موتورهای DC تحریک سری

M

mohammad-pe

عضو جدید

• Jan 5, 2012

• #1

1-معرفی موتور dc سری
(فرمول ها و مدار معادل)

شکل روبرو مدار معادل موتور سری را نشان می دهد که L[SUB]s[/SUB] سیم پیچ تحریک میدان و R[SUB]s[/SUB] مقاومت سیم پیچ تحریک و R[SUB]A[/SUB] مقاومت سیم پیچ آرمیچر است.
در موتور سری به علت سری بودن سیم پیچ تحریک و آرمیچر جریان تحریک و جریان آرمیچر با هم برابرند: I[SUB]A[/SUB]=I[SUB]S[/SUB]=I[SUB]L[/SUB]
این موضوع باعث ایجاد مزیت های عمده ای نسبت به دیگر موتور ها شده است مانند کنترل سرعت راحت تر و توانایی اتصال به جریان متناوب.
در ضمن معمولا در موتور های سری یک مقاومت متغییر R[SUB]g[/SUB] به طور سری به این مدار اضافه می شود که این مقاومت نقش مهمی در کنترل سرعت و همچنین راه اندازی موتور دارد که در بخش های بعد مفصل راجع به آن توضیح داده می شود.

در موتور سری فرمول های کلی زیر بر قرار است:

E[SUB]a[/SUB]=V[SUB]t[/SUB]-R[SUB]t[/SUB]I[SUB]a
[/SUB]T[SUB]a[/SUB]=K[SUB]a[/SUB]ɸI[SUB]a[/SUB]
E[SUB]a[/SUB]=K[SUB]a[/SUB]ɸω​

 

آخرین ویرایش: Jan 6, 2012

M

mohammad-pe

عضو جدید

• Jan 9, 2012

• #2

2- مشخصات کاری موتور های DC سری

2- مشخصات کاری موتور های DC سری

2- مشخصات کاری موتور های DC سری
در یک موتور DC نیروی محرکه الکتریکی تولید شده در آرمیچر E[SUB]a[/SUB] را نیروی ضد محرکه الکتریکی می نامند.(در حال حاضر توضیح این موضوع خارج از بحث است)
در موتور های DC ولتاژ ورودی معمولا ثابت است و متغییرها عبارتنداز:سرعت(مکانیکی)،گشتاور(مکانیکی)و جریان الکتریکی که در موتور های تحریک سری جریان تحریک و جریان آرمیچر برابر هستند.
مشخصه های مهم موتورهای DCعبارتند از:
1)مشخصه سرعت – جریان
2)مشخصه گشتاور – جریان
3)مشخصه سرعت – گشتاور
(در موتور های دیگر DC منظور جریان آرمیچر است)
1)مشخصه سرعت–جریان
اگر اثرات اشباع و عکس العمل آرمیچر را در نظر نگیریم شارɸ متناسب با I­[SUB]a[/SUB] می باشد که با در نظر گرفتن یک عدد فرضی و ثابت C داریم:

ɸ = C I[SUB]a[/SUB]
E[SUB]a[/SUB]=K[SUB]a[/SUB]ɸ ω =V[SUB]t[/SUB]-I[SUB]a[/SUB](R[SUB]t[/SUB])
ω = V[SUB]t[/SUB]/K[SUB]a[/SUB]ɸ – I[SUB]a[/SUB](R[SUB]t[/SUB])/K[SUB]a[/SUB]ɸ
ω = V[SUB]t[/SUB]/K[SUB]a[/SUB]CI[SUB]a[/SUB] – R[SUB]t[/SUB]/K[SUB]a[/SUB]C​

​

از این رابطه دیده می شود که با صرف نظر از اثرات اشباع و عکس العمل آرمیچر ، مشخصه سرعت—جریان متوتور سری به صورت هذلولی است.
اکنون اثرات اشباع و عکس العمل آرمیچر را در نظر می گیریم، در این حالت به علت اثر ضد مغناطیسی عکس العمل آرمیچر و اشباع تقریبا شار ɸثابت است و به I[SUB]a[/SUB] بستگی ندارد و بنابر این منحنی سرعت –جریان برای مقادیر زیاد جریان به خط صاف نزدیکتر می شود.
2)مشخصه گشتاور – جریان
با صرف نظر از اثرات اشباع و واکنش آرمیچر داریم: ɸ=CI[SUB]a[/SUB]

