشه ‎ی قطب که ارمیچر دور شود مثبت گوشه‏ی قطب که القا شونده نزدیک شود منفی است، نقطه فاصله X محور قطبی ، شکل (2-1) ، نیروی محرکه مغناطیسی میتوان صورت F1=Kx نوشت 0K ضریبی ثابت که تابع جریان القا شونده میباشد 0 نیروی مغناطیسی منتجه برابر با:F=Fo+F1= Fo+Kx شکل 2-1 مقایسه فورانهای حالت باری بار داری مشاهده شود که کاهش فوران گوشه ورودی افزایش گوشه خروجی باشد.افزایش فوران گوشه خروجی نمی تواند کاهش فوران گوشه ورودی جبران کند لذا فوران مفید نتیجه نیروی الکتروموتوری القا شده مولد کاسته شود 0 طرق مختلف جبران عکس العمل عرضی ارمیچر : تعبیه شیارها کفشکهای قطبی : ایجادچند شیار کفشکهای قطبی فاصله هوایی شیار مسیر فوران عکسالعمل ارمیچر وجود اورند ، لفزایش مقاومت مغناطیسی مقدار فوران عرضی کاسته شود0 اما شیارهای کفشکهای قطبی مقطع اهن کفشکها کاهش دهد نتیجه زود تر انرا حال اشباع رساند . علاوه وجود شیارها کفشکهای قطبی موجب گردد که دانسیته فوران مغناطیسی فاصله هوایی میان کفشکهای قطبی ارمیچر حالت یکنواختی خارج شود ، جهت ندرت طریق کار برند0 2-سیم پیچی تعدیل اگر ولتاژ موجود بین تیغه مجاور یک کلکتور صورت تابعی وضع زاویه پیرامون کلکتور ، رسم نماییم نتیجه یک منحنی استکه تقزیبا شبیه منحنی توزیع دانسیته فوران باشد ولتاژ بین تیغه مجاور وقتی که دو طرف کلاف متصل انها قویترین میدان قرار گیرد، حداکثر خواهد . عکس العمل عرضی ارمیچر باعث توزیع ولتاژ دور کلکتور شود . بعضی موارد ، ماشینها گاهی ، تحت بار اضافی تغییرات سریع بار قرار گیرند . زمانی که بار اضافی بیش حد ماشین باشد تغییرات ناگهانی بار اتفاق بیفتد ، ولتاژ بین تیغه کلکتور ممکن بقدری زیاد شود که باعث ایجاد جرقه بین دو جاروبک مجاور پلاریته مخالف گردد باعث اتصال کوتاه بعضی اوقات ، سوختن کلکتور گردد . مگر اینکه غلبه عکس العمل عرضی ارمیچر اقداماتی صورت گیرد . منظور سیم پیچ دیگری ماشین تعبیه شود . m.m.f. مغناطیسی عرضی توسط سیم پیچ که سیم پیچ تعدیل معروف و. صفحات قطبهای اصلی تعبیه شود خنثی گردد . سیم پیچ تعدیل صورت سری سیم پیچ ارمیچر قرار گیرد شماره مفتول طوری m.m.f. مساوی m.m.f. مفتولهای ارمیچر که تحت صفحات قطبی قرار دارند، m.m.f.ها دو جهت مخالف بوده بنا m.m.f. سیم پیچ تعدیل سبب تقلیل دانسیته فوران ارمیچر شود . سیم پیچ تعدیل خنثی نمودن اثر عکس العمل ارمیچر ، منطقه خارج نفوذ قطبها کموتاسیون بخصوص یکنواخت نگاه داشتن توزیع فوران تحت صفحات قطبهای اصلی کار رود . سیم پیچ شیارها سوراخهایی که صفحات قطبی تعبیه شود قرار گیرند جریان سیم پیچ کموتاسیون جریان ارمیچر حملمی نماید . مثال ، نصف مفتولهای طرف راست یک قطب نصف مفتولهای واقع طرف چپ قطب مجاور طور سری متصل شوند ، بطوریکه جهت جریان مفتولها مخالف جهت جریان قسمت سیم پیچ ارمیچر که مستقیما روبروی انها قرار دارد باشد. چون سیم پیچ تعدیل کننده تمام جریان ارمیچر حمل نمایند فوران تولید شده توسط هر دور انها خیلی قویتر فوران هر دور سیم پیچ ارمیچر باشد 0 باید خاطر داشت که جریان مفتول ارمیچر برابر جریان کل ارمیچر تقسیم تعداد راه جریان باشد0 لذا صورتی که ماشین 8 قطبی باشد دارای سیم پیچ حلقوی ساده باشد حالت m.m.f. تولید شده توسط شش مفتول سیم پیچ تعدیل کننده برابر m.m.f. 48 مفتول سیم پیچ ارمیچر خواهد 0 طرح عملط سیم پیچ تعدیل