پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC
پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC
موضوع پایان نامه آماده کارشناسی برق قدرت:
پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC (ماشین شنت)
مقدمه ای بر ماشینهای الکتریکی
ماشین الکتریکی وسیله ای است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی ویا انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی مبدل می سازد که در حالت اول ماشین را موتور و در حالت دوم ماشین را ژنراتور گویند و به طور عام به آنها ماشینهای الکتریکی دوار اطلاق می شود . عملکرد موتورها وژنراتورها بر اساس قوانین مربوط به میدان مغناطیسی استوار است و تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی و بالعکس به کمک میدان مغناطیسی و قوانین آن علی الخصوص قانون فاراده امکان پذیر می باشد.
امروزه ماشین های الکتریکی نقش بسیار ارزنده ای در زندگی بشر متمدن ایفا می کنند به عنوان مثال می توان از نقش ژنراتورها در تامین انرژی الکتریکی یاد کرد و همچنین اکثر لوازم موجود در خانه ها، ادارات،مراکز تجاری و صنعتی مجهز به موتورهای الکتریکی هستند. علت مقبولیت موتورها وژنراتورها این است که انرژی الکتریکی یک منبع انرژی تمیز و پر بهره است به طوری که میتوان گفت موتورهای الکتریکی همچون موتورهای احتراق داخلی به سوخت و تهویه نیازی ندارند و باعث آلودگی محیط زیست نمی شوند بنابراین استفاده از ماشینها روز به روز گسترش یافته است به طوری که امروزه تعداد موتورهای الکتریکی در خانه های طبقهء متوسط ایرانی حداقل پنج عدد و در برخی از خانه ها متجاوز از بیست عدد می باشد. در هر خودرو دست کم پنج ماشین دورانی برقی وجود دارد تعداد این ماشینها در وسایل پیچیده تری مانند هواپیما های غول پیکر بیشتر است. بنابراین با کمی دقت در می یابیم که ماشینهای الکتریکی در زندگی روزمره کاربرد زیادی دارند از اینرو درک اصول کار این ماشینها برای افزایش سود دهی فن آوری برق حائز اهمیت است.
تولید انرژی الکتریکی برای نخستین بار بوسیلهء ژنراتور های DC صورت گرفته است. بطوریکه اولین نیروگاه که در سال ۱۸۸۲ میلادی در نیویورک توسط ادیسون نصب وبهره برداری قرار گرفت ، دارای ژنراتور از نوع جریان مستقیم بود بدین معنی که در خروجی ژنراتور برق یکسو (DC) حاصل می شد از این نیروگاه جهت تغذیهء چند بلوک ساختمانی استفاده می شد. با اختراع جریان متناوب AC روند تولید انرژی الکتریکی در نیروگاهها به سمت استفاده از ژنراتورهای جریان متناوب ((AC سوق داده شد سپس با پیدایش سیستمها ی سه فاز جریان متناوب و برتری اقتصادی آن ژنراتورها ی سه فاز AC در نیروگاهها نصب شدند و امروزه تقریبا“ اکثر قریب به اتفاق نیروگاهها در سطح جهان برق سه فاز AC تولید می کنند .
هر ماشین از دو قسمت اصلی متحرک و ساکن ساخته شده است. قسمت متحرک ماشین که به یک سیستم مکانیکی وصل می شود، به نسبت نوع بهره برداری از ماشین (ژنراتوری یا موتوری) مکان ورودی و یا خروجی مکانیکی ماشین است. حرکت ماشین ممکن است “خطی“ باشد مانند “موتورهای خطی“ که معمولا“ در کارخانجات برای انتقال وسایل ولوازم بکار می روند نوع دیگر “ حرکت لرزشی “ یا “عقب و جلو رونده“ است ( همانند حرکت در قیچی و ریش تراش برقی و…). در بیشتر ماشینها حرکت چرخشی است.
ماشینهای چرخشی به سه دستهء اصلی تقسیم می شوند:
- ماشین جریان مستقیم:
وجه تمایز این ماشین استفاده از یک وسیلهء کلید زنی مکانیکی به نام “مجموعهء مسی“ است از این ماشین بیشتر در کارهای نیمه صنعتی ، صنعتی و حمل و نقل استفاده می شود. توضیحات بیشتر در مورد کاربرد این ماشینها در فصل چهارم آمده است.
- ماشین القایی (آسنکرون):
این ماشین در سال ۱۸۸۳ میلادی توسط ” تسلا“ اختراع گردید و اختراع این ماشین سبب گرایش به استفادهء هر چه بیشتر از سیستم متناوب شد با اینکه این ماشین بازوی اصلی صنعت است اما ازآن در خانه و اداره نیز به عنوان مهمترین موتور لوازم برقی استفاده می شود. موتورهای القایی بزرگ نیز در کاربرد هایی چون محرکهای پمپ، آسیاب، بالابرو… به کار می روند. این ماشین با توجه به ساختمان ساده،محکم،بادوام و انعطاف پذیری که دارد، جای پای محکمی در زمینهء موتوری و ژنراتوری صنایع برای خود باز کرده است اخیرا“ کمبود اصلی این ماشین که نداشتن قابلیت تغییر سرعت در دامنهء وسیعی از سرعتها است، با استفاده از مبدل های فرکانس قدرت، بدون از بین رفتن قابلیتهای ماشین برطرف شده است لذا به جرات می توان گفت این ماشین می تواند پاسخگوی نیازتمام صنایع باشد. امروزه بیشتر موتورهای صنعتی ۱kw به بالا ماشینهای القایی سه فاز هستند. ماشینهای القایی به دلیل کمتر بودن سرعت نامی آنها از سرعت سنکرون در حالت موتوری و بیشتر بودن آن در حالت مولدی به ماشین آسنکرون نیز موسوم است. این ماشین ها بجز در چند کاربرد ژنراتوری (به عنوان مثال نیروگاههای بادی) بیشتر به عنوان موتور مورد استفاده قرار می گیرند. موتورهای القایی با توان های چند وات تا سی هزار اسب بخار ساخته می شوند و سرعتشان تقریبا“ و نه کاملا“ ثابت است و از بی باری تا بار کامل فقط چند درصد افت می کند از اینرو در کاربردهایی که به پهنهء وسیع سرعت نیاز است هنوزهم موتورهای DC برترند. کمبود های اصلی موتور القایی عبارتند از :
الف) سرعت وابسته به فرکانس منبع تغذیه است و در نتیجه به راحتی قابل کنترل نیست.
ب) جریان راه اندازی معمولا“ بین پنج تا هشت برابر مقدار نامی است.
ج) در بار سبک ضریب توان پسفاز کوچکی دارد.
د)مانند موتور جریان مستقیم شنت سرعت با افزایش بار کاهش می یابد و در ضمن گشتاور راه اندازی آن از موتور جریان مستقیم کمتر است.
اکثر موتورهای تکفاز، القایی می باشند این موتورها بسته به روش راه اندازی به انواع مختلف مانند موتورهای با خازن راه انداز، موتورهای فاز شکسته و موتورهای قطب چاکدار تقسیم می شوند و کاربرد آنها در پنکه های صنعتی و دمنده ها، یخچال ها وکمپرسورها، پمپ های گریز از مرکز و ماشین رختشویی و… می با شد.
- ماشین سنکرون:
به دلیل وجود رابطه بین فرکانس و سرعت این نوع ماشین را “ همزمانی“ یا سنکرون می نامند.امروزه ژنراتورهای سنکرون سه فاز ستون فقرات شبکه های برق را در جهان تشکیل می دهند و ژنراتورهای عظیم در نیروگاهها وظیفهء تولید انرژی الکتریکی را به دوش می کشند.
موتورهای سنکرون زمانی بکار می روند که به سرعت ثابت نیاز داشته باشیم البته موتورهای سنکرون تکفاز نیز وجود دارند این موتورهای تکفاز تحت سرعت ثابت می چرخند و کاربرد آنها در صنعت ساعت سازی و گرامافون و ضبط صوت می باشد.