T[SUB]a[/SUB]=K[SUB]a[/SUB]ɸI[SUB]a[/SUB]=K[SUB]a[/SUB]CI[SUB]a[/SUB][SUP]2[/SUP]=C[SUB]1[/SUB] I[SUB]a[/SUB][SUP]2[/SUP]​

​

این رابطه نشان می دهد که گشتاور با مجذور جریان متناسب است و بنابراین مشخصه گشتاور –جریان سهمی می باشد.
اما برای جریان های زیاد شار ثابت می ماند و منحنی به خط راست نزدیک تر می شود.
3)مشخصه گشتاور—سرعت (مشخصه مکانیکی)
اگر از اشباع و عکس العمل آؤمیچر صرف نظر شود از رابطه ی قبلی داریم:

I[SUB]a[/SUB] = √(T[SUB]a[/SUB]/K[SUB]a[/SUB]C)
ω = V[SUB]t[/SUB]/√(K[SUB]a[/SUB]CT[SUB]a[/SUB]) – R[SUB]t[/SUB]/K[SUB]a[/SUB]C​

​

بنابراین با صرف نظر کردن از اثرات اشباع و واکنش آرمیچر، مشخصه سرعت –گشتاور به صورت هذلولی است و در صورت در نظر گرفتن این اثرات منحنی در گشتاور های بالا به خط صاف نزدیک می شود.(در این بخش منظور از مقدار زیاد و بالا مقادیر بیشتر ازمقدار نامی است)

 

آخرین ویرایش: Jan 9, 2012

M

mohammad-pe

عضو جدید

• Jan 9, 2012

• #3

3- راه اندازی موتور DC سری

3- راه اندازی موتور DC سری

3- راه اندازی موتور DC سری
درلحظه ی شروع به کار سرعت موتور صفر است و بنابراین نیروی ضد محرکه الکتریکی E[SUB]a[/SUB]نیز صفر است.درنتیجه داریم:

V[SUB]t[/SUB]= 0 + I[SUB]a[/SUB] (R[SUB]s[/SUB]+R[SUB]a[/SUB])​

I[SUB]a[/SUB]=V[SUB]t[/SUB]/R[SUB]a[/SUB]+R[SUB]s[/SUB][SUB][/SUB]​

از آنجایی که مقاومت های R[SUB]a[/SUB] وR[SUB]s[/SUB] بسیار کوچک هستند در زمان راه اندازی جریان زیادی از منبع تغذیه کشیده می شود. که چندین برابر جریان نامی است و این موضوع نتایج زیر را در بر دارد:
1)ایجاد جرقه ی زیان آور در کموتاتور
2)آسیب دیدن سیم پیچ آمیچر و خراب شدن عایق در اثر گرمای بیش از حد
3)گشتاور راه اندازی بالا و شتاب سریع که میتواند به قسمت های محرک موتور و بار آسیب بزند
4)افت زیاد ولتاژتغذیه
بدین منظور باید جریان ورودی در موتور سری کاهش یابد . برای این کار از یک مقاومت رئوستای(متغییر) به صورت سری با آرمیچر استفاده می شود. پس از راه اندازی موتور و با شتاب گرفتن، نیروی ضد محرکه الکتریکی E[SUB]a[/SUB] تولید می شود و باعث کاهش یافتن سرعت می شود حال برای باز گرداندن موتور به سرعت مناسب باید مقاومت راه انداز را به آرامی از مدار خارج کنیم در صورت خارج نشدن مقاومت نتایج زیر حاصل می شود:
1)کاهش سرعت کار موتور
2)تلفات اضافی انرژی(تلفات الکتریکی) وبنابراین کاهش بازده
در صنعت به روش های مختلف این فرایند انجام می پذیرد که در اینجا فقط به نام بردن سه روش از آنها ها بسنده می کنیم:
1)تغییر مقاومت رئوستا به صورت تغییر دستی
2)راه انداز خودکار (با فشردن یک کلید فشاری مقاومت ها به طور خودکار با توجه به مقدار E[SUB]a[/SUB] از مدار خارج میشوند)
3)راه انداز نیروی ضد محرکه الکتریکی(به وسیله ی چند رله که دوسر آنها به دوسر آرمیچر وصل است ، و کنتاکت های باز آنها به دو سر مقاومت های سری با آرمیچر متصل است)

 

M

mohammad-pe

عضو جدید

• Jan 9, 2012

• #4

4- کنترل سرعت موتور های DC سری

4- کنترل سرعت موتور های DC سری

4- کنترل سرعت موتور های DC سری
(روش گشتاور ثابت)
اگر بازه وسیع سرعت مورد نیاز باشد معمولا از موتور های سری استفاده می شود.شکل زیر نمایش طرح واره یک موتور سری با کنترل سرعت توسط تغییرات مقاومت مدار آرمیچر می باشد.


