تبليغات
تبلیغات در دانشجو کلوب محک :: موسسه خيريه حمايت از کودکان مبتلا به سرطان ::
جستجوگر انجمن.براي جستجوي مطالب دانشجو کلوپ مي توانيد استفاده کنيد 
برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید
 
امتیاز موضوع:
  • 0 رأی - میانگین امتیازات: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

موتور دی‌سی آهنربایی DC motor magnetic

نویسنده پیام
  • senior engineer
    آفلاین
  • مدیرکل  سایت
    *******
  • ارسال‌ها: 16,405
  • تاریخ عضویت: مرداد ۱۳۹۰
  • اعتبار: 587
  • تحصیلات:لیسانس
  • علایق:نگاه کردن توی چشم...
  • محل سکونت:خونمون
  • سپاس ها 40812
    سپاس شده 37095 بار در 12451 ارسال
  • امتیاز کاربر: 1,035,949$
  • حالت من:حالت من
ارسال: #1
موتور دی‌سی آهنربایی DC motor magnetic
موتور دی‌سی آهنربایی برای تأمین فوران به جای کلاف جریان دارد، از مواد آهنربای دائم استفاده می‌کند. هر سال،‌ بی‌اغراق میلیونها موتور آهنربای دائم ساخته می‌شود که برای به کار انداختن برف‌پاک‌کن و شوینده شیشه خودرو، دمنده رادیاتور، بالا و پایین بردن پنجره‌ها، دستگاه‌های تهویه مطبوع و غیره به کار می‌روند. همین موتورها در ماشین‌های اسباب‌بازی، مسواک برقی، راه‌انداز موتور کشتی و در لوازمی که با باتری تغذیه می‌شوند، به کار می‌روند.
این موتورها تا توان ۲۰۰ اسب بخار برای صنعت تولید شده است.
مزیت بزرگ این موتور این است که به جریان تحریک نیاز ندارد. این امر موجب صرفه‌جویی در انرژی، نسبت به موتور هم ارز با قطبهای سی‌پیچی شده در طول عمر نوعی ماشین می‌شود. مواد آهنربای دائم گرانند اما اندازه قطب تحریک آهنربایی بسیار کمتر از اندازه قطب هم‌ارز سیم‌پیچی شده است. بدین ترتیب ماشین بر روی هم کوچکتر می‌شود. کاهش بهای سایر مواد، دست کم بخشی از بهای آهنربا را جبران می‌کند.
در موتور دی‌سی آهنربایی، فوران قطبرا نمی‌توان کنترل نمود و بنابر این سرعت و گشتاور با جریان زیاد آرمیچر کنترل می‌شود. در بیشتر موارد کنترل، به کار بردن کنترل مدار آرمیچر، بر کنترل مدار تحریک حتی در ماشین با قطب سیم‌پیچی شده برتری دارد. بنابراین انتخاب موتور آهعنربایی برای کاربردهای صنعتی که به کنترل دقیق نیاز دارند چیزی را فدا نمی‌کند و حذف منبع جداگانه جریان تحریک، اغلب مزیت بزرگی است.
اثر فوران ثابت بر مشخصات کارکرد ماشین دی‌سی، بسیار ساده است. در واقع، کارکرد موتورهای دی‌سی آهنربایی به کارکرد ماشین شانت خیلی شباهت دارد. استفاده از آهنرباهای دائم جهت تولید تحریک در موتورهای dc، در محدوده معینی از ابعاد مزایای اقتصادی را در بر خواهد داشت. در موتورهای کوچک (با قطر حدوداً زیر mm70) ساختار آهنربای الکتریکی نمی‌تواند از نظر قیمت با آهنرباهای دائم رقابت کند. اما در قطرهای حدوداً بالای mm150 بررسی‌های اقتصادی منجر به استفاده از موتورهای با آهنربای الکتریکی [۱] می‌شود. بدیهی است که در محدوده‌ای از ابعاد، این دو نوع موتور از نظر قیمت با هم رقابت دارند. بعضی از موتورهای مربوط به خودرو و اغلب موتورهای مربوط به وسایل خانگی در این محدوده ابعادی قرار دارند.