نوع خطی موتورهای سنکرون بنام موتورهای خطی سنکرون یا LSM نیز در سیستمهای حمل و نقل بکار می روند. یکی از مزایای عمدهء موتورهای سنکرون این است که می تواند از شبکه توان راکتیو دریافت یا به شبکه توان راکتیو تزریق کند. ماشینهای سنکرون اعم از ژنراتور و موتور جزء ماشینهای دوتحریکه محسوب می شوند زیرا سیم پیچی روتور آنها توسط منبع DC تغذیه شده و از استاتور آنها جریان AC می گذرد. در موتور سنکرون می توان با تغییر جریان تحریک (مدار روتور) که جریان DC است، ضریب توان موتور را کنترل نمود. موتور سنکرون بی بار را کندانسور سنکرون می نامند و در سیستمهای انتقال انرژی جهت تنظیم ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد. در صنعت نیز گاهی برای بهبود ضریب توان بجای خازن از موتورهای سنکرون در حالت پیشفاز استفاده می شود. موتور سنکرون معمولی بیشتر به عنوان پمپ و“ماشین تراکم هوا“ استفاده می شود.
نکتهء منفی در رابطه با موتورهای سنکرون آن است که برای تغذیهء روتور به منبع DC نیاز داریم. اما امروزه از سیستمهای تحریک بدون جاروبک استفاده کرده و مشکل منبع DC جداگانه را حل نموده اند. در این سیستمها مدار تحریک روتور یک ژنراتور کوچک AC است که برروی محور روتور قرار دارد و همراه محور می چرخد خروجی این ژنراتور توسط یکسوسازهای الکترونیکی که آن هم بر روی محور قرار دارد، یکسو می شود و خروجی یکسوساز مستقیما“ روتور را تغذیه می کند.
هزینهء ساخت موتورهای سنکرون بیشتر از موتورهای القایی است لذا در سرعت های بالا یا در سرعت های متوسط با توان کمتر از پنجاه اسب بخار موتورهای سنکرون مناسب نمی باشند. در کاربردهایی که به سرعتهای کم وتوان زیاد نیاز است موتور القایی گرانتر از موتور سنکرون است زیرا به آهن بسیار زیاد جهت ایجاد چگالی شار بالا در شکاف هوایی نیاز است ولی موتور سنکرون دارای خواصی چون سرعت ثابت، بازده بالا، قابلیت کنترل است که مسئلهء گرانی آنرا می پوشاند. امروزه سیستمهای کنترل سرعت موتورهای سنکرون که توسط سیستمهای الکترونیکی کنترل می شوند بسیار مورد توجه قرار گرفته است مبدل های موجود در این سیستمها بسیار ساده وارزان هستند، زیرا کموتاسیون تریستورها توسط خود ماشین (موتور) انجام می گیرد. تحقیقات وسیعی در جریان است که از این سیستم در ترنهای برقی استفاده شود تا بتوانند موتورهای سنکرون را بجای موتورهای DC والقایی وارد سیستم حمل و نقل نمایند.
نوع دیگری از ماشین سنکرون وجود دارد که به ماشین سنکرون رلوکتانسی موسوم است این ماشین اساسا“ شبیه تکفاز القایی بوده با این تفاوت که در ساختمان روتور آن برجستگی ایجاد می شود از این ماشین در توان های نامی کوچک برای اندازه گیری زمان و نیز در ساعتهای برقی استفاده می شود.
نوع دیگری از موتور سنکرون تکفاز موتور سنکرون هیسترزیس است که در آن از خاصیت هیسترزیس ( پسماند) مواد مغناطیسی برای ایجاد گشتاور استفاده می شود این موتور در ساعتهای برقی، ضبط صوت و سایر کاربردهای با سرعت ثابت مورد استفاده قرار می گیرد.
ماشین سنکرون با آهنربای دائم، نوع دیگری از ماشین سنکرون است این ماشین بدلیل نداشتن تلفات انرژی در مدار تحریک بازده بسیار بالایی دارد در حال حاضر برای توان های نامی بزرگ، از مواد آهنربای دائم گران قیمت (آلیاژی از کبالت و پلاتین) استفاده می شود. عیب این ماشین نداشتن ویژگی کنترل مدار تحریک است که از مهمترین مزیتهای سایر ماشینهای سنکرون بر ماشینهای القایی است.
