موتور سنکرون

موتور سنکرون

موتور سنکرون

فصل اول

مبانی مدارهای الکتریکی

• : مقدمه

اجزا واحدها در سیستم SI به صورت اعشاری است. برای مشخص کردن توان های ده، پیشوندهای خاصی همراه واحدهای این سیستم به کار می رود. این پیشوندها عبارتند از:

پیکو (P و ^12-10) کیلو (K و 10³)

نانو (n و ^9-10) مگا (M و 10⁶)

میکرو گیگا (G و 10⁹)

میلی سانتی (C و ^2-10)

1-2 : کمیات اساسی الکتریکی

1-2-1- بار

می دانیم که در یک اتم، الکترون بار منفی و پروتون بار مثبت دارد و بار یک الکترون با بار یک پروتون برابر است. واحد بار الکتریکی کولن (C) است. یک کولن برابر بار 10⁸*24/6 الکترون است. یعنی یک الکترون دارای بار C ^19-10*6/1 است.

1-2-2- جریان

بار متحرک نشان دهنده جریان است. جریان در یک مسیر مجزا، مثلاً یک سیم فلزی، علاوه بر مقدار، جهت نیز دارد. جریان، آهنگ عبور بار از یک نقطه در یک جهت خاص است.

پس از مشخص کردن یک جهت مرجع، کل باری که از زمان t=0 به بعد از یک نقطه مرجع در آن جهت عبور کرده را q(t) می نامیم. آهنگ عبور بار در لحظه t برابر است. با کاهش فاصله می‎توان نوشت:

(1-1)

جریان، برابر آهنگ زمانی عبور بار مثبت از یک نقطه مرجع در یک جهت مشخص است. جریان را با i یا I نشان می‎دهیم. بنابراین:

(1-2)

واحد جریان آمپر (A) است. یک آمپر، انتقال بار با آهنگ 1 کولن بر ثانیه را نشان می‎دهد. برای به دست آوردن باری که در فاصله t₀ تا t منتقل شده، می‎توان از رابطه 1-3 استفاده کرد:

(1-3)

1-2-3- ولتاژ

هر عنصر را به صورت یک شکل دارای دو پایانه یا دو سر نشان می‎دهیم. (شکل 1-1)

فرض کنید جریانی به پایانه A عنصر مداری شکل 1-1 وارد شده و از پایانه B خارج می‎شود. برای عبور این جریان، باید مقداری انرژی صرف شود. در این صورت
می گوییم بین دو پایانه B A ، اختلاف پتانسیل یا ولتاژ الکتریکی وجود دارد. بنابراین ولتاژ روی یک عنصر، معیاری از کار لازم برای عبور بار از طریق آن است. ولتاژ یا اختلاف پتانسیل بنابر تعریف عبارت است از کار انجام شده برای انتقال بار q از یک نقطه به نقطه دیگر. یعنی:

(1-4)

که در آن v اختلاف پتانسیل بر حسب ولت (v)، w کار انجام شده و q بار الکتریکی است.

1-2-4- توان الکتریکی

توان آهنگ مصرف انرژی است. اگر برای انتقال 1 کولن بار از یک عنصر، 1 ژول انرژی مصرف شود، توان لازم برای انتقال یک کولن بار در ثانیه، یک وات خواهد بود. رابطه توان را می‎توان به صورت رابطه 1-5 نوشت:

(1-5) p=v .i

که p توان الکتریکی بر حسب وات (w) است. یعنی یک وات برابر یک ولت آمپر است.

1-2-5- مقاومت

هر عنصر مداری که در آن انرژی تلف شود، معمولاً ولتاژ دو سرش با جریان گذرنده از آن متناسب است. یعنی:

(1-6) V=RI

که R ثابت تناسب است و مقاومت آن عنصر می‎باشد. واحد مقاومت اهم است و رابطه 1-6 قانون اهم نام دارد.

شکل 1-2 علامت مداری یک مقاومت را نشان می‎دهد.

در یک مقاومت، جریان از نقطه با پتانسیل بیشتر به نقطه با پتانسیل کمتر جاری می گردد. معمولاً پتانسیل بیشتر را با علامت + و پتانسیل کمتر را با علامت – نشان می دهند. مقاومت، یک عنصر مصرف کننده انرژی الکتریکی است. یعنی ‎توان در آن تلف می‎شود. توان تلف شده در یک مقاومت از رابطه 1-7 به دست می‎آید.

فهرست

عنوان صفحه

1-1: مقدمه............................................................................................................

1-2: کمیات اساسی الکتریکی................................................................................

1-2-1: بار............................................................................................................

1-2-2: جریان.......................................................................................................

1-2-3: ولتاژ.........................................................................................................

1-2-4: توان الکتریکی...........................................................................................

1-2-5: مقاومت.....................................................................................................

1-3: اتصال سری مقاومتها.......................................................................................

1-4: اتصال موازی مقاومتها................................................................................

1-5: منابع.............................................................................................................

1-5-1: منبع ولتاژ.................................................................................................

1-5-2: منبع جریان...................................................................................................

1-6: قانون ولتاژ *******شهف (KVL).......................................................................

1-7: مقسم ولتاژ...................................................................................................

1-8: مقسم جریان.................................................................................................

1-9: مدارهای مختلط............................................................................................

1-10: زمین مدار..................................................................................................

