سیم پیچی ماشینهای ac

                                                    بنام خدا

فصل اول                                                                                           صفحات

1.      محاسبه سيم پيچي استاتور موتورهاي الكتريكي...........................................................                             

1-1 گام قطبي ......................................................................................................................................                                                                                       

2-1 گام سيم بندي يا كلاف...........................................................................................................                                                                  

3-1 زاويه ي الكتريكي شيار...........................................................................................................................      

4-1 ضريب كوتاهي وتر ...................................................................................................................                                                                        

5-1 ضريب سيم چيپي     .............................................................................................................                                                                    

6-1 كاهش يا خنثي كردن اثر هارمونيك.................................................................................                                             

7-1 محاسبه ي تعداد دور هر كلاف...........................................................................................                                                      

8-1 محاسبه ي قطر سيم مورد نياز استاتور  ........................................................................                                        

9-1 اثر تغييرات ولتاژ در سيم پيچي     ..................................................................................                                                

 الكتروموتورهاي جريان متناوب.....................................................................................................

10-1 تبديل سيم مسي به آلومينيوم و بالعكس  .................................................................                                   

11-1 محاسبه ي معادل سيم هاي مسي براي مقاطع معيني             ..................................      

12-1 سئوالات فصل اول..................................................................................................................                                                                      

13-1 منحني ها  ................................................................................................................................                                                                          

 

 

 

فصل دوم                                                                              صفحات

2- سيم پيچي الكتروموتور سه فاز دو سرعته (دالاندر )سه فاز .............................................                   

1-2 انواع اتصالات دالاندر..........................................................................................................................                                                                            

2-2 تعيين روابط گشتاور ها و توان ها در اتصالات دالاندر      .............................................                      

3-2 طراحي دياگرام سيم پيچي دالاندر  .........................................................................................                                                    

5-2 سيم پيچي دو طبقه دالاندر    ....................................................................................................                                                             

 

 

فصل سوم : سيم پيچي شيار كسري الكتروموتورهاي سه فاز

1-3  سيم پيچي شيار كسري الكترو موتورها ...............................................................................                                             

فصل چهارم

4-موتورهاي جريان متناوب آسنكرون يكفاز                            صفحات

1-4 اصول كار موتور هاي يك فاز  ....................................................................................................                                                    

2-4 تئوري دو ميدان  ..............................................................................................................................                                                                      

3-4 انواع موتورهاي يكفاز  .....................................................................................................................                                                              

4-4 موتورهاي القايي يكفاز با راه انداز القايي-فاز شكسته........................................................              

5-4 موتورهاي يكفاز القايي با راه انداز خازني    ..........................................................................                               

6-4 منحني ها...............................................................................................................................................                                                                                 

7-4 محاسبات سيم بندي موتورهاي يكفاز ....................................................................................                                      

 با سيم بندي استارت موقت....................................................................................................................

8-4 محاسبه ي قطر سيم اصلي    .....................................................................................................                                                    

9-4 محاسبه ي تعداد دور كلاف هاي موتورهاي يكفاز ...........................................................                      

10-4 محاسبات دور سيم پيچي اصلي..............................................................................................                                               

11-4 زاويه ي  الكتريكي هر شيار    .................................................................................................                                                   

12-4 محاسبه ي تعداد دور سيم پيچ استارت .............................................................................                                   

13-4 محاسبه ي خازن ها و مقاومت سيم پيچ استارت     ..................................................                   

  موتور هاي  اسپليت فيز..........................................................................................................................

14-4 تعيين طول يك دور كلاف (اندازه ي قالب ها)   ............................................................                         

15-4 موتورهاي قطب چاكدار   ..........................................................................................................                                                           

16-4 محاسبه ي سيم پيچي موتورهاي يكفاز طرح دو فاز.....................................................                   

17-4 منحني ها       ................................................................................................................................                                                                            

18-4 طرح دياگرام سيم بندي موتورهاي يكفاز  ........................................................................                                  

19-4 طرح سيم بندي موتورهاي يك فاز با سيم پيچ استارت   ..........................................           

20-4 اصطلاحات سيم پيچي ...............................................................................................................                                                              

21-4 سيم پيچي موتور تك فاز دو طبقه.........................................................................................                                             


5-فصل پنجم                                                                                   

كار عكلي و آزمايشات.................................................................................................................................

1-5 كار عملي................................................................................................................................................

1-1-5 سيم پيچي موتور 36 شيار دالاندر دو طبقه سه فاز....................................................

2-1-5 سيم پيچي موتور 18 شيار يك طبقه سه فاز شيار كسري ....................................

3-1-5 سيم پيچي موتور تك فاز يك دور 24 شيار...................................................................

4-1-5 سيم پيچي موتور تك فاز يك دور 36 شيار دو طبقه.................................................

2-5 آزمايشات................................................................................................................................................

1-2-5 پيدا كردن سر سيم هاي موتور سه فاز بدون در نظر گرفتن حروف....................

2-2-5 آزمايش اتصال بدنه......................................................................................................................

3-2-5 پيدا كردن سر سيم هاي هر يك از فاز هاي موتور  سه فاز.....................................

4-2-5 آزمايش بي باري موتور سه فاز..............................................................................................

6-2-5 آزمايش با بارهاي مختلف موتور سه فاز............................................................................

7-2-5 آزمايش پيدا كردن سر سيم هاي موتور تك فاز بدون در نظر گرفتن حروف.

8-2-5 آزمايش بي باري موتورهاي تك فاز.....................................................................................

9-2-5 آزمايش با بارهاي مختلف موتور تك فاز...........................................................................

10-2-5 آزمايش موتورهاي سه  فاز بدون موتور توسط ولتاژ كم........................................


فصل اول:محاسبات سيم پيچي استاتور موتورهاي الكتريكي

تعيين نعداد درو هر كلاف از سيم پيچي موتور، و همچنين محاسبه ي قطر سيم مورد نياز، به يك سري اطلاعات نياز دارد كه در اين اطلاعات بعضي از اصطلاحات خاص سيم پيچي بكار مي رود. بدين منظور لازم است قبل از محاسبات با اصطلاحات سيم پيچي كاملا آشنا شويم.

1-1          گام قطبي

تعداد شيار هايي كه بين مراكز دو قطب متوالي قرار دارند گتم قطبي ناميده مي شود كه آن را به  نشان خواهيم داد، به عبارت ديگر ، گام قطبي سطحي از استاتور است كه توسط يك قطب محاصره مي شود. اگر تعداد شيار هاي يك موتور را به  Z  و تعدا د قطبهاي آنرا به p2 نمايش دهيم گام قطبي به صورت زير محاسبه ميشود.

                                                                      

2-1 گام سيم بندي يا گام كلاف

تعداد شيار هايي كه بين دو بازوي يك كلاف از سيم پيچي استاتور قرار مي گيرد گام كلاف يا گام سيم بندي ناميده مي شود كه آنرا به نشان خواهيم داد.

اگر =   باشد گام سيم بندي را گام كامل مي گويند .

اگر <   باشد گام سيم پيچي را گام كسري مي نامند. كسري گام سيم پيچي حداكثر  گام قطبي و حداقل يك شيار خواهد بود. نمونه اي از يك گام كامل و يك گام كسري براي موتور 24 شيار چهار قطب د شكل 14 (الف و ب) نشان داده شده اند. بطوريكه مشاهده ميشود كسري گام در گام كسري، دو شيار است.

حداكثر كسري گام=

= -كسري گام= 6-2=4

 

ب:سيم بندي با گام كسري                            الف:سيم بندي با گام كامل

شكل 14

در سيم بندي گام كامل به علت آنكه اختلاف فاز بين دو بازوي كلاف ها 180درجه الكتريكي است لذا نيروي محركه ي بازوها با هم جمع جبري مي شوند، ولي در سيم بندي گام كسري  چون اختلاف بين دو بازوي كلاف كمتر از 180 درجه ي الكتريكي است، لذا نيروي محركه بازوها با هم جمع برداري مي شوند. چون اندازه ي نيروي محركه در هر دور از بازوهاي  كلاف يكسان است لذا جمع جبري نيروهاي محركه در گام كامل براي يك فاز و دور معين كلاف ها ، از جمع برداري آنها بيشتر خواهد بود.

براي آنكه در گام كسري نيروي محركه حالت گام كامل را بدست آوريم لازم است تعداد دور هر كلاف را افزايش دهيم تا موتور براي ولتاژ معين شبكه بتوا ند  در قدرت اسمي كار كند ، بنابراين در گام كسري براي دور هر كلاف ضريبي لازم است تا آنرا به مشخصات گام كامل برساند . اين ضريب را ضريب كوتاهي گام مي نامند و با  نشان خواهيم داد.

