1- ژنراتور های ( مولد ) DC
2- موتور های DC
انواع ژنراتورهای DC :
1-مولد DC با تحریک جداگانه :
سیم پیچ میدان این ژنراتور به وسیله یک منبع ولتاژ مستقل تحریک میشود.
این ژنراتور هنگامیکه یک حوزه وسیعی از تغییرات ولتاژ خروجی مورد نیاز باشد استفاده میشود.
کاربرد : بدلیل قابلیت تنظیم ولتاژ در محدوده وسیع در تنظیم دور موتورها وتحریک مولدهای بزرگ در نیروگاهها مورد استفاده قرار میگیرد.
2-مولد شنت :
سیم پیچ میدان با سیم پیچ آرمیچر موازی بسته میشودو به همین دلیل به آن سیم پیچ شنت یا موازی میگویند. تعداد حلقه های سیم پیچ شنت بسیار زیاد است و جریان این سیم پیچ کم حدود 5 درصد جریان اسمی آرمیچر میباشد. ( جریان باید کم باشد تا در جریان اصلی اثر کمی بگذارد.)
کاربرد: از این مولد در شارژ باطری ها و تامین برق روشنایی اضطراری و تغذیه سیم پیچ مولد های نیروگاهی استفاده می شود.
۳- مولد سری: که سیم پیچ میدان (سیم پیچ سری تحریک) با سیم پیچ آرمیچر سری بسته می شود. سیم پیچ سری دارای تعداد حلقه های کمتر بوده ولی جریان عبوری آن نسبتاُ زیاد است.(زیرا جریان آن همان جریان اصلی است) تا معادل mmf سیم پیچ شنت تولید شود.
کاربرد مولد سری :
بدلیل داشتن گشتاور راه اندازی زیاد در وسایل حمل و نقل مانند مترو و جرثتقیلهای برقی استفاده میشود.
4-مولد کمپوند :
اگر از هر دو سیم پیچ شنت وسری جهت تحدیک مولد استفاده شود، مولد DC یا کمپوند میگویند ، که دارای دو نوع کمپوند اضافی و نقصانی میباشند.
کمپوند اضافی :
اگر نیرو محرکه مغناطیسی سیم پیچ سری ، نیرو محرکه مغناطیسی سیم پیچ شنت را تحریک کند، مولد کمپوند اضافی گویند. که دارای دو نوع شنت بلند و شنت کوتاه میباشد
مولد کمپوند اضافی بسته به تعداد دورهای سیم پیچ سری میتواند یکی از سه حالت زیر باشد :
الف) فوق کمپوند : (تعداد دهر سیم پیچ سری زیاد است) در مواردی استفاده میشود که بایستی ولتاژ بار ثابت باشد. ولی به علت وجود فاصله بین مولد و مصرف کننده در سیمها افت ولتاژ به وجود می آید. در این حالت افزایش ولتاژ خروجی مولد، افت ولتاژ خط را جبران میکند و به مصرف کننده ولتاژ ثابت میرسد.
ب)تخت : نیروی محرکه مغناطیسی سیم پیچ سری و موازی با هم برابر بوده و جایی استفاده میشود که نیاز به ولتاژ ثابتی باشدو فاصله بین مولد و مصرف کننده کم باشد
ج)زیر کمپوند : اثر آمپر دور سیم پیچ سری ناچیز می باشد(به علت تعداد دور کم سیم پیچ سری) و در تحریک مولد های نیروگاهی نقش موثری دارد
کمپوند نقصانی :
کمپوند نقصانی هنگامی که شار سیم پیچ سری باعث کاهش و نقصان اثر شار سیم پیچ شنت شود و در جوشکاری قوس الکتریکی استفاده می شود.
تذکر : کمپوند نقصانی و کمپوند اضافی دارای دو نوع شنت بلن و شنت کوتاه می باشند
که اگر سیم پیچ سری با سیم پیچ ارمیچر با هم سری بسته شوند شنت بلند گفته و اگر سیم پیچ شنت با سیم پیچ ارمیچر موازی قرار گیرد شنت کوتاه می گویند.
مقدمه: در مولدهای شنت افت ولتاژ به ازای بارهای مصرفی زیاد است. ولی می توان آن را بدون بار راه انداخت . در مولد سری افت ولتاژ تقریباً ناچیز است زیرا هر چه جریان مصرف کننده زیاد شود ولتاژ در سر مولد سری نیز افزایش پیدا می کند. ( تا نقطه اشباع) اما مولد سری را نمی توان بدون بار راه انداخت.
