مقدمه: از آنجایی که امروزه راه اندازی موتورهای الکتریکی یکی از مسائل و دغدغه های بزرگ کارخانه های صنعتی و شرکت های تولیدی و نیز تولید کنندگان نیروی برق و شرکت های وابسته میباشد در این پروژه به بررسی برخی از این راه اندازها می پردازیم و محاسن و معایب آنها را مورد بررسی علمی قرار میدهیم. از دلایل اهمیت موضوع شوک های الکتریکی و مکانیکی شدیدی می باشد که در زمان راه اندازی به شبکه برق رسانی و موتور وارد و سبب استهلاک شدید دستگاه های موجود و بالا بردن هزینه های اقتصادی می شود . بنابراین استفاده از راه انداز های مناسب بخصوص در مورد موتورها با توان های بیش از چندین اسب بخار در کاهش هزینه های برق مصرفی و نیز هزینه های نگهداری و تعمیر تاثیر بسزایی دارد. فهرست: 1 ) کلیات موتور آسنکرون سه فاز : ...................................................................1 1 - 1 ) ساختمان موتورهاي القايي سه فاز :...................................................................2 1-1 - 1 ) استاتور : .................................................................................................2 1-1 - 2 ) رتور : .......................................................................................................3 1-1 -3 ) حلقه هاي لغزان : .....................................................................................4 1 - 1 -4 ) جاروبک ها : ...........................................................................................4 1 - 1- 5 ) ياتاقان و بدنه : ......................................................................................4 1 – 2 ) عملکرد موترهاي القايي سه فاز : .......................................................................5 1 – 2 – 1 ) موتور ساکن .........................................................................................5 1 – 2 -2 ) مکانيزم توليد گشتاور در موتور القايي ( آسنکرون ) : ................9 1 – 2 – 3 ) موتور گردان : ....................................................................................14 1 – 2 – 4 ) موتور در شرايط ماندگار : .............................................................22 1 - 3 ) موتور فقس سنجابي : .......................................................................................25 2 ) انواع روشهاي راه اندازي موتور القايي سه فاز: .....................................28 2 – 1 ) روش راه انداي مستقيم : ..................................................................................30 2 – 2 ) روش راه اندازي توسط افزايش مقاومت رتور : ..........................................31 2 – 2 – 1 ) موتورهاي رتور سيم پيچي شده : ................................................31 2 – 2 – 2 ) Liquide starter : .........................................................................37 فهرست: 2 – 2 – 3 ) درايور راه انداي کرامي : .................................................................38 2 – 2 – 4 ) راه اندازي موتورهاي قفس سنجابي با توجه به جريان و مقاومت رتور : .............................................................40 الف – کلاس A : ................................................................................................40 ب – کلاس D : ...................................................................................................41 ج – کلاسهاي C , B : .......................................................................................41 د – رتورهايي با ميله هاي عميق : .................................................................41 ه – موتورهاي قفس سنجابي دوبل : ..............................................................42 2-3) انتخاب ولتاژ موتور :.............................................................................................43 2-3-1) راه اندازي موتور قفسه اي با کاهش ولتاژ استاتور :........................43 2-4 ) راه اندازي با استفاده از کليد ستاره مثلث : ....................................................46 2-5) روش کلاج گريز از مرکز :.....................................................................................49 2-6) پيک جريان حين راه اندازي :................................................................................50 2-7) ديناميک راه اندازي :..............................................................................................51 موتور با بار خالص : ...........................................................................................53 گرم شدن رتور : .....................................................................................................53 2-8) راه اندازي موتورهاي بزرگ به کمک خازن :......................................................54 2-8-1) مشکل راه اندازي موتورهاي القايي بزرگ : ........................................55 فهرست: 2-8-2) عملکرد يک سيستم راه اندازي خازني :................................................56 3) راه اندازي تريستوري موتورهاي القايي :..................................................57 مقدمه:...............................................................................................................................58 3-2 ( مدهاي كنترل:.........................................................................................................62 3-2-1( كنترل راه اندازي:.....................................................................................63 3-2-2( كنترل شتاب راه اندازي:..........................................................................63 3-3) مشخصات راه اندازهاي تريستوري:...................................................................67 3 -4( شرح مدارهاي متداول راه اندازهاي تريستوري:.............................................68 3- 5) مدار