آموزش مجازی ماشینهای الکتریکی

آزمايشگاه سيستمهاي انرژي

همانطور كه ميدانيم سرعت موتورهاي قفس سنجابي، بستگي به فركانس منبع تغذيه و تعداد جفت قطبها دارد. بنابراين براي داشتن موتورهاي دو سرعته و بيشتر،ميتوانيم با به هم پيوستن  سيم پيچهای استاتور، تعداد قطبهاي متفاوتي داشته باشيم. اين موتورها ميتوانند سرعتي به نسبت ۱/۲(یک به دو)داشته باشند.

تعداد ترمينالها در اين نوع موتورها شش ترمينال مي باشد.

نوع ديگري از موتورها، موتورهاي با دو سيم پيچي مجزا مي باشند. اين نوع موتورها ميتوانند دو سرعت با هر نسبتي داشته باشند.

هر چند مشخصات الكتريكي آنها با درك اين واقعيت كه سيم پيچهاي دور كم ناگزير بايستي استرس هاي مكانيكي و الكتريكي حالت دور زياد را هم تحمل كنند، تحت تاثير قرار مي گيرند. بنابراين گاهي اوقات اين موتورها در دور كم جرياني بيشتر از حالت دور زياد مي كشند.

همانطور كه ميدانيم سرعت موتورهاي قفس سنجابي، بستگي به فركانس منبع تغذيه و تعداد جفت قطبها دارد. بنابراين براي داشتن موتورهاي دو سرعته و بيشتر،ميتوانيم با به هم پيوستن سيم پيچهاي استاتور، تعداد قطبهاي متفاوتي داشته باشيم. اين موتورها ميتوانند سرعتي به نسبت ۱/۲(یک به دو)داشته باشند.

تعداد ترمينالها در اين نوع موتورها شش ترمينال مي باشد.

نوع ديگري از موتورها، موتورهاي با دو سيم پيچي مجزا مي باشند. اين نوع موتورها مي توانند دو سرعت با هر نسبتي داشته باشند.

موتورهاي با سيم پيچي دالاندر (Dahlander motors) :

الف) سيم بندي ستاره-ستاره ستاره(ستاره دوبل) Y/YY

اين موتورها در حالت كلي مطابق شكل (1) سيم پيچي شده اند.

Y/YYشكل (1) موتور دالاندر-سيم پيچها و نحوه اتصالات

به منظور راه اندازي موتور در دور كم، منبع تغذيه به ترمينال هاي(1U,1V,1W) وصل شده و ترمينالهاي (2U,2V,2W) دست نخورده باقي مي مانند. در اين حالت موتور به صورت ستاره Y راه اندازي مي شود. در اين حالت با توجه به سري بودن سيم پيچهاي هر فاز،موتور با جريان كمتري راه اندازي مي گردد.(و همچنين توان كمتر). شكل 2-الف

جهت استفاده از اين موتورها در دور زياد، منبع تغذيه به سرهاي (2U,2V,2W) وصل شده و سرهاي (1U,1V,1W) به هم متصل مي شوند.در اين روش مطابق شكل 2-ب موتور به صورت YY مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين حالت تعداد قطبها نصف و در  نتيجه طبق رابطه  N=120*F/P سرعت دو برابرمي گردد. همچنين با توجه به شكل مقاومت سيم پيچهاي هر فاز كمتر شده و در نتيجه جريان راه اندازي افزايش مي يابد. (همچنين توان موتور افزايش مي يابد)

نكته 1: وجود نقص در اتصال پايانه هاي(1U,1V,1W) باعث آسيب ديدگي سيم پيچها مي گردد.

نكته 2: در سيستم مدار قدرت (كنترل با كنتاكتور) كنتاكتور مربوط به  ستاره  باید قبل از كنتاكتور اصلي YY  (دور زياد-ستاره دوبل) بسته شود. 

               ب)  دور زیاد                                         الف) دور کم   

                                           شکل۲

ب) سيم بندي مثلث- ستاره دوبل(Δ/YY)

اين موتورها در حالت كلي مطابق شكل (3) سيم پيچي شده اند.

توضيحات مربوط به حالت Y/YY در مورد اين نوع سيم بندي(Δ/YY) نيز بكار مي رود.

شكل 4 الف و ب به ترتيب نوع سيم بندي مثلث(دور كم) و ستاره دوبل (دور زياد) را نشان مي دهد.