برای اینکه بتوان افت ولتاژ را کم کرد و همچنین از مواد در تمام حالات ، یعنی برای بارهای متغیر استفاده کرد آنرا بصورت کمپوند ( سری و موازی) می سازند.
در مولد کمپوند سیم پیچ شنت نازک و دارای دور زیاد است و فوران اصلی مولد توسط آن ایجاد می شود در صورتیکه سیم پیچ سری ضخیم و دارای تعداد دور کم می باشد و افت ولتاژ اهمی و عکس العمل مغناطیسی آرمیچر را خنثی می کند.
مولد کمپوند بر حسب نوع اتصال به دو نوع مولد کمپوند با شنت کوناه و کمپوند با بلند بلند تقسیم می شود.
مولد کمپوند بر اساس در نظر گرفتن جهت های فوران ناشی از سیم پیچی های سری و موازی به دو نوع تقسیم می گردد.
مولد کمپوند نقصانی
در مولد کمپوند نقصانی فوران ناشی از سیم پیچ تحریک سری با فوران ناشی از سیم پیچ تحریک شنت هم جهت نیستند و در حالت باردار بودن مولد ، سیم پیچ سری باعث تضعیف میدان مغناطیسی شنت می گردد و ولتاژ خروجی مولد را به شدت پایین می آورد
مولد کمپوند اضافی
در مولد کمپونه اضافی فوران ناشی از سیم پیچ تحریک سری فوران سیم پیچ تحریک شنت را تقویت می نماید و ولتاژ خروجی افزایش پیدا می کند اما با توجه به میزان افت ولتاژ اهمی و عکس العمل مغناطیسی آرمیچر توسط سیم پیچ سری سه حالت زیر ممکن است ایجاد شود.
1- حالت فوق کمپوند : با افزایش بار ، ولتاژ خروجی مولد زیاد می شود و در این حالت افزایش نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری یزرگتر از افت ولتاژ در اثر مقاومت و عکس العمل آرمیچر است.
2- حالت کمپوند مسطح: با افزایش بار ، ولتاژ خروجی ثابت می ماند . در این حالت ، افت ولتاژ ناشی از مقاومت و عکس العمل آرمیچر با افزایش نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری میدان می شود.
3- حالت زیر کمپوند: با افزایش بار ، ولتاژ خروجی کاهش می یابد . در این حالت افزایش نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری نمی تواند افت ولتاژ را جبران کند.
روشهای ایجاد حالت مختلف کمپونه اضافی در یک مولد
1- استفاده از تعداد دوره های مختلف سیم پیچ سری در مدار به این صورت که اگر تعداد دور های بیشتر از سیم پیچ سری در مدار قرار گیرد و نیروی محرکه ناشی از سیم پیچی سری افزایش یا کاهش یافته و یکی از سه حالت فوق حاصل می شود.
2- استفاده از یک مقاومت متغییر که موازی با سیم پیچی سری بسته می شود . اگر مقاومت روی مقداری کم تنظیم شود بخش اعظم جریان جریان آرمیچر از مقاومت عبور کرده بنابراین می توان طوری بین مقاومت و سیم پیچ سری تقسیم جریان کرد که نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری برابر افت ولتاژ ناشی از مقاومت اهمی و عکس العمل مغناطیسی آرمیچر باشد در این حالت یک ژنراتور با کمپونه مسطح حاصل شده است.
مشخصات مولد کمپونه
الف: مشخصه بی باری مولد کمپونه
منحنی مشخصه بی باری مولد کمپونه فقط با استفاده از سیم پیچ تحریک شنت به دست می آید . چون جریانی که از سیم پیچ تحریک سری عبور می کند صفر است (شنت کوتاه) یا بسیار ناچیز و قابل صرف نظر کردن است(شنت بلند) لذا منحنی بی باری این مولد ؟؟؟؟ مانند منحنی مشخصه مولد شنت است.
ب: مشخصه خارجی مولد کمپونه اضافی
مشخصه خارجی مولد تغییرات ولتاژ خروجی به ازای تغییرات جریان بار می باشد که در دور ثابت و مقاومت تحریک ثابت بمدت می آید..
