مبحث سیزدهم-تاسیسات الکتریکی

اختصاصی از سورنا فایل مبحث سیزدهم-تاسیسات الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود پایان نامه صندلی چرخدار الکتریکی

اختصاصی از سورنا فایل دانلود پایان نامه صندلی چرخدار الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

صندلی چرخدار الکتریکی

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:161

فهرست مطالب :

فصل اول- مقدمه
فصل دوم- بررسی صندلی چرخدار
مقدمه
۱-۲- اجزاء صندلی چرخدار
۱-۱-۲- سیستم رانش
۳-۱-۲- چرخها
۴-۱-۲- اسکلت بندی
۲-۲- انواع صندلی چرخدار
۳-۲- ابعاد استاندارد صندلی چرخدار
۴-۲-پارامترهای مهم در انتخاب صندلی چرخدار
۵-۲-نکات مهم در انتخاب صندلی چرخدار
۶-۲-مشخصات صندلی چرخدار الکتریکی
۱-۶-۲-روشهای هدایت صندلی چرخدار الکتریکی
۲-۶-۲-روشهای هدایت صندلی چرخدار الکتریکی
۷-۲-موارد استفاده از صندلی چرخدار
۸-۲-موارد عدم استفاده از صندلی چرخدار
خلاصه
فصل سوم- انتخاب ادوات مورد نیاز
مقدمه
۱-۳-صندلی چرخدار
۲-۳- موتور الکتریکی
۱-۲-۳-باتریک نیکل- کادمیوم
۲-۳-۳- باتری سرب- اسید
۴-۳- مدار کنترل سرعت
۵-۳- انتخاب المال سوئیچ
۶-۳- انتخاب وسیله هدایت
خلاصه
فصل چهارم- طراحی کنترل کننده
مقدمه
۱-۴- پروتکل هدایت صندلی بر اساس حرکت صندلی چرخدار
۲-۴- رابطه بین سرعت خط
۳-۴- بررسی دینامیک ثابت صندلی چرخدار
۴-۴- بررسی کنترل حلقه بسته
۴-۵- روشهای کنترل صندلی چرخدار الکتریکی
۱-۵-۴- کنترل کننده های قابل تنظیم
۲-۵-۴- کنترل با سنسورها یا همکار
۳-۵-۴- کنترل تحمل پذیر خطا
۶-۴- سازگاری الکترومغناطیسی
فصل پنچم
مقدمه
روشهای ساخت مدار
۱-۵-پیاده سازی به روش آنالوگ
۱-۱-۵- کنترل کننده PWM
2-1-5- محاسبه جریان گیت ماسفت
۳-۱-۵- انتخاب فرکانس برشگری
۴-۱-۵- استخراج پارامترهای موتور ANCN7152
5-1-5- ساختن ولتاژ منفی از ولتاژ مثبت
۲-۵- پیاده سازی به روش دیجیتال
۱-۲-۵- روشهای سنجش شارژ باتری
۲-۲-۵- ساخت منبع تغذیه منفی
خلاصه
فصل ششم- نتایج آزمایشات
فصل هفتم- نتیجه گیری و پیشنهاداتی برای ادامه کار
مراجع
ضمیمه (۱)- نرم افزار هدایت صندلی چرخدار
ضمیمه (۲)- برنامه ثبت و تحلیل داده ها برای تعیین
ضمیمه (۳)- گاتالوگ موتور ANCN7152
ضمیمه (۴)- گاتالوگهای ۸۹۵۱ و TL494

چکیده :