قدرت:...............................................................................................................68 3-5-1( معرفي تريستور:......................................................................................69 3-5-1-1) مدل دو ترانزيستوري تريستور:...............................................70 3-5-1-2) روش هاي روشن شدن تريستور:.............................................71 3-6) مدار فرمان:...............................................................................................................72 3-6-1) مدار آتش كننده:........................................................................................74 3-6-2 ) مدار تقويت كننده: ..................................................................................75 3-6-3) مزيت عمده راه اندازي موتور به شيوه تريستوري و انتقال زاويه آتش:....................................................................................76 3-6-4 ) مدار خطاي جريان:...................................................................................77 فهرست: 3-7) طراحي و بررسي مدارعملي و ساده راه انداز نرم موتور آسنكرون (القايي):.................................................................................................77 3-7-1) كنترل:..........................................................................................................79 3-7-2) نوسانساز موج دندانه اره اي:................................................................84 3-7-3 ) كنترل زاويه آتش :..................................................................................86 3-7-4 ) مقايسه كننده:...........................................................................................88 3-7-5) ايزوله كننده مدار قدرت و مدار فرمان:................................................89 3-7-6) رلة اضافه ولتاژ و افت ولتاژ:.................................................................90 3-7-7) رلة اضافه جريان (Over Current) :.................................................92 3-8) نظام هماهنگ و :.....................................................................................93 3-8-1) لزوم استفاده از نظام ثابت:.............................................................95 3-8-2) توضيح دربارة PWM :.........................................................................97 3-8-3) مدارات اينورتر:......................................................................................100 3-8-4) ركتيفايرها:..............................................................................................102 3-9 ) مقایسه قیمت تمام شده انواع راه اندازها : .....................................................111 3-10) نتیجه : .................................................................................................................113
مقدمه: از آنجایی که امروزه راه اندازی موتورهای الکتریکی یکی از مسائل و دغدغه های بزرگ کارخانه های صنعتی و شرکت های تولیدی و نیز تولید کنندگان نیروی برق و شرکت های وابسته میباشد در این پروژه به بررسی برخی از این راه اندازها می پردازیم و محاسن و معایب آنها را مورد بررسی علمی قرار میدهیم. از دلایل اهمیت موضوع شوک های الکتریکی و مکانیکی شدیدی می باشد که در زمان راه اندازی به شبکه برق رسانی و موتور وارد و سبب استهلاک شدید دستگاه های موجود و بالا بردن هزینه های اقتصادی می شود . بنابراین استفاده از راه انداز های مناسب بخصوص در مورد موتورها با توان های بیش از چندین اسب بخار در کاهش هزینه های برق مصرفی و نیز هزینه های نگهداری و تعمیر تاثیر بسزایی دارد. فهرست: 1 ) کلیات موتور آسنکرون سه فاز : ...................................................................1 1 - 1 ) ساختمان موتورهاي القايي سه فاز :...................................................................2 1-1 - 1 ) استاتور : .................................................................................................2 1-1 - 2 ) رتور : .......................................................................................................3 1-1 -3 ) حلقه هاي لغزان : .....................................................................................4 1 - 1 -4 ) جاروبک ها : ...........................................................................................4 1 - 1- 5 ) ياتاقان و بدنه : ......................................................................................4 1 – 2 ) عملکرد موترهاي القايي سه فاز : .......................................................................5 1 – 2 – 1 ) موتور ساکن .........................................................................................5 1 – 2 -2 ) مکانيزم توليد گشتاور در موتور القايي ( آسنکرون ) : ................9 1 – 2 – 3 ) موتور گردان : ....................................................................................14 1 – 2 – 4 ) موتور در شرايط ماندگار : .............................................................22 1 - 3 ) موتور فقس سنجابي : .......................................................................................25 2 ) انواع روشهاي راه اندازي موتور القايي سه فاز: .....................................28 2 – 1 ) روش راه انداي مستقيم : ..................................................................................30 2 – 2 ) روش راه اندازي توسط افزايش مقاومت رتور : ..........................................31 2 – 2 – 1 ) موتورهاي رتور سيم پيچي شده : ................................................31 2 – 2 – 2 ) Liquide starter : .........................................................................37 فهرست: 2 – 2 – 3 ) درايور راه انداي کرامي : .................................................................38 