پاورپوینت موتورهاي هيسترزيسي

توضیحات محصول

دانلود پاورپوینت موتورهاي هيسترزيسي با فرمت pptودر57 اسلاید قابل ویرایش

قسمتی از متن پاورپوینت

موتورهاي هيسترزيسي:

1- تاريخچه

نظريه گشتاور هيسترزيس و مطرح كردن وسائلي كه در آنها از اين پديده استفاده شده باشد، اولين بار در آستانه قرن بيستم توسط يك محقق آلماني بنام آقاي اشتاينمتز در يك كتاب منتشر شده بزبان آلماني مطرح شد.[1] ظاهراً همين كتاب 8 سال بعد توسط خود مولف بزبان انگليسي ترجمه شده است،[2] كه اولين متن انگليسي منتشر شده راجع به نظريه گشتاور هيسترزيس مي باشد و در اكثر مباحث مرتبط با تاريخچه موتور هيسترزيس، از آن بعنوان اولين سند و مرجع مربوط به نظريه گشتاور هيسترزيس ياد مي شود
[1] - Ch. p. steinmetz: "Theorie und Berechnung der wechselstor-merscheinungen" (1900) S.79 und 160.

n[2] - Ch. p. steinmetz: "Theory and calculation of alternating current phenomena" Mc Graw Hill, 1908, pp 122 & 180.

. بعد از مطرح شدن اين نظريه توسط وي تا سال 1940 تنها دو مقاله مختصر و جنبي بدين موضوع پرداختند و در سال 1940 ميلادي اولين مقاله نسبتاً جامع و بررسي نسبتاً خوبي براي شروع، توسط آقاي تير (Teare) ارائه شد.

nدر مطالعات بعدي از اين مقاله بعنوان آغاز برخورد جدي و نظري با ماشينهاي هيسترزيس و يا بطور كلي وسائل گشتاور هيسترزيس ياد ميشود. نتايج يك سري بررسي­هاي تجربي آزمايشگاهي جهت افزايش توان، ضريب قدرت و راندمان موتورهاي هيسترزيس توسط آقاي روترز در سال 1947 ميلادي ارائه شده است. جدي­ترين برخورد بعدي با نظريه گشتاور هيسترزيس توسط آقايان پروفسور اسلمون، كوپلند و بعدها پروفسور محمدعزيزالرحمان (رحمان) طي سلسله مقالاتي در سالهاي 1963، 1964 و 1969 انجام گرفت.

 

دو مقاله ابتدائي منتشر شده توسط اين گروه بهمراه مقاله سال 1940 آقاي تير، مبناي اكثر فعاليتهاي انجام گرفته بعدي راجع به ماشين هيسترزيس قرار گرفته است. بحثي نيز راجع به كلاچهاي هيسترزيس و يا بطور كلي كوپلينگهاي هيسترزيس توسط وينستون در سال 1957 ميلادي ارائه و مطرح شده است.

محققين ژاپني در نيمه اول دهه 60 ميلادي بطور جدي وارد مباحث گشتاور هيسترزيس شدند و طي سالهاي متوالي تا امروز مقالات متنوعي را راجع به نظريه گشتاور هيسترزيس مطرح كردهاند،

طي اين سالها توسط محققاني كه نامهايشان ذكر شد و ساير افراد بخصوص، پروفسور كاتااوكا، پروفسور واكوئي، پروفسور جكسون و ... مباحث متنوعي راجع به ارائه مدلهاي مختلف جهت انواع موتورهاي هيسترزيس، روشهاي مختلف افزايش راندمان و ضرب قدرت موتورهاي هيسترزيس، شرايط ديناميكي كار موتور هيسترزيس و انواع تركيبي موتور هيسترزيس با ساير موتورها مانند موتور رلوكتانس، هيسترزيس، موتور هيپرسين و ... مطرح و راجع به آن بحث شده است. اما آنچه كه قابل توجه است تاكنون متن مفصل و جامعي كه بطور گسترده و از ابتدا تا انتها به بررسي ماشين هيسترزيس بطور كامل بپردازد ديده نشده است. همين امر بهمراه مشكل تهيه منابع پراكنده، موضوع تحقيق و بررسي راجع به ماشين هيسترزيس را مشكل كرده است.

2- انواع گشتاورهاي الكترومغناطيسي

n در ماشينهاي الكتريكي عمدتاً از سه نوع گشتاور استفاده مي­شود، اين سه نوع گشتاور عبارتند از:

1- كشتاور تداخلي: (Interaction Torque)

 اين گشتاور بواسطه حضور دو ميدان مغناطيسي يكي در رتور و ديگري در استاتور كه نسبت به هم ساكن هستند ايجاد مي شود. تقريباً در تمامي ماشينهاي الكتريكي رايج اعم از ماشينهاي جريان مستقيم (DC)، متناوب القائي و سنكرون، از اين نوع گشتاور بهره گرفته مي شود.

