ژنراتور القایی
فهرست
عنوان صفحه
مقدمه ..........................................................................................................................................................................................6
فصل اول
ژنراتور القایی ........................................................................................................................................................................8
1-1- مزایای ژنراتور القایی ..............................................................................................................................12
1-2 معایب ژنراتور القایی ....................................................................................................................................14
فصل دوم
مدلسازی عددی یک ژنراتور القایی ..................................................................................................... 15
2-1- تاریخچه مدل دو محوری ماشین القایی ........................................................................16
2-2-1: معادلات تبدیل یافته ولتاژ ...........................................................................................................22
2-2-2 معادلات تبدیل یافته فلوی پیوندی ........................................................................................25
2-2-3- معادله تبدیل یافته گشتاور مغناطیسی .......................................................................28
2 -4 معا دلات حالت ..............................................................................................................................................30
2-5- مدل ژنراتور القایی در حالت ماندگار ............................................................................... 30
2-6 تئوری فضای برداری ..................................................................................................................................34
فصل سوم
راه اندازی ژنراتور القایی .........................................................................................................................................39
3-1- پدیده تحریک خودی .......................................................................................................................................40
3-1-1- تعبیرپروسه تحریک خودی براساس مدار معادل RLC ..............41
3-1-2- تعبیر پروسه تحریک خودی براساس سیستمهای خودنوسانی.....43
3-1-2-1- توصیف سیستم خودنوسانی .....................................................................................43
3-1-2-2- سیستم ماشین القایی................................................................................................................46
3-1-3- تغبیر پروسه تحریک خودی براساس پسماند مغناطیسی ..............54
3 -1-3-1بررسی های تئوریکی ....................................................................................................................56
3-2 نکات عملی در راه اندازی ژنراتور القایی ............................................................................61
فصل چهارم
مثالهایی از حالت های گذرا در ژنراتور القایی ............................................................................65
4-1 اتصال بار اهمی به ژنراتورالقا یی ..............................................................................................65
4-2 اتصال کوتاه سه فاز متقارن .....................................................................................................................71
4-3 اتصال کوتاه دوفاز .......................................................................................................................................... 78
4-4- اتصال کوتاه دو فاز به زمین ........................................................................................................ 88
4-5 اتصال کوتاه یک فاز به زمین ............................................................................................................96
4-6 اثر شتاب روتور برروی پدیده تحریک خودی ...........................................................103
مقدمه
در اوایل قرن بیستم به این واقعیت پی برده شد که ماشین القایی بعد از قطع ولتاژ خط ممکن است در حالت تحریک باقی بماند ولی برای ایجاد چنین تحریکی شرایط خاصی مورد نیاز بود. محققان بعد از پژوهش و تحقیق در یافتند که با اتصال خازنهایی به ترمینال موتور القایی در حال چرخش (توسط توان مکانیکی بیرونی) شرط تحریک پایدار بوجود آمده و ولتاژ بطور پیوسته تولید می شود. بنابراین یک سیستم تولید جدیدی متولد شد که در آن ولتاژ خروجی شدیداً به مقدار خازن تحریک و سرعت روتور و بار بستگی دارد. این نوع تولید تا سالهای 1960-1970 به فراموشی سپرده شد و مطالب کمی در مورد آن نوشته شد.
علت این بی توجهی در اهمیت عملی کم چنین تولیدی مستتر بود. چرا که ژنراتور القایی به تنهایی توانایی کنترل ولتاژ و فرکانس تولیدی را ندارد. از این رو ژنراتورهای سنکرون در واحدهای تولیدی بکار گرفته و هرساله مقدار زیادی سوخت صرف تولید برق ac می شود. طبیعی است با استفاده روزافزون از آلترناتورهای سنکرون، آنهااز نظر مقادیر نامی، روشهای خنک سازی، تکنولوژی ساخت و مدلسازی این ژنراتورها دستخوش رشد و تحول شدند، اما ساختار اساسی آنها بدون تغییر ماند ولی بدلیل نگرانی از نرخ کاهش شدید منابع انرژی تجدیدناپذیر و به طبع آن صعود چشمگیر قیمت نفت از یک طرف و ظهور و رشد قطعات نیمه هادی قدرت و پیشرفت کنترل صنعتی از طرف دیگر ژنراتور القایی بازگشت مجددی یافت.
از این رو علاقمندی زیادی برای استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مثل باد جهت جایگزینی سوخت و کاهش نرخ مصرف سوخت ایجاد شد و توجه به ژنراتور القایی به خاطر مزایای زیادی که دارد بیشتر شد.
در سالهای اخیر کاربرد ژنراتور القایی در تولید برق از توربینهای بادی و آبی کوچک مورد توجه زیادی قرار گرفته است. چرا که سادگی نگهداری و کاهش منابع انرژی فسیلی و توانایی ژنراتور القایی برای تبدیل توان مکانیکی از فاصله وسیعی از سرعت روتور موجب شده تا به فکر جایگزینی انرژی باد به جای سوختهای فسیلی بیافتند و انبوه تحقیقات در این زمینه نشانگر توانایی آن در رفع مشکلات حاضر است.
- مزایای ژنراتور القایی:
1- به سیستم تحریک احتیاج نداشته و ساختمان ساده ای دارد ودر نتیجه تعمیر و نگهداری آن آسان است.
2- راه اندازی و بهره برداری از آن آسان است،زیرا نیازی به سنکرونیزاسیون یا تنظیم تحریک ندارد.
3- جریان اتصال کوتاه آن کم و زمان کاهش آن در مقایسه با ماشینهای سنکرون کوتاه تر است،زیرا در هنگام اتصال کوتاه،تحریک قطع می شودو جریان اتصال کوتاه فقط در یک مدت زمان فوق العاده کوتاه،جریان می یابد تا اینکه فلوی مغناطیسی ناپدید شود.
4- چون همیشه بطور موازی با ژنراتور سنکرون کار می کند و هرگز مستقلا مورد بهره برداری قرار نمی گیرد،به ژنراتور سرعت نیازی ندارد.
5- وقتی بار پس زده شود،جریان تحریک،قطع و ولتاژ ناپدید می شودلذا هیچگونه صدمه و خسارتی به بخشهای عایقی دستگاه از جانب ولتاژ اضافی،صرف نظر از میزان افزایش سرعت،رخ نمی دهد.
word: نوع فایل
سایز:7.89 MB
تعداد صفحه:109
ژنراتور القایی