                                شکل ۳

در شكل 5 مدار قدزت مربوط به موتورهاي سرعته دالاندر را مشاهده مي كنيم.توضیح اینکه در حالت دور کند کنتاکتور C1 بسته و دو کنتاکتور دیگر باز هستند و در دور تند عکس این حالت صادق است.

                  ب) دور زیاد                               الف) دور کم

                                         شکل ۴

                           شکل ۵

استفاده از دو سیم پیچ مجزا:

استاتور این نوع موتورها از دو سیم پیچ مجزا برای دورهای کم و زیاد ساخته شده است.

 در این روش نیز مانند روشهای بالا  برای دور کم مطابق شکل 6 منبع تغذیه به سرهای (1U,1V,1W) وصل شده و پایانه های دیگر بدون تغییر باقی می مانند.برای دور زیاد عکس این موضوع صادق است.

 هر چند مشخصات الكتريكي آنها با درك اين واقعيت كه سيم پيچهاي دور كم ناگزير بايستي استرس هاي مكانيكي و الكتريكي حالت دور زياد را هم تحمل كنند، تحت تاثير قرار مي گيرند. بنابراين گاهي اوقات اين موتورها در دور كم جرياني بيشتر از حالت دور زياد مي كشند.

موتورهاي سه يا چهار سرعته نيز مي توانند با تغيير قطب ها روي سيم پيچ هاي استاتور ساخته شوند. البته اين روش نياز به افزودن اتصالاتي روي سيم پيچها دارد.

 مدار قدرت این نوع موتورها شبیه موتور دالاندر است با این تفاوت که برای این نوع موتورها به کنتاکتور C2 نیازی نیست.

                                            شکل ۶

نکته:

چنانچه میدانیم در موتورهای القایی تعداد قطب های روتور و استاتور برابرند. استفاده از روشهای بالا برای روتورهای سیم پیچی شده چندان ساده نیست، زیرا باید سر سیم های روتور از حلقه های لغزان جدا شده تا آرایش سیم پیچهای روتور مطابق استاتور تغییر نماید. و سپس مجدداً پایانه های روتور به حلقه های لغزان متصل گردند.دلیل استفاده از روتور قفس سنجابی به این علت است که میله های استفاده شده در روتور به صورت خودکار و به دلیل عمل القاء طوری خود را آرایش می دهند که تعداد قطبهای روتور و استاتور برابر گردند.

برای درک بیشتر مطالب ذکر شده تصاویر زیر را مشاهده نمایید.

   سیم بندی موتور دالاندر (کابل با سطح مقطع بیشتر برای دور تند و کابل با سطح مقطع کمتر برای دور کند)

                      روتور قفس سنجابی

                 استاتور موتور القایی

         مدار قدرت موتورهای دالاندر

 نقشه مدار قدرت و فرمان موتور دالاندر به صورت چپگرد-راستگرد

نمونه سوالات درس ماشین الکتریکی ac


1-در صنعت مخابرات از چه نوع هسته ای استفاده می شود؟چرا؟


2-ترانسفور ماتور ایده آل رادر چهار مورد تعریف کنیدوبنویسیدکوپلینگ مغناطیسی در چه موقع کامل است؟


3-چه کمیتهایی در ترانسفور ماتور تبدیل می شود؟اختلاف فازبین ولتاژاولیه وثانویه درترانسفور ماتور تکفازچند درجه است؟


4-مدار معادل در حالت بی باری رابرای یک ترانسفورماتورتکفاز رسم کنیدونام هرکمیت رابنویسید.


5-مثلث کاپ راتعریف کنیدودر یک نمودار افت ولتاژرابرای بارهای مختلف در یک ترانسفور ماتور تکفازرسم کنید.


6-الف:مدارمعادل رابرای ترانسفورماتور تکفاز درحالتیکه ازتلفات هسته صرفنظرشده رسم کنید

ب:جریان اتصال کوتاه چه موقع بیشترین مقداراست؟


7-نام آزمایشی که در آن تلفات مسی اندازه گیری می شودرانام ببریدومدار آنرارسم کنید.


8-راندمان سالیانه رابرای یک ترانسفورماتور تکفازتعریف کنیدوبنویسید درچه موقع ضریب بهره ماکزیمم است؟


9-سه کاربرد برای اتو ترانسفورماتوربنویسیدوتوان تیپ رابرای آن تعریف کنید.