 3-1 زاويه ي الكتريكي هر شيار:

زاويه ي  الكتريكي هر شيار بيان كننده ي اين است كه هر شيار با شيار ما قبل خود چند درجه الكتريكي اختلاف فاز دارد ، و آنرا با  نشان خواهيم داد. چون بين دو بازوي يك كلاف 180 درجه الكتريكي اختلاف فاز وجود دارد ، براي محاسبه زاويه ي الكتريكي هر شيار مي توان از رابطه ي  =  استفاده كرد .  گام قطبي است كه تعداد شيار هاي بين دو بازوي كلاف را در گام كامل بيان مي كند. از آنجايي كه  ميباشد، مي توان نوشت:

P تعداد زوج قطب هاي موتور و Z تعداد شيار هاي استاتور مي باشد.

بطور مثال زاويه ي الكتريكي هر شيار موتور 24 شيار 4 قطب به صورت  محاسبه مي شود.

4-1 ضريب كوتاهي وتر(ضريب كوتاهي گام):

ضريب كوتاهي وتر از رابطه  بدست مي آيد. (  گام سيم بندي و  زاويه ي الكتريكي هر شيار است.) با توجه به شكل (ب-14) ضريب كوتاهي وتر به قرار زير محاسبه مي گردد:

Z=24            و          2p=4

=

كسري گام=

گام كلاف= -كسري گام =6-2=4

=

=

ويه مكانيكي هر شيار:) )

زاويه ي مكانيكي هر شيار از رابطه ي  بدست مي آيد. از مقايسه  و  مي توان نتيجه  گرفت كه :

=P×

5-1 ضريب توزيع  

چون امكان قرار دادن تمان سيم پيچي هر فاز در دو شيار امكان پذير نمي باشد. لذا جمع برداري را در مقابل جمع جبري بازگو مي كند. لازم است براي جبران كاهش نيروي محركه دور كلاف را افزايش داد. براي اين منظور دور كلاف ضريب جديدي خواهد داشت، كه آن ضريب توزيع سيم پيچي مي نامند و از رابطه زير تعيين و محاسبه مي شود:

ضريب توزيع:

در اين رابطه m تعداد فاز هاي موتور ، و q  تعداد شيار هايي است كه در هر فاز زير پوشش يك قطب قرار مي گيرد كه مي توان آن را از رابطه ي  محاسبه كرد.

مثال: ضريب توزيع سيم پيچي الكتروموتور سه فاز (m=3) جهار قطب (2P=4) با تعداد شيار هاي 24 را بدست آوريد.

حل:

Z=24                و               m= 3          و               2P=4

ضريب سيم پيچي

حاصلضرب ضريب توزيع و ضريب كوتاهي وتر را ضريب سيم پيچي مي گويند با kd نمايش داده مي شود.

6-1 كاهش يا خنثي كردن اثر هارمونيك ها

وجو پس ماند مغناطيسي در هسته روتور و استاتور ، و اثر متقابل ميدان هاي آنها بر همديگر موجب مي گردد كه توزيع ميدان استاتور از حالت سينوسي خارج شود. منحني آن ، مطابق منحني ABCDEFG شكل 15 مي شود. امواج را مي توان به موج هاي DC  ، سينوسي و كسينوسي ، كه فركانس  آنها مضرب صحيحي از فركانس موج اصلي باشد، تجزيه كرد.امواج حاصل از تجزيه موج اصلي هر چقدر هم فركانس بيشتري داشته باشند، از دامنه ي كمتري بر خوردار خواهند بود. بدين علت اولين موج تجزيه شده كه فركانس آن با فركانس موج اصلي برابر است از حداكثر دامنه بر خوردار است.امواج تجزيه شده ، كه از جمع آنها موج اصلي بدست مي آيد و فركانس هايشان مضرب صحيحي از موج اصلي مي باشند ، هارمونيك هاي موج اصلي ناميده مي شوند. هارمونيك هاي يك موج را مي توان از آناليز سري فوريه بدست آورد.همانطوريكه در شكل هاي 15 مشاهده مي شود ، شكل b (هارمونيك سوم) و شكل c (هارمونيك پنجم)موج از جمله هارمونيك هاي فرد مي باشد كه از دامنه ي قابل توجهي برخوردارند و بيشتر به غير سينوسي شدن موج اصلي كمك مي كنند. لازم به توضيح است كه در تجزيه ي موج شكل 15، هارمونيك هاي كسينوسي صفر مي شوند و از هارمونيك هاي سينوسي فقط هارمونيك هاي فرد باقي مي مانند.براي آنكه هارمونيك هاي مورد نظر را حذف كنيم گام سيم بندي را را كسري مي پيچيم. براي حذف هارمونيك هاي سوم كافي است ، و براي حذف هارمونيك پنجم ، و براي حذف هارمونيك n ام ،  را به  (زاويه ي الكتريكي شيار ها) تقسيم كنيم، كسري گام به دست مي آيد:

كسري گام=

N نوع هارمونيكي است كه در سيم بندي حذف مي شود. براي هارمونيك نوع سوم n=3 و پنجم n=5 مي باشد.

حداكثر كسري گام براي هارمونيك نوع سوم مي باشد. اگر ضريب كوتاهي گام براي تعيين گام سيم بندي ، و  گام قطبي باشد و  منظور شود خواهيم داشت:

(1)(گام سيم بندي)  = ×

ضريب كوتاهي وتر را مي توان با جايگزين كردن مقادير  و  از رابطه ي ساده ي زير محاسبه كرد:

=sin       

 

شكل 15

7-1 محاسبه ي تعداد دور هر كلاف

نيروي محركه ي الكتريكي در ماشين هاي جريان متناوب از رابطه

معين مي شود.( f فركانس شبكه ،  مقدار ماكزيمم فوران مغناطيسي در فاصله ي هوايي ، و N  تعداد دور سيم ها در هر فاز ماشين مي باشد. )

محاسبات زير را دنبال مي كنيم:

دور       (1-1)

اگر  ضريب سيم بندي و y تعداد شيار هاي هر فاز باشد، از رابطه (1-2) دور هر كلاف به قرار زير بدست مي آيد:

عناصر هر كلاف            (1-2)

اگر تعداد شيار هاي يك موتور 4قطب 24 شيار باشد، و موتور يك طبقه سيم بندي شود، يعني در هر شيار موتور يك بازوي كلاف قرار گيرد، براي هر فاز8 شيار و هر دو شير توسط يك كلاف پر مس شود 4 كلاف در هر فاز لازم است تا سيم بندي موتور را كامل كند. اگر تعداد طبقات سيم بندي را به t نشان دهيم تعداد شيار هاي استفاده شده در يك فاز از رابطه ي زير معين مي شود.

در رابطه ي (3-1) z تعداد شيار هاي استاتور ، t تعداد طبقات سيم بندي ، و m تعداد فاز ها مي باشد.

 

شكل 16

E نيروي محركه موتور است كه از ولتاژ شبكه، به اندازه ي افت ولتاژ سيم پيچ هاي هر فاز كمتر است اگر افت ولتاژ سيم پيچ هر فاز را به  و ولتاژ فازي شبكه را به  نشان دهيم براي نيروي محركه E  موتور نوشت:

             (1-5)

% را به طور تقريبي از جدول زير در محاسبات انتخاب مي كنند.

8

6

4

2

P2 تعداد قطبها

5/3

3

5/2

2

 افت ولتاژ به درصد

 

حداكثر افت ولتاژ را تقريبا 5/3% در محاسبات د نظر مي گيرند. رابطه(3-2) با منظور كردن رابطه (5-1) بصورت رابطه (6-1) بيان خواهد شد.

                                 (1-6)

95/0 ضريب تورق است كه اين مقدار براي فركانس 50 هرتز و ضخامتورق 5/0 ميلي متر منظور شده است.

                                            (1-7)

با توجه به شكل 17 مقدار A را از رابطه ي  بدست مي آوريم.  سطح متوسط هر قطب استاتور را كه به شكل استوانه است بيان مي كند.

 

                                              شكل 17

سطح جانبي استارت =

سطح محصور توسط يك قطر A= =

m =                                        (1-8)

در اين جا حركت شار مغناطيسي طوري است كه به صورت سينوسي در قطب توز مي شود.

رابطه(8-1) را در رابطه (6-1) قرار مي دهيم.

