دانلود doc

پایان نامه ژنراتورهاي القايي و كاربرد آن در توليد توان الكتريكي

تعداد صفحات:105

فرمت word

فهرست

مقدمه

فصل اول: ژنراتور القايي

1-1- مزايای ژنراتور القايي

1-2 معايب ژنراتور القايي

فصل دوم: مدلسازي عددي يك ژنراتور القايي

2-1- تاريخچه مدل دو محوري ماشين القايي

2-2-1: معادلات تبديل يافته ولتاژ

2-2-2 معادلات تبديل يافته فلوي پيوندي

2-2-3- معادله تبديل يافته گشتاور مغناطيسي

2 -4 معا دلات حالت

2-5- مدل ژنراتور القايي در حالت ماندگار

2-6 تئوري فضاي برداری

فصل سوم: راه اندازي ژنراتور القايي

3-1- پديده تحريك خودي

3-1-1- تعبيرپروسه تحريك خودي براساس مدار معادل RLC

3-1-2- تعبير پروسه تحريك خودي براساس سيستمهاي خودنوساني

3-1-2-1- توصيف سيستم خودنوساني

3-1-2-2- سیستم ماشین

3-1-3- تغبير پروسه تحريك خودي براساس پسماند مغناطيسی

3 -1-3-1بررسي هاي تئوريكی

3-2 نكات عملي در راه اندازي ژنراتور القايي

فصل چهارم: مثالهايي از حالت هاي گذرا در ژنراتور القايي

4-1 اتصال بار اهمي به ژنراتورالقا يي

4-2 اتصال كوتاه سه فاز متقارن

4-3 اتصال كوتاه دوفاز

4-4- اتصال كوتاه دو فاز به زمين

4-5 اتصال كوتاه يك فاز به زمين

4-6 اثر شتاب روتور برروي پديده تحريك خودی

نتيجه گيري و پيشنهادات

بخشهايي از اين پايان نامه

در اوايل قرن بيستم به اين واقعيت پي برده شد كه ماشين القايي بعد از قطع ولتاژ خط ممكن است در حالت تحريك باقي بماند ولي براي ايجاد چنين تحريكي شرايط خاصي مورد نياز بود. محققان بعد از پژوهش و تحقيق در يافتند كه با اتصال خازنهايي به ترمينال موتور القايي در حال چرخش (توسط توان مكانيكي بيروني) شرط تحريك پايدار بوجود آمده و ولتاژ بطور پيوسته توليد مي شود. بنابراين يك سيستم توليد جديدي متولد شد كه در آن ولتاژ خروجي شديداً به مقدار خازن تحريك و سرعت روتور و بار بستگي دارد. اين نوع توليد تا سالهاي 1960-1970 به فراموشي سپرده شد و مطالب كمي در مورد آن نوشته شد. علت اين بي توجهي در اهميت عملي كم چنين توليدي مستتر بود. چرا كه ژنراتور القايي به تنهايي توانايي كنترل ولتاژ و فركانس توليدي را ندارد. از اين رو ژنراتورهاي سنكرون در واحدهاي توليدي بکار گرفته و هرساله مقدار زيادي سوخت صرف توليد برق ac مي شود. طبيعي است با استفاده روزافزون از آلترناتورهاي سنكرون، آنهااز نظر مقادير نامي، روشهاي خنك سازي، تكنولوژي ساخت و مدلسازي اين ژنراتورها دستخوش رشد و تحول شدند، اما ساختار اساسي آنها بدون تغيير ماند ولي بدليل نگراني از نرخ كاهش شديد منابع انرژي تجديدناپذير و به طبع آن صعود چشمگير قيمت نفت از يك طرف و ظهور و رشد قطعات نيمه هادي قدرت و پيشرفت كنترل صنعتي از طرف ديگر ژنراتور القايي بازگشت مجددي يافت. از اين رو علاقمندي زيادي براي استفاده از انرژي هاي تجديدپذير، مثل باد جهت جايگزيني سوخت و كاهش نرخ مصرف سوخت ايجاد شد و توجه به ژنراتور القايي به خاطر مزاياي زيادي كه دارد بيشتر شد.در سالهاي اخير كاربرد ژنراتور القايي در توليد برق از توربینهای بادي و آبی کوچک مورد توجه زيادي قرار گرفته است. چرا كه سادگي نگهداري و كاهش منابع انرژي فسيلي و توانايي ژنراتور القايي براي تبديل توان مكانيكي از فاصله وسيعي از سرعت روتور موجب شده تا به فكر جايگزيني انرژي باد به جاي سوختهاي فسيلي بيافتند و انبوه تحقيقات در اين زمينه نشانگر توانايي آن در رفع مشكلات حاضر است

ژنراتور القايي، يک موتور القايي از نوع روتور قفس سنجابی است که با يک محرک اوليه در ما فوق سرعت سنکرون،گردانده شده و برای توليد نيروی برق استفاده می شودو ساختار و مشخصه های آن مثل موتور القايي است.ساختارهای روتور وياتاقانهای آن نيز برای تحمل سرعت فرار توربين طراحی شده است.

وقتی يک موتور القايي با ولتاژ نامی و در حالت بی باری،مورد بهره برداری قرار گيرد،با سرعتی می چرخد که فقط برای توليد گشتاور لازم برای غلبه بر افت ناشی از اصطکاک و مقاومت هوا کافی باشد.اگر يک نيروی مکانيکی خارجی برابر با اين افتها به موتور القايي در همان جهت چرخش اعمال شود،روتور آن به سرعت سنکرون خواهد رسيد.

هنگاميکه روتور به سرعت سنکرون می رسد،با همان سرعت ميدان مغناطيسی ناشی از ولتاژ تغذيه می چرخد و ولتاژ ثانويه ای القا نمی شودزيرا فلوی مغناطيسی هيچيک از هاديهای ثانويه را قطع نمی کند،هيچ جريانی از سيم پيچهای روتور نمی گذرد و فقط جريان تحريک در سيم پيچهای اوليه جريان می يابد.

در صورتی که روتور بواسطه يک نيروی خارجی در سرعتی بالاتر از سرعت سنکرون خود،چرخش کند،جهت ولتاژ القايي ثانويه،خلاف موقعی خواهد بود که به عنوان موتور القايي ،چرخش می کرد،زيرا سرعت چرخش هادی روتور فراتر از سرعت چرخش ميدان مغناطيسی می شودو گشتاوری که سرعت روتور را کند می کند بين جريان ثانويه ناشی از این ولتاژ القايي و ميدان مغناطيسی ايجاد شده و واحد مثل يک ژنراتور، کار می کند.يعنی،توان مکانيکی خارجی اعمال شده،به توان الکتريکی تبديل می شود که در سيم پيچهای اوليه توليد شده اند. ماشين القايي داراي منحني گشتاور- سرعت مثل شكل (1-1) مي باشد. طبق اين مشخصه اگر موتور القايي سرعتي بيش از ns داشته باشد جهت گشتاور القايي معكوس مي شود و بعنوان ژنراتور عمل خواهد كرد. با افزايش گشتاور اعمالي به شفت مقدار توان توليدي افزايش مي يابد.....

مدل رياضي ماشين القايي برحسب كميتهاي فازي از معادلات ديفرانسيل خطي تشكيل يافته است كه با فرض سرعت ثابت روتور ضرايب آنها اندوكتانس هاي پريوديك متغير با زمان مي باشد. درك طبيعت رفتار ماشين در رابطه با اندوكتانس هاي متغير بسيار مشكل است. در اواخر سال 1920، پارك شيوه جديدي براي آناليز ماشين الكتريكي پيشنهاد كرد. او متغيرهاي استاتور ماشين سنكرون را به دستگاه مرجعي كه روي روتور قرار دارد، تبديل كرد. تبديل پارك انقلابي بزرگ در آناليز ماشين الكتريكي بوجود آورد و داراي خاصيت منحصر به فردي است كه باعث حذف اندوكتانس هاي متغير با زمان در معادلات ولتاژ ماشين سنكرون مي شود كه اين تغييرات از حركت نسبي و تغيير رلوكتانس مغناطيسي بوجود مي آيند. بنابراين از آن زمان يك ساده سازي بزرگي در توضيح رياضي ماشين سنكرون بدست آمد.......