مطالعه و بررسی عیوب و محاسن راه اندازهای موتورهای الکتریکی

1 – 2 – 1 ) موتور ساکن :

اگر استاتور موتر شکل ( 7 – 1 ) بوسیلۀ یک منتبع سه فاز متقارن تحریک شود آنگاه یک میدان  گردان در فاصلۀ  هوایی  ایجاد خواهد شد . این  میدان گردان  از هادی های  رتور عبور کرده و در آنها ولتاژ القا می کند این  ولتاژها  سینوسی هستند  و با هم اختلاف فاز دارند . بنابراین اگر موتور ساکن باشد به سادگی یک ترانسفورماتور عمل می کند . ممکن است فرض  شود  سیم بندی استاتور  و  رتور هر دو ستاره باشند  بدون  اینکه توجه به واقعیت آنها بشود . چون موتور شبیه به ترانسفور ماتور سه فاز عمل می کند می توانیم مدار معادل یک فاز آن را بکشیم .

شکل ( 8 – 1 ) مدار معادل تک فاز را نشان می دهد .

شکل (8-1)

فرض  کنید  سیم پیچ  رتور مدار  باز  باشد  و یک شبکه  سه فاز متقارن  استاتور  را  با فرکانس ws تغذیه کند . ولتاژ فاز آن برابر Va باشد . جریان متنجه Ia و دیگر جریان های منتجه در فازهای  دیگر یک میدان  گردان در فاصلۀ  هوایی ایجاد می کنند  که باعث ایجاد ولتاژ القایی Ema در فاز a می شود . مقداری فلوی  پراکنده نیز هست که آن را به صورت lsدر مدار نشان می دهند که یک افت ولتاژ القایی در مدار ایجاد می کند . بعلاوه به دلیل وجود مقاومت سیم پیچ  یک  افت  ولتاژ اهی  نیز  خواهیم داشت  که در مدار  به  صورت مقاومت Rs نشان داده شده است .

هنگامی  که رتور مدار باز  باشد در  ترانسفور ماتور ایده ال  جریان  نداریم بنابر این  Ia همان  جریان مغناطیس  کنندگی  Ima  می باشد . میدان گردان ولتاژ القایی  Ema را در فاز    a ایجاد می کند ضمناً در اثر همین میدان گردان ولتاژ  Ema  نیز در رتور  القا خواهد شد .

بنابر این :

(1-1)
اما به دلیل وجود زاویۀ  بین استاتورور تور مطابق شکل بین ولتاژها اختلاف فاز به وجود خواهد آمد  ولتاژهای  القایی استاتورور تور در یک زمان به مقدار  پیک نمی رسند بلکه زمانی به اندازۀ طول می کشد . بنابر این نسبت ولتاژهای استاتور ورتور مطابق رابطۀ زیر می باشد .

(2-1)
اگر با متعادل به رتور و صل شود و استاتور  با شبکه  سه فاز  متعادل تغذیه شود آنگاه جریان های  متعادل  با فرکانس  Wr = Ws   در رتور خواهیم داشت  و معادلات  آنها  به صورت زیر می باشد .

(3-1)

این جریان ها باعث ایجاد یک میدان گردان می شوند .

(4-1)

اما چون Wr = Ws می باشد .

(5-1)

(6-1)                                                                                               
 در یک  ترانسفور  ماتور  تک فاز  نیروی  محرکۀ  مغناطیسی تولید شده توسط ثانویه با نیروی محرکۀ مغناطییبی مؤلفۀ بار اولیه I2 مساوی و مخالف می باشد .

(7-1)                                                                                             

در یک  موتور  سه فاز  ساکن مانند  یک  ترانسفورماتور  سه فاز عمل  می شود . نیروی محرکۀ مغناطیسی که توسط جریان های فاز Ic , Ib , Ia جریان های استاتور از زابطۀ زیر محاسبه می شوند .

(8-1)

و همچنین :

(9-1)

میدان گردانی با معادلۀ زیر در فاصلۀ هوایی ایجاد می شود .

 (10-1)

(11-1)                                                                                                                              

اگر میدانهای گردان در رابطۀ ( 10-1 ) و ( 5-1 ) با هم برابر باشند .

(12-1)                             
(13-1)                                                                                 

این حالت  در شکل  ( 9 - 1 )  نشان داده شده است . جهت جریان ها در سیم پیچ ها ، در یک لحظۀ بخصوص مشخص شده است .

شکل (9-1)

ولتاژ القایی  هادی های استاتورو رتور در یک جهت می باشند این مسئله قابل  پیش بینی بود . چون آنها توسط  یک میدان گردان ایجاد شده اند اما همانطور که در شکل ( 9 - 1 )

مشخص است جریانهای استاتور ورتور مخالف هم می باشند .

برای راحتی جریانهای  فاز  iA , ia در معادلات ( 3-1 ) و ( 9-1 ) نسبت به فاز              تعریف می شود .

  (14-1)                                              

 (15-1)     
بنابراین :

  (16-1)                
با استفاده از معادلات ( 12-1 ) و ( 13-1 ) و ( 16-1 ) داریم:

 (17-1)        
معادلۀ ( 17-1 ) نسبت  جریان ترانسفور ماتور ایده آل  شکل ( 8-1 )  را نشان می دهد . نسبت امپدانس ترانسفورماتور ایده آل با استفاده از رابطه ( 17-1 ) و ( 2-1 ) بدست می آید .                         

(18-1)                                                                          

قدرت ورودی به یک  فاز ترانسفورماتور  ایده آل  در اولیه  با  قدرت  خروجی آن فاز در ثانویه برابر خواهد بود .

 (19-1)                                                                                                

1 – 2 -2 ) مکانیزم تولید گشتاور در موتور القایی ( آسنکرون ) :

محاسبات قبل توانایی آن را می د هد که عملکرد موتر آسنکرون را پیشگویی کنیم . با یک دید فیزیکی به مسئله یادگیری ما  افزایش می یابد . شباهتها و تفاوت ها را با ماشین های الکتریکی  دیگر بهت ر تشخیص می دهیم  . یک  مدل ساده که در آن مقاومت  و  راکتانس پراکندگی  استاتور  صرف نظر  شده  است . در شکل  ( 10-1 )   نشان داده شد ه است .