عناصر هر كلاف      (1-9)          

چون هر كلاف دو شيار را اشغال مي كند تعداد دور هر كلاف از رابطه ي زير بدست مي خواهد آمد: (y2 تعداد شيار ها در هر فاز است و در رابطه 10-2 بطور كلي با y بيان شده است(در مخرج معادله عدد 2 حذف مي شود)

* (1)  

 

 

                      (1-10)

در رابطه ي (10-1) ،  ولتاژ فازي است.اگرموتور به صورت ستاره طراحي شود، در سيستم شبكه ي ايران =220v ، اگر موتور به صورت مثلث=380v  (كه همان ولتاژ خطي شبكه است) در محاسبات منظور مي گردد.  ماكزيمم اندكسيون مغناطيسي است كه از منحني شماره ي 1  معلوم مي شود.  طول هسته و  قطر داخلي هسته استاتور است و در رابطه (10-2)واحد هر دو به متر است.

مثال:موتور سه فاز 36 شيار 4 قطب مفروض است.مي خواهيم استاتور اين موتور را به صورت در طبقه سيم بندي كنيم،اگر ولتاژ شبكه 380 ولت و قطر استاتور=90mm  و طول استاتور =45mm  و  f = 50 باشد،مطلوب است:

الف)تعداد دور هر كلاف موتور در اتصال ستاره در حذف هارمونيك سوم،

ب)تعداد دور هر كلاف موتور در اتصال مثلث در حذف هارمونيك پنجم.

حل:

الف)تعداد دور هر كلاف موتور در اتصال ستاره در حذف هارمونيك سوم،

Z=36     و   2P=4     و   =380     و  t=2     و  =90mm    و     =45mm    و  f = 50  

     و    

با توجه به قطر استاتور (=90mm     ) و 2P=4      ، و منحني شماره ي 1  ، اندازه ي  براي موتور تقريبا  تعيين مي شود.

   و 

ضريب كوتاهي وتر

ضريب توزيع                                                      

 

ضريب سيم پيچي                                                  

از جدول افت ولتاژها  تعيين مي شود m       090/0

دور

ب: تعداد دور هر كلاف موتور در اتصال مثلث در حذف هارمونيك پنجم.

با دقت در محاسبات بالا مي بينيم كه در اين حالت ولتاژ فازي را بايد به جاي 220 ،380 منظور نمود.ضمنا ضريب سيم پيچي نيز تغيير مي كند.

ضريب سيم پيچي در اتصال مثلث                             

دور                              

8-1 محاسبه ي قطر سيم مورد نياز استاتور

از روي پلاك موتور اطلاعات زير را براي محاسبه ي قطر سيم به دست مي آوريم.

 

توان خروجی موتور = P

ولتاژ تغذیه موتور = V

راندمان موتور = h

ضریب توان موتور = cosj

جریان دریافتی موتور با توجه به اطلاعات حاصل از رابطه (11-2 ) تعیین می شود :

                                                                (11-1)

در رابطه (11-1) ، P بر حسب وات ، و IL بر حسب آمپر و VL برحسب ولت می باشد. پس از آن که مقدار جریان دریافتی موتور از شبکه معلوم شد، با توجه به اتصال موتور ( ستاره یا مثلث) جریان فازی را تعیین می کنیم .

اگر اتصال ستاره باشد   IL=IP

اگر اتصال مثلث باشد  

چگالی جریان را از منحنی شماره 4 یعنی j=f(D) معین می کنیم . چگالی جریان مقدار جریانی است که هر میلی متر مربع از سیم آن را تحمل می کند و با واحد  بیان می گردد. چگالی جریان به قطر و تعداد قطب های استاتور بستگی دارد . با معلوم شدن جریان هر فاز موتور و چگالی جریان ، سطح مقطع سیم به mm2 و قطر سیم به mm به قرار زیر تعیین می شود .

سطح مقطع سیم                

قطر سیم                

مثال : موتوری به مشخصات HP P=1 و D=90 و 2P=4 و 80% = h% و 8/0 = cosj و V380=VL مفروض است . با استفاده از منحنی شماره 4 f(D)=j و محاسبات مورد نظر ، قطر سیم را برای اتصال ستاره و مثلث موتور معین کنید .

انواع اتصال  Þ IP=IL=1/74A

با استفاده از منحنی شماره 4 برای mm D=90 و 2P=4 ، اندازه 6/2A/mm2 معین می شود .

قطر سیم برای اتصال ستاره                                                   

قطر سیم برای اتصال مثلث

                                            

در مواردی که به پلاک موتور دسترسی نباشد یا مشخصات لازم در پلاک موجود نباشد محاسبات را مطابق دستورات تقریبی زیر دنبال می کنیم . این محاسبات کاملاً دقیق نبوده دقت محاسبات ، تقریباً 90% می باشد. با استفاده از محاسبات فوق ، و تجربه و آزمایش مقادیر مطلوب بدست می آید.

                                                            (12-2)

P2 ،  توان خروجی روتور ، به کیلو وات محاسبه می شود.  K ضریب توان یابی است که منحنی شماره 2 K=f(D) بدست می آید و به قطر روتور (Dr ) و تعداد قطب های موتور (2p ) بستگی دارد . Bm اندکسیون مغناطیسی است که از منحنی شماره 1 3m=f(D)] معلوم می شود . Dr قطر روتور به میلی متر ، و Lr طول هسته استاتور یا روتور به میلی متر منظور می شود. nr دور روتور در هر دقیقه است .

nr=ns(1-%S)

ns دور سنکرون  یا دور میدان مغناطیسی دوار سطح استاتور است که در هر دقیقه استاتور را می پیماید و S لغزش یا ضریب لنگی موتور است . S را از منحنی شماره S=f(D) که به قطر روتور و تعداد قطب ها بستگی دارد معلوم می شود، و ns را از  تعیین میکنیم که f فرکانس شبکه و 2P تعداد قطب های موتور است راندمان (h ) و ضریب توان (cosj ) به ترتیب از منحنی های شماره 6 و 5 بدست می اید . منحنی های 6 و 5 از تغییرات لگاریتمی برخوردارند و موقع تعیین مقدار مورد نظر به دقت بیشتری نیاز می باشد.

ارتفاع یوغ استاتور ( He )

ضخامت هسته یا ارتفاع هسته که فوران مغناطیسی از طریق آن مدار مغناطیسی را کامل می کند به قطر هسته استاتور ، تعداد قطب ها ، ماکزیمم اندکسیون سطح کار Bm و ماکزیمم اندکسیونی که در یوغ می تواند جاری شود بستگی دارد . بنابراین

                                                                    (13-2 )

اندازه ارتفاع یوغ استاتور در شکل 18 نشان داده شده است . Be ، حداکثر اندکسیون یوغ ، که در جدول زیر مشاهده می شود . Bm اندکسیون ماکزیمم است که از منحنی شماره 1 بدست می آید ، و Ds قطر استاتور ، و P تعداد زوج قطبها است .

 

6

4

2

تعداد قطبها

5/1

48/1

45/1

Bc wb/m2

جدول اندکسیون ماکزیمم یوغ استاتور

شكل 18: نمايش ارتفاع يوغ استاتور

در رابطه (13-1) Bm و Bc بر حسب Wb/m2 یا تسلا ، و Ds و Hc بر حسب میلی متر است

اگر در فرمول  تغییر از 2 قطب به 6 قطب حدود 5 % متر مربع باشد ، اگر Wb/m2 5/1 = Bc در نظر بگیریم ، می توان از یوغ و Ds ( قطر داخلی استاتور ) تعداد قطب های موتور را حدس زد . رابطه (13-1 ) مشخص می کند که ارتفع یوغ استاتور برای قطب معینی طراحی می شود اگر تعداد قطب ها افزایش یابد ارتفاع یوغ استاتور کاهش می یابد این نتیجه مهم حاصل می شود که در کاهش قطب های یک موتور نیاز افزایش ارتفاع یوغ استاتور است تا هسته به اشباع نرسد و قدرت مورد نظر را تأمین کند ولی افزایش قطب ها برای یک موتور معین از نظر اشباع مغناطیسی مسأله ساز نمی باشد بنابراین در موتور معینی که برای قطب معینی طراحی شده است ، کاهش قطب ها – عبارت دیگر افزایش دور – مجاز نمی باشد زیرا در این حالت هسته به شدت داغ شده احتمال سوختن موتور بیشتر است .

مثال : موتور 4 قطب به طول هسته mm 45 = Ls و به قطر داخلی استاتور mm 90= مفروض است . اگر فرکانس شبکه f=50Hz ، واتصال موتور به صورت ستاره v380=VL باشد ، مطلوبست :

1-   توان خروجی موتور

2-   توان دریافتی موتور

3-   قطر سیم مورد نیاز

حل :

برای mm90 = Dr و 4=P2

از منحنی شماره 1  بدست می آید.

از منحنی شماره 3 K=1/75´10-9   حاصل می شود

از منحنی شماره 4 ، S=6/5 بدست می آید .

توان خروجی            =1/75´10-9´0/842´902´45´1402=0/63  KW

از منحنی شماره 6 و 5  برای P2=0/63 KW ، مقدار h=0/75 و cosj=0/75 معرفی می شود.

توان دریافتی موتور                                                    

در اتصال ستاره                   IP=IL=1/7 A

از منحنی شماره 2  بدست می آید .

9-1 اثر تغییرات ولتاژ در سیم پیچی الکتروموتورهای جریان متناوب

اگر یک موتور برای ولتاژ معینی طراحی شده باشد بخواهیم این الکترموتور را برای ولتاژ دیگری تغییر دهیم ، آنگاه دور هر کلاف و سطح مقطع سیم در صورت داشتن خازن از روابط زیر تعیین می شوند .

تعداد دور اصلی هر کلاف ×  = تعداد دور هر کلاف در سیم پیچی جدید

سطح مقطع اصلی ×  = سطح مقطع جدید برای سیم ها

× قطر سیم اصلی = قطر سیم جدید

ظرفیت خازن × 2 ( ) = ظرفیت خازن جدید

مثال : الکترو موتور یک فاز 36 شیار با مشخصات زیر برای ولتاژ 115 ولت طرح شده است . مشخصات این الکتروموتور را برای ولتاژ 230 ولت بدست آورید .

مشخصات اصلی :

گام کلافها      5-1             و        7-1              و        9-1

دور کلانها       23 دور          و        25 دور          و        28 دور

قطر سیم اصلی  = 1/00mm

 

 

حل :

تعداد دور هر کلاف ×  = تعداد دور اصلی هر کلاف ×  = تعداد دور هر کلاف بنابراین دور هر کلاف دو برابر می شود و مشخصات دور جدید کلاف ها بقرار زیر خواهد بود :

مشخصات اصلی :

گام کلافها                5-1   و        7-1              و                  9-1

دور هر کلاف جدید     46=2×23   و 50=2×25                و            56=2×28

قطر سیم اصلی = قطر سیم جدید ×  = 1 ×  =0/70 mm

ظرفیت جدید خازن = ) ( 2 × C= 2× C= C

10-1 تبدیل سیم مسی به آلومینیومی و بالعکس

بعضی از کارخانجات تولید کننده ، به جای سیم مسی از سیم آلومینیمی استفاده می کنیم که در تجدید سیم بندی با مسئله تبدیل سیم مسی به آلومینیومی یا بر عکس مواجه می شویم بنابراین لازم است چگونگی تبدیل سیم های مسی به آلومینومی یا بر عکس را مورد بررسی قرار دهیم .

در تعویض سیم ها به یکدیگر نباید مقاومت اهمی سیم پیچ قبل و بعد از تعویض تغییر کند ، یعنی :

مقاومت اهمی سیم پیچ هر فاز آلومینیومی Rcu=RAl مقاومت اهمی سیم پیچ هر فاز مسی

چون دور کلاف ها نباید تغییر کند ، لذا طول کلاف در دو نوع سیم ثابت می ماند .

                      

                                           

                                                         

مثال : معادل سیم مسی ، سیم آلومینیوم به قطر 5/1 میلی متر کدام است ؟

Cu=

11-1 محاسبه معادل سیم های مسی برای مقاطع معین

در تجدید سیم بندی الکتروموتورهای ممکن است سیم مورد نیاز الکتروموتورها در دسترس نباشد ، یا در الکتروموتورهای پر قدرت که به سیم های مقطع بزرگ نیاز است ، فرم دادن کلاف ها مشکل می باشد .

برای رفع این مشکل روابط زیر را در محاسبات بکار می بریم.

سطح مورد نیاز  = S1+S2+S3+…Sn

قطر سیم مورد نیاز                             (14-1)

اگر d1=d2=d3=…..=dn باشد ، یعنی از یک سیم با مقطع معین ، بخواهیم معادل سیم مورد نیاز را به دست آوریم می توانیم رابطه (14-2 ) را به قرار زیر ساده کنیم .

d1 قطر سیم جایگزین و d قطر سیم اصلی است و n تعداد رشته های سیم جایگزین شونده می باشد .

مثال : چند رشته سیم 50/0 میلی متری می تواند معادل سیم 70/0 میلی متری باشد .

حل :                      رشته                     

مثال : چه سیم مسی اگر با سیم 70/0 میلی متر مسی موازی شود معادل سیم مسی 80/0 میلی متری خواهد شد .

حل :                                                                     

12-1 سوالات فصل اول

1- اصطلاحات زیر را تعریف کنید و در صورت داشتن رابطه، رابطه آنها را بنویسید و اجزا روابط داده شده را با ذکر واحد بیان کنید :

گام قطبی ،گام سیم بندی ، گام کامل سیم بندی ، گام کسری سیم بندی ، زاویه الکتریکی ، شیار ، زاویه مکانیکی شیارها ، ضریب توزیع ، ضریب کوتاهی وتر ، سیم پیچی ضریب کوتاهی گام .

2- گام سیم بندی یک الکتروموتور سه فاز 36 شیار چهار قطب می باشد yz­=6 . چه نوع هارمونیکی در این سیم بندی حذف شده است .

3- مناسب ترین تغییر در طول هسته استاتور یا قزر داخلی استاتور برای داشتن توان خروجی بیشتر کدام است .

4- آیا می توان از ارتفاع یوغ هسته استاتور تعداد قطب های موتور را حدس زد ؟ اگر پاسخ مثبت است ، چگونگی آن را بیان کنید .

5- الکتروموتوری با آرایش کلاف ها و قطر سیم مصرفی با مشخصات زیر مفروض است اگر این الکتروموتور در 110 ولت طراحی شده باشد و بخواهیم این موتور را در شبکه ایران (380 / 220  ولت ) به صورت اتصال مثلث تغییر دهیم ، دور کلاف های جدید و قطر سیم جدید را بدست آورید.

1-6             و        1-5                       و        1-4

دور30          و        دور 25                   و        دور20

قطر سیم  d=0/80  و V=110v

6- چه سیم آلومینیومی با سیم مسی m.m 70/0 پارالل شود تا معادل سیم m.m 85/0 مسی بدست آید.

7- در یک الکتروموتور 4 قطب آیا می توان با کاهس قطب های آن به 2 ، سرعت آن را دو برابر کرد ؟

13-1 منحنی ها

سیم پیچی الکتروموتور سه فاز دو سرعته ( دالاندر )

در بعضی از موتورها ، برای داشتن دو سرعت از اتصال منحصر بنام دالاندر ، استفاده می شود. چون برای تغییر دور در موتور های قدرت بالا از تغییر قطبهای موتور استفاده می شود ، تغییر قطبها ، مشخصه موتور را تغییر می دهد لذا در محاسبات و سیم پیچی این نوع الکتروموتورها باید دقت کافی نمود. در سیم پیچی الکتروموتورها به دو اصل زیر باید بیشتر توجه داشت :

1-  با توجه به پلاک موتور ، دوری را که موتور برای آن طراحی شده است تعیین می کنیم. داشتن دورهای کمتر از این دور نیز امکانپذیر است. مثلاً اگر موتور به صورت چهار قطب سیم بندی شده باشد، داشتن دور برای 8 قطب یا 6 قطب یا 12 قطب مجاز است ولی داشتن دور برای 2 قطب میسر نیست زیرا افزایش دور ، یا به عبارت دیگر کاهش قطبها با ارتفاع نوع هسته استاتور ثابت ، موجب می گردد که هسته موتور به سرعت اشباع شود و قدرت لازم برای چرخاندن الکتروموتور نداشته باشد . در این حالت با دریافت جریان خیلی زیاد از شبکه ، توسط سیم پیچ های استاتور ، روتور به گردش در می آید و جریان زیاد سبب گرم شدن سریع هسته و سوختن سیم پیچ ها می شود.

2-  با تغییر قطبها ، گروه کلافهای موتور اتصالات سری یا موازی به خود می گیرند . در حالتهای مختلف ممکن است ولتاژ تغذیه موتور گروه کلافها کمتر یا بیشتری را تغذیه کند و ضمناً جریان در سیم پیچ ها به علت تغییر توان الکتریکی موتور تغییر می کند. بنابراین در محاسبات باید به این موضوع توجه کرد که سیم پیچی موتور را برای بیشترین جریان عبوری از سیم پیچ ها و بیشترین ولتاژی که گروه کلافها تغذیه میکند طراحی نمود.

 

|+| نوشته شده توسط میلاد سیرنگ در پنجشنبه 1389/09/11  |
 
 
بالا