مشخصه گشتاور ـ سرعت موتور dc آهنربای دائم، تقریباً خط مستقیمی است که بین دو نقطه سرعت بی‌باری در روی محور عمودی و گشتاور ایستا در روی محور افقی کشیده شده است. موتورهای آهنربای دائم به علت نداشتن تلفات میدان، بالقوه نسبت به موتورهای با آهنربای الکتریکی کارامدتر می‌باشند. همچنین موتورهای آهنربای دائم در محدوده‌ای گسترده، از راندمان بالا برخوردار می‌باشند. اهمیت راندمان بالا در افزایش عمر باتری تجهیزات قابل حمل، روشن و بدیهی است.
موتورهای آهنربای دائم بدون عیب نیز نمی‌باشند. برای مثال، هنگامی که ملاحظات اقتصادی، استفاده از آهنرباهای سرامیکی را تحمیل می‌نماید، چگالی شار فاصله هوایی نسبت به موتوری با آهنربای الکتریکی با ابعاد مشابه، کمتر خواهد بود. اگر چه این امر در اکثر موارد، مستلزم افزایش در قطر آرمیچر می‌باشد، اما همیشه این مسئله افزایش متناظر در قطر کلی را موجب نخواهد گردید. علت این امر آن است که ابعاد شعاعی هر قطب آهنربا همیشه کمتر از ارتفاع قطب سیم‌پیچی گردید. علت این امر آن است که ابعاد شعاعی هر قطب آهنربا همیشه کمتر از ارتفاع قطب سیم‌پیچی شده می‌باشد. این استدلال به راحتی با بررسی معادله زیر روشن می‌گردد.
بابکارگیری مقادیرنوعی برای پارامترها در RHS معادله بالا، آمپر دور در هر متر از سیم‌پیچ میدان حدود بدست می‌آید. مقدار mmf یک آهنربای سرامیکی در نقطه تولید ماکزیموم انرژی حدود می‌باشد. بنابر این، ضخامت آهنربا حدود ۶۰ درصد ارتفاع سیم‌پیچ میدان خواهد بود.
در صورتی که موتور آهنربای دائم درست طراحی نشود ممکن است مغناطیس زدایی جزئی بوسیله میدان عکس‌العمل آرمیچر بوجود آید. با این حال امروزه این امر مشکل چندانی نیست زیرا روشهای CAD ( طراحی به کمک کامپیوتر) موجود و در دسترس می‌باشند و از طریق این روشها قادر خواهند بود طراحی‌های بسیار دقیق را فراهم سازند.
ساختمان موتور با آهنربای دائمی
ساختمان موتورهای با آهنربای دائمی کوچک تا قدرت نامی چند کیلووات کاملاً با موتورهای موازی فرق دارد. در چنین ماشینهای کوچک از آهنربای فریت که دانه‌های آنها جهت‌دار است استفاده شده و قبل از قرار گرفتن در استاتور آهنربا می‌شوند.
برای قدرت نامی معین معمولاً لازم است آرمیچر موتور با آهنربای دائمی را قدری بزرگتر از موتور موازی (شنت) در نظر گرفت زیرا چگالی شار فاصله هوائی که با آهنربای فریت به دست می‌آید محسوساً کمتر از قطبهای با سیم‌پیچی است. اما در اثر صرفه‌جوئی در فضای ناشی از حذف پیچک‌های تحریک موتور با آهنربای دائمی بجای قطبهای پیچیده شده می‌توان ۳۰ درصد کاهش در وزن ماشین بدست آورد.
در موتورهای بزرگ با آهنربای دائمی که سوار کردن قطبهای بزرگ مغناطیس شده از جنس فریت یا آلیاژ دیگر ممکن نیست، لازم است قطبهای ماشی را به سیم‌پیچی تحریک بعد از سوار کرده تنه قطبهای مغناطیس نشده مجهز کرد. لازم نیست مقطع این سیم‌پیچی بزرگ باشد زیرا بنا نیست دائماً تحریک شوند. با این حال وجودشان به ماشین‌ساختاری مشابه موتور شنت می‌دهد.
روشهای کنترل سرعت