موتورهای پله‌ای:
نوع دیگری از موتورهای الکتریکی موتور پله‌ای است، که در آن یک روتور درونی، شامل آهنرباهای دائمی توسط یک دسته از آهنرباهای خارجی که به صورت الکترونیکی روشن و خاموش میشوند، کنترل میشود. یک موتور پله‌ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونوئید است. موتورهای پله‌ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده‌ای در حالتهای موقعیتی معینی قرار می‌گیرند، اما موتورهای پله‌ای نسبتاً کنترل شده، می‌توانند بسیار آرام بچرخند. موتورهای پله‌ای کنترل شده با رایانه یکی از فرمهای سیستم‌های تنظیم موقعیت است، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان یار باشند .
موتورهای خطی:
یک موتور خطی اساساً یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور (چرخش) گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش، بوجود آورد. موتورهای خطی اغلب موتورهای القایی یا پله‌ای هستند. می‌توانید یک موتور خطی را در یک قطار سریع السیر مگلو مشاهده کنید که در آن قطار روی زمین پرواز میکند.
موتور آسنکرون با روتور قفسه ای (Squirrel Cage Rotor)
روتور قفسه سنجابی (Squirrel Cage Rotor)
از یک عده میله مسی یا آلومینیومی که در شیارهای محیطی استوانه آهنی کار گذاشته است.که بر دو نوع است که نوع اول از میله های گرد تشکیل شده است و در نوع دوم از میله های مستطیلی و یا به شکل دو دایره که به هم متصل و یا جدا از هم هستند تشکیل میشود .
روتور های قفسه ای یک طبقه ، گشتاور خوبی در شروع به کار ندارند .
روتور های قفسه ای دو طبقه ، گشتاور خوبی در شروع به کار دارند .
آیا می دانید چرا شیارها در روی روتور مورب می باشد ؟ با مورب کردن شیارها ، لرزش و صداهای موتور جلوگیری می کند. همچنین از تمایل روتور به ایستادن و قفل شدن در موقع راه اندازی جلوگیری می کند .
مزایای موتور آسنکرون با روتور قفسه ای :
1- راه اندازی موتور آسنکرون با روتور قفسه ای بر خلاف موتور سنکرون خیلی ساده میباشد یعنی نه به موتور فرعی و نه به جریان دائم که در موتورهای سنکرون مورد احتیاج بود ، احتیاج دارد.
2- ساختمان این موتور ساده است .
3- امکان افزایش بار در آنها زیاد است .
4- سرعت آن در بارهای مختلف تقریباً ثابت است .
5- ضریب قدرت بهتری نسبت به موتور آسنکرون با روتور سیم پیچی شده دارد .
معایب موتور آسنکرون با روتور قفسه ای :
1- در موقع شروع به کار جریان زیادی از شبکه میگیرد .
2- گشتاور شروع به کار آن کم میباشد .
3- در موقعیکه بار آن به حد کافی نیست ضریب قدرتش کم است .
4- در مقابل تغییر فشار الکتریکی حساسیت دارد .
5- تنظیم تعداد دور آنها مشکل می باشد .
موارد استفاده و کاربرد موتورهای آسنکرون :
1- موتور آسنکرون با روتور سنجابی که روتور آن دارای یک قفسه هادی است : برای قدرتهای کم و غالباً به صورت تک فاز ساخته می شوند . موارد کاربرد آن موتورهای کولر و لباسشوئی و و یخچال و غیره می باشد .
2- موتور آسنکرون با روتور سنجابی که روتور آن دارای دو قفسه هادی است : دارای گشتاور شروع به کار خوب و جریان راه اندازی آنها نیز نسبتاً کم است بنابراین میتوان از این موتور در جاهایی که قدرت زیاد احتیاج است استفاده شود .
موتورهای مولکولی (نانوتکنولوژی)
موتورهای مولکولی (نانوتکنولوژی)
محققین اعلام کردند که با ترکیب مولکولهای آلی و چندین تکه فلز، موفق به ساخت موتورهای مولکولی شده‌اند که قادر به حمل اشیائی با وزن چند برابر خود میباشد.
ساختمان موتورهای مولکولی:
6 ساختار مولکولی در این موتورها وجود دارد. که 3 تای آن به عنوان چرخها و 3 تای دیگر به عنوان سیلندرهای موتور محسوب میشوند این 3 ساختار سیلندری نیز مولکول هفتمی را ( که به عنوان شفت موتور در نظر گرفته شده است) احاطه می‌کنند.
اندازه موتورهای مولکولی:
ارتفاع و قطر کل این موتور حدود 11 نانومتر است که صدها مرتبه کوچکتر از قطر موی انسان میباشد.
سرعت و حرکت:
واکنش‌های شیمیایی باعث میشود که سیلندرها به ترتیب حرکت کرده و شفت را بچرخاند.
این موتور در هر ثانیه 8 بار می‌چرخد بدون اینکه نوسانی در آن بوجود آمده یا ساختار آن به هم بخورد محققین میگویند این قبیل موتورها در صورتی کارایی دارند که دائماً روشن نباشند. آنها در تحقیقات خود دریافتند که افزودن اتمهای منفرد روی به نقاط معین بین سیلندرهای این موتور. باعث توقف حرکت سیلندها میشود. بنابراین افزودن روی به محلولی که موتور در آن قرار گرفته است. باعث توقف حرکت آن شده پس از رفع روی موتور مجدداً شروع به چرخیدن میکند.
کاربرد موتور های مولکولی:
ساخت چنین موتورهایی باعث تولید ابزارهای فوق العاده کوچک بدون دخالت دست بشر خواهد شد.
حرکت در میان بافتهای زنده، به یکی از موضوعات جذاب در علم پزشکی تبدیل شده است تولید چنین موتورهایی باعث به وجود آمدن منافع عالی در تحقیقات علوم بشری خواهد شد. یکی از زمینه‌هایی که واقعاً در پیشرفت زندگی بشر دخالت دارد. توسعه نانوتکنولوژی و ابزارهای میکرو الکترومکانیکی است.
گذشته از توسعه و تجاری سازی استفاده از این ابزارها در کاربردهای درمان در بیمارستانها، درمانگاهها و غیره … جز اهداف بزرگ محققین است.
دانشمندان انتظار دارند که این فناوری در چند سال آینده باعث پیشرفت در زمینه‌های مختلفی مانند پزشکی رایانه و صنعت ربات سازی شود.
مطالب بالا به صورت خلاصه آمده، متن کامل را در ادامه مطالب بخوانید. امیدوارم پسندیده باشید.کمیته مطالعاتی سیاست نانوتکنولوژی
روشهای مختلف راه اندازی موتورهای
روشهای مختلف راه اندازی موتورهای آسنکرون
در مورد ساختمان و مزایا و معایب این موتورها در قسمتهای قبلی این وبلاگ مطالبی را مشاهده کردید در این قسمت از راه اندازی این موتورها مطالبی را مینویسم امیدوارم مورد توجه تان قرار گیرد .
موتورهای آسنکرون با توجه به قدرت و ولتاژ آن به طرق مختلف راه اندازی میشوند و با توجه به اینکه موتور در لحظه شروع به کار جریان زیادی میکشد و این جریان زیاد علاوه بر اینکه به خود موتور صدمه میزند به مصرف کننده های دیگری که از این خط تغذیه می کنند لطمه زده و کار آنها را مختل می سازد.
بنابراین برای کم کردن جریان شروع به کار موتور باید چاره ای اندیشید؟؟
معمولاً به روشهای زیر راه اندازی میشود در نتیجه جریان راه اندازی کم میشود :
1- به طور مستقیم
2- توسط کلید یا مدار ستاره – مثلث
3- توسط کمپانساتور
4- راه اندازی بوسیله اضافه کردن مقاومت در مدار روتور
5- راه اندازی بوسیله داخل کردن مقاومت در مدار استاتور
1-راه اندازی موتور به طور مستقیم : برای موتورهایی که بزرگ نیستند و آمپر زیادی از شبکه نمی کشند بوسیله یک کلید سه قطبی به شبکه متصل میشوند .
2- راه اندازی ستاره – مثلث : ابتدا ولتاژ اولیه را که بر هر فاز متصل میشود ، را کم مى کنیم سپس وقتی که موتور به دور نرمال خود رسید ولتاژی که به هر فاز می رسد را زیاد می کنیم .
بنابراین در لحظه اول کلید به حالت ستاره بوده یعنی ولتاژ دو سر هر فاز به u/√3 تقلیل می یابد در نتیجه موتور با توان 3/1 توان نامی خود کار می کند .