مسائل:


1-توان ظاهری یک ترانسفورماتور ایده الKVA1وتعداد حلقه های اولیه وثانویه به ترتیب800و200دور میباشداگراز سیم پیچ ثانویه A20جریان عبور کندمطلوبست:

الف:جریان اولیه وولتاژاولیه وثانویه 5AوV200v,50و160اهم:ج

ب:بارخازنی 20 اهم در اولیه چقدردیده میشود؟


2-با اعمال ولتاژ8ولت درحالتی که ترانسفورماتوراتصال کوتاه شده است ازاولیه جریان نامیA5عبور میکنداگر این ترانسفورماتور200ولت به100ولت باشدمطلوبست:درصدولتاژاتصال کوتاه وجریان اتصال کوتاه دائم دراولیه. %4و125A:ج


3-یک ترانسفورماتور تکفاز60KVAازآزمایشهای مدارباز واتصال کوتاه به ترتیب 500W1وw2000ازشبکه دریافت میکندوباری راباضریب قدرت 0.8تغذیه میکندمطلوبست:

الف:راندمان دربار نامی

ب:راندمان درنصف بار نامی

پ:راندمان ماکزیمم در همین ضریب قدرت 93.2%و92.3%و93.22%:ج


4-یک اتوترانسفورماتوردرمجموع دارای1200حلقه میباشدوبار 10اهم ازحلقه400آن جریانA20

دریافت میکندمطلوبست:

الف:چه ولتاژی به حلقه 1200آن متصل است؟

ب:توان عبوری وتوان تیپ 600Vو2000VAو1333.3VA:ج

نمونه سوال ماشينهاي الكتريكي dc :
1- جهت ميدان مغناطيسي اطراف سيم حامل جريان به چه عاملي بستگي دارد ؟
2- بين دوسيم موازي حامل جريان درچه صورت نيروي دافعه و در چه صورت نيروي جاذبه بوجود مي آيد؟
3- قانون دست راست براي سيم پيچ ها را بيان كنيد .
4- نيروي محركه ي مغناطيسي را تعريف و رابطه ي آن را بنويسيد .
5- شدت ميدان مغناطيسي چيست و رابطه ي آن كدام است ؟
6- فوران مغناطيسي چيست ؟
7- چگالي فوران را تعريف كرده ، با ذكر فرمول بيان كنيد چگالي فوران به چه عواملي بستگي دارد ؟
8- ضريب نفوذ مغناطيسي و ضريب نفوذ نسبي چيست ؟
9- چرا در سيم پيچ ها از هسته ي آهني استفاده مي شود ؟
10- افزايش فركانس و افزايش دما چه تاثيري در ضريب نفوذ مغناطيسي دارد؟
11-منحني مغناطيس را رسم و نواحي مختلف آنرا مشخص نماييد .
12- پس ماند مغناطيسي چيست ؟
13- مراحل ترسيم حلقه ي هيسترزيس را شرح دهيد .
14- پس ماند مغناطيس را چگونه از بين مي برند؟
15- مقاومت مغناطيسي ( رلوكتانس ) به چه عواملي بستگي دارد ؟
16- قانون نيروي لورنس را بيان نماييد .
17- قانون دست چپ ( قانون موتوري ) را بيان كنيد .
18- نيروي لورنس به چه عواملي بستگي دارد ؟ فرمول ذكر گردد
19- القاء را تعريف كنيد .
20-درچه صورت در يك هادي ولتا‍‍ژ القاء مي گردد ؟
21- جهت جريان القايي چگونه تعيين مي گردد ؟ ( قانون دست راست مولدي )
22- القاء از طريق فوران چگونه است ؟
23- مقدار ولتاژ القايي از طريق تغييرات فوران چگونه محاسبه مي گردد ؟
24- جهت جريان القايي چگونه است ؟
25- جريان هاي فوكو چگونه پديد مي آيند ؟ و روش كاهش آنها چيست ؟
26- جهت ولتاژ خود القايي چگونه است ؟
27- انرژي ذخيره شده در ميدان مغناطيسي چگونه محاسبه مي گردد ؟
28- ماشينهاي الكتريكي بطور كلي چگونه دسته بندي مي شوند ؟
29- به چه ماشينهايي مولد و به چه ماشينهايي موتور مي گويند ؟
30- ساختمان يك مولد ساده را شرح دهيد .
31- چگونگي توليد نيروي محركه را در مولد ساده شرح دهيد .
32- يك مولد ساده جريان مستقيم از چه قسمت هايي تشكيل شده است ؟
33- وظيفه ي كموتاتور چيست ؟
34- در مولدهاي DCبراي بهبود يكسوسازي چه مي كنند ؟
35- در مولدهاي ساده ي جريان مستقيم تغيير پلاريته ي ولتاژ خروجي چگونه انجام مي شود ؟
36- دامنه ولتاژ القايي را در يك مولد ساده چگونه افزايش مي دهند ؟
37- در يك مولد ساده DC مقدار ولتاژ توليد شده به چه عواملي بستگي دارد ؟
38- عوامل موثر در ايجاد گشتاور در موتور ساده را بنويسيد .
39- معايب موتور ساده ي بدون كموتاتور چيست ؟
40- در يك موتور ساده در چه صورت گشتاور صفر مي گردد ؟
41- چگونه مي توان امكان حركت دوراني مداوم را در يك موتور بوجود آورد ؟
42- اجزاي ساكن ماشينهاي الكتريكي DC را نام ببريد .
43- اجزاي متحرك ماشينهاي الكتريكي DC را نام ببريد .
44- انواع سيم بندي آرميچر را نام ببريد .
45- با رسم يك جدول تفاوت بين انواع سيم بندي را مشخص نماييد .
46- عكس العمل آرميچر چيست ؟ و چه تاثيري بر كار ماشين دارد ؟
47- چگونه عكس العمل آرميچر را از بين مي برند ؟
48- رابطه ي نيروي محركه در ماشين DCواقعي را اثباط كنيد .
49- رابطه ي گشتاورتوليدي درآرميچر ماشين DCواقعي را اثباط كنيد .
50- با رسم يك بلوك دياگرام رابطه ي تلفات ماشين جريان مستقيم را بنويسيد .
51- راندمان در يك ماشين DC چيست و چگونه محاسبه مي گردد ؟
52-تلفات ماشينهاي جريان مستقيم را چگونه تقسيم بندي مي كنند ؟
53- توات الكترومغناطيسي در يك مولد DC چيست و چگونه محاسبه مي شود ؟
54- بلوك دياگرام توان در مولدهاي DC را رسم كنيد .
55- بلوك دياگرام توان در موتورهاي DC را رسم كنيد .
56- مولدهاي جريان مستقيم چگونه طبقه بندي مي شوند ؟
57- مدار معادل مولد با تحريك مستقل را رسم و روابط آنرا بنويسيد .
58- مدار معادل مولد با تحريك موازي (شنت ) را رسم و روابط آنرا بنويسيد .
59- مدار معادل مولد با تحريك سري را رسم و روابط آنرا بنويسيد .
60- مدار معادل مولد كمپوند با انشعاب كوتاه و با انشعاب بلند را رسم كنيد .
61- مدار معادل مولد با تحريك كمپوند را رسم و روابط آنرا بنويسيد .
62- مشخصات اصلي مولدهاي جريان مستقيم را نام ببريد .
63- مقادير اصلي كه مبين كار مولدهاي جريان مستقيم هستند كدامند ؟
64- درصد تنظيم ولتاژ چيست و رابطه ي آن كدام است ؟
65- مشخصه ي بي باري مولد با تحريك مستقل چگونه رسم مي شود ؟
66- مشخصه ي خارجي مولد با تحريك مستقل چگونه رسم مي شود ؟
67- مشخصه ي تنظيم مولد با تحريك مستقل چگونه رسم مي شود ؟
68-مشخصه ي بي باري مولد با تحريك شنت چگونه رسم مي شود ؟
69- مشخصه ي خارجي مولد با تحريك شنت چگونه رسم مي شود ؟
70- مشخصه ي تنظيم مولد با تحريك شنت چگونه رسم مي شود ؟
71- مشخصه ي بي باري مولد با تحريك سري چگونه رسم مي شود ؟
72- مشخصه ي خارجي مولد با تحريك سري چگونه رسم مي شود ؟
73- مشخصه ي تنظيم مولد با تحريك سري چگونه رسم مي شود ؟
74- مشخصه ي بي باري مولد با تحريك كمپوند چگونه رسم مي شود ؟
75- مشخصه ي خارجي مولد با تحريك كمپوند چگونه رسم مي شود ؟
76- مشخصه ي تنظيم مولد با تحريك كمپوند چگونه رسم مي شود ؟
77- كاربرد مولد با تحريك مستقل چيست ؟
78- كاربرد مولد با تحريك شنت چيست ؟
79- كاربرد مولد با تحريك سري چيست ؟
80- كاربرد مولد با تحريك كمپوند چيست ؟

فصل اول - ترانسفورماتورها

فصل دوم – ماشین های القایی

Password  : www.aryabooks.com

شرایط تدریس مجازی

درس مجازی بمعنای ایجاد یک سری محتواهای درس و ارائه در سامانه آموزش مجازی و رها نمودن دانشجویان تا خود مطالب را بهر صورتی که می خواهند مطالعه نمایند، نیست و بایستی تعامل مناسبی میان استاد و دانشجویان در طول ترم برقرار باشد. در همین راستا اعضای هیات علمی موظفند شرایط زیر را در ارائه یک درس مجازی رعایت نمایند:

1. تایید ابتدایی محتواهای تولید شده توسط کمیته علمی یا مسوول آموزش مجازی دانشگاه از نظر رعایت حداقل ها
2. رهگیری مناسب دانشجویان در طی درس براساس تقدم و تاخر مطالب درسی
3. ایجاد تکالیف برای دانشجویان و بررسی و ارزیابی نتایج و اعلام نظر به دانشجو
4. برگزاری حداقل یک جلسه حل مساله حضوری  یا فعالسازی و شرکت در یک فضای مشارکتی آنلاین بمدت معادل یک جلسه برای دانشجویان توسط هر استاد درس مربوطه

شرایط درس برای تدریس بصورت مجازی

دروسی می توانند بصورت مجازی ارائه شوند که دارای حداقل شرایط زیر باشند:

1.        دروس نظری و یا دروس عملی دارای دوره نظری قابل ارائه بصورت مجازی هستند.پ

2.    آن دسته از دروس نظری دارای امکان آموزش مجازی هستند که فعالیت کلاسی خاصی و یا حضور در بخش، آزمایشگاه یا کارگاه که مستلزم حضور فیزیکی استاد و دانشجو باشد، قابل ارائه بصورت مجازی نیستند.

3.        آموزش تئوری بخش عملی دروس نظری بصورت مجازی در صورت برگزاری دوره علمی درس بصورت عادی امکان پذیراست.

4.    دروس دارای محتواهای آموزشی خاص مانند فرمولها و نمودار های ریاضی و فنی در صورتی که فرمولهای ریاضی و یا تصاویر خاص مربوط به آن قابل ارائه در فرمت الکترونیکی نرم افزار آموزش مجازی موجود دانشگاه باشد، بلامانع است.

5.        اولویت آموزش مجازی با دروسی است که در طول سال تحصیلی فقط در یک نیمسال تحصیلی ارائه می شوند.

6.    دروسی که توسط چندین استاد ارائه می شوند می تواند بخش مربوط به یک استاد نیز بصورت مجازی ارائه شود اما بایستی کلیه جلسات درسی آن استاد را شامل شود.

ایجاد فرمت مجازی درس همراه با ادامه آموزش کلاسی آن مغایر نمی باشد

7.    درسی می تواند بصورت مجازی ارائه شود که استاد مربوطه حداقل یک یا دو جلسه حل مساله یا رفع اشکال بصورت حضوری برگزار نماید و یا حداقل یک فضای مشارکتی همزمان و یا غیرهمزمان را برنامه ریزی نماید و  فعالیت مناسبی که به تایید مدیر سامانه آموزش مجازی دانشگاه برسد را در آن داشته باشد و لازمست که در نظرسنجی آن فضای مشارکتی رضایت حداقل 65% دانشجویان را قبل از برگزاری آزمون کسب نماید.

8.    حضور و غیاب دانشجویان در درس مجازی بایستی توسط استاد مربوطه بصورت رهگیری فعالیت دانشجویان در سامانه آموزش مجازی صورت پذیرد و دانشجویانی که کمتر از حد مجاز معین شده در آن فضا حضور داشته اند دارای غیبت غیرمجاز قلمداد شده و با ایشان بایستی مطابق مقررات مربوطه برخورد شود.

9.    میران محتواهای درسی بایستی به انداره تعداد ساعت درسی معادل آن از نظر زمانی برای گوش نمودن ( برای محتواهای سمعی و انیمیشنی ) و برای خواندن آن با سرعت عادی لازم برای درک مطلب  ( برای محتواهای متنی، PowerPoint ) باشد یعنی بعنوان مثال در یک درس یک واحدی، کل محتوا بایستی حدود 17 ساعت یا معادل آن، محتوا داشته باشد.