کننده ، فقط مفتولهایی ارمیچر که مستقیما مقابل صفحات قطبی قرار گیرند توسط امپر دورهای مساوی خنثی شوند. نوع ماشینها قطبهای کموتاسیون اثر عکس العمل ارمیچر مناطق بین قطبها جلوگیری نمایند0 ب- عکس العمل طولی ارمیچر : همان طور که گفته عکس العمل عرضی ارمیچر یک ژنراتور موجب تغییر شکل خطوط قوای مغناطیسی شده نتیجه محور خنثی جهت تغییر ارمیچر تغییر مکان یابد. بنابراین جاروبک باید جهت گردش ارمیچر کلکتور تغییر مکان داد امتداد محور خنثی قرار گیرند لذا جهت جریان هادی القا شونده عوض شود طوریکه جهت جریان عناصر القا شونده گوشه خروجی قطب شمال مخالف جهت جریان القا شده عناصرالقا شونده گوشه ورودی قطب جنوب بوده رو دو جریان جمع شوند . ماشین چند قطبی که سیم بندی ارمیچر انها a راه جریان دارد جریان القا شده ارمیچر انها مساوی I جریانی که هر عنصر القا شونده گذرد I برa . کموتاسیون ولتاژ راکتانس: کلکتور جاروبکهای قسمتهای مهمی ژنراتور dc تشکیل میدهند.در مجموعه کلکتور جاروبکها دو عمل لازم صورت گیردند . یکی عمل کموتاسیون که شامل تبدیل جریان متناوب تولید شده جریان مستقیم خروجی دیگری انتقال جریان ارمیچر گردان جاروبکهای ساکن نتیجه بار. هر دو عمل باید دقت استفاده مواد مناسب طرح خوب تنظیم مناسب کنترل شود. غیر صورت یک جرقه جدی امکان کار افتادن ماشین بین خواهد . موقعی که یکی کلافهای ارمیچر بین جاروبکهای مثبت منفی متوالی چرخد جریان کلاف یک جهت عبور نموده سپس کلاف کسری ثانیه توسط جاروبک اتصال کوتاه شود که پس منطقه بین جاروبکهای منفی مثبت متوالی عبور نماید (منطقه که جریان جهت مخالف قبل باشد ) دو عامل عمده مایل که کموتاسیون ملایم جلوگیری نماید : 1ـ امکان عبور جریان زیاد کلاف اتصال کوتاه شده . 2ـ خاصیت ضریب القا کلاف که تغییر جهت جریان مخالفت نماید . اغلب کلکتور جهت عقربه ساعت چرخد موقعی که کلاف وضع یک دو حرکت کند جریان کلاف طرف چپ یعنی طرف جاروبک مثبت باشد سپس کلاف ناگهان توسط جاروبک منفی اتصال کوتاه شود.اگر وضع دو طرف کلاف ، فورانی قطع نماید ولتاژی تولید شود نتیجه جریانی کلاف عبور خواهد کرد .این دلیل لزوم استفاده قطبهای کمکی بتوان عکس العمل ارمیچر خنثی نموده فواصل بین قطبی نسبتا عاری فوران کرد .بالاخره موقعی که کلاف منطقه بین جاروبکهای مثبت منفی قرار میگیرد حالت اتصال کوتاه خارج شده جهت جریان معکوس میگردد یعنی جریان طرف راست جاری شود . کموتاسیون سه منطقه عمل دارد: 1ـ قبل اتصال کوتاه موقعی که جریان جهت مشخصی دارد. 2ـدوره اتصال کوتاه که بدترین دوره . 3ـ حالت بعد اتصال کوتاه موقعی که جریان جهت مخالف شروع حرکت نماید . باید توجه نمود که جهت جریان زمان بسیار کوتاهی عوض شود اندوکتانس یک کلاف که دارای چند دور سیم پیچی حول یک ماده مغناطیسی خوب پیچیده شده تغییر جریان مثبت منفی مخالفت نماید اکر ولتاژ ، اجازه عمل داده شود باعث جرقه خواهد شد. چنانچه تغییر جهت جریان درست همان لحظه انجام گیرد که کلاف ، تیغه کلکتور ترک کند یعنی میان تیغه کلکتور جاروبک لحظه که یکدیگر جدا میشوند هیچ جریانی عبور نکند صورت کموتاسیون کامل نامند برعکس اگر هنگام جداشدن تیغه کلکتور جاروبک کلافی که تیغه متصل جریانی عبور نماید جرقه بین جاروبک تیغه کلکتور وجود اید عمل کموتاسیون کامل نیست . ایجاد جرقه جاروبک باعث گرم شدن فوق العاده کلکتور جاروبکها میشود جاروبکها سرعت ساییده میشوند بین میروند .