مسائل فصل 1.......................................................................................................

فصل دوم: جریان متناوب..........................................................................................

2-1: موج سینوسی................................................................................................

2-2: فرکانس.........................................................................................................

2-3: مقدار متوسط....................................................................................................

2-4: قوانین اهم در مدارهای AC.........................................................................

2-4-1: فاز............................................................................................................

2-5: فازور............................................................................................................

2-6: اعداد مختلط..................................................................................................

2-7: ساده کردن اعداد مختلط..............................................................................

2-8: موج پالس......................................................................................................

2-9: موج مثلثی.....................................................................................................

مسائل فصل دوم...................................................................................................

فصل سوم روشهای تحلیل مدار...........................................................................

3-1: تبدیل منابع....................................................................................................

3-2: قضیه جمع آثار.............................................................................................

3-3: روش ولتاژ گره ها.......................................................................................

3-4: روش جریان مش.........................................................................................

3-5: روش تونن....................................................................................................

3-6: روش نورتن.................................................................................................

3-7: انتقالی حداکثر توان به بار............................................................................

مسائل فصل 3.......................................................................................................

فصل چهارم: وسایل اندازه گیری.........................................................................

4-1: ولتمتر...........................................................................................................

4-2: آمپرمتر.........................................................................................................

4-3: اهم متر.........................................................................................................

4-4: تست کردن قطعات الکتریکی.........................................................................

4-4-1: سیم..........................................................................................................

4-4-2: مقاومت.....................................................................................................

4-4-3: سلف.........................................................................................................

4-4-4: خازن........................................................................................................

4-5: اسیلسکوپ....................................................................................................

مسائل فصل چهارم...............................................................................................

فصل پنجم: خازن و سلف در جریان مستقیم........................................................

5-1: خازن............................................................................................................

5-2: خازن در جریان مستقیم...............................................................................

5-3: شارژ خازن..................................................................................................

5-4: دشارژ خازن................................................................................................

5-5: به هم بستن خازنها.......................................................................................

5-6: سلف.............................................................................................................

5-7: سلف در جریان مستقیم................................................................................

5-8: تغییرات جریان در سلف...............................................................................

5-9: به هم بستن سلف ها.....................................................................................

مسائل فصل پنجم..................................................................................................

فصل ششم: خازن و سلف در جریان متناوب.......................................................

6-1: مدارهای RC.................................................................................................

6-1-1: مدارهای RC موازی ...................................................................................

6-2: مدارهای RL.................................................................................................

6-2-1: مدار RL سری.........................................................................................

6-2-2: مدار RL موازی.......................................................................................

مسائل فصل ششم.................................................................................................

فصل هفتم: مدارهای RLC....................................................................................

7-1: RLC سری........................................................................................................

7-1-1: فرکانس تشدید مدار سری.......................................................................

7-2: RLC موازی.................................................................................................

7-2-1: فرکانس تشدید در RLC موازی..............................................................

7-3: پهنای باند.....................................................................................................

مسائل فصل هفتم..................................................................................................

فصل هشتم ترانسفورماتورها....................................................................................

8-1: اندوکتانس متقابل..........................................................................................

8-2: توان..............................................................................................................

8-3: بازتاب امپدانس.............................................................................................

مسائل فصل هشتم................................................................................................

فصل نهم: سیستم های چند فازه...........................................................................

9-1: سیستم تک فاز..............................................................................................

9-2: سیستم سه فاز.............................................................................................

9-3: توان در مدارهای سه فاز.............................................................................

مسائل فصل نهم:.......................................................................................................

فصل 10: موتور و ژنراتورهای DC.....................................................................

10-1: موتورهای DC...........................................................................................

10-2: معرفی موتورهای DC................................................................................

10-3: انواع موتورهای DC...................................................................................

10-4: مدار معادل موتورهای DC........................................................................

10-5: موتورهای DC تحریک مجزا و موازی......................................................

10-6: مشخصه پایانه ای موتور DC موازی........................................................

10-7: معرفی ژنراتورهای DC.............................................................................

10-8: ژنراتور تحریک مجزا.................................................................................

10-9: مشخصات پایانه ای ژنراتورهای تحریک مجزا.........................................

10-11: کنترل ولتاژ پایانه ای...............................................................................

10-12: ژنراتور dc موازی...................................................................................

10-13: موتورهای سنکرون.................................................................................

10-14: مدار معادل موتور سنکرون....................................................................

10-15: موتور سنکرون از دید میدان مغناطیسی.................................................

10-16: کار موتور سنکرون در حالت پایدار........................................................

10-17: سختی مشخصه گشتاور در سرعت موتور سنکرون..............................

10-18: اثر تغییرات بار روی موتور سنکرون......................................................

10-19: نمودار فیزوری ژنراتور سنکرون...........................................................

10-20: ژنراتور سنکرون.....................................................................................

10-21: ساختمان ژنراتور سنکرون......................................................................

10-22: سرعت و چرخش ژنراتور سنکرون........................................................

10-23: اندازه گیری پارامترهای مدل ژنراتور سنکرون......................................

10-23-1: نسبت اتصال کوتاه..............................................................................

10-24: اثر تغییرات جریان میدان بر موتورهای سنکرون...................................

10-25: موتور سنکرون کم تحریک و موتور سنکرون پر تحریک.......................

مسائل.........................................................................................................................