این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 107 صفحه می باشد .
مقدمه
در اوایل قرن بیستم به این واقعیت پی برده شد که ماشین القایی بعد از قطع ولتاژ خط ممکن است در حالت تحریک باقی بماند ولی برای ایجاد چنین تحریکی شرایط خاصی مورد نیاز بود. محققان بعد از پژوهش و تحقیق در یافتند که با اتصال خازنهایی به ترمینال موتور القایی در حال چرخش (توسط توان مکانیکی بیرونی) شرط تحریک پایدار بوجود آمده و ولتاژ بطور پیوسته تولید می شود. بنابراین یک سیستم تولید جدیدی متولد شد که در آن ولتاژ خروجی شدیداً به مقدار خازن تحریک و سرعت روتور و بار بستگی دارد. این نوع تولید تا سالهای 1960-1970 به فراموشی سپرده شد و مطالب کمی در مورد آن نوشته شد.
علت این بی توجهی در اهمیت عملی کم چنین تولیدی مستتر بود. چرا که ژنراتور القایی به تنهایی توانایی کنترل ولتاژ و فرکانس تولیدی را ندارد. از این رو ژنراتورهای سنکرون در واحدهای تولیدی بکار گرفته و هرساله مقدار زیادی سوخت صرف تولید برق ac می شود. طبیعی است با استفاده روزافزون از آلترناتورهای سنکرون، آنهااز نظر مقادیر نامی، روشهای خنک سازی، تکنولوژی ساخت و مدلسازی این ژنراتورها دستخوش رشد و تحول شدند، اما ساختار اساسی آنها بدون تغییر ماند ولی بدلیل نگرانی از نرخ کاهش شدید منابع انرژی تجدیدناپذیر و به طبع آن صعود چشمگیر قیمت نفت از یک طرف و ظهور و رشد قطعات نیمه هادی قدرت و پیشرفت کنترل صنعتی از طرف دیگر ژنراتور القایی بازگشت مجددی یافت.
از این رو علاقمندی زیادی برای استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مثل باد جهت جایگزینی سوخت و کاهش نرخ مصرف سوخت ایجاد شد و توجه به ژنراتور القایی به خاطر مزایای زیادی که دارد بیشتر شد.
در سالهای اخیر کاربرد ژنراتور القایی در تولید برق از توربینهای بادی و آبی کوچک مورد توجه زیادی قرار گرفته است. چرا که سادگی نگهداری و کاهش منابع انرژی فسیلی و توانایی ژنراتور القایی برای تبدیل توان مکانیکی از فاصله وسیعی از سرعت روتور موجب شده تا به فکر جایگزینی انرژی باد به جای سوختهای فسیلی بیافتند و انبوه تحقیقات در این زمینه نشانگر توانایی آن در رفع مشکلات حاضر است.
فصل اول
ژنراتور القایی (آسنکرون):
ژنراتور القایی، یک موتور القایی از نوع روتور قفس سنجابی است که با یک محرک اولیه در ما فوق سرعت سنکرون،گردانده شده و برای تولید نیروی برق استفاده می شودو ساختار و مشخصه های آن مثل موتور القایی است.ساختارهای روتور ویاتاقانهای آن نیز برای تحمل سرعت فرار توربین طراحی شده است.
وقتی یک موتور القایی با ولتاژ نامی و در حالت بی باری،مورد بهره برداری قرار گیرد،با سرعتی می چرخد که فقط برای تولید گشتاور لازم برای غلبه بر افت ناشی از اصطکاک و مقاومت هوا کافی باشد.اگر یک نیروی مکانیکی خارجی برابر با این افتها به موتور القایی در همان جهت چرخش اعمال شود،روتور آن به سرعت سنکرون خواهد رسید.
هنگامیکه روتور به سرعت سنکرون می رسد،با همان سرعت میدان مغناطیسی ناشی از ولتاژ تغذیه می چرخد و ولتاژ ثانویه ای القا نمی شودزیرا فلوی مغناطیسی هیچیک از هادیهای ثانویه را قطع نمی کند،هیچ جریانی از سیم پیچهای روتور نمی گذرد و فقط جریان تحریک در سیم پیچهای اولیه جریان می یابد.
در صورتی که روتور بواسطه یک نیروی خارجی در سرعتی بالاتر از سرعت سنکرون خود،چرخش کند،جهت ولتاژ القایی ثانویه،خلاف موقعی خواهد بود که به عنوان موتور القایی ،چرخش می کرد،زیرا سرعت چرخش هادی روتور فراتر از سرعت چرخش میدان مغناطیسی می شودو گشتاوری که سرعت روتور را کند می کند بین جریان ثانویه ناشی از این ولتاژ القایی و میدان مغناطیسی ایجاد شده و واحد مثل یک ژنراتور، کار می کند.
یعنی،توان مکانیکی خارجی اعمال شده،به توان الکتریکی تبدیل می شود که در سیم پیچهای اولیه تولید شده اند.
ماشین القایی دارای منحنی گشتاور- سرعت مثل شکل (1-1) می باشد. طبق این مشخصه اگر موتور القایی سرعتی بیش از ns داشته باشد جهت گشتاور القایی معکوس می شود و بعنوان ژنراتور عمل خواهد کرد. با افزایش گشتاور اعمالی به شفت مقدار توان تولیدی افزایش می یابد.
فهرست
مقدمه ۶
فصل اول
ژنراتور القایی ۸
۱-۱- مزایای ژنراتور القایی ۱۲
۱-۲ معایب ژنراتور القایی ۱۴
فصل دوم
مدلسازی عددی یک ژنراتور القایی ۱۵
۲-۱- تاریخچه مدل دو محوری ماشین القایی ۱۶
۲-۲-۱: معادلات تبدیل یافته ولتاژ ۲۲
۲-۲-۲ معادلات تبدیل یافته فلوی پیوندی ۲۵
۲-۲-۳- معادله تبدیل یافته گشتاور مغناطیسی ۲۸
۲ -۴ معا دلات حالت ۳۰
۲-۵- مدل ژنراتور القایی در حالت ماندگار ۳۰
۲-۶ تئوری فضای برداری ۳۴
فصل سوم
راه اندازی ژنراتور القایی ۳۹
۳-۱- پدیده تحریک خودی ۴۰
۳-۱-۱- تعبیرپروسه تحریک خودی براساس مدار معادل RLC 41
3-1-2- تعبیر پروسه تحریک خودی براساس سیستمهای خودنوسانی۴۳
۳-۱-۲-۱- توصیف سیستم خودنوسانی ۴۳
۳-۱-۲-۲- سیستم ماشین القایی۴۶
۳-۱-۳- تغبیر پروسه تحریک خودی براساس پسماند مغناطیسی ۵۴
۳ -۱-۳-۱بررسی های تئوریکی ۵۶
۳-۲ نکات عملی در راه اندازی ژنراتور القایی ۶۱
فصل چهارم
مثالهایی از حالت های گذرا در ژنراتور القایی ۶۵
۴-۱ اتصال بار اهمی به ژنراتورالقا یی ۶۵
۴-۲ اتصال کوتاه سه فاز متقارن ۷۱
۴-۳ اتصال کوتاه دوفاز ۷۸
۴-۴- اتصال کوتاه دو فاز به زمین ۸۸
۴-۵ اتصال کوتاه یک فاز به زمین ۹۶
۴-۶ اثر شتاب روتور برروی پدیده تحریک خودی ۱۰۳
منابع۱۰۷
پایان نامه ژنراتور القایی