ساییده شدن جاروبکها خرده شدن تیغه کلکتور موجب شود که تماس جاروبک کلکتور کامل نباشد نتیجه قدرت ماشین کاهش یابد . کموتاسیون دارای جنبه مکانیکی دارای جنبه الکتریکی ، لحاظ مکانیکی ضرورت دارد که جاروبک پیوسته تیغه کلکتور که زیر میگذرد تماس داشته باشد فشار ثابتی انها قرار گیرد .از لحاظ الکتریکی کموتاسیون بسیار پیچیده زیرا عوامل مختلفی نظیر خودالقایی کافی که حال کموتاسیون ، القای متقابل کلاف سایر کلاف که مرحله کموتاسیون رسیده اند ،نیروی الکتروموتوری ایجاد شده کلاف توسط میدان مغناطیسی خارجی مقومت اهمی کلاف بالاخره مقاومت اهمی محل تماس جاروبکها باتیغه کلکتور عمل کموتاسیون دخالت دارند . مقاومت محل تماس جاروبکها تیغه کلکتور جنس جاروبکها ، فشار تماس انها شدت جریان حرارت غیره وابستگی دارد لذا قابل تغییر ، بین بردن ولتاژ راکتانس لازم یکی دو عمل زیر انجام گیرد: 1-تغییر مکان جاروبکها ماشینهای بدون قطبهای کمکی . 2-استفاده قطب کمکی منظور خنثی نمودن فوران عکس العمل ارمیچر0 کموتاسیون دو تیغه : ساده نوع کموتاسیون باشد زیرا جاروبک فقط یک کلاف اتصال کوتاه نماید0 فرض شود که c کلافی باشد که عمل کموتاسیون انجام گیرد a b تیغه کلکتور باشند که سر وته کلاف انها متصل شده B جاروبکی عرض تیغه کلکتور باشد 0 جریانی که هر شاخه سیم بندی گذرد I فرض نماییم . کلکتور جهت فلش f تغییر مکان دهد0 جریانهای دو کلاف c1 وc2 که قبل کلاف C بعد قرار داردمساوی I اما کلافها جهتشان مخالف یکدیگر . جهت جریانی که کلاف C2می گذرد مثبت جهت جریانی که کلاف C1 گذرد منفی قرار داده جهت جریان I که کلاف C گذرد صورت تطابق جهت جریانی که قبل شروع کموتاسیون گذشته مثبت فرض نماییم 0 اگر جریانهایی که تیغه کلکتور B رسد Ia Ib نشان دهیم صورت خواهیم داشت Ia=I+i Ib=I-i وجریانی که جاروبکها خارج شود مساوی با: Ia+Ib=2I هنگام تغییر مکان کلکتور ، جریان i تدریجا کاهش یابد صفر رسد سپس تغییر جهت داده لحظه که جاروبک B تیغه کلکتور a کلی جدا شود تمام سطح تیغه b گیرد مقدار صفر رسد . اگر To زمان عبور تیغه a زیر جاروبک باشد جریان I کلاف e مدت تغییر جهت دهد +I –I رسد همان مدت جریان Ia تیغه a کلکتور مقدار 2I صفر جریان Ib تیغه کلکتور صفر مقدار 2I رسد. کموتاسیون چند تیغه ای: عمل عرض جاروبک اندازه انتخاب کنند که چند تیغه بپوشاند . نوع کموتاسیون که کموتاسیون چند تیغه نامیده شود جاروبک واحد چند کلاف مجاور اتصال کوتاه نماید 0 وسایلی که بهبود کموتاسیون کار میرود : بین بردن نیروی الکتروموتوری خود القا کلاف اتصال کوتاه شده بهبود کموتاسیون معمولا طرق زیر عمل شود: الف- تغییر مکان جاروبکها محور خنثی جهت گردش ارمیچر : همچنانچه که قبلا ذکر جریان سیم پیچ ارمیچر ، تولید میدان مغناطیسی نماید که میدان اصلی قرار گیرد 0 باید توجه نمود که فوران ارمیچر طرف پایین صورتی که میدان اصلی طرف چپ راست باشد ، یعنی دو میدان نسبت یکدیگر زاویه 90 درجه سازند ، دو میدان یکدیگر اثر نموده فوران منتجه باشد0جهت فوران منتجه بالاجبار طرف پایین ، چون محور خنثی باید همیشه میدان منتجه زاویه 90 درجه بسازد 0 محور خنثی مغناطیسی جدید جهت عقربه ساعت تغییر مکان دهد که همان جهت چرخش باشد . واضح که اگر کموتاسیون بدون جرقه مطلوب باشد باید جاروبکها اندازه زاویه تغییر مکان