میدان مغناطیسی  نیرویی است که در نوع الکترو مغناطیسی آن از حرکت بارهای الکتریکی در یک جهت, به وجود می آید و بارها الکتریکی و اجسام اطرافش تاثیر می گذارد که بحث ما در این پست معرفی انواع میدان الکترو مغناطیسی می باشد.

1-میدان مغناطیسی ثابت و ساکن(stantionary magnetic field):

موقعیت این میدان در مکان ثابت است و حرکتی ندارد و مقدار آن نیز ثابت است .مانند مغناطیس تولید شده توسط سیم پیچ تحریک یا آرمیچر ماشین DC

طریقه تولید این میدان :برای تولید این میدان کافی است که یک سیم پیچ  ساکن را با یک جریان DC  تغذیه کرد.

2-میدان مغناطیسی ساکن و متغییر :موقعیت این میدان در مکان ثابت است و حرکتی ندارد ولی مقدار آن متغییر است و با زمان تغییر می کند مانند میدان ایجاد شده در ترانسفورماتور ها

طریقه تولید:برای تولید این میدان کافی است که یک سیم  پیچ ساکن را با جریان AC تغذیه کنیم.

3-میدان مغناطیسی دوار:

یک میدان مغناطیسی متحرک است که دارای دامنه ثابت است و با سرعت ثابتی در فاصله هوایی ماشین دوران میکند مانند تغذیه استاتور ماشین های القایی سه فاز.

طریقه تولید:میدان مغناطیسی دوار را به سه طریق می توان تولید کرد.

A-با دوران میدان مغناطیسی ثابت و ساکن مانند میدان حاصل از زتوز ماشین سنکرون

B-با تغذیه سیم پیچ سه فاز متقارن ساکن با جریان سه فاز مانند استاتور موتور القایی یا استاتور ماشین سنکرون

C-با تغذیه سیم پیچ دو فاز متعادل با جریان دوفاز مانند استاتور موتورهای القایی تکفاز

گشتاور چیست؟

گشتاور توانایی ماشین را برای به چرخش در آوردن اجسام با توجه به وزن جسم مشخص می کند.نکته دیگر اینکه گشتاور در حرکت های چرخشی مطرح است و در حرکت های خطی صرفا نیرو معنا دارد .

به عبارت دیگر گشتاور کمیتی برداری است و مقدار آن از حاصلضرب بزرگی نیرو در فاصله از مرکز به دست می آید. واحد آن در سیستم  SI   نیوتن متر( (N.m  یا ژول بر رادیان و در سیستم انگلیسی  lb.ft می باشد .

Ƭ: گشتاور

F: نیرو

d: فاصله

در بیان ساده هنگامی که می گوییم یک موتور مثلا 20 نیوتن گشتاور دارد یعنی می تواند با یک محور یک متری باری با وزن 20*9.8 که می شود چیزی برابر 196 کیلو گرم را بچرخاند.9.8 جاذبه زمین است که برای تبدیل به جرم استفاده شد.

انواع گشتاور:

گشتاور تداخلی یا اندوکتانسی

برای ایجاد این گشتاور نیاز به دو جریان است یکی در رتور و دیگری در استاتور که نسبت به هم ثابت باشند.اساس تولید گشتاور تداخلی این است که قطب های هم نام یکدیگر را دفع و قطب های نا همنام یکدیگر را جذب کنند

شرایط ایجاد کوپل تداخلی:

باید دو میدان یکی در رتور و دیگری در استاتور موجود باشد.

تعداد قطب های دو میدان باید برابر باشد.

دو میدان باید نسبت به هم ساکن باشند در غیر اینصورت یک گشتاور نوسانی تولید می شود که نیم پریود آن مثبت و نیم پریود آن منفی است در نتیجه مقدار متوسط گشتاور صفر می شود.

2-گشتاور رلوکتانسی:

برای ایجاد این گشتاور فقط به  وجود یک میدان مغناطیسی نیاز است اما فرم هندسی رتور یا استاتور طوری باید باشد که مقاومت فاصله هوایی تابعی از موقعیت استاتور باشد.

برای درک بهتر مطلب موتور های رلوکتانسی را بخوانید.

3-گشتاور هیسترزیس

برای ایجاد این گشتاور از خاصیت هیسترزیس آهن استفاده می شود و در موتور هیسترزیس به کار می رود .

برای درک بهتر مطلب موتور های هیسترزیس  را بخوانید.

رابطه کلی گشتاور:

موتور های پله ای (Stepper Motor)و یا موتور جهشی, موتور های پله ای موتور هایی هستند که تحت پالس های ورودی چند درجه ای می چرخند وبه ازای هر  پالس چند درجه ای جابه جا شوند.

یا به عبارت دیگر موتور پله ای یکی از انواع موتورهای الکتریکی است که حرکت آن کاملا دقیق و از پیش تعریف شده می باشد و با ارسال بیتهای 0,1به سیم پیچهای آن می توان آنرا هر چند درجه ای که تعریف کردیم حرکت دهیم..

امروزه موتور هایی ساخته شده اند که در یک دوره کامل 400 پله یا گام را طی می کنند.و در طراحی جدید این موتور ها قادرند 1200 پالس را در ثانیه دریافت کنند.

کاربرد:استپ موتور ها در چاپگر های کامپیوتر ,ربات ها,کنترل زاویه آنتن های ماهواره ای و سیستم های کنترل دیجیتال استفاده می شوند.

شمای ساده ی یک موتور پله ای:

ساختار موتور پله ای:
این موتورعموما دارای چهار قطب میباشد که سیم پیچهای تحریک بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و با ارسال بیتهای ۰و۱به این سیم پیچها در واقع میدان مغناطیسی توسط این سیم پیچ ها ایجاد می شود. که این میدان باعث حرکت روتورمغناطیسی موجود در داخل موتور پله ای می شود.

البته میبایست این سیم پیچها را به بهترتیب ۰ و ۱ کرد و گرنه موتو ر مطابق میل شما نخواهد چرخید یکی از مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاویه حرکتی مخصوص به خودش را دارد مثلا اگر موتوری زاویه حرکتش9 درجه باشد.
این موتور در هر بار ی که سیم پیچهایش حاوی ولتاژ می شوند 9 درجه در سمت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن بسته به اینکه سیم پیچها با چه ترتیبی ولتاژ دار می شوند خو اهد چرخید این 9درجه چرخش برای این موتور پله ای نمونه یک پله یا یک step محسوب می شود با این تعریف متوجه شدید که یک موتور پله ای در یک دور کامل ممکن است.
،۱۰۰تا ۲۰۰ پله کمتر یا بیشتر بسته به نوع موتور خواهد داشت.البته همان طور که در بالا گفته شد در مدل های جدید آن می تواند تا 400 پله را طی کند.شما حتی می توانید یک موتور پله ای را به صورت نیم پله یعنی با نصف زاویه حرکت راه اندازی کنید این موتورها به صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند در واقع منظور حرکت خیلی ریز ودقیق است. وقتیکه شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای بیرون آمده در واقع این سیم ها هر کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک سیم بین تمام سیم ها مشترک است.

انواع موتورهای پله ای:

• موتور پله اي نوع رلوکتانس متغیر (VARIABLE RELUCTANCE) یا VR

1-موتور پله اي نوع رلوکتانس متغیر از آهنربای دایمی استفاده نمی کند و ساده ترين نوع موتور پله اي است.

2-این نوع ساختار برای کاربرد های غیر صنعتی که نیاز به گشتاور بالا ندارند ، مناسب است.

• موتور پله اي نوع آهنربای دایمی PERMANENT MAGNET یا PM

1-موتور P.M. دارای یک روتور با آهنربای دایمی است.

2-يك موتور PM در مقايسه با يك موتور VR هم اندازه آن گشتاور بزرگتري ايجاد مي كند.

3-ساختار ساده و هزینه کم این نوع موتور ها آنها را برای کاربرد های غیر صنغتی به یک انتخاب ایده آل تبدیل کرده است.

4-بر خلاف بقیه موتور های پله ای روتور موتور های P.M. دندانه ندارند .

• موتور پله اي نوع هیبرید

1-موتور های هیبرید از بهترین ویژگی های V.R. و P.M. تشکیل شده اند.

2-در اين نوع موتوراز استاتور چند دندانه ای و یک روتور آهنربای دایمی ساخته شده اند.

3- موتور پله ای هیبرید استاندارد شامل یک روتور 200 دندانه ای و یا به بیان دیگر 200 پله کامل در هر دوران محور موتور است. با تقسیم 360 درجه چرخش بر 200 پله مقدار 1.8 زاویه پله کامل بدست می آید

4-سایر موتورهای هیبرید تحت زاویه پله 0.9 و 3.6 ساخته شده اند.

5-این موتورها دارای گشتاور استاتیک و دینامیکی بالایی هستند و سرعت پله بالایی دارند.

نحوه کنترل:

این موتور به صورت 1 بیتی یا دو بیتی حرکت می کند در حالت یک بیتی در هر لحظه تنها یک سیم پیچ پالس 1 را دریافت می کند ودر حالت دو بیتی دو سیم پیچ در هر لحظه پالس 1 را دریا فت می کنند اگر این دریافت پالس به صورت منظم و پشت سر هم انجام شو د موتور نیز به صورت صحیح به سمت جهت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن حرکت خواهد کرد.

نحوه کنترل 1 بیتی

در حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم .سیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند جهت حرکت موتور پله ای در سمت حرکت عقربه های ساعت بعد از سیم پیچ 1 نوبت سیم پیچ 2 است که تحریک شود.، و در این حالت نیز بقیه سیم پیچها بدون تحریک هستند بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس نوبت سیم پیچ شماره 4 است دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شو د اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ3و2 برویم موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.

نحوه کنترل 2 بیتی

در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ بار دار می شو ند مثلا اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند بعد سیم پیچ 2و3 سپس 3و4 ودر نهایت 4و 1 برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا موقعییکه می خوا هید موتور حرکت داشته باشد ادامه دهید حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند

عیب موتور های پله ای:

از جمله عیوب موتورهای پله ای، نداشتن سرعتها و گشتاورهای بالاست. با توجه به اینکه حرکت این موتورها دقیق است، نمی توان از گیربکس های معمولی هم برای افزایش گشتاور آنها استفاده کرد.

آشنایی با ژنراتور سنکرون
ژنراتورهای سنکرون یا آلترناتورها ماشین هایی سنکرونی هستند که برای تبدیل توان مکانیکی به الکتریکی ac به کار می روند.

ساختمان ژنراتور سنکرون
در ژنراتور سنکرون , یک جریان dc به سیم پیچی روتور اعمال می شود ,که میدان مغناطیسی روتور را تولید می کند. روتور  ژنراتور نیز توسط یک محرک اولیه به گردش درمی آید و به این ترتیب یک میدان مغناطیسی دوار درون ماشین ایجاد می شود . این میدان مغناطیسی دوار در سیم پیچی های استاتور ژنراتور یک مجموعه  ولتاژ سه فاز القا می کند چون استاتور به صورت سه فاز سیم پیچی شده ولتاژ القا شده در آن نیز سه فاز می باشد.
سیم پیچی میدان و سیم پیچی آرمیچر دو اصطلاح متداولی هستند که برای توصیف سیم پیچی های ماشین به کار می رود . به طور کلی , اصطلاح ” سیم پیچی ” به سیم پیچی هایی اطلاق می شود که میدان مغناطیسی اصلی ماشین را تولید می کند , و اصطلاح ” سیم پیچی آرمیچر ” به سیم پیچی هایی اطلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القا می شود. در ماشین های سنکرون , سیم پیچی های میدان روی روتور قرار دارند ; پس عبارت های ” سیم پیچی روتور ” و ” سیم پیچی میدان ” را می توان به جای هم به کار برد . عبارتهای ” سیم پیچی استاتور ”  و  ” سیم پیچی آرمیچر ” نیز وضعیت مشابهی دارند .
روتور ژنراتور سنکرون اساسا یک الکترو مغناطیس بزرگ است. قطب های مغناطیسی روتور می توانند ساختمان برجسته یا صاف داشته باشند . قطب برجسته قطب مغناطیسی ای است که نسبت به سطح روتور پیش آمدگی دارد . از سوی دیگر , قطب صاف قطب مغناطیسی ای است که با سطح روتور هم سطح باشد. در شکل زیر یک قطب صاف و یک قطب برجسته نشان داده شده است. روتوهای قطب – صاف معمولا برای ماشین های دو یا چهار قطبی یا بیشتر به کار می روند. چون روتور در معرض میدان های مغناطیسی متغییر قرار دارد , آن را از لایه های نازک می سازند تا تلفات جریان گردابی کاهش یابد.
یک جریان dc باید به مدار روتور اعمال شود تا میدان مغناطیسی رتور شکل بگیرد. چون روتور در حال دوران است , برای دادن توان dc  به سیم پیچی های میدان آن آرایش خاصی لازم است. برای فراهم کردن این توان dc دو روش متداول وجود دارد:

•  فراهم کردن توان dc خارجی با استفاده از حلقه ای لغزان و جاروبک ها.
•  فراهم کردن توان dc  از یک منبع تغذیه dc  خاص که مستقیما بر روی محور ژنراتور سنکرون نصب شده است.

حلقه های لغزان حلفه های فلزی هستند که محور ماشین را کاملا احاطه کرده اند اما نسبت به آن عایق شده اند . هر کدام از سرهای سیم پیچی روتور به یکی از دو حلقه  لغزان روی محور ماشین سنکرون متصل می شود , و بر روی هر حلقه ی لغزان یک جاروبک سوار است. اگر سر مثبت یک منبع ولتاژ dc  به یک جاروبک و سر منفی آن به جاروبک دیگر متصل شود , آن ولتاژ dc  در همه ی زمان ها به سیم پیچی میدان اعمال می شود و مقدار آن به موقعیت زاویه ای و سرعت روتور ربطی ندارد.

هنگامی که برای تامین توان dc سیم پیچی میدان ماشین سنکرون حلقه های لغزان و جاروبک ها به کار می روند , چند مشکل ایجاد می شود .مراقبت و نگهداری ماشین باید بیش از پیش صورت گیرد , زیرا جاروبک ها را باید از نظر فرسودگی به طور منظم کنترل کرد. به  علاوه در ماشین هایی که جریان میدان بزرگتری دارند, افت ولتاژ جاروبک ها می تواند یک عامل مهم افت توان باشد . با وجود این مسایل , حلقه های لغزان و جاروبک ها در تمام ماشین های سنکرون کوچک به کار می روند , چون هیچ روش ارزان قیمت دیگری برای تامین جریان dc  میدان وجود ندارد.
در ژنراتور و موتورهای بزرگتر, برای تامین جریان dc  میدان ماشین , تحریک های بدون جاروبک به کار می روند . تحریک بدون جاروبک یک ژنراتور ac  کوچک است که مدار میدان آن در استاتور و مدار آرمیچر آن بر محور موتور سوار شده است. خروجی سه – فاز ژنراتور تحریک توسط یک مدار یک سوکننده ی سه فاز , که آن نیز روی محور ژنراتور سوار شده است , یکسو شده , به مدار میدان اصلی داده می شود(که روی رتور قرار دارد) . با کنترل جریان کوچک   dc میدان ژنراتور تحریک (که در استاتور قرار دارد) می توان جریان میدان اصلی ماشین را بدون استفاده از حلقه های لغزان و جاروبک ها تنظیم کرد.
شکل زیر روتور یک ماشین سنکرون را نشان می دهد که تحریک بدون جاروبک آن روی محور ماشین سوار شده است. چون بین روتور و استاتور هیچ اتصال مکانیکی وجود ندارد, تحریک بدون جاروبک در مقایسه با حلقه های اصطکاکی و جاروبکها نگهداری بسیار کمتری لازم دارد.

برای تحریک ژنراتور کاملا مستقل از منبع تغذیه خارجی باشد. معمولا یک تحریک راهنما به سیستم اضافه می کنند. تحریک راهنما یک ژنراتور ac کوچک با مغناطیس دائم است. مغناطیس دائم روی محور روتور و سیم پیچی سه فاز در استاتور قرار دارد . این ژنراتور توان مدار میدان ماشین اصلی را کنترل می کند . اگر یک تحریک راهنما روی محور ژنراتور وجود داشته باشد , برای به کار انداختن ژنراتور منبع الکتریکی خارجی لازم نیست.

در بسیاری از ژنراتورهای سنکرون دارای تحریک بدون جاروبک , حلقه های لغزان و جاروبک ها نیز تعبیه شده اند , تا در مواقع اضطراری یک منبع جریان dc  کمکی برای میدان در دسترس باشد.
استاتور ژنراتور سنکرون معمولا از پیچک های پیش ساخته تشکیل می شود که به صورت دو طبقه دراستاتور قرار می گیرند. خود سیم پیچی توزیع شده است و گام کوتاه دارد تا دامنه  هارمونیکهای ولتاژها و جریان های خروجی کم باشند.
سرعت چرخش ژنراتور سنکرون
ژنراتورهای سنکرون طبق تعریف سنکرون یا همزمان اند, به این معنی که فرکانس الکتریکی تولید شده با سرعت چرخش مکانیکی ژنراتور همزمان است. روتور ژنراتور سنکرون یک الکترومغناطیس است که به آن جریان dc اعمال می شود . میدان مغناطیسی روتور همراه با چرخش روتور می چرخد. پس بین سرعت چرخش میدان مغناطیسی ماشین و فرکانس الکتریکی استاتور رابطه ی زیر برقرار است:
120/f_{e =} N_M  P

f_{e : فرکانس الکتریکی , برحسب HZ}

N_m : سرعت مکانیکی میدان مغناطیسی بر حسب r/ min ( سرعت روتور ماشین سنکرون )

P : تعداد قطب ها
چون روتور با همان سرعت میدان مغناطیسی می چرخد , این معادله سرعت چرخش روتور را به فرکانس الکتریکی حاصل مربوط می کند . توان الکتریکی در فرکانس 50 یا 60 هرتز تولید می شود, پس ژنراتور باید با سرعت ثابتی, که به تعداد قطبهای ماشین بستگی دارد بچرخد. به عنوان مثال , برای تولید توان HZ 60  در یک ماشین دو – قطبی , روتور باید با سرعت r/min  3600 بچرخد. برای تولید HZ 50  در یک ماشین چهار قطبی , روتور باید با سرعت r/min 1500 بچرخد. سرعت چرخش لازم برای یک فرکانس معین را همیشه می توان با استفاده از معادله بالا حساب کرد.
ولتاژ داخلی تولید شده در ژنراتور سنکرون
اندازه ولتاژ القا شده در یک فاز معین استاتور از رابطه ی زیر بدست می آید:
E_A = k.N_C. Ø. f
این ولتاژ به شار ماشین Ø ,  فرکانس یا سرعت چرخش , و ساختمان ماشین بستگی دارد. برای حل مسایل مربوط به  ماشینهای سنکرون گاهی این  معادله را به شکل ساده تری می نویسند. در این معادله کمیتی که در هنگام کار ماشین تغییر می کنند واضح تر دیده می شوند.این شکل ساده به صورت زیر است:

E_A=K Ø W

در این بخش قصد معرفی پلاک خوانی ماشین های آسنکرون را داریم با ما همراه باشید.

کارخانه سازنده ماشین های القایی به منظور معرفی اولیه موتور و دادن اطلاعات مورد نیاز به طراح و بهره بردار بر روی بدنه یک پلاک مشخصه نصب می کنند.این پلاک فقط حاوی اطلاعات مورد نیاز زمان بهره برداری از موتور بوده و اطلاعات کامل تر موتور در کتابچه های دیگری به مشتری تحویل داده میشود.در شکل زیر پلاک یک موتور القایی را نشان می دهد که هر بخش را طبق شماره ای که قرار دادیم توضیح خواهیم داد.

1-سازنده -علامت کارخانه                                 2-تیپ-علامت مشخصه مدل

3-نوع جریان مانند G (جران مستقیم) E (جریان تکفاز) D (جریان سه فاز)

4-نوع کار مانند Gen (ژنراتور)  Mot (موتور)

5-شماره مسلسل

6 و 7-نوع اتصال استاتور مانند (ستاره یا مثلث )-ولتاژ نامی (خطی)

8-جریان نامی (خطی)

9-قدرت نامی داده شده به W یا KW برای موتور ها

10-قدرت ظاهری به KVA یا VA در ژنراتور های سنکرون

11-نوع مورد استفاده

12-ضریب قدرت نامی

13 و 14-جهت گردش نامی مثلا راستگرد از طرف محور-دور نامی

15-فرکانس نامی

16-Err (تحریک )در ماشین های جریان مستقیم یا Lrr (اندوکتانس رتور)در ماشین های سنکرون

17-نوع اتصال سیم پیچ رتور در ماشین های رتور سیم پیچی شده

18-تحریک نامی همچنین ولتاژ رتور در حالت سکون

19-جریان تحریک نامی در مولد های سنکرون یا جریان رتور در موتور های آسنکرون

20-کلاس عایقی مانند B-E-A-Y و غیره…

21-نوع حفاظت مانند IP33

22-وزن به تن در ماشین های بزرگتر از یک تن

23-توضیحات دیگر

در شکل زیر پلاکپر شده یک موتور سه فاز رتور سیم بندی را نشان میدهد.

نمونه دیگری از پلاک برای آشنایی بیشتر:

موتور سه فاز شراگ ریشتر(Schrage Motors):این موتور مشابه یک موتور سه فاز رتور سیم پیچی شده است که تغییراتی به این شرح در آن داده شده است:

1)سیم پیچ سه فاز رتور موسوم به اولیه به واسطه سه رینگ و زغال به شبکه سه فاز وصل می شوند.

2)روی رتور علاوه بر سیم پیچ اولیه یک سیم پیچ DC (مانند آرمیچر ماشین DC ) هم پیچیده شده است (که ممکن است به صورت حلقوی ,موجی,..باشد)

3)روی استاتور سه سیم پیچ مشابه AC نصب شده است (سیم پیچ ثانویه )که از طریق سه جفت زغال به تیغه های کموتاتور متصل شده است .این سه جفت زغال به صورت همزمان قابل تنظیم اند ولی امتداد آنها با هم 120 درجه دارند.

نکته:طبق مطالب فوق الذکر در موتور شراگ ریشتر در روی رتور دو سیم بندی قرار دارد یک سیم بندی DC و یک سیم بندی سه فاز AC .

تصویر رتور موتور شراگ در زیر می توانید ببینید.

در موتور شراگ ریشتر یک موتور کمکی به نام پیلوت موتور وجود دارد که وظیفه آن تنظیم همزمان زاویه زغال هاست.ساختمان موتور شراگ ریشتر طوری است که زغال ها می توانند زاویه منفی نیز داشته باشند.چنانچه زاویه بین دو زغال مربوط به یکی از سیم بندی های استاتور Y باشد داریم:

1)اگر  Y>0 باشد لغزش بزرگتر از صفر شده و موتور به صورت آسنکرون کار می کندو اصطلاحا به این حالت کاری حالت زیر سنکرون گویند.

2)اگر Y=0 لغزش صفر می شود یعنی موتور در سرعت سنکرون کار میکند و اصطلاحا به این حالت کاری حالت سنکرون گویند.

3) اگر Y<0 باشد لغزش منفی میشود لذا سرعت رتور بیشتر از سرعت میدان دوار استاتور می شود و اصطلاحا به این حالت کاری فوق سنکرون می گویند.

کاربرد موتور شراگ ریشتر:

ویژگی برجسته موتور شراگ ریشتر گستردگی محدوده کنترل سرعت آن است که حدود 0.4 تا 1.6 سرعت سنکرون است یعنی کنترل سرعت در محدوده سرعت سنکرون انجام میگیرد.مثلا برای موتور شراگ ریشتر دو قطبی در شبکه برق ایران بین 1200 تا 4800 دور در دقیقه است.

بیشتر کاربرد موتور شراگ ریشتر در دستگاه های چاپ و پرس ضربه ای است.

معایب موتور شراگ ریشتر:

مشکل موتور شراگ ریشتر مانند ماشین های DC مشکل کموتاسیون و جرقه زیر جاروبک ها است لذا سقف قدرت این موتور 80 KW تا 100 KW است.

یک تقسیم بندی نسبتا کامل از ماشین های الکتریکی (موتور-ژنراتور-ترانسفورماتور-ماشین های مخصوص) به صورت تصویری و کاملا گویا برای شما تهیه شده.

توضیحات و معرفی کامل هریک پایین تصویر قرار داده شده.

برای مشاهده تقسیم بندی به ادامه مطلب بروید.

موتور های ac تکفاز

موتور های تکفاز خازنی

موتور تکفاز راه انداز مقاومتی یا فاز شکسته

موتور قطب چاکدار

الکتروموتور های تکفاز(ویژه)

ژنراتور ها و مولدها

ژنراتور سنکرون

ترانسفورماتور ها

ترانس های اندازه گیری

ترانس های سه فاز به شش فاز

ترانس اسکات و TT

ماشین های مخصوص سه فاز

موتور دالاندر

سرو موتور ها  >> در سه نوع DC و AC دو فاز و سه فاز وجود دارد.

موتورهای شراگ ریشتر

ماشین های مخصوص تکفاز

سرو موتور ها

موتور های یونیورسال و یا اونیورسال

موتور های رلوکتانسی

موتور های هیسترزیس

موتور های ریپالسیونی

موتور های DC

در هنگام کار با موتور های الکتریکی در بسیاری از موارد نیاز است که پس از خاموش کردن موتور محور بلافاصله بایستد تا باعث اختلال در کار نشود ولی میدانیم که به خاطر اینرسی یا نیروی حاصل از وزن این اتفاق نمی افتد.مثلا در اسانسور وقتی کابین به طبقه مورد نظر رسید باید بلافاصله بایستد و بسیاری موارد دیگر پس اهمیت ترمز در موتور های الکتریکی واضح است.

انواع ترمز موتور های الکتریکی:

ترمز مکانیکی

در این روش ترمز به کمک یک تسمه یا نوار یا روبان مجهز به گوه های چوبی انجام می شود.این ترمز دارای قرقره یا چرخ فولادی است که در محیط آن شیار کم عمقی تعبیه شده که در حول آن یک نوار فولادی یا گاهی نوار بافته شده با نخ ضخیم پنبه ای فقط یک حلقه پیچیده شده است. طرف داخل نوار مجهز به قطعاتی از چوب گوه مانند است.در انتهای دسته اهرم وزنه ای حمل می شود که حول تکیه گاه نوسان می کند.

با جدا شدن بوبین همراه ولتاژ تغذیه ماشین از منبع تغذیه دسته اهرم ترمز تحت تاثیر وزن وزنه در پایین ترین وضعیت قرار گرفته و گیره های روی انتهای دیگر اهرم نوار را به سمت چپ کشیده و نوار مجهز به گوه های چوبی را محکم به چرخ طیار می فشارد و عمل ترمز انجام می گیرد.

ترمزهای مکانیکی بیشتر در پل های گردان استفاده می شود. در این نوع ترمز انرژی جنبشی در نوارها و گوه ها به انرژی حرارتی تبدیل می شود. نوع دیگر ترمز مکانیکی مجهز به چرخ ترمز و پیج مخصوص پیچاندن نوار یا تسمه است.

ترمز مکانیکی در اسانسور

ترمز های الکتریکی

 ترمز جریان معکوس

در این روش برای ترمز جهت گردش موتور سه فاز برای چند لحظه کوتاه معکوس شده و سپس قطع می شود.برای اینکار جای دوفاز را عوض میکنند.فقط باید توجه شود که باید توسط تایمر ویا روش های دیگر قبل اینکه موتور در جهت مخالف شروع به چرخش نماید برق قطع شود.

توضیح مدار:

در مدار زیر موتور در حال کار می باشد با باز کردن کلید s1 موتور خاموش شده سپس کلید s2 رابرای چند لحظه در حالت مخالف قرار میدهیم و پس از اینکه موتور ایستاد موتور را خاموش میکنیم.

ترمز جریان مستقیم:

در این روش نیاز به موتور با  مقاومت اهمی زیاد رتور برای جلوگیری از اسیب دیدن رتور می باشد.که در این روش پس از قطع جریان متناوب از موتور استاتور به یک جریان مستقیم وصل میشود که میدان حاصل از جریان مستقیم و میدان حاصل از جریان القایی رتور یک گشتاور ترمزی را ایجاد می نمایند.

کاربرد: ماشین ابزار و وسایل نقلیه

 ترمز فوق سنکرون:

این روش معمولا در موتور برای کارهای کششی استفاده می شود مثلا در تراموای برقی یا آسانسور.در اثر سرعت ناشی از اینرسی تراموا یا پایین آمدن اطاقک آسانسور سرعت آرمیچر از سرعت بی باری تجاوزمی کند و نیرو محرکه ازولتاژ شبکه بیشتر شده و جهت جریان طبق رابطه در آرمیچر عوض می شود پس ماشین به صورت ژنراتور عمل می کند و به شبکه تغذیه کننده اش که با آن موازی است جریان می دهد. ملاحظه می شود که نوعی استرداد یا واپس گرفتن انرژی از حالت جنبشی به الکتریکی انجام می پذیرد.

ترمز زیر سنکرون:

موتور القایی رتور سیم پیچی شده که دارای مقاومت زیاد رتور می باشد را به صورت موتور تکفاز به شبکه وصل می کنند بعنی  استاتور را به برق تکفاز وصل میکنند که یک گشتاور ترمز به وجود می اید که پس از سکون موتور از بین می رود.

موتورهای یکفاز با راه انداز خازنی
در بعضی کاربردها , گشتاور راه اندازی تولید شده توسط موتور فاز- شکسته بار روی محور موتور کافی نیست. دراین حالت می توان از موتورهای با راه انداز خازنی استفاده کرد . مدار معادل و منحنی موتور یکفاز با راه انداز خازنی همانند شکل زیر :

در موتور با راه انداز خازنی , یک خازن با سیم پیچی کمکی موتور سری می شود . با انتخاب مناسب اندازه ی خازن , می توان نیرو محرکه ی مغناطیسی ناشی از جریان راه اندازی سیم پیچی کمکی را با نیرو محرکه ی مغناطیسی ناشی از جریان سیم پیچی اصلی برابر کرد , و زاویه ی فاز جریان سیم پیچی کمکی را نسبت به جریان سیم پیچی اصلی 90 درجه جلو انداخت . چون دوسیم پیچی 90 درجه اختلاف مکانی دارند, اختلاف فاز 90 درجه جریان ها یک میدان مغناطیسی یکنواخت دوار در استاتور ایجاد می کند , و رفتار موتور درست به گونه ای است که انگار با منبع تغذیه سه فاز راه اندازی شده است . در این حالت, گشتاور راه اندازی موتور می تواند 300 درصد مفدار نامی اش باشد, مانند شکل زیر :
کاربرد موتورهای با راه انداز خازنی
موتورهای با راه اندازی خازنی از موتورهای فاز شکسته گرانترند و در کاربردهایی به کار می رود که گشتاور راه اندازی بزرگ کاملا ضروری است. نمونه هایی از کاربردهای این موتورها عبارتند از : کمپرسورها , پمپ ها, تهویه های مطبوع ودیگر تجهیزاتی که باید زیر بار راه اندازی شوند
موتورهای یکفاز با خازن دائم کار  
دراین موتورها یک خازن روغنی به منظور افزایش اختلاف فاز بین جریان راه انداز و اصلی در سیم بندی به کار می رود ونیاز به کلید یا رله به منظور خارج کردن سیم بندی راه انداز از مدار نیست . راندمان این موتورها زیاد و گشتاور راه اندازی آنها 50 تا 100 درصد گشتاور نامی است . ضریب توان این موتورها زیاد و نسبت به موتورهای با راه انداز مقاومتی از سرو صدای کمتری برخوردارند .
تعویض جهت چرخش آن سریع است و کنترل دور آن توسط کنترل ولتاژ به راحتی صورت می گیرد.
در شکل زیر مدار الکتریکی و دیاگرام برداری جریان و ولتاژ یک موتور یکفاز با خاز دائم کار نمایش داده شده است:
تغییر جهت چرخش موتورهای یکفاز با خازن دایم کار
معکوس کردن جهت چرخش این موتور نظیر موتور با راه انداز مفاومتی است . در کارهای مختلف که نیاز به تغییر جهت سریع می باشد اصولا موتور یک فاز را به صورت دو فاز, سیم بندی می نمایند سپس توسط خازن دائم کار روغنی و تایمر یا کلید مخصوص چپگرد – راستگرد جهت چرخش موتور را تغییر می دهند . در این گونه موتورها , خازن دایم نوعا حدود 10 تا20 درصد خازن راه اندازی است.  از این روش بیشتر در حدیده و قلاویز کاری و موتورهای شستشوی لباسشویی که نیاز به چپگرد

-راستگرد دارند استفاده می شود مانند شکل زیر :

کاربرد موتورهای خازن دائم کار:

این موتورها برای پنکه های رومیزی ,پنکه های سقفی ,دمنده ها, موتور لباسشویی, آبمیوه گیری, پمپ آب و مواردی مهنیاز به جهت چرخش سزیع باشد مورد استفاده قرار می گیرد.

موتور یکفاز دو خازنی
موتور دو خازنی گشتاور راه اندازی و گشتاور کار بزرکی دارد. در این موتور القایی یکفاز دو خازن موازی در ابتدای راه اندازی با یکی از سیم پیچ ها به صورت سری بکار گرفته می شوند. یکی از خازن ها الکترولیتی و دیگری روغنی می باشد. ظرفیت خازن الکترولیتی معمولا چند برابر ظرفیت خازن روغنی می باشد. در موقع راه اندازی خازن الکترولیت در 75% دور نامی موتور توسط رله مغناطیسی یا کلید گریز از مرکز از مدار خارج شده وسیم پیچی کمکی با خازن دایم کار با سیم پیچی اصلی در مدار باقی می ماند . نمونه ای از یک موتور دو خازنی را می توان در شکل زیر مشاهده کرد
مزایای موتور دو خازنی
گشتاور راه اندازی زیاد , کار ملایم , گشتاور خوب در حال کار می باشد. سیم پیچی های اصلی و کمکی این موتورها مشابه یکدیگر هستند.
 کاربرد موتورهای تکفاز دو خازنی
موتورهای دو خازنی در یخچال های صنعتی , کمپرسورها, سوخت پاش ها, موتورهای بالابر, دستگاه های چند کاره ی نجاری و پمپ ها به طور کلی مواردی که لازم است تا موتورهای یک فاز دو خازنی گشتاور راه اندازی و نیز گشتاور زیاد ایجاد کنند.
تغییر جهت چرخش موتورهای تکفاز دو خازنی
برای معکوس کردن  جهت چرخش موتور های دوخازنی مانند موتورهای با راه انداز خازنی عمل می شود, یعنی می توان با تعویض دو سر سیم پیچی های آن این کار را انجام داد

موتور رلوکتانسی موتور سنکرون تکفاز است .استاتور این موتور ها کاملا شبیه استاتور موتور های القایی تکفاز است  ولی از نظر رتور تفاوت جزئی با موتور های القایی (رتور قفسی دارد)که بسته به تعداد قطب ها برخی از شیار ها را حذف میکنند.

طرز کار موتور رلوکتانسی :

با توجه به شکل الف رتور در وضعیت مشخص شده قرار دارد با وصل کلید میدان مغناطیسی برقرار می شود و همانطور که در شکل الف دیده می شود خطوط میدا مسیر طولانی را برای رسین به قطب دیگر می پیمایند به همین دلیل رتور را به وضعیتی تبدیل می کند که کم ترین مسیر برای رسیدن خطوط میدان به قطب دیگر فراهم شود در نتیجه به صورت شکل ب در می آید ولی به خاطر اینرسی یا نیروی حاصل از وزن پس از قطع کلید به وضعیت پ یا وضعیت شروع به کارش در می آید حال اگر دوباره کلید را وصل کنیم رتور یک دور دیگر میزند.

در نتیجه به جای اینکه ما به صورت دستی جریان را قطع و وصل کنیم از یک جریان متناوب استفاده میکنیم در ضمن تغییر قطب باعث تغییر جهت چرخش نمی شود چون میدانی که از رتور عبور می کند ناشی از استاتور است و خود رتور میدان مجزا ندارد.

نکته :چون رتور از جنس فرو مغناطیس است و فوران پایینی دارد فوران از داخل رتور عبور میکند.

راه اندازی موتور رلوکتانسی:

به طور معمول این نوع موتورها دارای گشتاور راه اندازی نیستند.بلکه همان میله های رتور قفسی نیز جهت راه اندازی در این جا وجود دارد که باعث می شود ابتدا موتور به صورت القایی راه اندازی شود. و به محض آن که به سرعت روتور به نزدیک سرعت سنکرون رسید، روتور با سرعت ثابت سنکرونی به ادامه گردش خود می‌پردازد.

یعنی ابتدا موتور به صورت القایی و به شکل موتور های القایی شروع به کار می کند و پس از آنکه به نزدیکی سرعت سنکرون رسید به صورت رلوکتانسی کار میکند.

منحنی گشتاور دور موتور رلوکتانسی:

مزایای موتور رلوکتانسی:

ساختمان ساده ای دارد

هزینه نگهداری کم

تعمیر نگهداری راحتر

معایب:

ضریب توان این موتور کم است

کاربرد:

در ساخت ساعت های بزرگ –تایمر ها-ضبط ثوت ها به کار می رود

برای راه اندازی ایمن موتور سنکرون سه روش اساسی زیر می تواند به کار رود :

1)کاهش سرعت میدان مغناطیسی(توسط کاهش فرکانس الکتریکی)

2)استفاده از یک گراننده اولیه

3)استفاده از سیم پیچ های میرایی (قفس لبلان)

1)راه اندازی موتور با کاهش فرکانس الکتریکی :

چناچه سرعت چرخش میدان مغناطیسی استاتور به اندازه کافی کم باشد رتور مشکلی از نظر شتاب گرفتن و قفل شدن با میدان مغناطیسی استاتور نخواهد داشت.سرعت میدان مغناطیسی استاتور را میتوان با افزایش تدرجی Fs تا مقدار نامی به سرعت کار عادی رساند .

نکته:وقتی موتور سنکرون در سرعتی کم تر از سرعت نامی کار می کند ولتاژ داخلی آن (Eph=k.Φm.ωs )کم تر از مقدار معمول شده لذا جریان استاتور بالا می رود پس باید در هنگام راه اندازی به روش فوق دقت شود که همزمان با کاهش فرکانس ولتاژ نیز کاهش یابد تا به موتور آسیبی نرسد.

2)راه اندازی موتور به وسیله گرداننده اولیه خارجی:

در این روش توسط یک موتور راه انداز خارجی سرعت رتور را به سرعت سنکرون رسانده و سپس ماشین سنکرون را مانند یک مولد با سیستم قدرتش موازی کرده موتور راه انداز را از محور ماشین جدا می کنیم وقتی موتور راه انداز جداشود سرعت محور ماشین کم می شود میدان مغناطیسی رتور (Br) از میدان برآیند فاصله هوایی(Bnet) عقب می افتد و ماشین سنکرون مانند موتور عمل می کند وقتی عمل راه اندازی تمام شد می توان مانند تمامی موتور ها بار دلخواه را به شفت موتور وصل نموده .

نکته:موتور راه انداز خارجی تنها باید بر لختی موتور بی بار غلبه کند لذا قدرت آن بسیار کم تر از موتور اصلی می باشد.

نکته:بیشتر موتور های سنکرون بزرگ دارای سیستم تحریک بدون جاروبک (شامل تحریک راهنما) می باشد که روی محور آن ها سوار استو معمولا می توان از این ماشین های تحریک به عنوان موتور راه انداز استفاده نمود.

3)راه اندازی موتور با استفاده از سیم پیچ های میرایی(قفس لبلان):

سیم پیچ های میرایی میله های خاصی هستند که در شیارهایی در رخ قطب های موتور سنکرون کار گذاشته می شوند و آن ها را توسط حلقه هایی در هر دو آن ها اتصال کوتاه می کنند.

چناچه در ابتدای راه اندازی منبع تحریک قطع باشد میدان دوار  استاتور در سیم پیچ های میرایی یک ولتاژ القا می کنند و رتور مانند رتور یک موتور آسنکرون دور گرفته و راه اندازی می شوند به طور خلاصه چناچه موتور سنکرونی سیم پیچ میرایی داشته باشد می توان آن را به صورت زیر راه اندازی نمود:

1-سیم پیچ میدان تحریک را از منبع تغذیه قطع نمود و آن را اتصال کوتاه می کنیم

2-ولتاژ سه فاز به استاتور اعمال می کنیم.و می گذاریم رتور مانند یک موتور القایی با سرعتی نزدیک به سرعت سنکرون شتاب بگیرد(پس باید موتور بی بار باشد تا سرعتش نزدیک Ns یا  ωs گردد) .

3-مدار میدان DC را به منبع تغذیه وصل می نماییم لذا موتور با سرعت سنکرون به کار خود ادامه می دهد پس حالا می توان بار دلخواه را نیز روی رتور قرار داد .

نکته:علت اتصال کوتاه نمودن تحریک جلوگیری از ایجاد ولتاژ القایی بالا در دو سر جاروبک ها می باشد.

نکته:در بعضی از کتب به سیم پیچی های میرایی قفس لبلان و یا دمپر نیز می گویند.

نکته:وقتی موتور در سرعت نامی کار میکند ولتاژ و جریان القایی در قفس لبلان صفر می باشد.

اساس کار:استاتور موتور های جریان مستقیم توسط یک منبع خارجی تغذیه میشود که در نتیجه آن جریان جاری شده در استاتور یک میدان یکنواختی را زیر قطب ها به وجود می آورد حال اگر آرمیچر نیز توسط منبع خارجی و یا جریان خود استاتور تغذیه شود یک میدان مغناطیسی در آرمیچر نیز پدید خواهد آمد .از برهم کنش میدان های استاتور و آرمیچر چرخش حاصل میشود  که نتیجه آن تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی خواهد بود.(در تصویر بالا میدان استاتور را اهن ربای دائم تامین میکند.)

راه اندازی موتورهای DC:در هنگام راه اندازی موتور های جریان مستقیم به دلیل صفر بودن نیروی ضد محرکه Ea جریان زیادی وارد موتور می شود.که این جریان زیاد می تواند مشکلات زیر را به جود آورد:

1- ایجاد جرقهٔ زیان‌آور هنگام کموتاسیون

۲- آسیب‌دیدن سیم‌پیچ آرمیچر و از بین رفتن عایق بر اثر گرمای بیش از اندازه

۳- گشتاور راه‌اندازی بالا و شتاب سریع که به قسمت‌های متحرک ماشین آسیب می‌رساند.

۴- افت زیاد ولتاژ تغذیه

بنابراین برای راه‌اندازی مناسب ماشین لازم است که جریان راه‌اندازی محدود شود، که این کار با قرار دادن مقاومت خروجی بر سر مدار آرمیچر انجام می‌شود. البته این مقاومت باید به تدریج از سر راه مدار برداشته شود، زیرا در هنگام کار عادی ماشین باعث کاهش سرعت کار ماشین و تلفات سلفی انرژی و در نتیجه کاهش بازدهی ماشین می‌شود.

کنترل سرعت موتور های جریان مستقیم به سه روش امکان پذیر است:

1-کنترل ولتاژ آرمیچر
کنترل شار میدان
کنترل مقاومت آرمیچر

کنترل ولتاژ ارمیچر در موتور های تحریک مستقل و سری مورد استفاده قرار میگیرد  در این روش برای تغییر ولتاژ می توان از یک منبع ولتاژ متغییر اسفاده نمود البته باید توجه شود که فوران تحریک و مقاومت آرمیچر ثابت باشند.

کنترل شار میدان به وسیله تغییر جریان تحریک صورت می پذیرد.

روش “كنترل مقاومت آرميچر” يا رئوستايي احتمالاً قديمي‌تر روش كنترل سرعت است كه امروزه هنوز به ويژه در موتور سري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در اين روش ولتاژ پايانه و جريان تحريك (و يا فوران) ثابت هستند و كنترل سرعت توسط تغيير مقاومت آرميچر به وسیله رئوستایی که در مسیر آرمیچر قرار دارد صورت مي‌پذيرد.روش کنترل مقاومت آرمیچر بدلیل داشتن تلفات اضافی دیگر کاربردی ندارد و با توجه به پیشرفت تکنولوژی الکترونیک قدرت روش های اول و دوم بیشتر کاربرد دارند.

تقسیم بندی موتور های جریان مستقیم:

1-تحریک مستقل

2-تحریک سرخود یا خود تحریک

موتور های تحریک مستقل:در این موتور های سیم پیچی تحریک و آرمیچر به دو منبع جداگانه وصل می شوند به منبع خارجی تغذیه کننده آرمیچر اکسایتر نیز می گویند.

مدار معادل:

موتور های خود تحریک عبارتند از :1-شنت 2-سری 3-کمپوند(ترکیبی یا مختلط)

موتور های شنت:در این نوع موتور سیم پیچ تحریک و آرمیچر با یکدیگر موازی می شوند و سیم پیچ آرمیچر و تحریک از منبع استفاده می کند.در صورتی كه ولتاژ ترمینال همواره ثابت باشد تفاوتی بین موتور تحریك مستقل و موتور شنت وجود نخواهد داشت

مدار معادل:

کاربرد های موتور شنت و تحریک مستقل :این نوع موتورها نباید در زیر بار سنگین راه اندازی شوند چون جریان آرمیچر آن بیش از حد زیاد شده و به آن صدمه می زند، بیشترین کاربرد این موتور در بازهای ثابت مانند هواکش های صنعتی، دمنده ها و . . . است.

موتور سری:در این موتور سیم پیچ تحریک و ارمیچر با یکدیگر سری بوده در نتیجه جریان تحریک از آرمیچر عبور می کند.بنابراین تعداد دورهای سیم پیچ میدان سری كم و قطر آنها زیاد است.

کاربرد موتور های سری:این موتور های دارای گشتاور بالایی می باشند در نتیجه از آن ها در جاهایی که نیاز به گشتاور بالا می باشد مورد استفاده قرار میگیرند.همانند:پرس های ضربه ای، جرثقیل ها، بالابرها و آسانسورها. همچنین بهترین موتور برای وسایل نقلیه مانند اتوبوس های برقی، لوکومتیوها و … می باشد و از این رو از نوع خاصی از موتور سری DC در قطارهای برقی استفاده می شود که اصطلاحا به آن موتور کششی (Traction Motor) گویند.

موتورهای کمپوند:این نوع موتور ترکیبی از موتور های سری و شنت است در صورتی که فوران ناشی از سیم پیچی شنت فوران سری را تقویت کند به آن کمپوند اضافی و در صورتی که فوران سیم پیچ شنت ,فوران سیم پیچ سری را تضعیف نماید به آن نقصانی میگویند.

هریک از موتور های کمپوند نقصانی و اضافی نیز می توانند در دو نوع کمپوند با شنت بلند و کوتاه تقسیم شوند.در موتور كمپوند بلند جریان میدان شنت مستقل از تغییرات جریان بار است ولی در كمپوند كوتاه تغییرات جریان بار باعث تغییرات جریان میدان شنت می شود.بنابراین در موتور كمپوند شار میدان برآیند شار میدان شنت، میدان سری و عكس العمل آرمیچر است

عیب یابی الکتروموتور بخش 2

موتور هاي الکتريکي ازقبیل آسنکرون – قطب چاکدار- يونيورسال  به عیب یابی آن ها می پردازیم:

درسیستم های گرداننده مهمترین اجزاءآن موتورها می باشند .موتور ها انرژي الکتريکي را به انرژي مکانيکي تبديل مي کنند. گشتاور ورودی آن الکتریکی وگشتاور خروجی آن القایی می باشد

الكتروموتور ها را مي توان به سه دسته کلي تقسيم کرد:

1) موتور هاي آسنکرون

2) موتور هاي يونيورسال

3) موتور با قطب چاکدار

موتور هاي آسنکرون:

که با برق AC کار مي کنند از دو قسمت روتور(متحرک) واستاتور(ثابت) ساخته شده اند. زمانی که ماموتور را روشن میکنیم در شيار هاي استاتور يک ميدان مغناطيسي دوار بوجود مي آورید  که اين ميدان برروتور که قسمت گردنده موتور و داراي محور انتقال حرکت مي باشد نيز تاثیرگذاشته  ودر آن میدان مغناطيسي بوجود مي آيد .دراین حالت با به وجود آمدن قطب هاي مغناطيسي هم نام وغيرهم نام عمل جذب ودفع انجام می شود که باعث حرکت چرخشي روتور مي گردد. براي راه اندازي موتور ها از حالت ثابت به متحرک  روش هاي مختلفي بکار برده میشود که مهمترين آن ها عبارتند از:

الف- آسنکرون با راه انداز بدون خازن  که به اصطلاح کلاجی گفته می شود :

در اين موتور به غير از سيم پيچي هاي اصلي يک سري سيم پيچ کمکي نيز قرار دارد. که باعث به وجودآمدن یک ميدان مغناطيسي ديگري با فاصله زماني با ميدان مغناطيسي اصلي شکل میگیرد که باعث چرخش پرقدرت تر موتور مي گردد. پس از اين که سرعت موتور به 75 درصد سرعت نامی برسد کلید گریز ازمرکز عمل میکند وسیم پیچ کمکی را ازمدار خارج میکند .

ب – آسنکرون با راه انداز خازن موقت :

اين موتور ها داراي علامت اختصاري CSM مي باشند وداراي يک خازن الکتروليتي با ظرفيت حدود 200 الي 500 ميکرو فاراد است. که باسيم پيچ کمکي به طور سري بسته شده وهر دوي آنها باسيم پيچ اصلي موازي شده است . خازن وسيم پيچ کمکي يک اختلاف فاز ودو ميدان مغناطيسي بوجود مي آورد که باعث چرخش موتور مي گردد. در اين موتور نيز کليد گريز از مرکز سيم پيچ کمکي را از مدار خارج مي کند.برای توضیحات بیشتر اینجا را کلیک کنید

ج – آسنکرون با راه انداز خازن موقت وخازن دايم :

این موتور دارای دوخازن می باشد که یکی به صورت موازی باکلید گریزازمرکزمی باشد ودیگری با کلید گریزازمرکز سری است  زمانی که کلید گریز ازمرکز عمل کند يکي از خازن ها پس از راه اندازي از مدار خارج شده وخازن ديگر در حالتي که با سيم پيچ کمکي سري مي باشد در مدار باقي مي ماند.برای توضیحات بیشتر اینجا را کلیک کنید

د – آسنکرون با راه انداز خازن دايمي :

در اين موتور ها که داراي قدرت کم تري نسبت به موتور هاي قبلي هستند از يک خازن که با سيم پيچ کمکي سري بسته شده است استفادهمی شود و این موتور ها فاقد کلید گریز ازمرکز می باشند  بنابر اين خازن به همراه سيم پيچ کمکي هميشه در مدار باقي می ماند.برای توضیحات بیشتر اینجا را کلیک کنید

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور شناسايي سيم پيچ هاي اصلي وکمکي:

• سيم پيچ هاي اصلي در زير شيار ها و سيم پيچ کمکي در رو قرار گرفته شده اند .
• سطح مقطع سيم هاي کمکي هميشه از سيم هاي اصلي کمتر است.
• سيم پيچ کمکي داراي مقاومت بيشتري نسبت به سيم پيچ اصلي است ودر ضمن خازن با سيم پيچ کمکي سري شده است.

عيب يابي موتور هاي آسنکرون – معيوب شدن موتور ها يا مربوط به قطعات برقي مثل سيم پيچ ها وخازن است يا مربوط به قطعات مکانيکي مثل بلبرينگ و بوشن هامی باشد .

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور عيب يابي قطعات برقي:

عيب 11 – هنگامی که موتور روشن می شود, فیوز عمل می کندوموتور خاموش می شود.

علت 11- درمدار اصلی موتور اتصال کوتاه رخ داده است  .

رفع عيب 11 – دوشاخه ،سيم هاي رابط وکلمپ را بررسي کرده در صورت پيدا کردن محل اتصالي آن را رفع  مي نماييم.

عيب 12-هنگامی که موتورروشن می شود ,فیوزعمل می کند وموتور خاموش می شود.

علت 12 – زمانی که موتور سوخته باشد.

رفع عيب 12 – با مشاهده استاتور وسيم پيچ هاي موتور عيب حاصله مشخص می شود وبراي رفع آن بايد موتورکامل سيم پيچي شود

عيب 13 – هنگامی که موتور روشن می شود, فیوز عمل می کندوموتور خاموش می شود.

علت 13 – خازن اتصال کوتاه شده است.

رفع عيب 13 – زمانی که ما خازن را ازمدار خارج کنیم وموتور را روشن کنیم اگر فیوز عمل نکند مشخص می شود موتور سالم است وبايد خازن را تعويض نمود.

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور عيب يابي قطعات مکانيکي

عيب 1 – رتورالکتروموتور چه در حالت روشن وچه در حالت خاموش به سختي حرکت مي کند.

علت 1 – خراب شدن بلبرینگ وهمچنین یاتاقان های دوسرموتور  .

رفع عيب 1 – خراب شدن بلبرينگ ها شامل  1 – حلقه های بلبرینگ ترک برداشته است ویاترک برداشتن ساچمه ها و غلطک ها  2- به دلیل اینکه ذرات سخت دربین ساچمه ها قرار میگیرد باعث به وجود آمدن حفره وشیار می شود. ج – گريپاژ که ناشي از کثيفي و سخت شدن گريس بلبرينگ مي باشد. د – فرسودگي وپوسيدگي – که به علت درست جا نزدن بلبرينگ ونفوذ رطوبت وهمچنین عدم گريس کاري مناسب بوجود مي آيد. براي تشخيص عیب های گفته شده. بلبرينگ را از نظر ظاهري مشاهده ولقي بين حلقه وساچمه را امتحان مي کنيم. همچنین با چرخاندن بلبریتگ صدار غیرعادی شنیده شودمشخص می شود بلبرینگ خراب است که بايد بلبرینگ تعويض گردد.

عيب 2 – بعضی مواقع رتور الکتروموتور با صدای زیادی می چرخد.

علت 2 – گشاد بودن بلبرینگ درجای خود .

رفع عيب 2 – بلبرینگ درجای خود قشنگ جا نرفته است  وقشنگ گیرس کاری نکردن بلبرینگ  باعث لقي بلبرينگ در جاي خود شود. رفع عيب- باید بلبرینگ در صورت معيوب بودن عوض شود ویا آن را تراشکاری کرد.

2) موتور هاي يونيورسال

اين موتور ها که هم با جريان متناوب وهم با جريان مستقيم کار مي کنند از دو قسمت اصلي تشکيل شده اند:

الف: قطب ها

ب – آرميچر

در موتور یونیورسال ميدان مغناطيسي قطب ها بر خلاف موتور هاي آسنکرون دوار نيست وسيم پيچ آرميچر که قسمت گردنده موتور است با سيم پيچ قطب ها سري بسته شده است . زمانی که جریان ازمدار عبورمی کند خطوط میدان مغناطيسي قطب ها با خطوط میدان آرميچر عکس العمل نشان داده وباعث گردش موتور مي شود.یکی از ویژگی های این موتورسرعت بالای این موتور هابوده وخيلي سريع به سرعت نهايي مي رسند. کاربرد این موتور ها در اکثر لوازم برقي خانگي مثل چرخ گوشت، آب ميوه گيري ،هم زن ،آسياب ,جاروبرقی و… استفاده مي شود. براي برقراري ارتباط الکتریکی بین قطب ها با آرميچر که گردان مي باشد از قطعه اي بنام کلکتور استفاده مي شود. کلکتور از تيغه هاي مسي کنار هم تشکيل شده است که به شکل استوانه روي محور قرار دارد. تيغه  ها ازیکدیگر واز محور آرميچر بوسيله ميکا عايق شده اند وسيم پيچ هاي داخل شيار آرميچر به وسيله پيچک ها به يکديگر وصل مي شوند. دو قطعه ذغال به همراه فنر پشت آن ها ارتباط الکتریکی بین  قطب ها با کلکتور را ميسر مي سازد.برای توضیح بیشتر برای موتورهای یونیورسال اینجا راکلیک کنید

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور عيب يابي الکتروموتورهاي يونيور سال

عيب 1 – موتور روشن نمي شود.

علت 1 – قطع  برق.

رفع عيب 1 – پريز ،دوشاخه وسيم رابط را با آوامتر آزمايش نموده و رفع عيب مي کنيم.

عيب 2 – موتور روشن نمي شود.

علت 2 – کوتاه شدن ذغال ها.

رفع عيب 2 – چون ذغال ها جزيي از مدار سري موتور مي باشد.با کوتاه شدن آن ها ممکن است مدار قطع گردد وموتور روشن نشود با تعويض ذغال رفع عيب مي شود در صورت نبودن ذغال در اندازه مورد نظر مي توان از ذغال بزرگ تر استفاده کرده وبا سوهان آن را به اندازه دلخواه در آورد.

عيب 3 – موتور روشن نمي شود.

علت 3 – خرابي فنر ذغال ها

رفع عيب 3 – به منظور درگير بودن هميشگي ذغال با کلکتور از قطعه اي فنر در پشت ذغال استفاده مي شود گاهي در اثر رطوبت ويا کار زياد خاصيت خود را از دست داده ومدار قطع مي گردد. باتعويض فنر رفع عيب مي شود.

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور روشهای مختلف راه اندازی موتورهای آسنكرون

موتورهای آسنكرون با توجه به قدرت و ولتاژ آن به طریق مختلف راه اندازی ميشوند و با توجه به اينكه موتور در لحظه شروع به كار جريان زيادی مي كشد و اين جريان زياد علاوه بر اينكه به خود موتور صدمه ميزند به مصرف كننده های ديگری كه از اين خط تغذيه می كنند لطمه زده و كار آنها را مختل می سازد.

بنابراين برای كم كردن جريان شروع به كار موتور بايد چاره ای انديشيد؟؟

معمولاً به روشهای زير راه اندازی مي شود در نتيجه جريان راه اندازی‌ كم مي شود:

1) به طور مستقيم

2) توسط كليد يا مدار ستاره – مثلث

3) توسط كمپانساتور

4)راه اندازی بوسيله اضافه كردن مقاومت در مدار روتور

5) راه اندازی بوسيله داخل كردن مقاومت در مدار استاتور

1- راه اندازی موتور به طور مستقيم: برای‌ موتورهايی كه بزرگ نيستند و‌ آمپر زيادی از شبكه نمی كشند بوسيله يك كليد سه قطبی به شبكه متصل مي شوند.

2- راه اندازی ستاره – مثلث: ابتدا ولتاژ اوليه را كه بر هر فاز متصل ميشود ،‌ را كم مى كنيم سپس وقتي كه موتور به دور نرمال خود رسيد ولتاژی كه به هر فاز می رسد را زياد می كنيم.

بنابراين در لحظه اول كليد به حالت ستاره بوده يعنی ولتاژ دو سر هر فاز به u/√3 تقليل می يابد در نتيجه موتور با توان 3/1 توان نامی خود كار می كند.

استعمال كليد روی انواع موتورها با روتور قفسه ای يا روتور سيم پيچی امكان پذير است. ولی در موتورهايی كه با بار زياد كار می كنند از كليد برای راه اندازی استفاده نمی شود. چون گشتاور مقاوم بار زياد است.

3- راه اندازی توسط كمپانساتور: اين وسيله راه اندازی كه اتوترانسفورماتور كاهنده است بين موتور و شبكه قرار می گيرد. اين طريق راه اندازی به دليل اينكه جريان شروع به كار و گشتاور شروع به كار هر دو به يك نسبت پايين می آيند خيلی خوب است. ولی چون هزينه آن گراناست فقط در موتورهايی كه قدرت زياد دارند استفاده می شوند.

4- راه اندازی موتورهای قفسه ای بوسيله قرار دادن مقاومت سر راه استاتور: برای جلوگيری از عبور جريان زياد در موقع راه اندازی موتور ميتوان مقاومت هايی به طور سری سر راه سيم پيچی هایموتور قرار دارد. و به تدريج كه موتور دور می گيرد دسته مقاومتهای راه انداز را به طرف چپ حركت داده در اين صورت كم كم مقاومتها از سر راه مدار خارج مي شود.

اين طريق راه اندازی به دليل تلفات انرژی در مقاومتها زياد و نيروی كشش در لحظه شروع به كار كم ، استعمال كمی دارد.

5- راه اندازی موتورهای آسنكرون با روتور سيم پيچی با قرار دادن مقاومت سر راه روتور: تمام مقاومتهای راه انداز را سر راه سيم پيچی روتور قرار داد . بدين وسيله مقاومت مدار سيم پيچی روتور را به حداكثر مقدار خود ميرسانند و سپس استاتور را به شبكه برق وصل می كنند . مقاومت روئستای روتور به تدريج از مدار خارج م يشود.

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور پيدا كردن سرسيم های موتور آسنكرون UVW-XYZ

آيا می دانيد اگر موتور آسنكرونی سه فازی داشته باشيم و 6 سر سيم ، كه سر سيم های آن مشخص نيست ، چه بايد كرد؟؟

اگر اين سر سيم ها اشتباه وصل شود در عملكرد موتور چه تغييری حاصل می شود؟

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور تعيين آرايش كلافها در شيار

موتورهای سه فاز از سه سيم پيچ تشكيل شده كه هر كدام از اين سيم پيچها 3/1 شيارهای استاتور را اشغال می كند. اين سيم پيچها به فاز اول (R) ، فاز دوم (S) ، فاز سوم (T) شناسايی می شوند.

سيم پيچی كه از فاز Rتغذيه می كند شروع سيم پيچی را (U ) و انتهای آنرا با ( X )

سيم پيچی كه از فاز S تغذيه می كند شروع سيم پيچی را (V ) و انتهای آنرا با ( Y )

سيم پيچی كه از فاز T تغذيه می كند شروع سيم پيچی را (W ) و انتهای آنرا با ( Z )

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور برای يافتن سر سيم ها‌

ابتدا بايد دو سر هر كلاف را پيدا كنيد از مولتی متر يا هر روش ديگری كه می شناسيد. ( يك سر مولتی متر را به يك سر سيم گرفته ، سر ديگر مولتی متر را با 5 سر سيم باقی مانده امتحان می كنيد . هر كدام كه راه داد ، آن يك كلاف سيم پيچ است).

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور اشتباه در سرسيم ها

همانطور كه می دانيم موتور سه فاز از سه سيم پيچ تشكيل شده است.كه هر كدام از سيم پيچها 3/1 شيارهای استاتور را اشغال كرده وباعث تشكيل قطب در موتور می شود و قطب ها حركت دورانی به روتورمی دهد. حال اگر سر سيمی تغيير كند در موتور ايجاد قطب نمی شود و موتور حركت نمی كند و می تواند باعث سوختن موتور شود .

قبل از انجام كار اگر بار روی موتور قرار دارد بار را از روی موتور برداريد.

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور تنظيم دور موتورهای آسنكرون

با دانستن رابطهNr=[60f/p](1-S) دور موتور آسنكرون را ميتوان به طريقه های زير تنظيم نمود:

1) تغيير فركانس ولتاژ شبكه

2) تغيير قطبها

3) داخل كردن مقاومت در مدار روتور

4) تغيير ولتاژ موتور

1. تغيير دور بوسيله تغيير فركانس: با تغيير فركانس سرعت سنكرون تغيير ميكند و دور موتور تغيير ميكند . ميتوان برای تغيير فركانس از يك مولد يا مبدل فركانس استفاده نمود. و يك يا چند موتور القايی كه در شرايط مشابهی كار می كنند بوسيله آنها تغذيه شوند. مانند موتور ماشينهای كارخانه فولاد سازی و موتورهای محرك ماشين نساجی
2. تغيير دور بوسيله تغيير عده جفت قطبها: اين تغيير را در موتورهای آسنكرونی است كه بتوان با سيم پيچهای‌ آن تغيير قطب داد كه اين حالت در موتورهای دو سرعته ( دالاندر ) ديده می شود كه ميتوان با كليد ( دالاندر ) دور موتور را تغيير داد.
3. تغيير دور با داخل كردن مقاومت در مدار روتور: در موتورهای آسنكرون با روتور سيم پيچر شده با تغيير مقاوت مدار روتور ميتوان سرعت گردش روتور را تنظيم كرد ولی چون راندمان موتور بر اثر تغيير دور تغيير مي كند در نتيجه كاربرد اين روش خيلی كم است

4.تغيير دور با تغيير ولتاژ: از اين روش در موتورهای كوچك مانند پنكه و … استفاده مي شود.

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور موتور آسنكرون با روتور سيم پيچی شده (روتور رينگی)

5)روتور سيم پيچی شده: به جای ميله ، استاتور را می توان سيم پيچی سه فاز كرد و اينسيم پيچها را به صورت ستاره وصل می كنيم. درروی محور اين موتور سه حلقه كه نسبت به هم و نسبت به محور عايق هستند (رينگ) قرار دارد. سه سر سيم پيچی روتور به اين سه حلقه متصل می شود و به وسيله جاروبكهائی كه روی حلقه ها تكيه دارند به يك مقاومت سه فاز ستاره متصل مي شود.

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور مزايای موتور آسنكرون با روتور سيم پيچی شده

در موقع شروع به كار گشتاور قوی دارد .

بر خلاف موتور آسنكرون با روتور قفسه ای كه جريان شروع به كار آنها كم است جريان شروع به كار كمی‌ دارد .

سرعت آن در مقابل بارهای مختلف تقريباً ثابت است .

تعداد دور آن تا حدی قابل تنظيم است .( با كم و زياد كردن رئوستا راه انداز)

مي توان تا حدی بار آن را زياد كرد .

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور معايب موتورهای آسنكرون با روتور سيم پيچی شده

در مقابل تغيير ولتاژ حساسيت دارد .

ضريب قدرت آن در موقعيكه بار به حد نرمال نيست كم می باشد .

ضريب قدرت آنها نسبت به ضريب قدرت موتور آسنكرون با روتور قفسه ای كمتر است.

موارد استفاده و كاربرد موتورهای آسنكرونبا روتور سيم پيچی شده:

از موتور آسنكرون با روتور سيم پيچی شده :برای قدرت های خيلی زياد مخصوصاً اگر با فشار قوی باشد استفاده می شود و يا اينكه در موقع شروع به كار، موتور احتياج به گشتاور زياد داشته باشد مانند به راه انداختن ترن يا جرثقيلها و غيره

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور راه اندازي موتورهاي سنكرون در حالت بارداري

ساختمان : استاتور موتورهاي سنكرون از نظر ساختمان دقيقاً مشابه استاتور موتورهاي القايي است سيم پيچهاي سه فاز آن در داخل شيارهاي هسته آهني استاتور تعبيه شده كه وظيفه آنها ايجاد ميدان دوار در هسته استاتور است.

روتور اين موتور به صورت يكپارچه يا از ورقهاي مغناطيسي ساخته مي شود و بر روي آن يك سيم پيچي جريان مستقيم به نام سيم پيچ تحريك نصب مي شود.

جريان تغذيه سيم پيچي تحريك روتور، از طريق دو حلقه كه بر روي محور روتور نصب شده به وسيله جاروبكها تأمين مي شود و روتور اين موتورها عملا بصورت يك مغناطيس الكتريكي (چرخ قطب) رفتار مي كند كه تعداد قطبهاي روتور به اندازه قطبهاي سيم پيچي استاتور خواهد بود.

طرز كار: هنگام وصل استاتور به شبكه سه فاز ، يك ميدان دوار كه سرعت آن متناسب با فركانس شبكه و تعداد قطبهاي استاتور است در آن بوجود مي آيد و سطح روتور را جاروب مي كند.قطبهاي روتور از طريق قطبهاي غير همنام استاتور جذب و لحظه اي بعد مجدداً اين قطبها به وسيله قطبهاي همنام استاتور دفع خواهند شد. پس ميانگين گشتاور صفر و روتور حركت نمي كند قطبهاي روتور به دليل سنگيني و اينرسي موجود در آن نمي توانند به سرعت همراه ميدان دوار استاتور بچرخند. پس بايد با يك وسيله كمكي (راه انداز) ابتدا سرعت روتور را به نزديكي سرعت ميدان دوار استاتور رساند تا روتور بتواند همراه ميدان دوار چرخش كند.

سؤال: گشتاور راه اندازي اين موتورها چقدر است؟

اطلاعات عمومي در مورد الكتروموتور روشهاي راه اندازي موتورهاي سنكرون

براي راه اندازي موتورهاي سنكرون سه روش اساسي مي توان به كار برد.

1)كاهش سرعت ميدان مغناطيسي استاتور: تا حدي كه روتور بتواند طي نيم سيكل چرخش ميدان مغناطيسي شتاب بگيرد و با آن قفل شود . اين كار را مي توان با كاهش فركانس منبع تغذيه انجام داد.

2)استفاده از يك گرداننده اوليه: كه سرعت موتور را تا حد سرعت سنكرون بالا ميبرد و با طي مراحل موازي كردن ماشين مثل ژنراتور روي خط آورده شود. پس از اين مراحل خاموش كردن با جدا كردن گرداننده اوليه ماشين سنكرون را تبديل به موتور خواهد كرد.

3) استفاده از سيم پيچ هاي ميرا كننده كه در انتهاي قطبين روتور نصب مي شود.

در موتورهاي سنكرون سرعت حركت روتور در هر حال برابر با سرعت ميدان دوار استاتور خواهد بود و افزايش بار فقط عقب ماندگي روتور نسبت به ميدان را موجب مي شود.

اختلاف فاز اين دو ميدان Bs وBR همان زاويه گشتاور است كه از0 تا90 تغيير مي كند. البته اگر افزايش بار بيش حد باشد. موتور از حالت سنكرونيزم خارج خواهد شد كه اصطلاحا آن را ناپايدار مي ناميم ضمنا هنگام كار با سرعت سنكرون با تغييرات جريان تحريك امتداد جريان آرميچر و ضريب قدرت ماشين از حالت پس فازي به اهمي و پيش فازي قابل كنترل خواهد بود كه از اين خاصيت جهت اصلاح ضريب قدرت شبكه استفاده مي شود كه به موتورهاي سنكرون پر تحرك (كاردر حالت پيش فازي) خازنهاي سنكرون نيز گفته مي شود. (موتورهاي سنكرون در حالت كار پيش فازي كم تحريك هستند.) مدار معادل تكفاز موتور سنكرون بصورت زير مي باشد.

مبانی سیستم های زمین ارتینگ

اصطلاحات و تعاریف:اصطلاحاتی که در زمین کردن بکاربرده می شود.

بدنه هادی تجهیزات:

بدنه یا اسکلت هادی مربوطه به تجهیزات الکتریکی است که در استرس بوده و می توان آن را لمس کرد.این قسمت ازتجهیز در وضعیت عادی برقدار نیست ولی ممکن است در اثربروز نقصی در دستگاه یا ایجاد اتصال داخلی برقدار شود

زمین شده:

وصل شدن به میله زمین (الکترود)یا وصل به سیستم هادی های گسترده که به جای زمین عمل می کند.

الکترود زمین:

سازه های فلزی مدفون در خاک که می توانند مسیر جریان های سرگردان زمین را تسهیل یا گرادیان پتانسیل زمین ناشی از این جریانها را تغییر دهند الکترود زمین می گویند.

این الکترودها می توانند شامل موارد زیر باشند:

1)لوله آب فلزی دفن شده در زمین

2)شبکه های فلزی ساختمان که بطور موثر در زمین قرار گرفته اند

3)میلگردهای داخل بتن

4)شبکه های مسی موسوم به رینگ زمین یکی از موثرترین الکترود های زمین یک رینگ یا یک شبکه فلزی است که به اسکلت ساختمان در فواصل مناسب متصل گردیده است.

زمین:

زمین دراین مبحث به معنی نوع وجنس زمین است. مثل خاک رس,ماسه+شن+سنگلاخ,باتلاق وغیره

میل زمین(زمین کننده):

میل زمین عبارت است ازهادی یا فلز به هر شکل(صفحه ای ,لوله ای,طنابی,پروفایل) که در زمین چال می شود و با زمین ارتباط برقرار می کند.

زمین هم سطح:

عبارت است از قسمتی از سطح زمین که بین نقاط مختلف آن در اثر عبور جریان اززمین اختلاف پتانسیل محسوس ایجاد نمی شود زمین هم سطح تقریبا 20 متر.

مقاومت زمین:

عبارت است از مقاومت گسترده زمین به اضافه مقاومت سیم زمین.

اختلاف سطح میل :

عبارت است از ولتاژی که در ضمن عبور جریان از زمین کننده بین میل و زمین هم سطح به وجود می آید.

اختلاف سطح زمین:

عبارت است از اختلاف پتانسیل هرنقطه از زمین بین زمین همسطح و میل.

اختلاف سطح تماس:

عبارت است از قسمتی از ولتاژ میل که توسط انسان برداشت می شود.

اختلاف سطح قدم:

عبارت است از قسمتی از ولتاژ میل که توسط فاصله دو پا(تقریبا یک متر) می شودبطوری که قسمتی ازجریان زمین در اثر این ولتاژ ازبدن انسان یا حیوان که دوپا بسته می شود.

مقاومت ویژه:

مقاومت ویژه زمین مقاومتی مکعبی به ابعاد یک متر (در هرضلع) واندازه گیری شده در دو زمینهای گوناگون باهم متفاوت می باشد این تاثیرات سبب همبستگی زمین لبعاد ذرات خاک ,دانسیته بسته بندی , مقدار رطوبت, دمای وبیشترازهمه ترکیب شیمیایی زمین,مربوط به مقدارالکترولیت زمین وهمچنین مقدار آب آن است,دراکثر موارد مخلوط یا طبقاتی از انواع مختلف خاک وجود دارد.

انواع زمین کردن:

1)زمین کردن حفاظتی

1.1)زمین کردن برای ارتینگ

1.2)زمین کردن برای صاعقه

2)زمین کردن الکتریکی

زمین کردن حفاظتی:

عبارت است از زمین کردن کلیه قطعات فلزی تاسیسات الکتریکی که در ارتباط مستقیم (فلز به فلز) با مدار الکتریکی ندارد. این زمین کردن به خصوص برای حفاظت اشخاص در مقابل اختلاف تماس  زیاد بکار برده می شود.بدین منظور در پست های فشار قوی باید تمام قسمت های فلزی که در نزدیکی و همسایگی با فشارقوی قرار گرفته اند وامکان تماس عمدی و سهوی با آنها موجود است به تاسیسات زمینی که برای این منظور احداث شده است (زمین حفاظتی) متصل ومرتبط کرده اند این قسمت ها عبارت اند از ستونها و پایه های فلزی و دربها و نرده های فلزی,قسمتهای فلزی دسترس تمام تمام دستگاهای اندازه گیری ایزولاتورها,مقره های عبوری ,  بخصوص قسمت های فلزی که برای کار کردن با دستگاه باید آنها را لمس کرد و در دست گرفت مثل چرخ های فرمان واقسام تنظیم کننده و رگولاتورها, دسته کلیدها و غیره زیرا دراین قسمت ها دراثر جریان عبور خیلی کم نیز عضلات دست بطوری منقبض می شود که باز کردن و رهائی پیدا کردن از آن غیر ممکن ومحال بنظرمی رسد وعاقبتی وخیم واسفناک برای تماس گیرنده در پیش خواهد داشت.

بدین منظور و برای جلوگیری از هرگونه حادثه ای باید زمین حفاظتی بنحوی تاسیس گردد که قسمتی از مسیر جریان که توسط اعضای بدن انسان اتصالی می شود (دست وپا ویا دو دست وپا) دارای تفاوت پتانسیل یا افت ولتاژ زیاد نباشد افت ولتاژ بستگی به قدرت ونوع ارتباط شبکه با زمین دارد و درهرحال مقدار پست معلوم و ثابت و قابل محاسبه و در ضمن المقدور کوچک نگهداشته شود بطور مثال اگر مقره عبور که در دیوار مرطوبی نصب شده است بشکند وسیم فشار قوی با دیوار تماس پیدا کند وجریان اتصال زمین در این حالت 25 آمپر و مقاومت هر متر دیوار 10 اهم باشدمابین دو نقطه از دیوار که انسان با آن تماس دارد ( فاصله دست و پا تقریبا دو متر) اختلاف سطحی برابر با 500=25×2×10 ولت بوجود می آید که مسلما برای انسان خطرناک است ولی اگر پایه فلزی مقره که به دیوار محکم شده بوسیله یک سیم نسبتا ضخیم به زمین وصل شود.

درموقع اتصال بدنه یا اتصال زمین قسمت عمده جریان اتصال از این سیم عبور خواهد کرد و کلیه قسمتهای دیوار هم پتانسیل سیم در آن نقطه خواهد شد. لذا افت ولتاژ در امتداد دیوار ناچیز شده و برای انسان خطر ایجاد نخواهد کرد.

عامل موثر خطر برای انسان یا هر موجود زنده دیگر جریان می باشد که البته وجود اختلاف سطح است که باعث عبور این جریان می گردد.

ولی در برق گرفتگی فشار قوی جریانهایی از یک تا 100 آمپر و بیشتر ممکن است ازبدن انسان عبور کند. بدون اینکه مستقیما باعث از کار افتادن قلب شود. ولی در عوض این جریانهای شدید باعث خراب کردن و سوزاندن یافتهای بدن بخصوص تجزیه آب بدن می شود وبه کلیه ها آسیب فراوان می رساند در ضمن عبور جریان زیاد از بدن باعث سوزاندن محل ورود وزخم برداشتن عمیق در محل خروج جریان می شود که ممکن است منعاقبا منجرب به مرگ گردد.

بدنیست متذکر شویم که بعضی از حیوانات بخصوص اسبها در مقابل جریانهای زمین حساس تر و مستعد تر از انسان ها می باشند که شاید این مستعد بودن به علت بزرگتر بودن فاصله قدم آنها و اختلاف سطح قدمی که آنها اززمین برداشت می کنند باشد.

زمین کردن الکتریکی:

زمین کردن الکتریکی یعنی زمین کردن نقطه ای از دستگاه های الکتریکیو ادوات برقی که جزئی از مدار الکتریکی می باشد. مثل زمین کردن مرکز ستاره سیم پیچی ترانسفورماتور ویا ژنراتور و یا زمین کردن سیم مشترک دو ژنراتور جریان داِم سری شده(MP).

زمین کردن الکتریکی دستگاه ها بخاطر کار صحیح دستگاه ها و جلوگیری از ازدیاد فشار الکتریکی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یکی از فاز ها با زمین می باشد.

زمین کردن مستقیم: 

این نوع زمین مثل وصل کردن مستقیم نقطه صفر ترانسفورماتور و یانقطه ای از سیم رابط بین دو ژنراتور جریان دائم به زمین .

زمین کردن غیر مستقیم: مانند اتصال صفر ژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین با اتصال نقطه صفر ستاره ترانسفورماتور توسط سلف بزرگ به زمین (سلف بترسن یا پیچک محدود کننده جریان نامی ).

زمین کردن باز:

در این نوع زمین کردن نقطه صفر اصولا هر نقطه از شبکه الکتریکی که دارای پتانسیل نسبت به زمین است توسط یک فیوز فشار قوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل می شود. تاموقعی که مدار فیوز باز است بعضی در حالت کار عادی شبکه ارتباط شبکه با زمین باز است ولی در موقعی که ولتاژ زیادی شبکه را تهدید می کند مدار فیوز به کمک جرقه بسته می شود و شبکه مستقیما با زمین ارتباط برقرار می کند. برق گیرهای فشارقوی انواع این فیوزها می باشد.

انجام پروژه های اجرایی ارتینگ وصاعقه گیر توسط تیم مجرب وکار آزموده برای سفارش انجام کار می توانید سیستم های ارتینگ وصاعقه گیر را مشاهده کنید.

محاسبه مقاومت الکترود زمین

1-میل سطحی:

این میل تشکیل شده از یک یا چند سیم مفتولی یا تسمه و یا طناب فولادی روی اندود که در عمق کم (حدود 50 سانت متر تا 100 سانتی متر) در زمین چال می شود. وممکن است به صورت ساده (خطی),اشعه ای (پنجه ای ),کمربندی,غربالی ویا ترکیبی از آن ها باشد.

طول یا ابعاد میل سطحی بستگی به مقدار گسترده مورد نیاز دارد.

مقاومت گسترده میل سطحی ساده (خطی) را می توان در شرایطی که زمین تا سطح میل یخ زده باشد اگر رابطه زیر را محاسبه کرد:

مقاومت گسترده میل گرد ساده بر حسب اهم R

قطر میل برحسب متر d:طول میل برحسب متر و L

استفاده شود در رابطه فوق bاگر ازمیل تسمه ای به پهنای

مثال: یک میل سطحی از تسمه  تخت فلزی بطول  L=100m وپهنای  b=2 cmکه در عمق یک متری زمین یک متری زمین چال شده است در صورتیکه مقاومت مخصوص زمین  .mΩp=100  باشد برابر با

در صورتیکه سطح مقطع میل سطحی از 100 سانتی متر مربع بزرگتر باشد.میتوان برای تعیین مقاومت گسترده میل از رابطه ساده روبرو استفاده کرد

میل سطحی بهتر است کاملا صاف و افقی در زمین قرار گیرد و در صورتیکه میل دارای انشعاب هایی می باشد (مثل پنجه ای )باید بخاطر جلوگیری از اثر متقابل اشعه ها بر یک دیگر زاویه  بین اشعه ها از 60 درجه کمتر نشود.به عبارت دیگر تعداد اشعه ها نباید از 6 عدد تجاوز کند . معمولا در پست های فشار قوی از 4 اشعه با زاویه 90درجهاستفاده می شود

در این صورت مقاومت  گسترده میل از رابطه زیر بدست می آید.

اگر از میل غربالی یا توری استفاده می شود.بهتر است که عرض توری حداقل برابر صفرنصف طول باشد.

متناسب با خانه های غربال برابر است با K   طول و عرض میل غربالی است و فاکتور B,L  و

2-میل عمقی :

این میل که در اعماق زمین چال می شود بر دو نوع است.میل میله ای و میل صفحه ای.

الف: میل میله ای :

که تشکیل شده از یک میله .لوله- یا هر پروفایل دیگری از آهن سفید که بطور عمودی در زمین کوبیده می شود و طول و تعدادی  آن بستگی به مقاومت گسترده لازم دارد. مقاومت گسترده یک میل میله ای بر حسب اهم برابر است با

که

قطر لوله یا مفتول برحسب متر می باشدD طول میل برحسب متر                                                     h

ب) میل صفحه ای

میله صفحه ای از ورق آن روی اندود(آهن سفید)ویا مسی به ضخامت 3 میلی متر تشکیل شده و بطور عمودی در زمین چال می شود.

می باشد .5m×1m ویا 1m×1m ابعاد آن متناسب با مقاومت گسترده لازم

در موقع قرار دادن صفحه در زمین باید دقت کرد که لبه بالای صفحه حداقل یک متر زیر سطح زمین قرار گیرد. در این صورت مقاومت گسترده میل صفحه ای برابر است

عرض صفحه است A که در آن

ج)الکترود گرافیکی:

الکترود های ارتقاء یافته برای خاک های کم رسانا و هدایت الکتریکی پایین (الکترود گرافیتی ) .گرافیت به علت خاصیت انتقال حرارتی و الکتریکی بالا در برابر مواد شیمیایی غیرقابل آسیب با خنثی عمل می کند.وبعنوان الکترود زمین خوب عمل می نماید.(به علت قابلیت نفوذ یکنواخت آن درون صخره های سنگی ).این الکترود نوعی هسته ی گرافیکی سخت است که بایک لایه املاح (نمک) وپودر گرافیت اطرافش پوشانده شده است ودر عین حال مانع وارد شدن آسیب های مکانیکی در حین نقل وانتقال یا نصب می شود ونیز رسانای الکترود ا بالا می برد.

همین عملکرد در مورد نفوذ پذیری مورد استفاده قرار می گیرد.میله اتصال تست نصب شده درون چاه ارت توسط سیم مسی به قطر 8-10 میلیمتر وبا تسمه  مسی به ابعاد2×30میلیمتر محکم می شود. جهت افزایش دوام وکارایی الکتود گرافیتی .گودال می بایست از خاک گرافیت و پودر خاص گرافیت جهت اتصال زمینی پر شود.

روش های اتصال سیم ارت به زمین

روش کوبیدنی (میله ای- الکترودی)

این روش بیشتر در مکان های که باعث سست بودن خاک و امکان کندن چاه نباشد می توان الکترود را در زمین کوبید در این روش چون امکان کوبیدن یک میله بلند مثلا 10یا 15  متری مشکل است از چند میله کوتاه  که به صورت دایره ای وبه فاصله حداقل 2.5 تا 3 متر می باشد کوبیده و در نهایت آنها ا به صورت موازی به هم اتصال داد.

روش دفنی :

از این روش در زمین هایی که حفر چاه ویا دفن کردن هادی امکان داشته باشد استفاده می شود. وبه دو صورت سطحی و عمقی می باشد.

استفاده از چاه ارت(صفحه ای-مشبک-کلافی)

سطحی که بیشتر در زمین های مردابی ویا به صورت کانال روی زمین (تسمه ای ,پاغازی,سیم خوابیده شده)در این موارد عمیق دفن معمولا 0.5 متر انتخاب می شود

سیم اتصال زمین سیار

از این روش بیشتر در هنگام  کار بر روی شبکه هوایی استفاده می کنند

اتصال زمین های سیار باید از سیم های لخت مسی افشان وقابل انعطاف ساخته شده باشند.ودارای استقامت حرارتی لازم جهت اتصال کوتاه باشند.

سطح مقطع سیم اتصال زمین سیاراز فرمول زیر بدست می آید

حداکثر جریان پایدار اتصال کوتاه دستگاه برحسب آمپر I  سطح مقطع هادی برحسب میلیمتر مربع        s

بیشترین زمان عملکرد رله های دستگاه برحسب ثانیه که به هرحال سطح مقطع مذکور نباید از 25میلیمتر مربع کمتر باشد T

تمام هادی های اتصال زمین سیار (جهت  اتصال کوتاه تمام فاز ها و وصل به سیستم زمین) باید دارای گیره های مخصوص باشد.

1-مجموعه اتصال زمین سیار باید شماره گذاری شوند و درمحل مشخص نگهداری شوند.(به علت اینکه در پایان کار یا در موقع تعمیر اجزایی فراموش نشود)

2- قطع و وصل کردن سکسیونرهای اتصال زمین  و همچنین اتصال سیار باید طبق نقشه اجرایی انجام شود.

3- باز وبست کردن اتصال زمینهای سیار در ایستگاه های با ولتاژبالای 1000ولت باید توسط دو نفر انجام پذیرد.

4- بستن اتصال زمین سیار را بایستی بلافاصله پس از کنترل نبودن ولتاژانجام داد.

شرایط انتخاب میله ها:

درانتخاب نوع میله ها باید به مواد موجود درخاک توجه کرد و آنگاه درمورد گالوانیزه بودن ویا دارای روکش دار بودن ونوع فولادی و….. توجه داشت

مشکلات میله ها:

مشکلات استفاده از الکترود های میله ای عبارت است از

3_کوبیدن آن ها در داخل زمین مخصوصا زمانی که بخواهیم تعداد بیشترویا به طول بزرگ تر در زمین بکوبیم.

4_خورندگی و پوسیدگی آنها باگذشت زمان

5_اثرات املاح و مواد شیمیایی موجود در خاک بر روی آنها

انواع صفحه ها:

صفحات معمولا قبلا از جنس آهن وبعد ها ازجنس مس و گاها” از صفحات  مسی روکش داده شده بابعضی ازآلیاژها استفاده می شود.

روش اتصال سیم به صفحه:

سیم ارت را به روش های ذیل به صفحه اتصال دهند.

1_در گوشه هاو یا در وسط صفحه سوراخی تعبیه می کنند وبعد سیم ارت را به صورت کمربندی از سوراخ گوشه ها عبور داده وبعد در سوراخ وسطی به پیچ و مهره محکم به صفحه می بندند.(باید توجه کرد که برای جلوگیری کردن از خوردگی به دلیل خاصیت قطبی بودن دو فلز مختلف باید جنس پیچ ها از جنس صفحه باشد)

2_محل اتصال بین صفحه وسیم را جوش مخصوص می دهند.

روش های قرار دادن صفحه در چاه:

صفحه را می توان به دو صورت در داخل چاه قرار داد.

1_به صورت عمودی :که بهترین روش می باشد به دلیل اینکه هر دو طرف صفحه همیشه به یک اندازه باخاک در تماس است.

2_به صورت افقی: دراین روش چون نمک ویا ذغال سنگ با گذشت زمان حل می شوند.و درزیر صفحه حفره ای کوچک تشکیل شده و مقاومت آن قسمت زیاد می شود ودر تماس کمی با خاک قرار می گیرد.به همین دلیل از این روش در زمانی که ازنمک و ذغال بکار می رود کمتر استفاده می کنند.

محاسبه تعداد چاه ارت

برای محاسبه تعداد چاه های اتصال زمین لازم است مقاوت حداکثر مجاز سیستم اتصال زمین با الکترود مشخص را از رابطه زیر بدست آورد.

مقاومت هر چاه اتصال زمین برحسب اهمR

مقاومت مخصوص اکتریکی زمین برحسبƿ

قطر الکترود مورد نظر برحسب سانتی مترD

طول الکترود مورد نظر برحسب سانتی مترL

روش پرکردن چاه ارت

چاه ارت را به سه روش می توان پر کرد

1. بااستفاده از نمک وذغال به صورت لایه لایه (وش سنتی)
2. بااستفاده از نمک وذغال به صورت مخلوط (روش سنتی)
3. با استفاده از مواد مخصوص و کاهنده مقاومت زمین(که اخیرا رایج پیدا کده است)

روش کاهش مقاومت  چاه ارت

1-  بااستفاده از موادی که ضریب هدایت آنها بیشتر ا نمک وذغال است

2- با استفاده از حفظ رطوبت خاک

روش های حفظ رطوبت و جلوگیری از افزایش مقاومت چاه

_ احداث چاه در باغچه و محل های چمن کاری شده

_ احداث چاه در زیر ویا نزدیکی ناودانی آب باران

_ قرار دادن اولیه پلیکا به صورت مورب وپر از ماسه و سوراخ دار در داخل چاه

انواع کار برد های چاه ارت

1_  حفاظتی

2_  اکتریکی

2.1_ رعد وبرق

2.2_ میدانهای مغناطیس

چاه ارت

شکل کلی چاه ارت 

جهت جلوگیری از بارهای اضافی ومخرب روی سیستم برقی,سیستم زمین یا ارت باید برقدار شود دراین سیستم,نول واقع یه چاه ارت توسط کابل مسی مرتبط می شود شرایط ایجاد ارت استاندارد به صورت ذیل می باشد:

1_حفر چاه تا رسیدن به خاک نم دار بایستی انجام شود

2_پودر ذغال و نمک (کلیرید سدیم) به نسبت یک به دو (هرکیلو گرم ذغال دوکیلو گرم نمک) به مقدار 40کیلوگرم درچاه ریخته شود (این مواد با مقاومت خاک نسبت عکس دارند وکم وزیاد کردن این مواد مقاومت خاک را زیاد ویا کم می گرداند)

3_صفحه ی مسی به اندازه 50×50 سانتی متر وبه قطر 1 سانتی متر به صورت تیغه ای (عمودی)روی نمک وذغال قرار می گیرد.

4_ سیم مسی به قطر 50میلیمتر توسط کابلشو مسی وپیچ ومهره مخصوص از جنس مس جهت جلوگیری از پوسیدگی و زنگ زدگی به صفحه مسی متصل شود.

5_لوله پلیکا به قطر 4ا 6 سانتی متر در کنار ویا بصورت مورب در چاه قرارمی گیرد.لازم به توجه است.سوراخهای متعددی در بدنه لوله ها ایجاد شده تا اطراف لوله وچاه را مرطوب گداند.

6_در پایان نیز چاه باخاک رس و نرم پر می شود.

7_مقاومت چاه بااستفاده از دستگاه ارت سنج باید زیر 2 اهم باشد.

انواع مواد کاهش دهنده مقاومت چاه

1.لوم

2.مارکونیت

3.ماده سان ارت

4.بنتونیت

الف) بنتونیت میکرونیزه

ب) بنتونیت اکتیب دار

5.خاکستر سفی

GMI.6

1. ژل افزاینده هدایت الکتریکی
2. مواد صاعقه گیر زمین
3. مواد کاهنده مقاومت الکتریکی زمین

MEG .10مواد ازاینده اثر زمین

GEM.11

12.خاک کاهنده مقاومت زمین

13.پودر هادی الکترسیته (رسانا)

AZP.14 مواد کاهنده مقاومت الکتریکی زمین آذر پاد

16.تونسیل ارت مخصوص چاه ارت

17. نمک و ذغال خاک ذغال موزاک خاک ذغال پود_ نمک

 _نمک صنعتی

 _نمک شکری

 _نمک شکلاتی

روغن در ترانس های قدرت نقش بسیار مهمی دارد.از جمله نقش ترانس های قدرت عایق كنندگی، خنك كنندگی و تشخیص عیب از جمله مهمترین وظایف روغن می باشند. با کهنه شدنترانسفورماتور ، روغن ترانس بعضی از خصوصیات شیمیایی و الكتریكی خود را از دست می دهد. از جمله مهمترین این خصوصیات می توان به خصوصیات الكتریكی كه حائز اهمیت می باشند، اشاره نمود.

دلایل اصلی كه روغن ترانسفورماتورهای قدرت را دچار مشكل می نمایند عبارتند از:

۱) افزایش ذرات معلق در روغن

۲) وجود آب به مقدار زیاد در روغن

۳) وجود آلودگی های شیمیایی مانند اسیدیته و…

مسائل فوق باعث تغییر پارامترهای متعدد می شوند. به عنوان مثال افزایش ذرات معلق و وجود آن باعث كاستن قدرت دی الكتریك روغن و افزایش اسیدیته، باعث خوردگی كاغذ و اجزای داخلی ترانسفورماتور می شود. برای بهبود روغن ترانسفورماتوری كه دچار ضعف های متعدد شده است می توان از فیلتراسیون استفاده نمود. با فیلتر نمودن روغن می توان ذرات معلق آن را جدا نمود و در نتیجه ولتاژ شكست را بالا برد. می توان با خلاء نمودن روغن ، آب را بصورت بخار از روغن جدا نمود. حذف آلودگی های شیمیایی فقط با كمك فیلترهای شیمیایی ممكن است.

از جمله مهمترین آلودگی كه روغن ترانسفورماتور را تحت تأثیر قرار می دهد وجود آب به مقدار كم در داخل روغن است. جدا نمودن آن در داخل ترانسفورماتور به راحتی امكان پذیر نمی باشد. علت این مسأله وجود مقادیر بسیار زیاد آب داخل كاغذ ترانسفورماتور می باشد كه با جدا نمودن آب روغن دوباره جایگزین آن می شود.

تصفیه فیزیکی روغن :

در ایران کاملا معمول و رایج است .در این تصفیه روغن به صورت پیوسته و در یک مدار بسته از قسمت پائین ترانس به کمک یک پمپ مکیده شده و گرم می شود .سپس روغن را از یک فیلتر عبور می دهند تا ذرات معلق در آن جذب گردد . این فیلتر خنثی و از جنس کاغذ و یا چینی است .بعد از آن روغن را وارد یک محفظه نسبتا بزرگ که خلاء شده است می نمایند تا رطوبت آن بخار شود .برای جدا شدن رطوبت از روغن ، سطح تماس روغن وهوا (خلاء ) را زیاد می نمایند . این عمل یا به صورت پودر کردن روغن و یا پاشیدن آن به داخل محفظه خلاء انجام می گردد در نتیجه استفاده از این سیستم علاوه بر گرفتن تمام آب آزاد از روغن مقدار آب محلول در آن را تا مقدار10 ppm کاهش می دهد و مقدار گاز حل شده به 0.25 درصد حجم کاهش می یابد .

تصفیه فیزیکی شیمیایی روغن :

در محل نصب ترانس معمول نیست. در اینجا در مورد نوعی تصفیه که اصطلاحا احیاء فیزیکی شیمیایی خوانده می شود صحبت خواهد شد .این تصفیه در صورتی لازم می شود که مشخصات روغن به مقادیر حدی جدول زیر رسیده باشد.حد مشخصات روغن برای انجا م تصفیه فیزیکی شیمیاییدر این روش علاوه بر تصفیه فیزیکی ، روغن از خاک رنگبر عبور داده می شود. و خواص فیزیکی و شیمیایی آن تغییر می کند . خاک رنگبر در ایران جهت تصفیه روغن نباتی خوراکی نیز مصرف زیادی دارد . با افزایش میزان اکسیداسیون ، شرایط تشکیل لجن در روغن ایجاد می شود و چون عمل تصفیه فیزیکی به تنهایی قادر به جبران تغییرات شیمیایی ناشی از فساد روغن نیست ، روغن به تدریج کارآیی خود را از دست می دهد و بالاخره حالتی پیش می آید که تکرار عمل تصفیه فیزیکی تغییری در شرایط آن نشان نمی دهد .برای این منظور علاوه بر تصفیه فیزیکی به آن یک پمپ و یک منبع اضافه میگردد .در این منبع خاک رنگبر ریخته شده و پمپ ، روغن گرم را از این خاک عبور می دهد . در بعضی از دستگاه های تصفیه فیزیکی شیمیایی دو منبع خاک رنگبر وجود دارد .که در ان صورت زمانی که از یک منبع روغن عبور داده می شود می توان خاک مصرف شده منبع دیگر را عوض نمود و آن را تمیز نموده و دوباره پر نمود .قیمت دستگاه اضافی برای تصفیه شیمیایی در مقایسه با عملکرد آن زیاد نیست و عمر ان به واسطه سادگی طولانی است .با انجام عمل تصفیه فیزیکی شیمیایی عدد اسیدی به 0.02 میلی گرم KOH   برای هر گرم روغن می رسد و دیگر خواص روغن مانند ضریب تلفات عایقی و مقاومت مخصوص ان نیز در این تصفیه بهبود می یابد .این تصفیه را می توان مانند تصفیه فیزیکی در سیستم بسته انجام داد یعنی از ترانس روغن را مکیده تصفیه نمود و دوباره وارد ترانس نمود. ولی اگر احتمال به وجود آمدن لجن برود و یا کاغذ ترانس رطوبت جذب کرده باشد بهتر است ابتدا روغن را داخل یک منبع جداگانه که به این منظور کنار ترانس آورده می شود وادر نموده سپس سیم پیچی های کف تانک را از لجن تمیز نمود .برای تمیز نمودن سیم پیچ ها به آن روغن تمیز می پاشند و سپس با قرار دادن خلاء آن را خشک می کنند .بهترین روش برای خشک کردن کاغذ خلاء می باشد والبته به شرط آنکه تانک ترانس قابلیت خلاءگیری را داشته باشد .خشک کردن به وسیله خلاء تنها قدری طول می کشد. در این روش بهتر است گرما هم وارد ترانس شود برای این منظور در یک تانک جداگانه روغن را تا حد 50˚c   گرم می کنند و سپس آن را برای مدتی کوتاه وارد ترانس می نمایند و سپس دوباره روغن را خارج می کنند .البته برای سرعت عمل باید از والوهای بزرگ ترانس استفاده نمود و لوله های ضخیم به ان وصل کرد و از پمپ قوی روغن استفاده نمود و پر کردن تا نیمه اغلب به کار سرعت بیشتری می دهد و حرارت به قسمتهای دیگر از طریق مس منتقل می گردد. باید دقت داشت که نقش عمده را خلاء بازی می کند و حرارت برای تبخیر آب است .گاهی نیز از هوای خشک و گرم برای این منظور استفاده میشود و سپس روغن تصفیه شده را وارد ترانس می نمایند . البته در اینجا نیز موقع وارد کردن روغن ترانس تحت خلاء قرار دارد.تصفیه فیزیکی شیمیایی با خرج بیشتری همراه است .مقدار خاک لازم رنگبر بستگی به میزان کهنگی روغن دارد و بین 1 تا 7 درصد روغن دارد . ولی با توجه به قیمت این مقدار خاک رنگبر در مقایسه با قیمت هر لیتر روغن نو جهت تعویض که باید از خارج وارد شود این تصفیه بسیار به صرفه خواهد بود .به ویژه اگر ترانس تحت شرایط سخت نبوده و بیش از حد گرم نمی شود . عمل تصفیه فیزیکی شیمیایی فقط یکبار در طول عمر ترانس کفایت می نماید . با توجه به اینکه روغن تعویضی یا خارج شده از ترانس جزء به عنوان یک سوخت نامرغوب مانند نفت مازوت ارزش دیگری ندارد تفاوت قیمت تعویض روغن با تصفیه به کمک خاک رنگبر قابل توجیه می باشد . ضمنا باید متوجه بود که بر اثر باقی ماندن مقداری لجن بر لابه لای سیم پیچ ها ، روغن نوبا سرعت بیشتری خراب می شود .بطوریکه هیچ فایداه ای از این خرج اضافی بدست نمی آید .

دستگاه تصفیه فیزیکی شیمیایی روغن :

در شکل زیر یک نمونه از دستگاه تصفیه فیزیکی شیمیایی با دو منبع خاک رنگبر که دارای یک واحد اضافه کننده مواد اکسیداسیون نیز می باشد نشان داده شده است .قسمت تصفیه فیزیکی شیمیایی جهت احیاء روغن پر شده در ترانس هایی که مدت زیادی کار کرده و یا معیوب شده و از مدار خارج گردیده اند ، می باشد .این دستگاه امکان بهر برداری بیشتر را برای آنها به وجود می آورد و در ترانس هایی که روغن آنها بر اثر کارکرد زیاد روغن و یا ذرات معلق جامد نامحلول در آن فاسد شده باشد ، استفاده می کنند .خاک رنگبر جذب کننده و خارج کننده این مواد از روغن می باشد و در واقع نوعی پالایش و نقش احیاء روغن را ایفا می کند .منبع ها طوری ساخته شده اند که به صورت آونگ بوده حالت چرخشی بر روی دو بازوی نگهدارنده خود را دارند و به راحتی با باز کردن درب منبع خاک رنگبر ، امکان تعویض و استفاده مجدد آن به راحتی انجام می گیرد .واحد اضافه کننده مواد ضد اکسیداسیون دارای یک تانک می باشد که از ته ظرف روغن وارد می شود و به وسیله عبور از یک نازل مواد DBPC به طرف بالا مکیده می گردد و داخل تانک DBPC   می گردد و به همین ترتیب یک درصد کمی از مواد DBPC  از میان این نازل با روغن مخلوط می گردد .

دستگاه احیا کننده فیزیکی شیمیایی به همراه مواد اضافه کننده ضد اکسیداسیون

1- مجرای ورود روغن                                                   7- نشان دهنده جریان روغن

2- مجرای خروجی روغن                                               8- بازوهای آونگی منبع

3- اولین منبع خاک رنگبر                                               9- فشار سنج

4- دومین منبع خاک رنگبر                                             10- بدنه

5- تانک اضافه کننده مواد ضد اکسیداسیون                DBPC_11نگهدارنده پوشش دستگاه

6- نازل و خارج کننده مواد                                             12- نگهدارنده ظرف آونگ

خشک کردن ترانسفورماتور

در صورت که به هر دلیلی سطح روغن ترانس برای مدتی پائین تر از سطح هسته و سیم پیچی داخل ترانس قرار گیرد ، همچنین در صورتی که روغن موجود در ترانس یا روغنی که به آن افزوده می شود مشکوک باشد ، در این صورت احتمال جذب رطوبت توسط مواد عایق و در نتیجه پائین آمدن استقامت الکتریکی آنها وجود دارد .در چنین حالتی اگر ولتاژاستقامت الکتریکی عایق بین سیم پیچ ها و بدنه کمتر از 30 کیلو ولت ( طبق استاندارد ASTM-227 ) باشد لازم است که عملیات خشک گردانی عایق و روغن داخل ترانس در محل انجام گیرد خشک کردن ترانس در محل های مختلف به روش های مختلف امکان پذیر می باشد از جمله با استفاده از دستگاه های تصفیه روغن و خشک گردانی تحت خلاء که مورد استفاده آن بیشتر در ترانس های بزرگ می باشد و در بخش قبل به آن اشاره شد و کاربرد ان در ترانس های توزیع در صورت لزوم میباید بر اساس دستورالعمل سازنده انجام گیرد .ساده ترین روش برای متداول برای خشک کردن ترانس های کوچک ، روش اتصال کوتاه و استفاده از گرمای حاصل از جریان الکتریکی در سیم پیچ ترانس است .در این روش می باید ابتداجداره مخزن ترانس را در حد امکان با پوشش های عایق گرما پوشاند تا افزایش درجه حرارت ان سریعتر انجام گیرد .سپس با اتصال کوتاه سیم پیچی فشار ضعیف و اعمال ولتاژی معادل U= Ua*Uk/ 100 ± 10%    در طرف فشار قوی ترانس  ، جریانی معادل شدت جریان نامی در سیم پیچ های ثانویه آن برقرار نمود .در این رابطه Uk  همان امپدانس اتصال کوتاه است که معمولا روی پلاک مشخصه ترانس نوشته شده است .به عنوان مثال چنانچه Uk = 6 % باشد ولتاژ اتصال کوتاه در سطح 20 کیلوولت برابر  U= 20000*6/100=1200 ولت خواهد گردید .برای خشک کردن یک ترانس توزیع به روش اتصال کوتاه وجود یک ترانسفورماتور افزاینده سه فاز با ولتاژ ثانویه 1.2 KV  الی 2KV  و ظرفیتی بیش از تلفات مس ( تلفات اتصال کوتاه ) ترانسفورماتور اصلی مورد نیاز می باشد. قبل از شروع عمل خشک کردن باید سطح روغن مخزن انبساط در جای مناسب خود باشد پس از اعمال ولتاژ اتصال کوتاه می باید درجه حرارت روغن کم کم به 90 الی 100 درجه سانتی گراد برسد و درجه حرارت ترانس باید به مدت 3 الی 4 ساعت در این حد باقی بماند تا رطوبت موجود در روغن و مواد عایق آن به تدریج به منبع انبساط که درجه حرارت آن کمتر است منتقل گردد . پس از این مدت باید روغن موجود در منبع انبساط را تعویض نمود و داخل ان را با روغن گرم شستشو داد و سپس به روشی که در زیر شرح داده خواهد شد آن را از روغن تازه شارژ و پر نمود .

روغن زدن و یا شارژ روغن ترانسفورماتور :

در صورتی که منبع انبساط روغن در محل نصب گردیده یا ارتفاع سطح روغن بر روی درجه روغن نما با در نظر گرفتن تغییرات درجه حرارت محل پائین تر از حد تعیین شده است ، می باید مقداری روغن عایق به منبع انبساط اضافه شود . در این حالت چنانچه روغن عایق کارخانه سازنده در ظروف در بسته و مطمئنی در کارگاه موجود باشد ، میتوان آنرا با اطمینان مورد استفاده قرار داد . به هنگام اضافه کردن روغن ترانس باید توجه داشت که اختلاف درجه حرارت بین روغن تازه و روغن موجود در ترانس نباید از 5 درجه سانتی گراد تجاوز نماید .چنانچه سطح روغن ترانس پائین تر از درپوش آن باشد باید روغن به آرامی از دریچه بالای تانک بداخل آن ریخته شود و سپس این دریچه به خوبی مسدود و آب بندی گردد . سپس باقی روغن از دریچه مخزن انبساط ریخته شود تا از جمع شدن هوا در زیر درپوش جلوگیری به عمل آید .در این هنگام باید مجاری هواگیری بوشینگ ها باز باشد تا هوای موجود آنها تخلیه گردد . سپس همینکه روغن از این مجاری سرریز نمود پیچ های مربوطه باید محکم و آب بندی شوند .جزئیات مربوط به هواگیری بوشینگ و مجاری آنها می باید براساس دستورالعمل های سازنده انجام شود .وقتی که سطح روغن به ارتفاع 30 تا 40 میلیمتری بالای خط نشان روی درجه روغن نمای منبع انبساط رسید کار روغن زنی ترانس انجام شده است .به هنگام هواگیری ترانس میباید دریچه بالایی رله بوخهلتز نیز به طور متناوب باز و بسته شود تا جریان روغن آن دیده شود .همچنین به منظوراطمینان از کارکرد درست رله بوخهلتز میباید ترانس را موقع نصب با قراردادن قطعات آهنی در زیر چرخ از طرف منبع انبساط روغن آن کمی بالاتر آورد تا بقایای هوای موجود و حبابهای گازی که ممکن است در ان جمع شده باشد به طرف رله بوخهلتز و منبع انبساط رانده شود .در عملیات روغن زنی باید توجه داشت که روغن مورد استفاده ترانس می باید از نظر همخوانی با کلیه نیازهای استانداردها چک شود و نیز کمبود روغن ترانس فقط با همان نوع روغنی که قبلا در آن بوده است جبران گردد. در طی این عملیات باید آتش گیر بودن روغن ترانس از نظر ایمنی بطور جدی مورد توجه قرار گیرد.

توصیه های کلی  :

با توجه به مطالب ارائه شده می توان پیشنهادات زیر را با توجه به بهره برداری با راندمان بهتر و عمر طولانی تر از ترانس های قدرت در پستها ارائه نمود ، بدین طریق هزینه ای که صرف این برنامه ریزی می گردد در طولانی مدت در ازای هزینه های سنگین و ناگهانی صدمات جبران ناپذیر احتمالی ترانس ها که می تواند منجر به خروج آنها از شبکه با خسارات کلی و یا حتی منجر به تعویض کامل آنها و عمری کوتاهتر شود ، جبران می گردد:

1- طبق دستورالعمل های استاندارد در دوره های پیشنهاد شده از روغن ترانس نمونه برداری شده و به مراکز موجود آزمایش و کنترل روغن ارسال تا با حداقل وسائل لازم و صرف هزینه کمی این آزمونهای دوره ای انجام گردد .

2- تغییر مشخصات این روغنها که بهترین معرف تغییرات تدریجی یا ناگهانی در کارکرد ترانس می باشد در پرونده های مربوط به هر ترانس که در واقع تاریخچه کار آن می باشد ثبت و نگهداری گردد .

3- چنانچه نتایج آزمون تغییرات نامطلوبی را نشان داد ، علت پیگیری شده و چنانچه ناشی از تنش های الکتریکی ناگهانی و نامطلوبی درکار شبکه یا ترانس باشد در جهت رفع بر آمده و اگر ناشی از افزایش عمر روغن باشد در حد مقادیر حدی تعیین شده در جداول باشد دستور تصفیه فیزیکی یا احیاء شیمیایی روغن و خشک کردن ترانس و یا پاک کردن ترانس از لجن صادر و تحت نظر کادر متخصص در کارگاه تعمیرات ترانس انجام می شود .

4- نتایج کلیه آزمونها و حتی پس از تصفیه نیز جهت پیگیری های بعدی ثبت گردد .

5- با مهروموم کردن کامل تانک ترانس و تعبیه امکانات انبساط روغن و دستگاه تنفس کننده(سیلیکاژل ) روغن را کاملا از هوا دور نگه داشته شود زیرا یکی از عوامل تشدید فساد روغن حضور هوا می باشد .

6- قبلا توضیح داده شد که کنترل درجه حرارت روغن بسیار مهم است زیرا افزایش 4˚c تقریبا عمر موثر عایق سلولز را حدود 30 % کاهش می دهد و فعل و انفعالات شیمیایی با افزایش درجه حرارت به اندازه 8˚c مقدار دو برابر می گردد و به فساد روغن کمک می نماید لذا با کاهش درجه حرارت محیط توسط تهویه ،عمر ان را افزایش می دهیم .

7- در فواصل زمانی مساوی مثلا هر سه سال یکمرتبه در صورت امکان روغن ترانس های با ظرفیت بالا و مهم را بادستگاه تصفیه و فیلتراسیون بازسازی کنیم که این خود باعث کاهش مسائل روغن می گردد .

8- از مخلوط کردن روغن ها با درجه آلودگی متفاوت و از محصولات مغایر با یکدیگر خودداری گردد.

ترانسفورماتور های سه فاز

امروزه در اکثر نیروگاه های دنیا ژنراتورهای  سه فاز وظیفه تولید انرژی الکتریکی را به عهده دارند. همچنین خطوط انتقال انرژی از نیروگاه تا مراکز بار وظیفه انتقال انرژی الکتریکی را به دوش می کشند.لذا نیاز به ترانسفورماتورهای سه فاز برای افزایش یا کاهش ولتاژ در طول مسیر نیروگاه تا بار به شدت احساس می شود. ترانسفورماتور های سه فاز از نظر ساختمان ظاهری بر دونوع اند:

1- ترانسفور ماتور های سه فاز سه پارچه که از سه ترانسفورماتور تک فاز تشکیل شده اند.

2- ترانسفورماتور های سه فاز یک پارچه که حاوی یک هسته مشترک می باشد.

ترانسفورماتور های سه فاز سه پارچه

این گونه ترانسفورماتورها از سه ترانسفورماتور تک فاز که هریک حاوی دو سیم پیچ ویک هسته می باشد, تشکیل شده اند. لذا با سه سیم پیچ اولیه وسه سیم پیچ ثانویه روبه رو هستیم و می توان آنها را به طریق زیر به هم مرتبط ساخت:

الف: اتصال Υ_Υ که سه سیم پیچ اولیه به صورت ستاره وسه سیم پیچ ثانویه نیز به صورت ستاره به هم وصل اند. وبه این اتصال   لفظ اتصال ستاره _ ستاره نیز اطلاق می گردد.

ب: اتصال Δ – Δ یا اتصال مثلث – مثلث که سیم پیچ های اولیه به صورت مثلث و سیم پیچ های ثانویه نیز به صورت مثلث به هم وصل می شوند.

ج: اتصال Δ – Υ یا اتصال ستاره – مثلث در این اتصال سیم پیچ های اولیه به صورت ستاره و سیم پیچ های ثانویه به صورت مثلث به هم وصل می شوند.

د: اتصال Υ – Δ یا اتصال مثلث – ستاره در ان اتصال سیم پیچ های اولیه به صورت مثلث و سیم پیچ های ثانویه به صورت ستاره به هم وصل می شوند.

شکل (1 و 2-17) یک ترانسفورماتور سه فاز سه پارچه را با اتصال  Δ –Υ نشان می دهد و شکل (2 و 2-17) شمای بهتری از این وضعیت را بنمایش می گذارد. در شکل ( 2و 2-17) سیم پیچ های موازی در دو سمت اولیه و ثانویه مربوط به یک تانسفورماتور تک فاز است. در شکل (2 و 2-17) ولتاژها و جریان ها بخوبی نشان داده شده اند و باید گفت نسبت دورها یا نسبت   تبدیل (ɑ) برابر    می باشد. باید دانست N1 و N2 تعداد دور سیم پیچ های اولیه و ثانویه هر ترانسورماتور تک فاز است. شکل های Υ – Δ , Δ _ Δ ,Υ_ Υ را به نمایش می گذا رند. گفتنی است:

(توان ظاهری هرترانسفورماتور تک فاز)×3 =توان ظاهری ترانسفوماتور سه فاز سه پارچه

لازم به تذکراست که ولتاژ ها و جریان سیم پیچ های ترانسفورماتور سه فاز سه پارچه باتوجه به اتصالات Υ و Δ سیم پیچ ها تعیین می شود. نکته مهم این است که:

الف: ترانسفورماتور Δ _ Υ هنگام کاهش ولتاژ فشار قوی مورد استفاده قرار می گیرند.زیر نقطه خنثی در سمت فشار قوی (HV) را می توان زمین نمود که در اکثر مواقع نته مطلوبی است. علت این امر این است که اتصال ستاره (Y) به سمت فشار قوی وصل است.

ب: ترانسفورماتور Y_ Δ در نیروگاه ها جهت افزایش ولتاژ ژنراتور به ولتاژ فشار قوی نصب می شود زیرا دوباره سمت ستاره (Y) به ولتاژ قوی وصل است و امکان زمین کردن نقطه خنثی در سمت فشار قوی میسر است. همچنین در سیستم های توزیع فشارضعیف جهت مصارف خانگی , تجاری و صنعتی از ترانسفورماتور Υ_ Δ استفاده می شود. زیرا برخی از مشترکین به برق سه فاز و برخی دیگر به برق تک فاز نیاز دارند.

ج: مزیت اتصال Δ _ Δ آن است که یکی از ترانسفورماتور های تکفاز را می توان برای تعمیرات از مدار خارج کرد و دو ترانسفوماتورباقی مانده هنوز می توانند مشترکین سه فاز را تغذیه کنند. در صورت خارج شدن یک ترانسفورماتور تک فاز, اتصال حاصله را اتصال مثلث باز یا V _ V می نامند و درباره آن بعدا صحبت می شود.

د:اتصال Υ_ Υ بندرت مورد استفاده قرار می گیرد زیرا با مسائلی در رابطه با جریان تحریک و ولتاژ های القایی دست بگریبان خواهیم بود.

جابجایی فاز(اختلاف فاز)

برخی از اتصالات در ترانسفورماتورهای سه فاز بین ولتاژ خط _ خط 60 درجه اولیه و ولتاژ خط _ خط در ثانویه اختلاف فاز بوجود می آورند. شکل (2_18) یک اتصال Δ _ Υ و نمودار فازوری مربوطه را درثانویه و اولیه نشان می دهد. باید دانست:

1_V_AN  در اولیه با V_a  در ثانویه هم فاز است.

2_V_AB  در اولیه با V_ab   در ثانویه 30 درجه اختلاف فاز دارد.

3_ V_ABدر اولیه از V_ab در ثانویه به میزان 30 درجه جلو می افتد.

عین همین استدلال برای اتصال Υ _ Δ صادق است که در آن نیز اختلاف فاز 30درجه پدید می آید.اما اتصالات Δ _Δ , Υ _Υ اختلاف فاز بین ولتاژهای خط _ خط اولیه و ثانویه پدید نمی آورند.باید گفت نکات فوق برای استاندارد امریکایی صادق است.

مدار معادل تکفاز

اگر سه ترانسفورماتور تک فاز تشکیل دهنده ترانسفورماتور سه فاز سه پارچه کاملا مشابه باشند و بار سه فاز متعادل به ثانویه وصل گردد,در این صورت ولتاژها و جریان ها در دو سمت اولیه و ثانویه متعادل خواهد بود.به سختی دیگر مقدار ولتاژها و جریان های هر سه فاز باهم برابر بوده وفقط یک اختلاف فاز 120 درجه ای بین آنها وجود دارد. در این شرایط تحلیل هرفاز جهت ارزیابی ولتاژها و جریان ها کافی است. مدار معادل تک فاز یک ترانسفورماتور سه فاز به سهولت قابل دسترسی است, مشروط بر آن که اتصال منبع تغذیه متصل به اولیه, اتصالات سیم پیچ های اولیه وثانویه و امپدانس بار همگی به صورت ستاره (Y) باشند. البته اگر اتصالات به صورت مثلث (Δ) باشد. ازتبدیل ستاره مثلث به ستاره معادل دست می یابیم و مساله را دنبال می کنیم. شکل نشان می دهد که درآن همه اتصالات به صورت Υ می باشد.باید دانست که جریان های خط و ولتاژهای خط _ خط در دو شکل (1 و 2_19) و(3 و2_19) باهم برابراند, دراین حالت نسبت تبدیل در اتصال Υ_ Υدر شکل (3و 2_19) را تعریف می کنیم:

(2_39)

در ترانسفورماتور اصلی (شکل 1 و2 _ 19)نسبت تبدیل به قرار زیر است:

(2 _40)

نتیجه آن که نسبت تبدیل در مدار معادل تکفاز ( ) معدل نسبت ولتاژ های خط _ خط اولیه و ثانویه است.شکل (4 و2_19) مدار معادل تکفاز این سیستم را نشان می دهد. این مدار برای تحلیل مدارهایی که ترانسفورماتور توسط تغذیه کننده (فیدر) به بار یا منبع وصل است از اهمیت ویژه ای برخوردار است . ذکر دو مثال موضوع را روشن می کند.

عنوان فایل: راهنماي آزمايش ها و تعمير و نگهداري ترانسفورماتورهاي قدرت بر اساس استاندارد IEEE

تعداد صفحات جزوه  : 112صفحه

حجم فایل: 800 کیلو بایت

فرمت فایل: PDF

تأليف و ترجمه: مهدي رمضاني-شرکت ملی نفت ایران

رمز فایل فشرده: g-m-u.ir

Abstract:

This paper presents a new approach to locate shunt faults in power transmission lines using a two-layer Adaptive Linear Neural Network (ADALINE) in a two-end protection scheme. First, a transmission line with actual parameters is simulated in the PSCAD/EMTDC software and signals are fed to the MATLAB software to implement a real time adaptive filtering. In this approach, twoend unsynchronized measurements are used to estimate the unknown synchronization angle, fundamental frequency components using ADALINE. Finally, the distance to fault is calculated in a special process. The proposed method’s aim is to increase convergence accuracy and speed in the first period after fault inception. In this respect, the simulation results show that fault location, reactance effect and fault impedance cannot affect the proposed protection scheme.

	دانلود - Download Link
	حجم: 366.54 KB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 7
	نوع فایل: pdf

Introduction

In this chapter, we describe the purpose and contents of the book. In section 1.1 we give the theoretical and applied motivations for change detection. The last part of this section consists of three possible statistical problem statements for change detection, together with the intuitive definition of the corresponding criteria to be used for the design and performance analysis of change detection techniques. The formal definition of these criteria is given at the end of chapter 4, after the introduction of the key mathematical tools to be used throughout the book. In section 1.2, we introduce five typical application examples, which we will use to introduce the main techniques. In section 1.3, we describe the organization of the book, based on a classification of change detection problems according to the types of characteristics that change. We give a short description of each chapter and a general flowchart of the chapters. Finally, in section 1.4, we comment further on several critical issues concerning the design of change detection algorithms and the investigation of their properties.

	دانلود - Download Link
	حجم: 2.79 MB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 469
	نوع فایل: pdf

PROGRAMMABLE CONTROLLERS THEORY AND IMPLEMENTATION

PREFACE:

 Since the first edition of this book in 1988, the capabilities of programmable logic controllers have grown by leaps and bounds. Likewise, the applications of PLCs have grown with them. In fact, in today’s increasingly computercontrolled environment, it is almost impossible to find a technical industry that does not use programmable controllers in one form or another. To respond to these phenomenal changes, we introduce the second edition of Programmable Controllers: Theory and Implementation. This second edition, like the first, provides a comprehensive theoretical, yet practical, look at all aspects of PLCs and their associated devices and systems. However, this version goes one step further with new chapters on advanced PLC topics, such as I/O bus networks, fuzzy logic, the IEC 1131-3 programming standard, process control, and PID algorithms. This new edition also presents revised, up-to-date information about existing topics, with expanded graphics and new, hands-on examples. Furthermore, the new layout of the book—with features like two-tone graphics, key terms lists, well-defined headings and sections, callout icons, and a revised, expanded glossary— makes the information presented even easier to understand. This new edition has been a labor-intensive learning experience for all those involved. As with any task so large, we could never have done it alone. Therefore, we would like to thank the following companies for their help in bringing this book to press: Allen-Bradley Company—Industrial Computer Group, ASI-USA, B & R Industrial Automation, Bailey Controls Company, DeviceNet Vendors Association, ExperTune Software, Fieldbus Foundation, Hoffman Engineering Company, Honeywell—MicroSwitch Division, LANcity—Cable Modem Division of Bay Networks, Mitsubishi Electronics, Omron Electronics, Phoenix Contact, PLC Direct, PMC/BETA LP, Profibus Trade Organization, Schaevitz Engineering Company, Siemens Automation, Square D Company, Thermometrics, and WAGO. We hope that you will find this book to be a valuable learning and reference tool. We have tried to present a variety of programmable control operations; however, with the unlimited variations in control systems, we certainly have not been able to provide an exhaustive list of PLC applications. Only you, armed with the knowledge gained through this book, can explore the true limits of programmable logic controllers.

	دانلود - Download Link
	حجم: 4.56 MB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 1047
	نوع فایل: pdf

Abstract

 This paper describes the case study of the reliability of subtransmission transformers (63/20 Kv) installed in MAZANDARAN province, operated in subtransmission system. The information obtained from Mazandaran Regional Electric Company. Failures of transformers in subtransmission systems not only reduce reliability of power system but also have significant effect on power quality since one of the important components of any system quality is reliability of that system. To enhance utility reliability, failure analysis and rates, failure origin and physical damage causes must be study. The results of study on 60 substation including more than 110 transformers installed in subtransmission system show that the failure mode of transformers can be represented by Weibull distribution. Weibull statistics have been widely used and accepted as a successful mathematical method to predict the remaining life time of any equipment. Analysis show that the protective operation is the highest number of failures but the highest Average Time of Fault (ATF) is related to insulation problems. Useful conclusions are presented both for power systems operators and manufactures for improving the reliability of transformers. The methodology used in this study also applied to other equipment in electrical system such as oil switches, capacitor and insulators.

	دانلود - Download Link
	حجم: 207.69 KB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 7
	نوع فایل: pdf

Abstract :

Grounding and its design is a complex subject encompassing personnel safety, lightning or static protection, electrical power system earthing and computer system grounding. One must define the purpose to be achieved, as each system may accomplish the objective by different means. The paper lists and defines the more common earthing-grounding terms. A brief history of early attempts at grounding electrical and computer systems is covered. The paper answers the questions of why and how an electrical connection is made to earth. It details the methods of connecting the various types of electrical systems to earth. Personal safety with respect to electricity is covered. Misconceptions concerning grounding and earthing are disclosed.

	دانلود - Download Link
	حجم: 1.87 MB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 20
	نوع فایل: pdf

PERFORMANCE EVALUATION OF AN ADAPTIVE DIGITAL DISTANCE RELAY IMMUNE TO HARMONIC EFFECTS

	دانلود - Download Link
	حجم: 221 KB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 6
	نوع فایل: pdf

 

 

A Sensitive ANN Based Differential Relay for Transformer Protection with Security against CT Saturation and Tap Changer Operation

Abstract

 This paper presents an artificial neural network (ANN) based scheme for fault identification in power transformer protection. The proposed scheme is featured by the application of ANN to identifying system patterns, the unique choice of harmonics of positive sequence differential currents as ANN inputs, the effective handling of current transformer (CT) saturation with an ANN based approach, and the consideration of tap changer position for correcting secondary CT current. Performance of the proposed scheme is studied for a wide variety of operating conditions using data generated from simulation. The results indicate that the proposed scheme provides a fast and sensitive approach for identifying internal faults and is secure against CT saturation and transformer tap changer operation.

	دانلود - Download Link
	حجم: 516 KB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 18
	نوع فایل: pdf

A Sensitive ANN Based Differential Relay for Transformer Protection with Security against CT Saturation and Tap Changer Operation

Abstract

 This paper presents an artificial neural network (ANN) based scheme for fault identification in power transformer protection. The proposed scheme is featured by the application of ANN to identifying system patterns, the unique choice of harmonics of positive sequence differential currents as ANN inputs, the effective handling of current transformer (CT) saturation with an ANN based approach, and the consideration of tap changer position for correcting secondary CT current. Performance of the proposed scheme is studied for a wide variety of operating conditions using data generated from simulation. The results indicate that the proposed scheme provides a fast and sensitive approach for identifying internal faults and is secure against CT saturation and transformer tap changer operation.

	دانلود - Download Link
	حجم: 516 KB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 18
	نوع فایل: pdf

Modeling and Testing of a Digital Distance Relay Using MATLAB/SIMULINK

Abstract

 This paper describes modelling and testing of a digital distance relay for transmission line protection using MATLAB/SIMULINK. SIMULINK’s Power System Blockset (PSB) is used for detailed modelling of a power system network and fault simulation. MATLAB is used to implement programs of digital distance relaying algorithms and to serve as main software environment. The technique is an interactive simulation environment for relaying algorithm design and evaluation. The basic principles of a digital distance relay and some related filtering techniques are also described in this paper. A 345 kV, 100 km transmission line and a MHO type distance relay are selected as examples for fault simulation and relay testing. Some simulation results are given.

	دانلود - Download Link
	حجم: 111 KB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 7
	نوع فایل: pdf

DISTANCE DIGITAL RELAY MODEL DEVELOPED IN ATP“FOREIGN MODEL”AND C++

 This paper presents a new approach in the problem of digital relay development. An interactive model in the simulation program of power system, eg, ATP-EMTP, could properly contribute to the improvement of digital relays. This model is not available and the code for this model has to be created in ATP. There is an internal programming language MODELS in ATP which allows creation of programs themselves but because of its simplicity it is not sufficient for developing sophisticated models as in object oriented programming language. This deficit is compensated for by allowing a suitable interconnection between the ATP computing core and external model developed in another programming language. For this reason, the object oriented programming language C++ was chosen for relay model development. The paper describes the way of linking and compiling of the relay model with ATP. Next, a multifunctional digital relay developed model is introduced with its functional elements, used algorithms and tripping characteristics. Simulation results are presented and correct tripping action is verified at the end.

	دانلود - Download Link
	حجم: 1.62 MB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 8
	نوع فایل: pdf

 

 

Current Differential Line Protection Setting Considerations

Abstract

 The most common pilot line protection today is directional comparison by use of distance relays. However, the increased availability of digital communications channels has renewed the interest in line differential relaying. Current-only relays have many advantages. One of the most significant advantages is the simplicity of the scheme with regards to settings.

The percentage differential principle originally developed for transformer and generator protection was extended for use on short transmission lines already in the 1930s, and is still widely in use. These Pilot Wire Relays typically use a telephone type pilot wire channel to exchange analog information between the line terminals. The electromechanical pilot wire relays were very easy to set; they either came with factory default fixed sensitivity or had a few tap settings. What tap to use was determined by estimated fault current on the line, making sure that the relay sensitivity was sufficient for the relays to dependably trip for all types of fault on the line. Three phase sensitivity was often limited to current above load levels in order not to trip for open pilot wires.

For digital current differential line relays, the sound and simple setting principles utilized for pilot wire relays seem to have been forgotten. Commonly, the most sensitive setting (10 – 20 % of nominal current) is applied and even recommended without any consideration of actual fault current levels for the application. This practice contradicts fundamental relaying principles that balance security, sensitivity, dependability and operating speed of the protection scheme. For sensitivity, the requirement is to set the relay to detect all faults on the line with a sufficient margin, seldom does this require the most sensitive setting. Higher sensitivity will increase dependability, but decrease security. Too high sensitivity may cause false trips due to ct errors at external faults with high fault currents, or even false trips on load for channel delay measurement errors due to unequal transmit and receive delays.

This paper reviews the basic setting criteria for current differential line protection, and the charge comparison relay in particular. While setting parameters will differ depending on the type of current differential relay, the setting principles and system conditions to consider remain largely the same. Operating time, sensitivity, dependability and security requirements are examined for typical applications. Considerations for weak feed conditions, ct errors and ct saturation, and charging current are discussed. In addition, the effect of channel delay compensation errors and asymmetrical channel delays possible on digital communications networks with regards to setting considerations is examined.

	دانلود - Download Link
	حجم: 666.57 KB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 28
	نوع فایل: pdf

Detection of inrush current in distribution transformer using wavelet transform

 Abstract

 Inrush currents in transformers are non-sinusoidal, high magnitude currents generated due to flux saturation in the core during energization. For protection purpose, in this paper an efficient method for detection of inrush current in distribution transformer based on wavelet transform is presented. Using this method inrush current can be discriminated from the other switching transients such as: load switching, capacitor switching and single phase to ground fault. Inrush current and other events for feature extraction and discrimination are simulated using Electro Magnetic Transient Program (EMTP). Results in all cases show the effectiveness of proposed procedure in identifying inrush current from other transients.

	دانلود - Download Link
	حجم: 350 KB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 10
	نوع فایل: pdf

Prediction of CT Saturation Period for Differential Relay Adaptation Purposes

Abstract

 A new approach to CT saturation assessment is presented in the paper. Detailed algorithms for decaying DC component measurement and CT saturation prediction are proposed and their accuracy is discussed. The information on CT saturation period is further used for adaptation of the generator / transformer differential protection. Improved stabilization for external faults is achieved by appropriate temporal adjustment of the differential curve for the time period of CT saturation. The protection developed was tested with both EMTP-generated and real world registered current signals.

	دانلود - Download Link
	حجم: 115 KB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 6
	نوع فایل: pdf

• آموزش نرم افزار سایم(SYMDIST) به صورت جامع در 26 فصل-قسمت اول

	دانلود - Download Link
	حجم:9.89 MB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 174
	نوع فایل: pdf

• کتاب پیکربندی و برنامه نویسی شبکه اترنت صنعتی با نرم افزار step7 -تالیف آقای مهندس ماهر

	دانلود - Download Link
	حجم:7.16 MB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 311
	نوع فایل: pdf

• کتاب آموزش plc step7 ماهر جلد دوم

	دانلود - Download Link
	حجم:4.29 mb
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 475
	نوع فایل: pdf

نرم افزار EPLAN برنامه ای حرفه ای برای رسم و طراحی کنترل پروسه های الکتریکی می باشد و در مهندسی برق کاربرد فراوانی دارد.این نرم افزار جهت انجام پروسه های صنعتی و مدیریت پروژه های الکتریکی بسیار مناسب می باشد .توانایی های نرم افزار eplan در فرایند اتوماسیون صنعتی بسیار زیاد می باشد .برخی از این توانایی ها را می توان :رسم جانمایی تابلو ,ایجاد صفحات شماتیک , رسم صفحات گرافیکی و امکان دریافت اطلاعات از نرم افزارهایی همچون ACADو ACDSEE , امکان نمایش دقیق رابطه بین المانهای عناصر و همچنین ایجاد خروجی های گرافیکی مانند نمودا ها و لیست قطعات... نام برد

	حجم: 6 mB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 112
	نوع فایل:پی دی اف

این آموزش توسط شرک برق منطقه ای فارس تهیه شده که در واقع help دیگسایلنت رو ترجمه کردند و می تواند در یادگیری دیگسایلنت بسیار ماثر باشد . نرم افزار power factory یکی از قوی ترین نرم افزارهای تحلیل شبکه می باشد که در هر سه حوزه تولید ،انتقال و توزیع کاربرد دارد ، به واسطه این نرم افزار می توان یک شبکه گسترده را به صورت کامل ترسیم نمود و محاسباتی همچون پخش بار ، پخش بار اقتصادی ،اتصال کوتاه ،انالیز پایداری ،جایابی بهینه خازن ،بهینه سازی سایز کابل و دها موارد دیگر را که در قالب توابع ارئه میگردد محاسبه نماید.

جهت دریافت فیلم آموزش نرم افزار دیگسایلنت 14 اینجا کلیک کنید

	دانلود - Download Link
	حجم: 7.17 MB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 420
	نوع فایل: pdf

بحث نوسانات ولتاژو تاثييرات موقتي آن روي سيستم برق شايد در ابتدا به علت موقتي بودن اين اثرات از اهميت زيادي برخوردار نباشد ولي با دقت در اين موضوع كه اين نوسانات با عبور از روي شبكه برق و گذر كردن از روي تجهيزات و وسايل حساس برقي و با توجه به دامنه بالاي اين اثر مي تواند صدمات جبران ناپذيري به تجهيزات وارد كرده و باعث مي گردد اهميت اين موضوع دو صد چندان گردد و حتي مي تواند باعث ناپايداري خط عبوري انرژي گشته و صدمات جبران ناپذيري ايجاد كند . بنابراين بحث در مورد عوامل ايجاد كننده و تاثير گذار بر اين موضوع ايجاد راهكاري مناسب براي كم كردن اثرات نامطلوب اين موضوع و حدالامكان حذف كردن آن مي تواند كمك قابل توجهي به صنعت انتقال و توزيع برق داشته باشد و كمك شاياني به پايداري هر چه بيشتر سيستم انتقال نمايد.

اما اكنون بايد ببينيم چه عواملي ايجاد كننده ي اين اثر نامطلوب مي تواند باشد اگر از خود بارهاي الكتريكي بحث را شروع كنيم مي بينيم كه بارها نيز مي تواند به عنوان يك عامل تاثير گذار در اين موضوع باشند بارهايي نظير كوره هاي الكتريكي موتورهاي الكتريكي و دستگاههاي جوش سهم به سزاييدر اين مطلب دارند و پديده هايي نظير flicker ولتاژ نيز مسئله با اهميتي است كه در جاي خود به بررسي آنها مي پردازيم . در ابتداي تبديل شدن اختراع برق بعنوان يك صنعت همه گير از آن بيشتر براي مصارف خانگي استفاده مي گردد كه اين مسائل از اهميت چندان زيادي برخوردار نبود ليكن با استفاده روز از فزون اين پديده جديد انرژي در صنعت اين مسائل اهميت خود را بخوبي نشان داد . البته بايد توجه داشت اين موضوع با افت ولتاژ دائمي در طول يك خط انتقال برق كاملا متفاوت مي باشد .

1- نوسانات ناشي از راه اندازي تجهيزات خاص در كارخانجات كه در هنگام شروع كار احتياج به مصرف بالايي دارند .

2- يكي ديگر از مسائل با اهميت كه باعث بوجود آمدن بحث پيچيده و با اهميت حفاظت در شبك هاي مختلف مي گردد بحث تغييرات ولتاژ ناشي از خطاهاي گذرا در شبكه .

 

	حجم: 3.48 MB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 119
	نوع فایل:pdf

در يك سيستم قدرت الكتريكي ac ايدهآل، ولتاژ و فركانس در هر نقطه تغذيه ثابت و عاري از هارمونيك و مقدار ضريب توان واحد ميباشد. ضمن اينكه اين پارامترها مستقل از اندازه و مشخصات بار مصرفي خواهند بود. بر اين اساس، چگونگي ثابت بودن ولتاژ و فركانس و ميزان نزديكي ضريب توان به مقدار يك، كيفيت تغذيه را مشخص ميكند. چنانچه كيفيت تغذيه از شرايط ايدهآل فاصله داشته باشد با انجام جبرانسازيهاي مناسب ميتوان كيفيت تغذيه را بهبود بخشيد. در ابتدا به دلايل و انگيزههاي مختلف از خازنگذاري و روشهاي مختلف انجام آن در محيطهاي غيرهارمونيكي و سپس به بررسي هارمونيكها و تاثيرات آنها به عنوان يكي از پارامترهاي مخرب كيفيت تغذيه بر مسئله خازنگذاري پرداخته ميشود و جهت حل مشكلات هارمونيكي اثرگذار بر خازنگذاري، تئوريها و روشهاي موجود را بررسي ميشود. جهت انجام خازنگذاري در محيطهاي هارمونيكي لازم است روابط مورد استفاده‏ به نحوي تغيير يابند كه اثرات هارمونيكها را در نظر بگيرند و همچنان از دقت و كارايي لازم برخوردار باشند. به اين منظور يك بررسي كامل روي مسائل خازنگذاري و روابط مربوطه در محيطهاي هارمونيكي انجام ميدهيم و در نهايت نتايج مطالعات انجام شده به صورت جمعبندي شده ارائه ميگردد. سپس با اطلاعات بدست آمده از پست مخابرات اراک شبیه سازی در نرم افزار Digsilent صورت میگیرد.الگوریتم ژنتیک در مرحله بعد با تولید ورودی های مختلف برای Digsilent خروجی آنرا دریافت کرده و با مقایسه خروجی تابع هدف به نقطه بهینه نزدیک میشود. در پایان پارامترهای مختلف در حالت قبل و بعد از خازن گذاری مقایسه می گردد و پیشنهاداتی برای بهبود ارایه می گردد.

	حجم: 3.47 MB
	رمز: www.power2.ir
	تعداد صفحات: 146
	نوع فایل:pdf