موتورهای جریان مستقیم به دلیل داشتن تیغه‌های مسی، از بقیه موتورها از نظر خرید، نگهداری و تعمیرات بسیار گرانتر هستند. با این وجود همانطور که قبلاً هم گفته شد، موتور دی‌سی به دو دلیل خریداران زیادی دارد:
۱- موتورهای دی‌سی مشخصه‌های مکانیکی متفاوتی دارند (شانت، سری و مرکب).
۲- روش‌های مختلف مطلوب و ارزان‌قیمتی برای کنترل سرعت آنها موجود است.
در بسیاری از کاربردهای صنعتی، به کنترل سرعت موتورهای الکتریکی نیاز است. موتور دی‌سی از نظر کنترل سرعت نقش ارزنده‌ای ایفا می‌کند، زیرا به راحتی می‌توان سرعت آنرا از کمتر تا بالاتر از سرعت مبنا کنترل نمود. همچنین سیستمهای کنترل دور موتور دی‌سی ارزانتر از سیستمهای کنترل دور موتور ای‌سی است. در ادامه برای درک بیشتر مطلب، بعضی از واژه‌های مورد استفاده تعریف می‌شوند:
کنترل سرعت:
به معنی آنست که مشخصة گشتاور ـ سرعت جابجا شود.
سرعت مبنا:
سرعتی که موتور تحت ولتاژ نامی آرمیچر و جریان تحریک نامی دارد، “سرعت مبنا” نامیده می‌شود. سرعت مبنا مساوی سرعت نامی یا سرعت حک شده بر روی “پلاک مشخصات” موتور است.
انتظام سرعت:
تغییر سرعت به آن معنی است که “نقطه کار” روی مشخصه گشتاور ـ سرعت حرکت کند. اگر تغییر سرعت از بی‌باری تا بار کامل، باشد در اینصورت “انتظام سرعت” از نسبت به سرعت نامی به دست می‌آید:
درصد
پهنه سرعت:
تفاضل سرعت بیشینه و کمینة مجاز موتور، “پهنه سرعت” موتور نامیده می‌شود.
محرکة توان ثابت:
اگر توان محور موتور (گشتاور محور سرعت) در دامنه‌ای از سرعت، ثابت باقی بماند، یک سیستم “محرکة توان ثابت” خواهید داشت. باید متوجه بود که در این سیستم، گشتاور سنگین‌تر در سرعت کمتر حاصل می‌شود. اندازه موتور هم بر این اساس انتخاب می‌گردد.
محرکه گشتاور ثابت:
در صورتیکه گشتاور محور موتور در دامنه‌ای از سرعت، ثابت باقی بماند، یک سیستم ” محرکة گشتاور ثابت” دارید. در این سیستم، توان موتور با کم و زیاد شدن سرعت تغییر می‌کند. رابطه‌ای ساده برای مشخصة گشتاور ـ سرعت تنها در موتور شانت موجود است و برای سایر موتورها،‌مشخصه به منحنی اشباع بستگی دارد. با یاد‌آوری معادلة گشتاور ـ سرعت در ادامه، متوجه خواهید شد که عامل‌های کنترل سرعت، مقاومت مدار آرمیچر، فوران و ولتاژ پایانه هستند. (ضمناً این مطلب برای موتورهای سری و مرکب نیز صادق است).
کنترل مقاومت آرمیچر
روش “کنترل مقاومت آرمیچر” یا رئوستایی احتمالاً قدیمی‌تر روش کنترل سرعت است که امروزه هنوز به ویژه در موتور سری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در اینروش ولتاژ پایانه و جریان تحریک (و یا فوران) ثابت هستند و کنترل سرعت توسط تغییر مقاومت آرمیر صورت می‌پذیرد. زمانیکه رئوستایی با مدار آرمیچر سری بسته شود، در حقیقت کل مقاومت مدار آرمیچر افزایش می‌یابد. رابطه بالا نشان می‌دهد که این افزایش مقاومت سبب کاهش سرعت حالت پایدار به استثناء شرایط بی‌باری ایده‌آل می‌گردد. شکل زیر مشخصه گشتاور سرعت را تحت مقاومتهای مختلف آرمیچر نشان می‌دهد. مقاومت رئوستا را می‌توان طوری تنظیم کرد که سرعتهای مختلف (از صفر تا سرعت مبنا) تحت گشتاور ثابت (جریان آرمیچر ثابت) حاصل گردد.
