دانلود کتاب (زبان اصلی) analysis of electric machinery and drive systems KRAUSE

KRAUSE                                                           DOWNLOAD





 

جزوه تئوری جامع ماشین های الکتریکی

Generalized Theory p1                                                                  DOWNLOAD


Generalized Theory p2                                                                  DOWNLOAD


Generalized Theory p3                                                                  DOWNLOAD

 
Generalized Theory p4                                                                  DOWNLOAD


Generalized Theory p5                                                                  DOWNLOAD


Generalized Theory p6                                                                 DOWNLOAD
   

Generalized Theory p7                                                                 DOWNLOAD


Generalized Theory p8                                                                 DOWNLOAD


Generalized Theory p9                                                                 DOWNLOAD


Generalized Theory p10                                                               DOWNLOAD


Generalized Theory p11                                                              DOWNLOAD


Generalized Theory p12                                                              DOWNLOAD


Generalized Theory p13                                                             DOWNLOAD


Generalized Theory p14                                                             DOWNLOAD
 

Generalized Theory p15                                                             DOWNLOAD

سرفصل ها

مقدمه : مفهوم مدل، انواع مدل
simulink - مدلسازی و شبیه سازی با
- مدلسازی ترانسفورماتور تکفاز
- مدلسازی بار
- ارائه مدل و بلوکهای شبیه سازی در حالت خطی
- ارائه مدل و بلوکهای شبیه سازی در حالت اشباع
- مدلسازی ترانسفورماتور سه فاز
- ارائه مدل و بلوکهای شبیه سازی در حالت خطی و اشباع

تبدیلات در مهندسی برق
- تبدیلات کنکوردیا، پارك و...
- انتقال توان و تبدیلات
در مرجع ساکن qd - تبدیل 0
در مرجع گردان با سرعت سنکرون qd - تبدیل 0
در مرجع گردان با سرعت دلخواه qd - تبدیل 0

ماشین القائی
- مقدمه
- روابط ولتاژ و جریان
- روابط شارها و اندوکتانسها
- اعمال تبدیل پارك
- مدلسازی و ارائه بلوکها
- وارد کردن مسئله اشباع در مدلسازی

بررسی رفتار موتور القایی
- مقادیر ویژه ماشین القایی و نحوه محاسبه آنها
- ارتباط بین مقادیر ویژه و پارامترهای موتور
- ماشینهای القایی تکفاز
- مدلسازی و ارائه بلوکها

ماشین سنکرون
- مقدمه
- بررسی مدلهای ساده ماشین سنکرون در شرایط گذرا
- مدلسازی دینامیک
- روابط ولتاژ جریان
- روابط شارها و اندوکتانسها

اعمال تبدیل پارك
- اندوکتانسهای گذرا وتند گذر
- ثابتهای زمانی
- مدسازی ماشین سنکرون آهنربای دائم

ترانسفورماتور

transformator                                                          DOWNLOAD

 

ترانسفورماتور یا ترانسفورمر (به انگلیسی: transformer) وسیله‌ای است که انرژی الکتریکی را به وسیلهٔ دو یا چند سیم‌پیچ و از طریق القای الکتریکی از یک مدار به مداری دیگر منتقل می‌کند. به این صورت که جریان جاری در مدار اول (اولیهٔ ترانسفورماتور) موجب به وجود آمدن یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم‌پیچ اول می‌شود، این میدان مغناطیسی به نوبهٔ خود موجب به وجود آمدن یک ولتاژ در مدار دوم می‌شود که با اضافه کردن یک بار به مدار دوم این ولتاژ می‌تواند به ایجاد یک جریان ثانویه بینجامد.

ولتاژ القا شده در ثانویه V_S و ولتاژ دو سر سیم‌پیچ اولیه V_P دارای یک نسبت با یکدیگرند که به طور آرمانی برابر نسبت تعداد دور سیم پیچ ثانویه به سیم‌پیچ اولیه است:

به این ترتیب با اختصاص دادن امکان تنظیم تعداد دور سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور، می‌توان امکان تغییر ولتاژ در سیم‌پیچ ثانویهٔ ترانس را فراهم کرد.

یکی از کاربردهای بسیار مهم ترانسفورماتورها کاهش جریان پیش از خطوط انتقال انرژی الکتریکی است. دلیل استفاده از ترانسفورماتور در ابتدای خطوط این است که همه هادی‌های الکتریکی دارای میزان مشخصی مقاومت الکتریکی هستند، این مقاومت می‌تواند موجب اتلاف انرژی در طول مسیر انتقال انرژی الکتریکی شود. میزان تلفات در یک هادی با مجذور جریان عبوری از هادی رابطهٔ مستقیم دارد و بنابر این با کاهش جریان می‌توان تلفات را به شدت کاهش داد. با افزایش ولتاژ در خطوط انتقال به همان نسبت جریان خطوط کاهش می‌یابد و به این ترتیب هزینه‌های انتقال انرژی نیز کاهش می‌یابد، البته با نزدیک شدن خطوط انتقال به مراکز مصرف برای بالا بردن ایمنی ولتاژ خطوط در چند مرحله و باز به وسیله ترانسفورماتورها کاهش می‌یابد تا به میزان استاندارد مصرف برسد. به این ترتیب بدون استفاده از ترانسفورماتورها امکان استفاده از منابع دوردست انرژی فراهم نمی‌آمد.

ترانسفورماتورها یکی از پربازده‌ترین تجهیزات الکتریکی هستند به طوری که در برخی ترانسفورماتورهای بزرگ بازده به ۹۹٫۷۵٪ نیز می‌رسد. امروزه از ترانسفورماتورها در اندازه‌ها و توان‌های مختلفی استفاده می‌شود از یک ترانسفورماتور بند انگشتی که در یک میکروفن قرار دارد تا ترانسفورماتورهای غول‌پیکر چند گیگا ولت-آمپری. همه این ترانسفورماتورها اصول کار یکسانی دارند اما در طراحی و ساخت متفاوت هستند.

 

یکی از کاربردی ترین دستگاههای مرسوم در مدارهای الکتریکی ترانسفور ماتورها یا به اختصار ترانس ها می باشند . ترانسفورماتور عبارتست از وسیله ای که از طریق یک میدان مغناطیسی متغیر انرژی الکتریکی را از یک سطح ولتاژ به به AC انرژی الکتریکی در سطحی دیگر از ولتاژ تبدیل می کند . لذا ترانسها برای انتقال انرژی الکتریکی از یک مدار بدون تغییر فرکانس مدار بکار می روند . این امر در خصوص انتقال انرژی الکتریکی اهمیت زیادی دارد . AC مدار دیگر زیرا در خطوط انتقال برای کاهش تلفات اهمی جریان الکتریسیته ر ا با ولتاژهای زیاد ولی جریانهای کم انتقال داده و سپس در محل مصرف مجددًا به حد دلخواه کاهش می دهند . با توجه به اینکه شدت جریان در مدار با توان ۲ تلفات اهمی را تحت تاثیر قرار می دهد لذا مثلاً با کاهش جریان به نصف ( ولتاژ دو برابر ) تلفات اهمی به ۴ برابر کاهش خواهد یافت . امروزه مولدهای برق به طورمعمول جریان برق را با ولتاژی بین ۱۲ الی ۲۵ کیلو ولت تولید می کنند . این ولتاژ توسط ترانس های افزاینده به ۱۱۰ الی ۱۰۰۰ کیلو ولت افزایش یافته و به نقاط دور دست منتقل می گردد . علاوه بر این بدلیل تنوع در مصرف کننده ها از نق طه نظر قدرت مصرفی و ولتاژ مورد نیاز امروزه اکثر مصرف کننده ها به منظور تطبیق ولتاژ ورودی به ولتاژ مورد نیاز مجهز به ترانس می باشند . امروزه به دلیل تنوع مصرف کننده ها انواع مختلفی از نظر مقدار ولتاژ خروجی، و قدرت انتقال وجود دارد.

مروری بر ماشین سنکرون

synchronous machine  1                                          DOWNLOAD

synchronous machine  2                                          DOWNLOAD

 

موتور سنکرون (به انگلیسی: Synchronous motor) دسته‌ای از موتورهای الکتریکی برق متناوب(AC) هستند که روتور (قسمت دوار) در آن‌ها با سرعت ثابتی می‌چرخد. در واقع این سرعت ثابت همان سرعت میدان مغناطیسی دوار حاصل از نوسان برق متناوب در استاتور است.

موتور های سنکرون دارای اهنربا های الکتریکی (اغلب چند فازی) AC در استاتور(قسمت ثابت) خود هستند که به موجب آن یک میدان مغناطیسی در استاتور ایجاد میشود که تحت تاثیر نوسانات جریان متناوب در استاتور دوران میکند.

روتور به صورت یک آهنربای دائمی یا الکتریکی ، همراه با گردش میدان مغناطیسی استاتور و هم سرعت با آن و با سرعت ثابت به حرکت در میاید.

منظور از سرعت ثابت آن است که در صورت تغییر میزان بار مکانیکی روی شفت سرعت موتور تغییر نخواهد کرد و اگر بخواهیم سرعت موتور را تغییر دهیم می‌بایست فرکانس تغذیهٔ آن را تغییر دهیم. روش دیگر برای تعیین سرعت چرخش روتور، تغییر تعداد قطب هاست. البته تعداد قطب‌ها جزو ویژگی‌های ذاتی موتور بوده و در زمان ساخت با توجه به نوع سیم پیچی استاتور مشخص می‌شود.

نوع خاصی از موتورها به نام موتور دالاندر وجود دارند که تعداد قطب‌های آن در حین استفاده، بین ۲ قطب یا ۴ قطب قابل تغییر است.

موتور سنکرون و موتور القایی از پراستفاده ترین موتور های AC هستند. تفاوت بین آن ها این است که  موتور های سنکرون دقیقاً با سرعت سنکرون (که تحت تاثییر فرکانس منبع تغذیه و تعداد قطب های استاتور است) میچرخد  و دیگر این که  موتور های سنکرون برای ایجاد میدان مغناطیسی در روتور به جریان القایی تکیه ندارند . در مقابل موتور های القایی برای ایجاد میدان مغناطیسی در روتور از جریان القایی استفاده میکنند که به همین علت همواره روتور با سرعتی کمتر از سرعت سنکرون ( سرعت دوران میدان مغناطیسی استاتور) میچرخد که به این تفاوت سرعت اصطلاحاً لغزش(slip) میگویند.

موتور های سنکرون در سایز های کوچک و قدرت های کم اغلب در تجهیزاتی مورد استفاده قرار میگیرند که احتیاج به سرعتی ثابت ، دقیق و با نوسانات کم باشد. مثل ساعت ها و تایمر های انالوگ و دیگر وسایلی که در ان ها  زمانبندی اهمیت دارد.

در موتورهای سنکرون سرعت از این رابطه بدست می‌آید: Ns=۱۲۰*f/p که در این رابطه Ns سرعت سنکرون یا همان سرعت چرخش روتور بر حسب دور در دقیقه، f فرکانس تغذیه موتور بر حسب هرتز و p تعداد قطب‌های موتور است در موتورهای سنکرون سیم پیچی روتور با ولتاژ مستقیم تغذیه می‌شود.

 

مولدهای هم‌زمان یا ژنراتورهای سنکرون (Synchronous Generator)، ماشین‌های هم‌زمانی هستند که برای تبدیل توان مکانیکی به جریان الکتریکی متناوب به کار می‌روند.

درمولد هم‌زمان، یک جریان مستقیم به سیم‌پیچی روتور اعمال می‌شود که میدان مغناطیسی روتور را تولید می‌کند. چرخانه مولد نیز توسط یک محرک اولیه به گردش درمی‌آید و به این ترتیب یک میدان مغناطیسی دوار درون ماشین ایجاد می‌شود.

ساختمان روتور

قطب‌های مغناطیسی روتور می‌توانند ساختمان برجسته یا صاف داشته باشند. قطب برجسته، نوعی قطب مغناطیسی‌است که نسبت به سطح روتور پیش‌آمدگی داشته باشد و قطب صاف قطب مغناطیسی‌ای‌است که با سطح روتور هم‌سطح باشد. روتورهای قطب صاف معمولاً برای ماشین‌های دو یا چهار قطبی و روتورهای قطب برجسته برای ماشین‌های چهارقطبی یا بیشتر به کار می‌روند.
چون روتور در معرض میدان‌های مغناطیسی متغیر قرار دارد، آن را از لایه‌های نازک می‌سازند تا تلفات جریان گردابی کاهش یابد.

انتقال توان روتور

برای فراهم کردن توان DC برای انتقال به سیم‌پیچی‌های روتور که در حال دوران است چندین روش وجود دارد که برای مثال در زیر به دو روش آن اشاره می‌گردد:

1. با استفاده از حلقه‌های لغزان و جاروبک‌ها
2. با استفاده از یک منبع DC خاص که مستقیماً برروی محور مولد نصب شده‌اند.