بررسی ژنراتور القایی

بررسی ژنراتورهای القایی و کاربرد آنها

بررسی ژنراتورهای القایی و کاربرد آنها

فهرست

عنوان صفحه

مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6

فصل اول

ژنراتور القایی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………8

1-1- مزایای ژنراتور القایی ………………………………………………………………………………………………………………12

1-2 معایب ژنراتور القایی ……………………………………………………………………………………………………………………14

فصل دوممدلسازی عددی یك 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 تحریك خودی ………………………………………………………………………………………………………………………40

3-1-1- تعبیرپروسه تحریك خودی براساس مدار معادل RLC …………..41

3-1-2- تعبیر پروسه تحریك 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 تحریك خودی براساس پسماند مغناطیسی …………..54

3 -1-3-1بررسی های تئوریكی ……………………………………………………………………………………………………..56

3-2 نكات 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 كوتاه سه فاز متقارن ………………………………………………………………………………………………………71

4-3 اتصال كوتاه دوفاز ………………………………………………………………………………………………………………………… 78

4-4- اتصال كوتاه دو فاز به زمین ………………………………………………………………………………………….. 88

4-5 اتصال كوتاه یك فاز به زمین ………………………………………………………………………………………………96

4-6 اثر شتاب روتور برروی پدیده تحریك خودی …………………………………………………..103

مقدمه

در اوایل قرن بیستم به این واقعیت پی برده شد كه ماشین القایی بعد از قطع ولتاژ خط ممكن است در حالت تحریك باقی بماند ولی برای ایجاد چنین تحریكی شرایط خاصی مورد نیاز بود. محققان بعد از پژوهش و تحقیق در یافتند كه با اتصال خازنهایی به ترمینال موتور القایی در حال چرخش (توسط توان مكانیكی بیرونی) شرط تحریك پایدار بوجود آمده و ولتاژ بطور پیوسته تولید می شود. بنابراین یك سیستم تولید جدیدی متولد شد كه در آن ولتاژ خروجی شدیداً به مقدار خازن تحریك و سرعت روتور و بار بستگی دارد. این نوع تولید تا سالهای 1960-1970 به فراموشی سپرده شد و مطالب كمی در مورد آن نوشته شد.

علت این بی توجهی در اهمیت عملی كم چنین تولیدی مستتر بود. چرا كه ژنراتور القایی به تنهایی توانایی كنترل ولتاژ و فركانس تولیدی را ندارد. از این رو ژنراتورهای سنكرون در واحدهای تولیدی بکار گرفته و هرساله مقدار زیادی سوخت صرف تولید برق ac می شود. طبیعی است با استفاده روزافزون از آلترناتورهای سنكرون، آنهااز نظر مقادیر نامی، روشهای خنك سازی، تكنولوژی ساخت و مدلسازی این ژنراتورها دستخوش رشد و تحول شدند، اما ساختار اساسی آنها بدون تغییر ماند ولی بدلیل نگرانی از نرخ كاهش شدید منابع انرژی تجدیدناپذیر و به طبع آن صعود چشمگیر قیمت نفت از یك طرف و ظهور و رشد قطعات نیمه هادی قدرت و پیشرفت كنترل صنعتی از طرف دیگر ژنراتور القایی بازگشت مجددی یافت.

از این رو علاقم
ندی زیادی برای استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مثل باد جهت جایگزینی سوخت و كاهش نرخ مصرف سوخت ایجاد شد و توجه به ژنراتور القایی به خاطر مزایای زیادی كه دارد بیشتر شد.