این سیستم کنترل سرعت نسبتاً ساده و ارزان‌قیمت است ولی معایب زیر را نیز دارد:
۱- سرعت تنها کاهش می‌یابد و هیچگاه بالاتر از سرعت مبنا نمی‌رود.
۲- این روش در بی‌باری تقریباً بی‌اثر است.
۳- موتور خاصیت “سرعت ثابت” خود را از دست می‌دهد (انتظام سرعت افزایش می‌یابد).
۴- از حداکثر توان تولید شده به نسبت کاهش سرعت کاسته می‌شود.
۵- انرژی زیادی در مقاومت تنظیم تلف می‌شود. تلفات توان با کاهش سرعت نسبت مستقیم دارد. تحت گشتاور ثابت، جریان آرمیچر ثابت است و توان ورودی به موتور ثابت می‌ماند. توان تبدیل شده از رابطة به دست می‌آید. بازدهی در این روش کنترل عبارت است از:
اگر برای پایین آوردن سرعت کار، افزایش داده شود، طبق رابطة بالا بازدهی کاهش و در نتیجه هزینه بهره‌برداری افزایش می‌یابد.
از اینرو، روش رئوستایی در شرایطی که موتور به طور مداوم خاموش و روشن می‌شود و یا تنها برای مدتی کوتاهی به سرعتهای کم احتیاج است (جرثقیل، بالابر ، قطار) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کنترل ولتاژ آرمیچر
دومین روش کنترل سرعت، تغییر ولتاژ آرمیچر است. این روش برای موتور تحریک ـ مستقل و تحریک ـ سری استفاده می‌شود. در این سیستم کنترل سرعت، فوران و یا جریان تحریک و مقاومت آرمیچر ثابت نگاه داشته می‌شود.
که و ثابت هستند. در بارهائی از قبیل آسانبر و بالابر که گشتاور بار ثابت است، سرعت طبق معادله بالا با ولتاژ پایانه، رابطة خطی دارد. در کاربردهای عملی جهت استفاده بهتر از موتور هر گاه تغییر سرعت توسط تغییر ولتاژ پایانه صورت پذیرد، جریان آرمیچر در مقدار نامی ثابت نگاه داشته می‌شود. این روش در حقیقت شبیه به روش کنترل مقاومت آرمیچر است که اجازة کار با سرعتهای کمتر را می‌دهد بدون آنکه معایب روش مزبور را داشته باشد. همان گونه که گفته شد معمولاً کنترل سرعت با جریان آرمیچر و فوران ثابت انجام می‌پذیرد که در این صورت تا سرعت مبنا، گشتاور ثابت به دست می‌آید. توان ورودی از منبع به موتور نیز نسبت به سرعت، به طور خطی تغییر می‌کند. این نوع عمل‌کرد تا سرعت مبنا را بهره‌برداری در شرایط “گشتاور ثابت ـ توان متغیر” می‌نامند.
کنترل ولتاژ آرمیچر، سرعت را به آرامی کنترل کرده و تغییر می‌دهد و می‌توان سرعت را از صفر تا سرعت مبنا تغییر داد. در این روش شیب مشخصة گشتاور ـ سرعت تغییر نمی‌کند (انتظام سرعت ثابت می‌ماند) و توان نیز تلف نمی‌شود. این سیستم کنترل به دلیل نیاز به منبع دسی با ولتاژ متغیر، قدری گران است.
موتور دی‌سی آهنربایی DC motor magnetic

مطالب مشابه ...

سلام خدمت همه ی عزیزان
من دوباره اومدم...تازه تر از همیشه...
بازم در خدمتتونمKhansariha (214)

۳۰-۱۰-۱۳۹۰ ۱۱:۱۰ صبح
جستجو یافتن همه ارسال های کاربر اهدا امتیازاهدای امتیاز به کاربر پاسخ پاسخ با نقل قول

برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید


مطالب مشابه ...
موضوع: نویسنده پاسخ: بازدید: آخرین ارسال
  هيدرو موتور senior engineer 0 1,001 ۳۰-۱۰-۱۳۹۰ ۱۱:۰۳ صبح
آخرین ارسال: senior engineer

پرش به انجمن:

کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان