وبلاگ

فصل اول کلیات تحقیق

1-1- مقدمه……………………………… 3

1-2- بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی…………… 3

1-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور………………………………. 3

1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور………………………………. 4

1-3 – بررسی عیوب اولیه در ماشین های القایی………………… 7

1-3-1- عیوب الكتریكی اولیه در ماشینهای القایی…………….. 8

1-3-2 عیوب مكانیكی اولیه در ماشینهای القایی…………….. 14

فصل دوم مبانی نظری و پیشینه تحقیق

1-2-مقدمه……………………………… 19

2-2-سابقه تحقیق……………………………… 19

3-2-مروری بر تحقیقات گذشته……………………………… 19

فصل سوم روش تحقیق

3-1-مقدمه……………………………… 24

3-1-1- اهمیت و مزایا…………………………….. 26

3-2 تئوری تابع سیم پیچی………………………………. 27

3-2-1 تعریف تابع سیم پیچ………………………………. 27

3-2-2- محاسبه اندوکتانسهای ماشین با بهره گرفتن از توابع سیم پیچ……….. 31

3-3- شبیه سازی ماشین القایی………………………………. 34

3-3-1- معادلات یک ماشین الکتریکی با m سیم پیچ استاتور و n سیم پیچ روتور……. 36

3-3-1-1- معادلات ولتاژ استاتور……………………………… 36

3-3-1-2- معادلات ولتاژ روتور……………………………… 37

2-3-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطیسی……………………………… 38

3-3-1-4- معادلات موتور القای سه فاز قفس سنجابی در فضای حالت…………….. 39

3-4- نتایج شبیه سازی ماشین القایی سالم……………………………… 43

3-5- مدلسازی خطای حلقه به حلقه و خطای كلاف به كلاف…………… 45

3-6-نتایج شبیه سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور…….. 48

فصل چهارم تجزیه و تحلیل یافته ها

4-1 مقدمه……………………………… 52

4-2- محاسبه ماتریس اندوکتانس……………………………… 53

4-3- محاسبه ماتریس اندوکتانس ……………………………….. 54

4-4- محاسبه ماتریس اندوکتانس …………………………………. 54

4-5 مدلسازی اثر شیار……………………………… 56

4-6- نتایج شبیه سازی ماشین القایی سالم…………………………. 58

7-4- نتایج شبیه سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور……… 60

فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 بحث و نتیجه گیری………………………………. 63

پیوست ها…………………………….. 64

منابع……………………………… 66

چکیده:

در این پایان نامه ابتدا عیوب الكتریكی و مكانیكی در ماشینهای الكتریكی بررسی گردیده و عوامل به وجود آورنده و روش های رفع این عیوب بیان شده است. به دنبال آن، به كمك روش تابع سیم پیچی ماشین شبیه سازی و خطای مورد نظر یعنی خطای سیم بندی استاتور به آن اعمال و نتایج مورد بررسی قرار داده شده است. پارامتر اصلی كه برای تشخیص خطا در این پایان نامه استفاده كرده ایم، جریان سه فاز استاتور در حالت سالم و خطادار، تحت بارگذاری های مختلف خواهد بود.

سپس اثر شیارهای استاتور و روتور بر رفنار ماشین القایی با تابع فاصله هوای معکوس به شکل واقعی خود مورد استفاده قرار میگیرد. سپس چگونگی اعمال اثر شیارهای استاتور و روتور در روش تابع سیم پیچ بیان شده و نحوی محاسبه ماتریسهای اندوکتانس خودی و متقابل استاتور و روتورو ماتریسهای مشتق اندوکتانس با وجود شیارهای استاتور و روتور در چهار حالت مورد بررسی قرار می­گیرد. سپس اعمال خطای سیم بندی استاتور بااثر شیارهای استاتور و روتور مورد بررسی قرار می­گیرد و در نهایت نتایج بدست آمده با هم مقایسه می­شود.

با توجه به مطالب اشاره شده نتیجه می شود كه با تشخیص به موقع هر كدام از عیوب اوّلیه در   ماشین القایی می توان از پدید آمدن حوادث ثانویّه كه منجر به وارد آمدن خسارات سنگین می گردد، جلوگیری نمود. در این راستا سعی شده است كه با تحلیل، بررسی و تشخیص یكی از این نمونه خطاها، خطای سیم بندی استاتور یك موتور القایی قفس سنجابی، گامی موثر در پیاده سازی نظام تعمیراتی پیشگویی كننده برداشته شود و با بكارگیری سیستم های مراقبت وضعیت بروی چنین ماشینهایی از وارد آمدن خسارات سنگین بر صنایع و منابع ملی جلوگیری گردد.

