دانلود پروژه در مورد رفتار ماشین القایی روتور سیم پیچی شده کنترل شده با سیکلوکانورتر

نظرات 0

دانلود پروژه شماره 106:


 بررسی رفتار ماشین القایی روتور سیم پیچی شده

کنترل شده با سیکلوکانورتر



این مقاله 109 صفحه، به زبان فارسی و با فرمت ورد میباشد.




پیشگفتار
 فصل 1
 الکترونیک قدرت
1-1  مقدمه
2-1 عناصر الکترونیک قدرت
3-1 انواع مدارهای الکترونیک قدرت

فصل2 : موتورهای القایی
1-2مقدمه
2-2مدار معادل موتورهای القایی
3-2مشخصات کارایی
4-2 مشخصه گشتاور-سرعت موتور القایی
5-2 روشهای کنترل دور موتور القایی
5-2-1کنترل ولتاژ استاتور
5-2-2کنترل ولتاژ روتور
5-2-3کنترل فرکانس
5-2-4کنترل ولتاژ و فرکانس
6-2مدار معادل هارمونیک موتور القایی
7-2مدارهای معادل تقریبی برای محاسبات جریان هارمونیکی
8-2جریانهای هارمونیک

 فصل 3 :
سیکلوکانورتر(مبدل فرکانس)
مقدمه 1-3
2-3 نحوه عملکرد مبدل کاهنده فرکانس
3-3سیکلوکانورتر تکفاز
4-3 عملکرد گروه مسدود
5-3انواع سیکلو کانورتر
1-5-3سیکلوکانورتر پوش
6-3 ویژگیهای سیکلوکانورتر
7-3بررسی عملکرد یک موتور القایی روتور سیم پیچی شده
      دو سو تغذیه ای(WRIM) در اتصال با سیکلوکانورتر
1-7-3بازده و ضریب توان  برحسب ولتاژ بار
2-7-3شکل موجهای ولتاژ و جریان
8-3 خصوصیات سیکلوکانورتر در شرایط هدایت ناپیوسته
9-3اثرات اندوکتانس منبع بر عملکرد سیکلوکانورتر
10-3واکنش شبکه در برابر سیکلوکانورتر
1-10-3ضریب توان
11-3روابط مداری سیکلوکانورتر
12-3مزایا و معایب سیکلوکانورتر

فصل4 :
اینورترهای با مدولاسیون پهنای پالس
مقدمه 1-4
2-4دسته بندی اینورترها
1-2-4اینورتر تکفاز باسر وسط
2-2-4اینورتر پل تکفاز
3-2-4اینورتر پل سه فاز
3-4 قدرت برگشتی اینورتر
4-4مقایسه سیکلوکانورتر با اینورتر
فصل 5 :
درایوهای کنترل کننده توان لغزش
1-5مقدمه:
کنترل دور موتور القایی روتور سیم پیچی شده 2-5
بکمک سیستم بازیافت انرژی لغزشی:  
3-5درایو کرامر استاتیک
4-5دیاگرام فازوری عملکرد درایو
1-4-5بهبود ضریب توان درایو کرامر استاتیک
5-5درایو شربیوس استاتیک
  1-5-5مد 1: حالت موتوری زیر سنکرون
  2-5-5مد2: حالت موتوری فوق سنکرون
  3-5-5مد3: حالت مولدی زیر سنکرون
  4-5-5 مد 4: حالت مولدی فوق سنکرون
6-5هارمونیک و گشتاورهای هارمونیکی
منابع

متن نمونه

 



 فصل 3 :  سیکلوکانورتر   (مبدل فرکانس)
            