- گشتاور رلوكتانسي (Reluctance Torque)

 گشتاور رلاكتانسي از تمايل شار مغناطيسي به كاهش رلاكتانس مسير ايجاد مي شود. چون اين گشتاور فقط در سرعت سنكرون وجود دارد لذا ماشينهاي رلاكتانسي نياز به راه انداز دارند.

3- گشتاور هيسترزيس: (Hysteresis Torque)

 اين گشتاور بواسطه حضور يك ميدان گردان مغناطيسي و بعلت خاصيت پس ماند مغناطيسي در ماده مغناطيسي سخت و يا نيمه سخت روتور ايجاد مي­شود. اين گشتاور از ابتدا تا انتهاي راه اندازي و در سرعتهاي مختلف وجود دارد. فلذا در وسائلي كه از اين نوع گشتاور استفاده شده است به وسيله جانبي ديگري جهت راه اندازي احتياج نمي باشد.

تركيب دو تائي و سه تائي انواع گشتاورهاي ذكر شده نيز رايج و مورد استفاده هستند. بطور مثال در ماشين سنكرون قطب برجسته از تركيب گشتاورهاي تداخلي و رلوكتانسي استفاده مي شود كه البته تأمين گشتاور اصلي ماشين، بعهده گشتاور تداخلي مي باشد. تركيب گشتاورهاي هيسترزيس و رلوكتانسي نيز رايج است كه از آنها بعنوان موتورهاي سنكرون هيسترزيس رلوكتانس ياد مي شود. در اغلب موتورهاي هيسترزيس نيز، بواسطه هادي بودن روتور، كوپل تداخلي القائي وجود خواهد داشت كه به آن اصطلاحاً كوپل جريان فوكو (يا جريان گردابي) مي­گويند. وجود اين كوپل اضافي مشخصه و مقدار گشتاور را در سرعتهاي زير سنكرون بهتر مي كند.

از آنجائي كه جهت كار موتور به حضور يك نيروي محركه مغناطيسي (MMF) گردان با توزيع حتي الامكان سينوسي احتياج داريم، دقيقاً مشابه با ساير ماشينهاي جريان متناوب (AC) رايج و مانند ماشين هاي سنكرون و القائي (آسنكرون) استاتور با سيم­بندي توزيع شده را اختيار مي كنيم. هر چند كه براي اصلاح و بهبود برخي از فاكتورهاي موتور هيسترزيس (مانند ضريب قدرت و راندمان) در بعضي شرايط از شيارهاي بسته استفاده مي­شود. ولي موتور هيسترزيس از لحاظ ساختماني استاتور داراي مشخصاتي مشابه با استاتور ماشينهاي القائي و سنكرون رايج مي باشد.

براي ماده روتور موتور هيسترزيس نياز به ماده آهنربائي­اي مي باشد كه توانائي بستن منحني (حلقه) هيسترزيس مناسبي از آن از جانب نيروي محركه مغناطيسي (MMF) استاتور وجود داشته باشد.

موتور هيسترزيس در حالت ايدهآل داراي گشتاور ثابت راهاندازي تا سرعت سنكرون مي­باشد و بعد از رسيدن به سرعت سنكرون با طي نوسانات ميراشونده­اي در سرعت ثابت گشتاور مورد نياز بار را تأمين مي­كند. از اين زمان به بعد عملكرد موتور هيسترزيس تا حدودي مشابه با عملكرد يك موتور سنكرون با روتور آهنرباي دائم ميباشد. مشخصه گشتاور- سرعت موتور هيسترزيس ايدهآل در شكل (2) داده شده است. نقطه كار موتور هيسترزيس در سرعت سنكرون و در شاخه عمودي مشخصه خواهد شد.

nPg ----------------

nPloss - - - - - - - - - -

n Poutput -.-.-.-.-.-.-.

اما در طول راه اندازي وجود تلفات هيسترزيس در روتور اجتناب ناپذير است. ميزان اين تلفات با قدر مطلق لغزش متناسب بوده و در بدو راه­اندازي، كل توان ورودي بفاصله هوائي خواهد بود. Ploss = S Pg Poutput=(1-s)Pg

nو بعد از رسيدن به سرعت سنكرون مطابق با گشتاور بار، توان خروجي خواهيم داشت

موتور هيسترزيس داراي پاسخ خوبي به تغييرات گشتاور بار مي­باشد ولي اگر گشتاور بار به مقداري بالاتر از Tmax افزايش يابد، از سرعت موتور كاسته خواهد شد و موتور از حالت سنكرون خارج شده و در حالت آسنكرون كار خواهد كرد، شكل (4)، بديهي است كه در اين حالت در روتور تلفات قابل توجهي را خواهيم داشت كه افزايش دماي ناشي از آن امكان صدمه رساندن به ماده هيسترزيس روتور را دارد.

nعموماً جهت اجتناب از اين موضوع گشتاور حداكثر T­max را حدود سه برابر گشتاور نامي بار در نظر مي­گيرند.