۳ فصل سوم :روش انتگرال گیری عددی ۲۸
۳٫۱ روش اویلر ۲۹
۳٫۲ روش رانگ- کوتا ۳۰
۳٫۳ روش انتگرالگیری قاعده ی ذوزنقه ای ۳۲
۳٫۴ مروری برروش نیوتن – رافسون ۳۴
۳٫۵ حل همزمان معادلاتDAEباانتگرال‌گیری صریح ۳۶
۴ فصل چهارم:نتایج حاصل از شبیه سازی مدل خطی ماشین سنکرون ۴۰
۴٫۱ بررسی نتایج حاصل ازشبیه سازی درمدل دومحوری ۴۱
۴٫۲ عملکردژنراتورسنکرون دربارهای مختلف ۴۶
۴٫۲٫۱ حالت دوم: شرایط اضافه بار. ۴۷
۴٫۲٫۲ حالت سوم: کمترازبارگزاری پایه ۴۹
۵ فصل پنجم:پارامترهای ماشین سنکرون ۵۲
پارامترهای ماشین سنکرون ۵۲
۵٫۱ مقدمه ۵۳
۵٫۲ پارامترهای عملیاتی ماشین سنکرون ۵۳
۶ فصل ششم:مدل های ماشین سنکرون ۵۸
مدلهای ماشین سنکرون : ۵۸
۶٫۱ مدلهای مختلف ماشین سنکرون : ۵۹
۶٫۲ کاربردمدلهای مختلف: ۶۰
۶٫۳ تحلیل مدلهای ماشین سنکرون برای تعیین پارامترهای اساسی: ۶۰

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۶٫۳٫۱ مدل(۲٫۱) ۶۰
۶٫۳٫۲ مدل(۰٫۰) ۶۶
۶٫۳٫۳ مدارمعادل مدل(۰٫۰) ۶۶
۶٫۳٫۴ معادلات مداری مدل(۰٫۰) ۶۷
۶٫۳٫۵ مدل(۲٫۲) ۶۷
۶٫۳٫۶ مدارمعادل مدل(۲٫۲) ۶۷
۶٫۳٫۷ معادلات مداری مدل(۲٫۲) ۶۸
۷ فصل هفتم: نتایج شبیه سازی تعیین پارامترهای اساسی برای مدل مختلف ۷۰
۷٫۱ نتایج شبیه سازی مدل(۰٫۰): ۷۱
۷٫۲ نتایج شبیه سازی مدل(۲٫۱): ۷۱
۷٫۳ نتایج شبیه سازی مدل(۲٫۲): ۷۲
۸ مراجع ۹۹
۹ ضمیمه ها ۱۰۱
۹٫۱ ضمیمه یک: شبیه سازی رفتارماشین سنکرون ۱۰۱
۹٫۲ ضمیمه دو :تعیین پارامترهای اساسی ماشین : ۱۱۳

فصل اول
مقدمه ای از ماشین سنکرون

مقدمه:

در یک ژنراتور سنکرون یک جریان dc به سیم‌پیچ رتور اعمال می‌گردد تا یک میدان مغناطیسی تولید شود. سپس روتور مربوط به ژنراتور به‌وسیله یک محرک اصلی چرخانده می‌شود، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین به وجود آید . این میدان مغناطیسی یک ولتاژ سه فاز را در سیم‌پیچ‌های استاتور ژنراتور القاء می کند.
در این ماشین دو عبارت در توصیف سیم‌پیچ‌ها بسیار مورد استفاده است: یکی سیم‌پیچ‌های میدان و دیگری سیم‌پیچ‌های آرمیچر است. به‌طورکلی عبارت سیم‌پیچ‌های میدان به سیم‌پیچ‌هایی گفته می‌شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می‌کند. عبارت سیم‌پیچ‌های آرمیچر به سیم‌پیچ‌هایی اطلاق می‌شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می‌شود برای ماشین‌های سنکرون، سیم‌پیچ‌های میدان در رتور است.
روتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهن‌ربای الکتریکی بزرگ است. قطب‌های مغناطیسی در رتور می‌تواند از نوع برجسته و غیر برجسته باشد. قطب برجسته یک‌قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می‌باشد. از طرف دیگر یک‌قطب برجسته، یک‌قطب مغناطیسی هم‌سطح با سطح رتور است. یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولاً برای موارد ۲ یا چهار قطبی به کار می‌روند. در حالی که رتور های برجسته برای ۴ قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغیر است برای کاهش تلفات، آن را از لایه‌های نازک می‌سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود. چون رتور می‌چرخد نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان DC به سیم‌پیچ‌های میدانش دارد.برای انجام این کار ۲ روش موجود است :
۱- از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ‌های لغزان و جاروبک .
۲- فراهم نمودن توان DCاز یک منبع توان DC ، که مستقیماًروی شفت ژنراتور سنکرون نصب می‌شود.
رینگ‌های لغزان به‌طور کامل شفت ماشین را احاطه می‌کنند ولی از آن جدا هستند. یک انتهای سیم‌پیچDC به هر یک از دو انتهای رینگ لغزان در شفت موتور سنکرون متصل است و یک جاروبک ثابت روی هر رینگ لغزان سر می‌خورد . جاروبک ها بلوکی از ترکیبات گرافیک مانند هستند که الکتریسیته را به‌راحتی هدایت می‌کنند ولی اصطکاک خیلی کمی دارند و لذا روی رینگ‌ها خوردگی به وجودنمی‌آورد. اگر سمت مثبت منبع ولتاژ DC به یک جاروبک و سر منفی به جاروبک دیگر وصل می‌شود. آنگاه ولتاژ ثابتی به سیم‌پیچ ، جدا از مکان و سرعت زاویه‌ای آن ، میدان در تمام مدت اعمال می‌شود. رینگ‌های لغزان و جاروبک ها به هنگام اعمال ولتاژ DC چند مشکل برای سیم‌پیچ‌های میدان ماشین سنکرون تولید می‌کنندآن‌ها نگهداری را در ماشین افزایش می‌دهند ، زیرا جاروبک بایدمرتبا به لحاظ سائیدگی چک شود. علاوه بر آن ، افت ولتاژ جاروبک ممکن است تلفات قابل‌توجه توان را همراه با جریان‌های میدان به دنبال داشته باشد . علیرغم این مشکلات رینگ‌های لغزان روی همه ماشین‌های سنکرون کوچک‌تر بکار می‌رود. زیرا راه اقتصادی‌تر برای اعمال جریان میدان موجود نیست .
در موتورها و ژنراتورهای بزرگ‌تر ، از محرک‌ های بی جاروبک استفاده می‌شود تا جریان میدان DC را به ماشین برسانند یک محرک بی جارو بک ، یک ژنراتور AC کوچکی است که مدار میدان آن روی استاتور و مدار آرمیچر آن روی رتور نصب است خروجی سه فاز ژنراتور محرک یکسو شده و جریان مستقیم توسط یک مدار یکسو ساز سه فاز که روی شفت ژنراتور نصب است حاصل می‌شود که به‌طور مستقیم به مدار میدان DC اصلی اعمال می‌گردد. با کنترل جریان میدان DC کوچکی از ژنراتور محرک (که روی استاتور نصب می‌شود) می‌توان جریان میدان را روی ماشین اصلی و بدون استفاده از رینگ‌های لغزان و جاروبک ها تنظیم کرد. چون اتصال مکانیکی هرگز بین رتور و استاتور به وجودنمی‌آید ، یک محرک جاروبک نسبت به نوع حلقه‌های لغزان و جاروبک ها ، به نگهداری کمتری نیاز دارد. برای اینکه تحریک ژنراتور به‌طور کامل مستقل از منابع تحریک بیرونی باشد، یک محرک پیلوت کوچکی اغلب در سیستم لحاظ می‌گردد . محرک پیلوت ، یک ژنراتور AC کوچک با مگنت‌های (آهن‌ربا ) دائمی نصب شده بر روی شفت رتور و یک سیم‌پیچ روی استاتور است . این محرک انرژی را برای مدار میدان محرک به وجودمی‌آورد که این به‌نوبه خود مدار میدان ماشین اصلی را کنترل می کند . اگر یک محرک پیلوت روی شفت ژنراتور نصب شود آنگاه هیچ توان الکتریکی خارجی برای راندمان ژنراتور لازم نیست .
بسیاری از ژنراتورهای سنکرون که دارای محرک‌های بی جاروبک هستند ، دارای رینگ‌های لغزان و جاروبک نیز هستند بنابراین یک منبع اضافی جریان میدان DC در موارد اضطراری در اختیار است . استاتور ژنراتور های سنکرون معمولاً در دو لایه ساخته می‌شوند : خود سیم‌پیچ توزیع‌شده و گام‌های کوچک دارد تا مؤلفه‌های هارمونیک ولتاژها و جریان‌های خروجی را کاهش دهد .
چون رتور به سرعتی برابر با سرعت میدان مغناطیسی می‌چرخد ، توان الکتریکی با فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز تولید می‌شود و از ژنراتور بسته به تعداد قطب‌ها باید با سرعت ثابتی بچرخد مثلا برای تولید توان ۶۰هرتز در یک ماشین دو قطب رتور باید با سرعت ۳۶۰۰ دور در دقیقه بچرخد . برای تولید توان ۵۰هرتز در یک ماشین ۴ قطب ، رتور باید با سرعت ۱۵۰۰ دور در دقیقه دوران کند . سرعت مورد نیاز یک فرکانس مفروض همیشه از معادله زیر قابل محاسبه است [۱]: