دانلود مقاله اثر هارمونیکها بر موتورهای القایی سه فاز

نظرات 0

دانلود پروژه شماره 97: اثر هارمونیکها بر موتورهای القایی سه فاز

این مقاله 80 صفحه، به زبان فارسی و با فرمت ورد میباشد.


دانلود خلاصه پروژه  اثر هارمونیکها بر موتورهای القایی سه فاز











 برای اطلاعات کامل و خرید اینترنتی این پروژه (97) اینجا کلیک کنید






*** لینک های پرطرفدار ***






فهرست مطالب این پایان نامه:
مقدمه
سریهای فوریه
منابع هارمونیکها
اثرات هارمونیکها بر تجهیزات
اثرات هارمونیکها بر خازنها
اثر هارمونیکها بر لامپهای روشنایی و المانهای حرارتی
اثر هارمونیکها بر کلیدها
اثر هارمونیکها بر عایقها
اثر هارمونیکها بر فیوزها
اثر هارمونیکها بر سیستمهای مخابراتی
فصل دوم (ماشینهای ACچند فازه )
مقدمه
مدار معادل موتورالقایی
معادل گشتاور
پخش توان در روتور
دیاگرام فازوری
هارمونیکهای mmfشکاف هوایی
موجهای mmfزمانی هارمونیکها
موجهای mmfمکانی هارمونیکها
دامنه هارمونیکهای mmf
هارمونیکهای مولفه های مثبت منفی و صفر
رفتار هارمونیکی موتورهای AC
مدار معادل هارمونیک
جریانهای هارمونیک
تلفات مسی استاتور
تلفات مسی روتور
تلفات هارمونیکی هسته
راندمان موتور
گشتاورهای هارمونیک ساکن
گشتاورهای هارمونیک ضربانی
فصل سوم(فیلترهای ها رمونیک)
مقدمه
تعدیل خروجی یکسوساز
فیلتر کردن خروجی اینورتر
فیلترهای خط AC
نتیجه
ضمیمه 1
ضریب توزیع
سیم بندی گام کوتاه و تاثیر آن در ضریب گام
ضمیمه 2
هارمونیکهای شیار در ماشینهای AC
مراجع

نمونه ای از متن این تحقیق:
فصل دوم : ماشین های AC  چند فازه
1-3)    مقدمه
   همانطور که در بخش های قبل نیز اشاره شد در جریان بیشتر مبدل های فرکانسی ایستا مقدار قابل ملاحظه ای هارمونیک موجود می باشد . در این بخش نحوه عملکرد موتورAC با شکل موج های غیر سینوسی مورد بحث قرار قرار گرفته وبا موج سینوسی مقایسه شده است .
   در ابتدا تئوری مدار معادل موتور القایی چند فازه با منبع سینوسی مرور می شود . این تئوری همچنین وابسته به رفتار هارمونیکی ماشین های سنکرون و موتورهای آسنکرون می باشد , زیرا میدانهای هارمونیکی دوار در شکاف هوایی به طور غیر همزمان نسبت به سیم بندی های دوران می کنند .
2-2) مدار معادل موتورالقایی
   یک موتور القایی را می توان ترانسفورمری فرض کرد که سیم بندی ثانویه آن دوران می کند و به همین دلیل مدار موتور القایی چند فازه شباهت زیادی با مدار مدار معادل ترانس دارد . در یک موتور القایی جریان اولیه یا استاتور مشابه با یک ترانس , شار متقابلی را برقرار می کند که از سیم بندی ثانویه یا روتور عبور می کند و یک شار نشتی که فقط از سیم بندی اولیه می گذرد . این شار نشتی موجب القای نیروی محرکه اولیه ای متناسب با آهنگ تغییر جریان اولیه می گردد.
   این اثر را می توان به صورت یک راکتانس نشتی     در هر فاز استاتور نشان داد که این مسئله در شکل (2-1) نشان داده شده است, در این شکل      مقاومت استاتور در هر فاز و( )امپدانس نشتی استاتور می باشند. شار متقابل در شکاف هوایی نیرو محرکه ای را با فرکانس منبع در استاتور القا می کند.
   افت ولتاژ روی این امپدانس نشتی موجب می شود تا هنگام اعمال بار به موتور emf شکاف هوایی در هر فاز (    ) و فوران مربوط به هر قطب    کاهش یابند . جریان استاتور ( )از دو مولفه تشکیل شده است , مولفه جریان مغناطیس کنندگی (   )و مولفه بار جریان استاتور (  ) که mmf مربوط به جریان روتور را خنثی می کند . تلفات هسته و اثرات اشباع قابل صرفنظر کردن می باشند .
   برای به دست آوردن مدار معادل روتور قفسه سنجابی یا سیم پیچی شده از یک سیم بندی اتصال کوتاه شده معادل که همان تعداد دور و آرایش سیم بندی استاتور را داراست , جایگزین می گردد. این عمل معادل با روش معمول در ترانسفورمر است که کمیت های اولیه به ثانویه منتقل می گردد . در حالت سکون نیروی محرکه القا شده هر فاز در مدار معادل مساوی emf استاتور , یعنی     و فرکانس روتور برابر فرکانس منبع , یعنی      می باشد.
   اگر لغزش روتور را نسبت به میدان دوار اصلی با s نمایش دهیم , می توان آنرا به صورت زیر تعریف کرد :
   که در رابطه فوق      نشان دهنده سرعت زاویه ای سنگرون موتور القائی و    سرعت زاویه ای روتور و    سرعت زاویه ای لغزش می باشد.
   emf  روتور ، یعنی    مساوی     و فرکانس روتور مساوی     می باشد . اگر    مقاومت معادل روتور در هر فاز  و    راکتانس پراکندگی روتور در هر فاز در حالت سکون باشند ، جریان روتور را می توان توسط رابطه زیر محاسبه کرد :
      در هر معادله (2-2-1) مقادیر روتور در فرکانس لغزش می باشند. اما در معادله (2-2-2) در فرکانس منبع داده شده اند . این معادلات نشان می دهند که جریان روتور ( ) در صورتیکه روتور به حالت سکون آورده شود ، ثابت می ماند و مقاومت  افزایش می یابد ، با اتصال مدار معادل روتور و استاتور به یکدیگر ، مطابق شکل (2-1) مدار معادل کامل موتور آسنکرون در هر فاز به دست می آید.
2-2-1) معادل گشتاور
   تلفات ظاهری روتور در لغزش s برابر    در هر فاز است ، در حالیکه در ماشین واقعی تلفات مسی روتور برابر          در هر فاز می باشد. تلفات اضافی در مدار معادل موتور القایی در واقع معادل الکتریکی توان مکانیکی خروجی است . اگر   نشان  دهنده توان مکانیکی نا خالص خروجی – شامل تلفات مربوط به اصطکاک و تهویه باشد در این صورت داریم :
که در معادله ( 2-2-3)     نشان دهنده تعداد فازهای استاتور است . نمودار (2-1) نمایشگر پخش توان در یک موتور القایی است . اگر      سرعت زاویه ای مکانیکی روتور و T گشتاور مغناطیسی باشد ، گشتاور مکانیکی ناخالص خروجی به صورت زیر خواهد بود :
   گشتاور به دست آمده در معادله (2-2-5) گشتاور داخلی موتور است و برای به دست آوردن گشتاور خروجی  در محور موتور باید گشتاور لازم برای غلبه بر اصطکاک و تهویه از آن کم  شود.
   مولفه صفر هارمونیک های جریان استاتور از نظر زمانی اختلاف دارند و به طور همزمان یک موج mmf  دوار در فضای مکانی موج اصلی ایجاد نمی کنند . به هر حال هارمونیک های مولفه صفر ممکن است باعث ایجاد امواجmmf هارمونیک مکانی به صورت پالس در فاصله هوایی شوند و هر موج پالس می تواند منجر به یک موج پیشرو یا پسرو مطابق جدول (5-1) گردد . این امواج ناشیاز هارمونیک های جریان شار نابرابری زا در روتور متحرک القا کرده ودر نتیجه حضور جریان مولفه صفر استاتور می تواند اثراتی روی گشتاور موتور داشته باشد. راکتانس ناشی از شار k امین هارمونیک مولفه صفر جریان برابر است با     ، که      راکتانس مولفه صفر استاتور در فرکانس اصلی است . اگر      کوچک باشد و ولتاژ به کار رفته مولفه صفر بزرگی داشته باشد ، جریان ناشی از مولفه صفر ممکن است سبب تلفات مسی قابل ملاحظه ای در استاتور گردد ، که به طور جدی راندمان موتور را کاهش می دهد . به هر حال جریان های مولفه صفر فقط در موتورهای با اتصال y ( ستاره ) که نقطه نوترالش بین منبع و بار متصل باشد جاری می گردند و به عبارت دیگر هیچ مسیر دیگری برای بازگشت جریان های مولفه صفر وجود ندارد . در عمل بیشتر مدارهای اینورتر ولتاژ های مولفه صفر را تولید نمی کنند اما اگر این عامل به وجود آمد پیشنهاد می شود که یک امپدانس صفر بینهایت با حذف اتصال ایجاد گردد. مدار معادله اصلی شکل (2-a3) فقط برای موتورهای القایی چند فازه به کار میرود اما مدارهای معادل هارمونیک شکل (2-4) علاوه بر ماشین فوق در موتور سنکرون با تحریک میدان مغناطیسی دائم یا نوع رلوکتانسی سنکرون نیز به کار میرود زیرا این ماشین ها نیز سیم بندی قفسه ای یا مقاومت میرا کننده دارند ونسبت به امواج mmf هارمونیک زمانی به طور سنکرون عمل می کنند، در حالی که برای یک موتور سنکرون با قطب صاف راکتانس موثر در شکل (2-b4) متوسط راکتانس های تند گذر d وq می باشند.
   برای آنالیز عملکرد موتور در منابعی با فرکانس پایین مدارهای معادل هارمونیک شکل (2-4) ممکن است به کار نیاید زیرا مقاومت سیم بندی در فرکانس های پایین می تواند عامل تعیین کنندهای باشد به هر حال این تقریب هنگامی که فرکانس بیش از 10hz باشد معمولا قابل قبول می باشد.
2-4-2) جریانهای هارمونیک
   چنانکه بیان شد مقدار  تقریبا در حدود واحد است و مقدار آن از حالت سکون تا سرعت سنکرون عملا تغییر نمی کند به عبارت دیگر در عمل مدار معادل هارمونیک شکل(2-b3) مستقل از سرعت موتور بوده و این موضوع در مدار تقریبی به دست آمده از آن نیز تایید شده است. هنگامیکه یک موتورac توسط یک اینورتر با شکل موج خروجی مشخص در فرکانس خاص تغذیه شود ، جریان های هارمونیک برای همه حالت های کار موتور از بی باری تا بار کامل و حتی توقف ثابت باقی می ماند. جریان اصلی استاتور بستگی به بار موتور دارد و می توان مشاهده کرد که مقادیر هارمونیک جریان ماشین در هنگام بار سبک به طور قابل ملاحظه ای بزرگ تراز شرایط یب باری است . این هارمونیک ها ممکن است سبب افزایش قابل ملاحظه ای در تلفات بی باری ماشین نسبت به کار موتور در موج سینوسی نرمال شود . به هر حال در بخش بعدی نشان خواهیم داد که راندمان بار کامل کاهش زیادی ندارد.
   مدار معادل تقریبی شکل (2- b4) شبیه به مدار معادل موتور القایی روتور قفل شده ، در مقابل جریان راه اندازی سینوسی است که توسط راکتانس نشتی   محدود می شود. به همین جهت رفتار حالت توقف یا راه اندازی موتور القایی در برابر یک موج سینوسی می تواند معیاری برای محاسبات هارمونیکی باشد. به عنوان مثال اگر موتور جریان راه اندازی زیادی بکشد چریان های هارمونیک بزرگی را نیز در برابر منابع ولتاژ غیر سینوسی خواهد کشید. راکتانس نشتی یک موتور سنکرون شار جریان هارمونیکی را نیز تعیین می کند. اگر موتور راکتانس نشتی خیلی کمی داشته باشد باید در استفاده از ولتاژ های غیر سینوسی احتیاط کرد زیرا امکان دارد جریان های هارمونیک بیش از اندازه بیش از اندازه جاری شده و موتور را بیش از حد اندازه گرم کنند .