صندلی چرخدار الکتریکی وسیله مناسبی برای کمک به افرادی است که از ناتواناییهای حاد حرکتی رنج می برند و به آنها تا حد زیادی استقلال می دهد. در این پروژه یک صندلی چرخدار با نیروی رانش الکتریکی که کاربر توسط جوی استیک آنرا هدایت می کند، ساخته شد. با بررسی های مختلف خواهیم دید که موتور مناسب برای این منظور، موتور DC مغناطیس دائم است که به منظور استفاده در صندلی چرخدار الکتریکی طراحی شده است. منبع انرژی دو عدد باتری سرب- اسید 12 V, 60 Ah انتخاب شد و مدار تحریک موتور برشگر PWM می باشد که در آن عمل برشگری توسط ماسفت انجام می گیرد. برای کنترل سیستم ابتدا پایداری دینامیک ثابت آنرا با استفاده از ماتریسهای تبدیل دوران، در حالت کلی بررسی کرده و سپس یک مدار خطی از مجموعه را در نظر گرفتن پارامترهای شخص راننده ارائه کردیم. با وجود همه ساده سازیهای ممکن خواهیم دید که مدل به دست آمده از پیچیدگی زیادی برخوردار است و برای کنترل حلقه بسته آن باید از روشهای پیشرفته کنترل وفقی مبتنی بر شبکه های عصبی و منطق فازی استفاده کرد. در صورت عدم استفاده از کنترل حلقه، بسته، هدایت صندلی در محیطهایی با موانع زیاد، با دشواری همراه خواهد بود.

معلولیت دگرگونیهایی از نظر آناتومی و فیزیولوژی در بدن فرد ایجاد می کند که در یک مقطع شخص بیمار محسوب می شود ولی بعد از درمان، علی رعم داشتن ضایعه، باید تا حد امکان زندگی طبیعی داشته باشد. وسایل کمکی در این بین نقش مهمی دارند. از جمله این وسایل کمکی، صندلی چرخدار است که در صورت استفاده و تجویز درست، وسیله مناسبی برای دادن کمکهای حرکتی به افراد معلولیت دار بوده و به آنها در انجام امور شخص تا حد زیادی استقلال می دهد. صندلی چرخدار دارای انواع و اقسام مختلفی است که بسته به نوع و میزان معلولیت فرد و شرایط دیگر تجویز می شود. [1]. صندلی های چرخدار در یک سیستم تقسیم بندی به دو گروه که در یکی نیروی محرکه توسط انسان و در دیگری از طریق یک موتور سوختی یا الکتریکی تأمین می گردد. هدف در این پروژه طراحی و ساخت صندلی چرخدار الکتریکی می باشد. صندلی چرخدار الکتریکی نخستین بار در اوایل قرن بیستم اختراع شد [2]. اما به دلیل مشکلاتی که وجود داشت مصرف عمومی پیدا نکرد. در دهه 1940 استفاده از باتری اتومبیل و موتورهای استارتر، امکان ساخت صندلیهای ساده تری را فراهم کرد. البته سیستم های اولیه فقط با یک سرعت حرکت می کردند. کمی بعد با استفاده از روشهای مکانیکی مثل کلاچ، امکان کنترل سرعت برای صندلیها ایجاد شد. از دهه 1960 به بعد استفاده از ترانزیستور دو قطبی[1] دو طراحی کنترل کننده های سرعت ایمنی صندلیها بسیار بالا رفت. در حال حاضر از ماسفت قدرت [2] برای کنترل سرعت موتورهای DC در صندلی چرخدار الکتریکی استفاده می شود. علی رغم سابقه زیاد صندلی چرخدار الکتریکی در دنیا، این وسیله تاکنون در ایران ساخته نشده است. هدف پروژه آغاز گاهی در این مسیر می باشد. البته وسیله ای که ساخته شد در ظاهر یک صندلی چرخدار الکتریکی نیست ولی با توجه به مطالعات و بررسی های انجام شده، می توان در زمانی کوتاه روشهای به کار رفته در این پروژه را برای ساخت صندلی چرخدار الکتریکی عملی به کار برد. در فصل دوم توضیحاتی کلی در مورد صندلی چرخدار و مشخصات آن از نظر ابعاد، استحکام و غیره آورده شده است. در تجویز صندلی چرخدار نکات متعددی باید در نظر گرفته شود که وزن، ابعاد صندلی و چرخها از آن جمله است. صندلی چرخدار از چند جزء اصلی تشکیل شده است که شامل سیستم نگهدارنده بدن، سیستم رانش، چرخها و اسکلت بدنه می باشد [14]. در این فصل در مورد مشخصات صندلیهای چرخدار الکتریکی و نکاتی که در طراحی آنها باید مد نظر قرار داد، توضیح داده شده است. از جمله این نکات مهم حداکثر سرعت، شیب مسیر، نحوه اتصال موتور و باتریها به صندلی و منبع تغذیه است. صندلی چرخدار الکتریکی را می توان با روشهای دستی و در صورتی که ممکن نباشد با روشهای غیر دستی کنترل نمود. از روشهای کنترل غیر دستی می توان کنترل چانه کنترل زبان لبها یا دندان، کنترل بر اساس دمیدن و مکیدن کنترل صوتی نام برد.

