تحقیق تنظيم كننده اتوماتيك ولتاژ
موضوع پروژه:
تنظيم كننده اتوماتيك ولتاژ
مربوط به دروس:
سيستم هاي تلوزيون
- ژنراتور سنكرون (6 و 4)
در اين فصل ابتدا به شرح ساختمان داخلي ژنراتور سنكرون مي پردازيم و سپس مدل رياضي و مدار معادل آن مطرح مي شود.
- ساختمان داخلي و اصول كار:
هر ماشين الكتريكي و الكترونيكي داراي دو قسمت مي باشد، يك قسمت گردنده به نام موتور و ديگري قسمت ساكن، استاتوره و رتور به وسيله يك فاصله هوايي كوچك از يكديگر جدا شده اند. استاتور يك استوانه توخالي است و از مواد فرومغناطيسي ساخته شده است. درون استاتور شيارهاي طولي تعبيه شده است. اين استوانه تو خالي از ورقه هاي نازك به هم چسبنده به وجود مي‌آيد، درون شيارها كلانهايي سيم پيچ قرار مي گيرند و طوري به هم اتصال داده شده اند كه سيم پيچ جداگانه را تشكيل مي دهد. لذا استاتور هم درون شيارهاي خود سيسم پيچ ها را جاي مي دهد و هم براي ميدان مغناطيسي حاصله اي ار رتور يك مسير برگشتي با مقاومت مغناطيسي كم ايجاد مي‌كند.
رتور نيز استوانه تو پر بوده و از مواد فرومغناطيسي ساخته شده است، سيم پيچ تحريك بر روي رتور قرار دارد و اين سيم پيچ به منبع تغذيه DC موسوم به تحريك كننده متصل مي شود. عمل سيم پيچ تحريك ايجاد يك ميدان مغناطيسي قوي است و چون رتور مي تواند درون استاتور بچرخد لذا اين ميدان سيم پيچ استاتور را قطع كرده و بر طبق قانون القاي فارادي در آنها ولتاژ القا مي‌كند. رتور استاتور طوري طراحي مي شوند كه هنگام گردش رتور تحت سرعت ثابتي در هر يك از سيم پيچ ها استاتور ولتاژي سينوسي القا شود. اين سه ولتاژ از نظر دامنه با يكديگر برابر بوده و فقط با يكديگر 120 درجه اختلاف فازي زماني دارند.
اگر اين سه سيم پيچ استاتور را به صورت سه فاز به هم متصل كنيم يك مولد سه فاز خواهيم داشت. بايد دانست كه به خاطر ملاحظات عملي سيم پيچ هاي استاتور بهصورت ستاره به يكديگر متصل مي شوند.
ايده اصلي عملكرد يك ژنراتور را مي توان توسط بحث درباره ولتاژ القا شده در آرميچر يك ژنراتور سنكرون ساده تكفاز از روي شكل 1-1 درك كرد.
شكل 1-1 مولد سنكرون مقدماتي
سيم پيچ ميدان تحريك (سيم پيچ رتور) توسط يك جريان مستقيم كه توسط جاروبكهاي لغزنده روي كلكتور وارد سيم پيچي مي شوند تغذيه مي شوند. سيم پيچي آرميچر نيز شامل يك كلاف N دروري است كه سطح مقطع آن در محيط داحخلي استاتور جاي داده شده است. مفتول هائي كه دو طرف اين كلاف را تشكيل مي هند موازي محور ژنراتور بوده و با يكديگر سري شده اند. رتور با سرعت ثابت توسط يك منبع قدرت مكانيكي كه به محور ژنراتور متصل است مي چرخد مسير شار مغناطيسي درشكل به صورت نقطه چين رسم شده است. توزيع چگالي شار در B در فاصله هوائي تابعي از زاويه پيرامون فاصله هوائي است كه در شكل a-2-1 نشان داده شده است.
توزيع موج چگالي شار را مي توان با شكل دادن صحيح صفحات قطبها به صورت سينوسي درآورد. هنگامي كه رتور مي چرخد شار موجي شكل توسط دو طرف كلاف () جاروب مي شود.
ولتاژ منتجه كلاف در شكل b-2-1 كه يك تابع زماني است داراي شكل موجي شبيه موج چگالي شار B مي باشد.
شكل 2-1- توزيع چگالي ولتاژ توليد شده
در نتيجه يك دور چرخش كامل رتور دو قطبي يك سيكل كامل ولتاژ در آرميچر القا مي شود. از اين رو فركانس ولتاژ بر حسب سيكل بر ثانيه (هرتز) مساوي گردش رتور در ثانيه است يعني فركانس الكتريكي با سرعت مكانيكي همزمان (سنكرونيزه) شده است و بدين علت چنين ماشين هايي را سنكرون مي گويند يك ماشين سنكرون دو قطبي بايد 3000 درو در دقيقه بچرخد. تا ولتاژي با فركانس 50 هرتز توليد نمايد. بسياري از ماشين هاي سنكرون داراي قطب هاي بيشتر از دو مي باشد. شكل 3-1 يك مولد چهار قطبي تك فاز مقدماتي را نشان مي دهد.
شكل 3-1 مولد سنكرون مقدماتي چهار قطبي
كلافهاي ميدان طوري متصل ده است كه قطب ها به طور متناوب پلاريته شمال و جنوب دارد. توزيع شار در دو سيكل پيرامون محيط آرميچر مانند شكل 4-1 مي باشد.
شكل 4-1 توزيع چگالي شار در يك ژنراتور سنكرون چهارقطبي
سيم پيچي آرميچر شامل دو كلاف و مي باشد كه به طور سري به هم متصل شده اند. پهناي هر كلاف نصف طول موج شار مي باشد. در اين حالت ولتاژ توليد شده دو سيكل كامل را در هر چرخش رتور طي مي‌كند. فركانس ولتاژ توليد شده دو برابر سرعت چرخش بر ثانيه است. (بر حسب هرتز)
رتورهاي نشان داده شده در شكل هاي 1-1 و 1-3 داراي قطب برجسته با سيم پيچي متمركز مي باشد شكل 5-1 رتوري با قطب هاي غر برجسته (استوانه اي) را نشان مي دهد.
شكل 5-1- مولد سنكرون دو قطبي با رتور قطب صفر
سيم پيچي ميدان توزيع شده در شيارها قرار دارد و طوري پيچيده شده تا توليد يك ميدان سينوسي در فاصله هوايي بنمايد.
بعلت مزاياي سيستم سه فاز در توليد، انتقال و مصرف، در قدرت هاي زياد از مولد هاي سنكرون سه فاز استفاده مي شود. براي توليد يك مجموعه سه فازه كه فازها به اندازه 120 درجه الكتريكي در زمان با هم فاصله دارند بايد از سه كلاف كه 120 درجه الكتريكي باهم فاصله دارند استفاده كرد. در شكل 6-1 يك ماشين دو قطبي سه فاز با يك كلاف در هر فاز را نشان مي دهد. فازها توسط N و S مشخص شده اند.
«فهــرست»
| 1-ژنراتور سكنرون | |
| 1-1 ساختمان ژنراتور | |
| 2-تحريك | |
| 1-2 مقدمه | |
| 2-2 انواع متداول تحريك | |
| 1-2-2 تحريك مستقيم | |
| 2-2-2- تحريك بدون جاروبك | |
| 3-تنظيم كننده سريع ولتاژ | |
| 4- اصول كار تنظيم كننده ها | |
| 1-4 بلوك دياگرام | |
| 2-4 اندازه گيري ولتاژ | |
| 3-4 ولتاژ مرجع |
تحقیق تنظيم كننده اتوماتيك ولتاژ