دهند0 اثر دیگر عکس العمل ارمیچر که کاملا واضح نظر نمی رسد تقلیل ولتاژ تولید شده باشد. انکه دلیل روشن شود باید حقیقت توجه نمود که فوران ارمیچر ، میدان نصف هر قطب تضعیف نصف دیگر تقویت نماید اگر تضعیف مساوی تقویت باشد ، مقدار فوران منتجه بدون تغییر ما ماند ولی حالت وجود ندارد زیرا معمولابه علت اشباع مغناطیسی ، تقلیل بیشتر افزایش باشد . بیشتر حالات عملی تقلیل فوران ممکن یک چهار صد ( بین حالت باری بار داری ) تغییر نماید 0 تغییر مکان محور مغناطیسی خنثی جهت چرخش کموتاسیون موثر زیرا باعث ایجادجرقه جاروبکها شود ، مگر انکه انها محور خنثی جدید تغییر مکان داده شوند علاوه جاروبکها باید طور دایم تغییر بار جلو عقب تغییر مکان داده شوند زیرا اثر عکس العما ارمیچر مربوط مقدار جریان ارمیچر 0 اما چنانچه گفته تغییر مکان باعث عکس العمل طولی ارمیچر شود عکس العمل طولی فوران مفید ارمیچر تقلیل دهد 0 عمل ، تغییر مکان دائم جاروبکها همان قدر مسئله وجود اورند که جرقه وجود اورند . بنابراین تغییر مکان جاروبکها مسئله کموتاسیون طور کامل حل نمی کند فقط ملشینهای قدرت کم توان انها استفاده کرد 0 اینکه اثرات زیان اور عکس العمل ارمیچر یک ماشینdc تقلیل داده شود رلوکتانس مسیر فوران ارمیچر ممکن افزایش داده شود . عمل توسط افزایش فاصله هوایی وسیله استفاده القای زیاد دندانه فولادی انجام گیرد 0 افزایش القا توسط اشباع مغناطیسی ، سبب افزایش رلوکتانس دندانه شود . عمل معادل افزایش فاصله‎ی هوایی باشد . البته افزایش رلوکتانس احتیاج افزایش جریان تحریک دارد بتواند فوران مغناطیسی اصلی نگه دارد باعث افزایش اندازه وزن ماشین شود افزایش رلوکتانس مسیر فوران ارمیچر فقط ماشینهای کوچک موثر . طرح دیگر ، رلوکتانس بین قطب سطح هسته ارمیچر افزایش دهند0 عمل ، فوران عکس العمل ارمیچر فواصل بین قطبها تقلیل دهد ( یعنی منطقه که وصول کموتاسیون بدون جرقه ، باید عاری فوران باشد). رد مونتاژ ورقه ، نوکهای قطبها طور تناوب یک طرف طرف دیگر باشد . انکه سطح مقطع اهن نوک قطب اندازه نصف قسمت وسط باشد اکثر ماشینهای جریان مستقیم ، یک طرح مخصوص ( قطبهای کموتاسیون ) حذف تغییر مکان خط خنثای حقیقی تغییر بار کار برده شود0 قطب کموتاسیون (قطب کمکی) یکی قسمتهای ماشین که طرح ماشینهای dc استفاده شود قطب کموتاسیون باشد که اثار عکس العمل ارمیچر خنثی نماید . اینها قطب باریکی هستند که دقیقا بین قطب اصلی قرار گیرند مستقیما محور خنثای مغناطیسی حالت باری که معمولا خط خنثای مکانیکی نامیده شود یک خط قرار گیرند ، سیم پیچ تحریک قطب همیشه طور دائم ارمیچر طور سری قرار دارند زیرا قطب باید فورانهایی تولید نمایند که مستقیما جریان ارمیچر متناسب باشد. m.m.f ارمیچر قطب کمکی ، همزمان تحت تاثیر جریان ارمیچر قرار گیرند . نتیجه که فوران ارمیچر منطقه کموتاسیون که مایل محور خنثای مغناطیسی تغییر مکان دهد توسط یک مولفه متناسب فوران قطب کمکی خنثی شود. رو محور خنثی وضع خود بدون توجه بار ثابت ماند . استفاده قطب کمکی چنان وسیع که ماشینهای بدون قطب کمکی ندرت استفاده شود0 طور کلی ( ماشینهای بدون قطب کمکی مواردی استفاده شود که بار انها همیشه ثابت باشد). m.m.f ارمیچر تولید یک میدان عمودی نماید که جهت طرف پایین . چون قسمتی میدان که کموتاسیون خوب مضر منطقه باریک اثر نماید رو قطب منطقه قرار گیرند