تنظیم ضعیف سرعت در موتور های سری چندان مناسب نیست.
این روش کنترل(گشتاور ثابت)برای کنترل سرعت محرکه هایی نظیر جرثقیل،بالابرها،قطارهاو... کاربرد های مهمی دارد.
به منظور استفاده از ظرفیت کامل موتور در همه ی سرعت ها ، جریان آرمیچر برابر مجاز آرمیچر یعنی مقدار نامی نگه داشته می شود و در نتیجه شار میدان نیز ثابت می ماند ، به همین دلیل این روش به روش گشتاور ثابت معروف است.(T[SUB]a[/SUB]=K[SUB]a[/SUB]Φ̱I[SUB]a[/SUB])
روش های متنوعی برای کنترل سرعت وجود دارد که در اینجا فقط بعضی از آنهارا نام میبریم :
1)روش آرمیچر شنت شده(آرمیچر را با مقاومت متغییر به صورت موازی وصل می کنیم)
2)کنترل تحریک توسط مقسم((tapped field
3)موازی کردن سیم پیچ تحریک با مقاومت رئوستا
و...

 

M

mohammad-pe

عضو جدید

• Jan 9, 2012

• #5

5- مزایا و کاربرد های موتورهای DC سری

5- مزایا و کاربرد های موتورهای DC سری

5- مزایا و کاربرد های موتورهای DC سری
مزیت ها
1)امکان اتصال به منبع متناوب(به علت سری بودن تحریک وآرمیچر)
2)سرعت بالا در توان های پایین(4000rpm-10000rpm برای موتورهای زیر یک کیلو وات)
3)رِنج سرعت بالا(مشخصه های سرعت)
4)گشتاور راه اندازی بالا(حدود 500% مقدار نامی)
5)استقامت مناسب در مقابل بارهای زیاد
کاربردها
خصوصیت برجسته موتور های سری این است که به مجرد اینکه افزایش گشتاور بار لازم باشد سرعت خود به خود کاهش می یابد.کاهش سرعت همراه با افزایش گشتاور بار یا عکس آن فقط تاثیر کمی روی میزان قدرت الکتریکی(توان) گرفته شده توسط موتور سری دارد.
1)با توجه مزیت های 4و5و3 که در بالا ذکر شد این موتور ها بهترین گزینه برای حمل و نقل هستند در متروها ، اتوبوس های برقی ، خودروهای برقی ، اتومبیل های هیبریدی و... .
2)بالابر ها ، خاک بردار ها،جرثقیل ها .
برای استفاده در این مورد علاوه بر موتور های DC سری از موتور های AC روتور سیم پیچی شده هم استفاده می شود زیرا صرفه ی اقتصادی مطرح است.
3)موتور های تحریک سری اگر به منبعAC وصل شوند هم قابل بهره برداری خواهند بود به همین دلیل به موتور های تحریک سری یونیورسال(اونیورسال) نیز گفته می شود.این موتور ها در لوازم خانگی کاربرد بسیار زیادی دارند.نکته قابل توجه اینکه موتور های تحریکAC سری از موتور های تحریک سری DC با نسبت ضریب قدرت سرعت کمتری دارند.

 

powengin89

عضو جدید

• Mar 8, 2013

• #6

سلام سیمولینک موتورdcندارید؟؟
یا یه فایل آموزش سیمولینک ماشین dc
خیلی ضروریه!!

 

M

masoud_2013

عضو جدید

• May 21, 2013

• #7

salam l.man 1poroje tu az mashin 1 dashtam age mishe mikhastam komakam konid.mozuye poroje shabihsazie motor seri va neshan dadan rabete kashtavar va jaryane mo