مقدمه:

موتورهای  الکتریکی نقش مهمی را در راه اندازی موثر ماشینها و پروسه های صنعتی ایفا می کنند. بخصوص موتورهای القایی قفس سنجابی را که بعنوان اسب کاری صنعت می شناسند. بنابراین تشخیص خطاهای این موتورها می تواند فواید اقتصادی فراوانی در پی داشته باشد. از جمله مدیریت کارخانه های صنعتی را آسان می کند، سطح اطمینان سیستم را بالا می برد، هزینه تعمیر و نگهداری پایین می آید و نسبت هزینه به سود بطور قابل توجهی کاهش می یابد.

Bonnett وSouk up برای خرابیهای استاتور موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی، پنج حالت خرابی مطرح کرده­اند که عبارت اند از: حلقه به حلقه، کلاف به کلاف، قطع فاز، فاز به فاز و کلاف به زمین[1]. برای موتورهای قفس سنجابی، خرابیهای سیم پیچی استاتور و یاتاقانها   کل خرابیها به حساب می آیند و همچنین اکثر خرابیهای سیم پیچی استاتور موتور القایی از فروپاشی عایقی حلقه به حلقه ناشی می شود.[2] برخی از محققین خرابیهای موتور را چنین تقسیم بندی کرده اند: خرابی  ساچمه ها ( یاتاقانها) %40-50، خرابی عایق استاتور %30-40 و خرابی قفسه روتور %5- 10 [3] که اگر خرابی حلقه به حلقه جلوگیری نشود، منجر به خطای فاز به زمین یا فاز به فاز می گردد، که خطای فاز به زمین شدید تر است. در مقالات[4] [5] نظریه تابع سیم پیچی و کاربرد آن در آنالیز گذرای موتورهای القایی تحت خطا شرح داده شده است. از این نظریه در مدلسازی خطای حلقه به حلقه استاتور استفاده شده است. علاوه بر روش های فوق خطای استاتور موتور القایی را می توان به کمک بردارهای فضایی مورد مطالعه قرار داد[6].

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

خرابیهای یك موتور قفس سنجابی را می توان به دو دسته الكتریكی و مكانیكی تقسیم ‌كرد.هر كدام از این خرابیها در اثر عوامل و تنش های متعددی ایجاد می گردند. این تنشها در حالت كلی بصورت حرارتی، مغناطیسی، دینامیكی، مكانیكی و یا محیطی می باشند كه در قسمت های مختلف ماشین مانند محور، بلبرینگ، سیم پیچی استاتور ، ورقه های هسته روتور واستاتور و قفسه روتور خرابی ایجاد می­كنند. اكثر این خرابیها در اثر عدم بكارگیری ماشین مناسب در شرایط كاری مورد نظر، عدم هماهنگی بین طراح و كاربر و استفاده نامناسب از ماشین پدید می­آید. در این قسمت سعی گردیده است ابتدا انواع تنشهای وارده بر ماشین، عوامل پدید آمدن و اثرات آنها بررسی گردد.

قبل از بررسی انواع تنشهای وارده بر ماشین القایی بایستی موارد زیر در نظر گرفته شود:

1- با مشخص كردن شرایط كار ماشین می توان تنشهای حرارتی، مكانیكی و دینامیكی را پیش بینی نمود و ماشین مناسب با آن شرایط را انتخاب كرد. به عنوان مثال ، سیكل كاری ماشین و نوع بار آن ، تعداد دفعات خاموش و روشن كردن و فاصله زمانی بین آنها ، از عواملی هستند كه تاثیر مستقیم در پدید آمدن تنشهای وارده بر ماشین خواهند داشت.

2- وضعیت شبكه تغذیه ماشین از لحاظ افت ولتاژ در حالت دائمی و شرایط راه اندازی و میزان هارمونیكهای شبكه هم در پدید آمدن نوع تنش و در نتیجه پدید آمدن خرابی در ماشین موثر خواهند بود.

2-1- بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی:

1-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور:

الف ـ تنشهای گرمایی :این نوع از تنشها را می توان ناشی از عوامل زیر دانست:

– سیكل راه اندازی: افزایش حرارت در موتورهای القایی بیشتر هنگام راه اندازی و توقف ایجاد  می­شود. یك موتور در طول راه اندازی، پنج تا هشت برابر جریان نامی از شبكه جریان می كشد تا تحت شرایط بار كامل راه بیفتد. بنابراین اگر تعداد راه اندازی های یك موتور در پریود كوتاهی از زمان زیاد گردد دمای سیم پیچی به سرعت افزایش می یابد در حالی كه یك موتور القایی یك حد مجاز برای گرم شدن دارد و هرگاه این حد در نظر گرفته نشود آمادگی موتور برای بروز خطا افزایش می یابد. تنشهایی كه بر اثر توقف ناگهانی موتور بوجود می آیند به مراتب تاثیر گذارتر از بقیه تنشها هستند.

– اضافه بار گرمایی:  بر اثر تغییرات ولتاژ و همچنین ولتاژهای نامتعادل دمای سیم پیچی افزایش می یابد.