مقدمه: 1-3
در یک سیکلوکانورتر(مبدل فرکانس) ولتاژ متناوب در فرکانس منبع به ولتاژ خروجی با فرکانس متفاوتی نسبت به فرکانس منبع(معمولاٌ کمتر) تبدیل می شود .این تبدیل بدون هیچ واسطه میانی انجام می شود. اولین بار سیکلوکانورتر درکشور آلمان بکار گرفته شد.در این سیکلوکانورتر منبع ac سه فاز با فرکانس 50Hz به ac تکفاز در فرکانس    تبدیل شد و در ریل راه آهن استفاده شد. سپس یک سیکلوکانورتر برای راه اندازی و کنترل سرعت یک موتور سنکرون 400 اسب بخار استفاده شد که دارای 18 تریستور بود.
اصول عملکرد سیکلوکانورتر برپایه کنترل فاز است که شامل دو یکسو کننده مستقل کنترل شده با فاز است که بطور پشت به پشت به یک منبع ورودی ac متصل شده اند.
خاصیت ذاتی عناصر نیمه هادی قدرت یعنی سد کردن ولتاژ بایاس مستقیم و بایاس معکوس هنگامیکه پالس آتش به آن اعمال نشده در سیکلوکانورتر خیلی مفید است .این ویژگی منحصر بفرد تریستورها باعث توسعه مبدلهای کموتاسیون خط کنترل شده با فاز شده است. یک مبدل تمام کنترل شده می تواند با کنترل زاویه   ، ac را به dc یکسو کند و با کنترل زاویه   ، dc را به ac وارون کند. در یک سیکلوکانورتر، کنترل هدایت تریستورها منجر به تبدیل فرکانس منبع به یک فرکانس خروجی دلخواه در پایانه های بار می شود.
در واقع مبدل، یک فرکانس متغیر را برای کنترل سرعت موتور ac ایجاد می کند. بدلیل محدودیت های ذاتی که مبدلهای فرکانس دارند، منبع فرکانس متغیر سیکلوکانورتر برای سرعتهای پایین استفاده می شود که یک نمونه آن نورد سیمان است که سرعت کوره 50 تا 100RPM طراحی شده است. سیکلوکانورتر بطور وسیعی در هواپیماها استفاده می شود، جاییکه فرکانس مولد صرفنظر از تغییرات سرعت موتور ثابت نگه داشته می شود.همچنین ، سیکلوکانورتر بعنوان یک منبع فرکانس ثابت در سیستمهایی که فرکانس ثابت –سرعت متغیر نامیده می شوند(VSCF )  کاربرد دارند.
2-3 نحوه عملکرد مبدل کاهنده فرکانس
یک مبدل کاهنده فرکانس مرکب از دو مبدل پشت به پشت مانند شکل الف 3-1 به هم متصل شده اند.
                                            
                 

                                 
شکل3-1 نقشه عمومی مبدل کاهنده فرکانس الف)نمایش بلوک دیاگرامی ب)شکل موج ایده آل بار
شکل موجهای بار در شکل ب3-1 نشان می دهد که در حالت کلی شار قدرت لحظه ای درون بار در یکی از چهار پریود قرار می گیرد. در دو پریودی که حاصلضرب ولتاژ در جریان بار مثبت است.شار قدرت درون بار جذب می شود و وضعیت یکسوکنندگی گروههای مبدل را مشخص می کند٬ گروههای مثبت و منفی به ترتیب در پریودهای مثبت ومنفی ٬ جریان بار را هدایت می کنند. دو پریود دیگر مربوط به زمانی است که حاصل ضرب ولتاژ در جریان بار منفی است. به این ترتیب شار قدرت از بار خارج می شود(بار قدرت تحویل می دهد)و ایجاب می کند که مبدل در حالت معکوس عمل نماید(وضعیت اینورتری).
اصول کلی مبدل کاهنده فرکانس را می توان با استفاده از ساده ترین شکل ممکن یعنی ورودی تکفاز به خروجی تکفاز با بار اهمی خالص ٬نشان داد. همان گونه که در شکل الف3-2 نشان داده شده است٬ هر مبدل بصورت اتصال دوفاز نیم موج می باشد و گروه مثبت با حرف p و گروه منفی برای جهت معکوس جریان با حرف N مشخص شده اند.
شکل  موج ولتاژ بار در شکل الف3-2 براساس اینکه گروه p فقط برای پنج نیم سیکل هدایت می کند رسم شده است و تریستورها بدون تاخیر آتش شده اند یعنی p مانند یکسوکننده دیودی عمل می کند . برای پنج نیم سیکل بعدی ٬فقط گروه N هدایت می کند تا نیم سیکل منفی بار را تولید کند.بررسی شکل موج ولتاژ در شکل ب3-2 به وضوح نشان می دهد که فرکانس خروجی یک پنجم فرکانس ورودی می باشد و شکل موج به موج مربعی که دارای مولفه هارمونیک مرتبه پایین است متمایل می باشد. پریودهای هدایت مختص هر تریستور در شکل پ3-2 نشان داده شده است و جریان خروجی منبع یک موج سینوسی پیوسته می باشد.تقریبی نزدیکتر به شکل موج سینوسی را می توان با تاخیر فاز در آتش تریستورها مانند شکل ت3-2 ایجاد نمود. در ماکزیمم شکل موج ٬یک نیم سیکل کامل از منبع به بار اعمال می شود و با افزایش درجه تاخیر آتش ولتاژ بار به صفر می رسد. این عمل کنترل فاز٬ هارمونیکهای موجود در شکل موج ولتاژ بار را در مقایسه با شکل موج قبلی کاهش می دهد. شکل موجهای جریان در شکل ث3-2 نشان می دهد که جریان منبع دارای اعوجاج زیادی به همراه مولفه ای از فرکانس خروجی می باشد که شکل موج سینوسی است که فرکانس آن کسری از فرکانس موج اصلی منبع می باشد.
 



3-3سیکلوکانورتر تکفاز:
مبدلها قادرند خروجی هر منبع m فاز را در فرکانس داده شده به خروجی n فاز با فرکانس دیگری تبدیل کند. سیکلوکانورتر می تواند ولتاژ متغیر- فرکانس متغیر را در خروجی ایجاد کند. از آنجاییکه منبع فرکانس کتغیر و ولتاژ متغیر در کنترل سرعت موتور a.c استفاده می شود ، سیکلوکانورتر اجازه عبور توان را در هر دو جهت می دهد. محدودیت اساسی سیکلوکانورتر این است که کنترل فاز منجر به ضریب توان پایین می شود. بنابراین بحث اساسی در یک سیکلوکانورتر، اصلاح ضریب قدرت آن، هم در بار و هم در منبع می باشد.در محدوده صفر تا   فرکانس نامی خط، شکل موجهای ولتاژ خروجی هارمونیک خیلی کمی دارند بنابراین سیکلوکانورتر ، اعوجاج هارمونیکی کمی در خروجی دارد.کموتاسیون طبیعی و کیفیت بالای شکل موجهای خروجی از ویژگیهای بارز سیکلوکانورتر است.   
سیکلوکانورتر را می توان با توجه به کیفیت خروجی مورد نظر و تعداد فازهای مورد نیاز، برای خروجی تکفاز یا سه فاز طراحی کرد. خروجی تکفاز را می توان از یک ورودی تکفاز مانند شکل 3-3aیا از یک ورودی سه فاز مانند شکل 3-3c بدست آورد. اما سیکلوکانورتر سه فاز به تکفاز در مقایسه با سیکلوکانورتر تکفاز به تکفاز هارمونیک کمتری دارد.
           
شکل3-3aسیکلوکانورتر تکفاز به تکفاز

                    
شکل3-3c سیکلوکانورتر سه فاز به تکفاز
همچنین خروجی سه فاز در ترمینالهای سیکلوکانورتر را می توان از یک منبع ورودی سه فاز با اتصال مناسب هر یک از سه فاز به مبدلهای تکفاز همراه با ترانسفورماتور، همانند شکل 3-4a بدست آورد. مبدلهایی که بصورت پشت به پشت متصل شده اند می توانند مبدل پل تکفاز باشند.
                      
شکل 3-4a مدار معادل سیکلوکانورتر سه فاز به سه فاز
     
شکل 3-4b شماتیک سیکلوکانورتر سه فاز به سه فاز
               
شکل 3-4b مدار پل سیکلوکانورتر سه فاز به سه فاز
فرکانس خروجی یک سیکلوکانورتر با کموتاسیون خط، مضربی از فرکانس ورودی است که معمولاٌ به   فرکانس ورودی محدود می شود. بعبارت دیگر فرکانس خروجی از 0 تا   فرکانس ورودی متغیر است تا هارمونیکهای ولتاژ خروجی را در حد معقولی نگه دارد.با این حال، اگر از یک سیکلوکانورتر برای افزایش فرکانس استفاده شود ، شکل موجهای خروجی دارای اعوجاج زیادی می شوندکه این مشکل با کموتاسیون اجباری قابل حل است اما معمولاٌ از آن خودداری می کنند زیرا بازده مبدل با کموتاسیون اجباری کاهش می یابد. لذا یک سری مدارهای اصلاح کننده برای بهبود شکل موج و بازده نیاز است.
4-3 عملکرد گروه مسدود
بررسی شکل های الف3-1 و الف3-2 آشکار می سازدکه اگر در هر لحظه تریستورهای گروههای مثبت و منفی همزمان هدایت کنند یک اتصال کوتاه توسط تریستورها در دو سر منبع ایجاد می شود. برای اجتناب از این احتمال می توان یک بوبین برای محدود نمودن جریان گردشی در بین گروهها اضافه نمود و یا مدار کنترل آتش را به گونه ای طرح نمود که هیچ یک از گروهها تا زمانی که جریان در گروه دیگر برقرار است آتش نشود. این عملکرد بدون جریان گردشی( یا گروه مسدود) مستلزم آن است که تا جریان در یک گروه برقرار است گروه دیگر آتش نشود.
عملکرد مبدل کاهنده فرکانس گروه مسدود با بارهای مختلف را با رجوع به اتصال سه پالس نشان داده شده در شکل 3-5 و شکل موجهای مربوط به آن در شکلهای 3-6 تا3-7به سادگی می توان توضیح داد.