2 – 2 – 4 ) راه اندازي موتورهاي قفس سنجابي با توجه به جريان و مقاومت رتور : .............................................................40 الف – کلاس A : ................................................................................................40 ب – کلاس D : ...................................................................................................41 ج – کلاسهاي C , B : .......................................................................................41 د – رتورهايي با ميله هاي عميق : .................................................................41 ه – موتورهاي قفس سنجابي دوبل : ..............................................................42 2-3) انتخاب ولتاژ موتور :.............................................................................................43 2-3-1) راه اندازي موتور قفسه اي با کاهش ولتاژ استاتور :........................43 2-4 ) راه اندازي با استفاده از کليد ستاره مثلث : ....................................................46 2-5) روش کلاج گريز از مرکز :.....................................................................................49 2-6) پيک جريان حين راه اندازي :................................................................................50 2-7) ديناميک راه اندازي :..............................................................................................51 موتور با بار خالص : ...........................................................................................53 گرم شدن رتور : .....................................................................................................53 2-8) راه اندازي موتورهاي بزرگ به کمک خازن :......................................................54 2-8-1) مشکل راه اندازي موتورهاي القايي بزرگ : ........................................55 فهرست: 2-8-2) عملکرد يک سيستم راه اندازي خازني :................................................56 3) راه اندازي تريستوري موتورهاي القايي :..................................................57 مقدمه:...............................................................................................................................58 3-2 ( مدهاي كنترل:.........................................................................................................62 3-2-1( كنترل راه اندازي:.....................................................................................63 3-2-2( كنترل شتاب راه اندازي:..........................................................................63 3-3) مشخصات راه اندازهاي تريستوري:...................................................................67 3 -4( شرح مدارهاي متداول راه اندازهاي تريستوري:.............................................68 3- 5) مدار قدرت:...............................................................................................................68 3-5-1( معرفي تريستور:......................................................................................69 3-5-1-1) مدل دو ترانزيستوري تريستور:...............................................70 3-5-1-2) روش هاي روشن شدن تريستور:.............................................71 3-6) مدار فرمان:...............................................................................................................72 3-6-1) مدار آتش كننده:........................................................................................74 3-6-2 ) مدار تقويت كننده: ..................................................................................75 3-6-3) مزيت عمده راه اندازي موتور به شيوه تريستوري و انتقال زاويه آتش:....................................................................................76 3-6-4 ) مدار خطاي جريان:...................................................................................77 فهرست: 3-7) طراحي و بررسي مدارعملي و ساده راه انداز نرم موتور آسنكرون (القايي):.................................................................................................77 3-7-1) كنترل:..........................................................................................................79 3-7-2) نوسانساز موج دندانه اره اي:................................................................84 3-7-3 ) كنترل زاويه آتش :..................................................................................86 3-7-4 ) مقايسه كننده:...........................................................................................88 3-7-5) ايزوله كننده مدار قدرت و مدار فرمان:................................................89 3-7-6) رلة اضافه ولتاژ و افت ولتاژ:.................................................................90 3-7-7) رلة اضافه جريان (Over Current) :.................................................92 3-8) نظام هماهنگ و :.....................................................................................93 3-8-1) لزوم استفاده از نظام ثابت:.............................................................95 3-8-2) توضيح دربارة PWM :.........................................................................97 3-8-3) مدارات اينورتر:......................................................................................100 3-8-4) ركتيفايرها:..............................................................................................102 3-9 ) مقایسه قیمت تمام شده انواع راه اندازها : .....................................................111 3-10) نتیجه : .................................................................................................................113