فهرست مطالب
فصل اول
مقدمه ای بر ماشینهای الکتریکی………………………………………………………………………..۱
فصل دوم
حالتهای گذرا در سیستمهای قدرت
مقدمه………………………………………………………………………… …………………………………۶
حالت گذرا در ماشین dc ……………………………………………………………………………….6
حالت گذرا در ماشین سنکرون………………………………………………………………………….۷
حالت گذرا در ماشین القایی……………………………………………………………………………..۹
فصل سوم
مقدمه ای بر Matlab و Simulink
Simulink مطلب………………………………………………………………………………………۱۰
حل معادلات دیفرانسیل با استفاده از روشهای حل دنباله ode………………………..13
فصل چهارم
ماشینهای جریان مستقیم
مقدمه…………………………………………………………………………………………………………..۱۶
ماشین dc شنت……………………………………………………………………………………………۱۷
ژنراتور شنت…………………………………………………………………………………………………۱۸
موتور شنت…………………………………………………………………………………………………..۲۲
بررسی حالات گذرا و دینامیک ماشین dc شنت…………………………………………۲۶
رفتار گذرای موتور dc شنت………………………………………………………………………..۲۷
راه اندازی موتور dc شنت……………………………………………………………………………۳۰
حالت گذرای ناشی از تغییر ناگهانی بار…………………………………………………………۳۷
فصل پنجم
شبیه سازی رفتار گذرا با استفاده از متلب
شبیه سازی رفتار گذرا با استفاده از simulink مطلب……………………………………..۴۲
بلوک دیاگرام موتور تحریک مستقل…………………………………………………………………۴۲
بلوک دیاگرام موتور تحریک مستقل با مقاومتهای راه انداز………………………………….۴۶
مدار راه اندازی موتور تحریک مستقل………………………………………………………………۵۲
بلوک دیاگرام موتور شنت………………………………………………………………………………۵۵
بلوک دیاگرام موتور شنت با مقاومتهای راه انداز………………………………………………..۵۷
مدار راه اندازی موتور شنت……………………………………………………………………………۵۹
شبیه سازی رفتار گذرا بوسیلهء حل معادلات دیفرانسیل ماشین…………………………….۶۱
شبیه سازی رفتار گذرای موتور تحریک مستقل با استفاده برنامه ode………………….61
شبیه سازی رفتار گذرای موتور شنت با استفاده برنامه ode………………………………..63
راه اندازی موتور شنت با استفاده برنامه ode…………………………………………………….65
نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………..۶۷
مراجع………………………………………………………………………………………………………….۸۳
| نوع فایل پایان نامه | word در (۸۴ صفحه) |
| پاورپوینت | دارد در ۲۷ صفحه |
| شبیه سازی | با نرم افزار MATLAB (هفت فایل شبیه سازی) |
| گزارش کار | به صورت word |
| هزینه | ۷۵٫۰۰۰ تومان |
| لینک خرید پایان نامه |
برای دانلود و خرید پایان نامه کارشناسی برق قدرت آماده با عنوان پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC بر روی لینک خرید زیر کلیک کنید:
پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC + پایان نامه آماده کارشناسی برق قدرت + پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC + پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC + پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC + پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC + پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC + پایان نامه کارشناسی مطالعه و شبیه سازی رفتار گذرای ماشینهای DC + دانلود پایان نامه برق قدرت + پایان نامه کارشناسی برق با شبیه سازی matlab + پایان نامه شبیه سازی انواع موتور DC + پایان نامه شبیه سازی موتور کمپوند + پایان نامه شبیه سازی موتور سری + پایان نامه شبیه سازی موتور شنت + پایان نامه شبیه سازی موتور کمپوند اضافی + راه اندازی موتور dc شنت + رفتار گذرای موتور dc شنت + بررسی حالات گذرا و دینامیک ماشین dc شنت + حالتهای گذرا در سیستمهای قدرت
دیدگاه ها