فصل سوم در مورد انتخاب ادوات مورد نیاز می باشد. خود صندلی چرخدار مهمترین قسمت است. به دلایل مختلف به جای صندلی چرخدار استاندارد مدلی از آن ساخته شد. این مدل شامل یک صفحه فلزی است که در زیر آن چهار چرخ نصب شده است. دو چرخ عقب آن نقش انتقال نیرو و هدایت کننده را دارند و دو چرخ جلو هرزگرد هستند. جزئیات مربوط به انتخاب قسمتهای مکانیکی شامل بلبرینگ[3]. چرخها و نحوه انتقال نیرو از موتور به چرخها و غیره کاملاً توضیح داده شده است. بعد از قسمتهای مکانیکی، نوبت به انتخاب موتور الکلتریکی می رسد. در این زمینه بررسی های متعددی انجام گرفت و در نهایت موتور DC خاص صندلی چرخدار برای این منظور انتخاب گردید. این موتور در حجم کم توان بالایی دارد و در طراحی آن حجم و وزن از مهمترین پارامترها بوده اند. جعبه دنده[4] نصب شده بر روی موتور سرعت آن را تا حد مورد نیاز کاهش داده و به حدود 500 دور در دقیقه رسانیده است. با محاسبه توان مورد نیاز برای حرکت صندلی با سرعت m/s3 و وزن Kg150 خواهیم دید که توان یک موتور به این منظور کافی نبوده و ناچاریم که از دو موتور استفاده کنیم که علاوه بر داشتن توان کافی، مزایای دیگری نیز خواهد داشت. موتور یک مبدل انرژی الکتریکی به مکانیکی است ؛ بنابراین باید منبع انرژی الکتریکی همراه موتور باشد. با این توضیح مشخص است که باید از باتری به این عنوان استفاده کنیم. در این فصل، باتریهای قابل شارژ مجدد مانند نیکل- کادمیوم و سرب- اسید بررسی کنیم. در این فصل باتریهای قابل شارژ مجدد آنها و همچنین محافظتهای مورد نیاز، توضیح داده شده است. قسمت بعدی مدار تحریک است که با کنترل کاربر، انرژی را از باتری گرفته و به موتور منقل می کند. از آنجا که موتور از نوع DC بود و منبع تغذیه نیز DC است. بنابراین مدار تحریک از نوع DC/DC خواهد بود. مبدل [5]DC/DC اصطلاحاً برشگر[6] نامیده می شود. برشگرها با قطع و وصل ولتاژ DC ثابت بر روی بار، متوسط ولتاژ دو سر بار را تغییر می دهند که این عمل باید توسط یک عنصر قدرت انجام گیرد. به این منظور المانهای مختلف بررسی شدند و در نهایت از ماسف قدرت استفاده کردیم. در ادامه انواع مختلف برشگرها بررسی شده و نوع مناسب انتخاب گردیده است. خاصیت مهمی که بعضی از انواع برشگرها دارند این است که وقتی بار ‌آنها موتور DC است هنگام کاهش سرعت و یا توقف کامل می تواند انرژی جنبی ذخیره شده موتور را به منبع DC بازگردانند. به این خاصیت بازیابی انرژی [7] گفته می شود.این عمل باعث افزایش راندمان، مجموعه می گردد. با بررسی این موضوع خواهیم دید که به دلایل مختلف، میزان انرژی تحویل شده به منبع در مقابل پیچیدگی مدار، ناچیز است. بنابراین از انجام این کار صرف نظر خواهد شد. با در نظر گرفتن این فرض که کاربر فردی نیمه فلج و یا کاملاً مفلوج است، برای هدایت صندلی از جوی استیک[8] استفاده کردیم. جوی استیک ازدو مقاومت متغیر تشکیل شده است که مقدار مقاومت یکی از آنها با حرکت جوی استیک در راستای جلو و عقب، از صفر تا حداکثر تغییر می کند و مقاومت دیگر همین عمل را در جهت چپ و راست انجام می دهد. در فص چهارم در مورد تعریف چگونگی حرکت صندلی چرخدار با توجه به حرکت جوی استیک، توضیحاتی آورده شده است.

فصل چهارم در مورد کنترل صندلی چرخدار الکتریکی می باشد. در ابتدا پروتکل حرکت صندلی بر اساس حرکت جوی استیک بیان شده و سپس روابطی که با استفاده از آن می توان سرعت خطی و سرعت زاویه ای صندلی را بر حسب دور موتورها بدست آورد، معرفی شده اند. در ادامه دینامیک ثابت [9] صندلی چرخدار الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است و حداکثر سرعت خطی صندلی چرخدار برای آنکه پایداری آن حول محور x (راستای حرکت) حفظ شود، بدست آمده است. این بررسی در حالت کلی است و با استفاده از ماتریسهای دوران، شیب مسیر در جهت های مختلف را در نظر می گیرد. در ادامه این فصل، با کوچک فرض کردن تغییرات، یک مدل خطی از سیستم صندلی چرخدار الکتریکی با در نظر گرفتن هدایت انسان، ارائه می کنیم. در این سیستم خطی، ورودی، مسیر دلخواه شخص و خروجی، نوسانات مجموعه حول محور x (راستای حرکت) می باشد. همانطور که خواهیم دید این سیستم پیچیدگی زیادی خواهد داشت؛ بنابراین در صندلیهای پیشرفته جدید، کنترل کننده های وفقی [10]که با استفاده از شبکه های عصلی و منطق فازی طراحی می شوند، کاربرد فراوان دارند. در پایان فصل در مورد سازگاری الکترومغناطیسی [11] و استانداردهای مربوط به صندلی چرخدار الکتریکی در این زمینه، توضیحاتی آورده شده است.

در فصل پنجم طراحی قسمتهای مختلف توضیح داده شده است. طراحی مدار برشگر PWM و بخش مهمی از این فصل را تشکیل می دهد. مدار برشگر شامل مولد سیگنال PWM و اعمال ‌آن به ماسفتها می باشد. انتخاب فرکانس برشگری بسیار مهم است چرا که پایین بودن فرکانس، باعث افزایش تلفات در موتور می شود. با استخراج پارامترهای موتور توسط آزمایشهای مختلف و سپس مدل کردن موتور توسط Pspice فرکانس برشگری با دقت مناسب، 25 Hz انتخاب شده است. ماسفت اگرچه در حالت پایدار جریانی از گیت نمی کشد، ولی در هنگام روشن و خاموش شدن سریع، جریان قابل ملاحظه ای باید به گیت تزریق و یا از آن کشیده شود. نحوه طراحی مداری برای تأمین این جریانهای لحظه ای، توضیح داده شده است. مجموعه مدار تحریک را می توان به صورت آنالوگ یا دیجیتال و یا ترکیبی از آنالوگ و دیجیتال پیاده سازی نمود. در قسمت برشگر PWM به علت بالا بودن فرکانس برشگری و در مقابل پایین بودن سرعت میکروکنترلرهای معمولی استفاده از مدار آنالوگ مناسب تر است؛ ولی تشخصی فرمان جوی استیک و تصمیم درمورد سرعت و جهت حرکت هر یک از موتورها را می توان توسط مدارهای آنالوگ و یا دیجیتال طراحی نمود که هر یک از این دو مدار مزایا و معایبی دارند که توضیج داده خواهند شد. برای تولید سیگنال PWM از تراشهTL 949 استفاده شده است. این تراشه در ساخت منابع تغذیه سوئیچنگ کاربرد فراوان دارد. فرکانس سیگنال PWM با یک خازن یک مقاومت تعیین شده و سیکل وظیفه[12] با یک سطح DC تعیین می شود. در مدار دیجیتال میکروکنترولر 8951 که از خانواده 8031 است استفاده کردیم. مزیت 8951 در این است که دارای EEPROM داخلی است و نوشتن و پاک کردن برنامه به سادگی مکان پذیر است و نیازی به اشعه ماورای بنفش دارد. در ادامه در مورد نشان دادن وضعیت شارژ باتری توضیح داده ایم. در انتها مقایسه ای بین مدار دیجیتال و آنالوگ انجام شده است.

و...

NikoFile

دانلود مقاله آشنایی با تاسیسات الکتریکی

اختصاصی از سورنا فایل دانلود مقاله آشنایی با تاسیسات الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در این روش با استفاده از 3 واتمتر که سر راه هر فاز قرار می گیرد و سیم نول توان هر فاز جداگانه اندازه گیری شده و مجموع این سه واتمتر توان کل می باشد. اگر بار کاملاً متعادل باشد هر سه واتمتر دارای مقادیر مساوی می شوند. پس در یک بار متعادل فقط از یک واتمتر هم می توان استفاده کرد.
ب- روش سه سیم :
در این روش بدون سیم نول عمل می شود. دو واتمتر که هر کدام بین دو فاز قرار می گیرد البته فاز وسط برای فازهای اول و سوم مشترک است توان کل از مجموع دو واتمتر بدست می آید.
مزایای سیستم سه فاز
در جریان تکفاز مقدار قدرت لحظه ای در قسمتهایی به صفر می رسد اما در جریان سه فاز هیچگاه توان لحظه ای صفر نمی شود چون اگر یکی از فازها مقدارش به صفر برسد فازهای دیگر دارای مقادیر هستند.
راه اندازی موتورهای آسنکرون : می دانیم که برای گردش موتورهای آسنکرون احتیاج به میدان دوار است که این میدان با جریان تکفاز ساخته نمی شود.
آشنایی با جریان سه فاز
روشهای اندازه گیری توان
 
مزایای سیستم سه فاز
عایق کابلها
علایم اختصاری کابلها
فیوز
ث- فیوز فشار قوی
انتخاب نوع فیوز
تعیین افت ولتاژ مجاز و انتخاب سطح مقطع هادی
بخش دوم : وسایل کنترل ساده
کلیدها
1-کلید اهرمی  ساده
2-کلیدغلطکی
3-کلید زبانه ای
راه اندازی موتورها با استفاده از کلید ستاره – مثلث :
بخش سوم : کلیدهای مرکب
کلیدهای مرکب
تعریف رله :
تعریف کنتاکتور :
1-سکسیونر ساده :
موارد استعمال سکسیونرها :
سکسیونرهای قابل قطع زیربار :
کلید قدرت یا دیژنکتور :
تایمر(کلید زمانی) :
شامل 36 صفحه فایل word

کوره های الکتریکی

اختصاصی از سورنا فایل کوره های الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کوره های الکتریکی

تولید و ذوب آلومینوم در مقادیر زیاد و برای اجتناب از اکسیداسیون مذاب و جلوگیری از ورود گازهای ناشی از احتراق سوختگیهای فسیلی و افزایش کیفیت مذاب آلومینوم کوره های الکتریکی در انواع کوره های مقاومتی بوته ای ، روبرو کوره های القائی مورد استفاده قرار می گیرند.

مکانیسم اصلی کوره های مقاومتی استفاده از گرمای حاصل از مقاومت میله ( الکترودهائی ) در مقابل عبور جریان می باشد . معمولا مقاومت ها از نیکروم ( نیکل ، کرم ، آهن ) و کرومل ( اهن ، کروم ، آلومینوم ) ساخته می شوند . در نوع کوره های مقاومتی بوته ای که با ظرفیت حداکثر 500 کیلوگرم به کار می روند ، بوته از چدن خاکستری ساخته می شود و قدرت الکتریکی این کوره معمولا 40 تا 80 کیلو وات می باشد.

کوره های روبرو الکتریکی و بوته ای مقاومتی تفاوت چندانی با آنچه در قسمت های قبل گفته شد ندارند و فقط تفاوت عمده در منبع حرارتی است که الکتریکی و مقاومتی بوه و از این رو کنترل حرارت و کیفیت محصول بهتر و مطلوب تر می باشد. در بعضی از کوره های مقاومتی بوته از فلز ساخته می شود و مکانسیم را طوری تهیه می کنند که بوته مرکز و هسته اصلی مقاومت و ایجاد حرارت باشد

کوره های القائی

کوره های القائی از نظر افزایش ظرفیت و تقلیل مصرف انرژی نسبت به کوره های مقاومتی دارای مزایائی می باشند. این کوره ها در ظرفیت های مختلف قادر به ذوب 15کیلوگرم تا چندین تن آلومینوم هستند.

در این کوره ها هیچ گونه فعل و انفعال شیمیائی که باعث افزایش ناخالصی و تغییرات ترکیبی مذاب گردد، انجام نمی شود و علاوه بر آن به دلیل عدم استفاده الکترود امکان ورود ناخالصی های مواد از طرق مکانیکی نیز امکان پذیرنیست و از نظرمسائل الکتریکی محدودیتی برای افزایش درجه حرارت ندارند.

تا سال 1950 فقط کوره های القائی با فرکانس زیاد مورد استفاده قرار می گرفت که از نظر نیاز به تاسیسات و ژنراتور ها و همچنین ظرفیت بسیارکم ، از نظر سرمایه گذاری و هزینه تمام شده مقرون به صرفه نبود. در سال 1950 استفاده از کوره های القائی با فرکانس کم ( 50 تا 60 سیکل ) بدون هسته و کانال جریان ( ساده ) آغاز گردید که بنحو قابل ملاحظه ای هزینه سرمایه گذاری و قیمت تمام شده تقلیل پیدا کرد و افزایش ظرفیت و کارآئی آنها به سرعت بالا رفت بطوریکه امروز کوره هائی باظرفیت 70 تن چدن و 500/17 کیلو وات قدرت در مورد کوره های القائی با هسته و کانال جریان و 260 تن و 4000 کیلو وات قدرت در مورد کوره های القائی ساده مورد استفاده قرار می گیرد .

کوره های القائی به سه دسته :

کوره های فرکانس کم بدون هسته و کانال جریان

کوره های فرکانس کم با هسته و کانال جریان و

کوره های فرکانس زیاد، تقسیم می شوند که استفاده از دو نوع اول رو به افزایش می باشد.

کوره های القائی نوع اول بسیار ساده و مشتمل بر بوته و سیم پیچ های جریان است که به وسیله آب همواره خنک می شوند در حالی که در کوره های نوع دوم مذاب بین دو قطب اصلی ( هسته ) جریان پیدا می کند . تفاوت عمده این دو نوع کوره در استفاده از جریان برق و تبدیل به انرژی حرارتی می باشد.

کوره های نوع اول بیشتر در مورد ذوب شمش و قطعات بکار می روند و کوره های نوع دوم برای فوق ذوب ، تصفیه ، کنترل و نگاهداری مذاب مورد استفاده واقع می شوند و راندمان حرارتی و الکتریکی آنها زیادتر است و همان گونه که از شکل 4-2 استنباط می گردد منطقه ذوب آنها بسیار کوتاه می باشدو از این رو درجه حرارت و سرعت حرکت مذاب به حدی باید باشد تا درجه حرارت لازم در تمام قسمت های بوته تامین گردد.

اشکال عمده دیگر در کوره های القائی با هسته و کانال جریان درآنست که این کوره ها همواره برای شروع نیاز به مذاب دارند که در کنار کانال های جریان قادر به تشکیل هسته های القائی باشند .

تعداد صفحات: 38

دانلود پایان نامه موتورهای الکتریکی

اختصاصی از سورنا فایل دانلود پایان نامه موتورهای الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 فصل 1 – مقدمه

یک موتورالکتریکی، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است توسط ژنراتور انجام می شود. این دو وسیله بجز در عملکرد، مشابه یکدیگر هستند .اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترو مغناطیس کار می کنند، اما موتورهایی که براساس پدیده های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر بیزوالکتریک کاری کنند هم وجود دارند.

ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، نیرویی برآن ماده از سوی میدان اعمال می شود. دریک موتور استوانه ای، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله ای معین از محور روتور به روتور اعمال می شود می گردد.

اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی مهم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است.

انواع موتورهای الکتریکی عبارتند از:

1- موتورهایDC

2- موتورهایAC

3- موتورهای پله ای

4- موتورهای خطی

موتورهای AC شامل موتورهای AC تک فاز و موتورهای AC سه فاز می شوند.

 موتورهای AC تک فاز:

معمولترین موتور AC تک فاز موتور سنکرون قطب چاکدار است که اغلب در دستگاه هایی به کار می رود که گشتاور پایین نیاز دارند نظیر پنکه های برقی، اجاق های ماکروویو ودیگر لوازم خانگی کوچک، نوع دیگر موتور AC تک فاز موتورالقایی است که اغلب در لوازم بزرگ نظیر ماشین لباسشویی و خشک کن لباس به کار می رود.

 موتورهای AC سه فاز:

برای کاربردهای نیازمند به توان های بالاتر ،از موتورهای القایی سه فاز AC (یا چند فاز) استفاده می شود. این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان استفاده می کنند.اغلب روتور شامل تعدادی هادی های مسی است ، که در فولاد قرار داده شده اند. از طریق القای الکترو مغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادی هاالقای جریان می کند، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده وموجب می شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید. این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف است. ماشین های القائی سه فاز ، ماشین هایی با سرعت آسنکردن هستند که در حالت موتوری زیرسرعت سنکرون ودر حالت ژنراتوری بالای سرعت سنکرون کار می کنند. این ماشین ها که مستحکم بوده و به نگهداری کمی نیاز دارند در مقایسه با ماشین های سنکرون و DC در اندازه ای مشابه ، ارزان تر می باشند و در محدوده چند وات تا 1000HP ساخته شده و به کار گرفته می شوند. همچنین در مواردی نظیر قابلیت اطمینان بالاتر، وزن،حجم وانریسی کمتر، راندمان بیشتر، قابلیت عملکرد در محیط های باگرد و غبار و در محیط های قابل انفجار نسبت به موتورهای DC برتر هستند.

مشکل اصلی موتورهای dc وجود کموتاتور و جاروبک است، که نگهداری زیاد و پرهزینه و نامناسب بودن عملکرد موتور در محیط های باگرد وغبار بالا و قابل انفجار را بدنبال دارد با توجه به مزایای فوق در تمامی کاربردها موتورهای القایی بطور وسیع بر سایر موتورهای الکتریکی ترجیح داده می شوند با این حال تا چندی پیش از موتورهای القایی فقط در کاربردهای سرعت ثابت استفاده شده است و در کاربردهای سرعت متغیر موتورهای DC ترجیح داده شده اند این امر ناشی از آنست که روش های مرسوم در کنترل سرعت موتورهای القایی هم غیراقتصادی وهم دارای راندمان کم بوده است. اما با بهبود در قابلیت ها و کاهش در هزینه تریستورها و اخیراً در تراتریستورهای قدرت و GTO ها ( که در کنترل سرعت این موتورها استفاده می شوند) امکان ساخت محرکه های سرعت متغیر با استفاده از موتورهای القایی بوجود آمده است که در برخی موارد حتی از نظر هزینه و عملکرد با موتور dc نیز پیشی گرفته اند در واقع چرخ صنایع امروز را این ماشین ها می گردانند هرچند که سرعت آنها به آسانی سرعتDC قابل کنترل نبوده و جریان راه اندازی زیادی که تقریباً 6 تا 8 برابر جریان بار کامل آنهاست نیاز دارند. در ضمن این موتورها وقتی با بارکم کار می کنند ، ضریب قدرت پایین دارند.سرعت موتورAC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد ومقدار لغزش، یا اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان استاتور، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می کند تغییر سرعت دراین نوع از موتورها را می توان با داشتن دسته سیم پیچی ها یا قطب هایی در موتور که با روشن و خاموش کرد نشان سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می کند ممکن ساخت. به هر حال با پیشرفت الکترونیک قدرت می توانیم با تغییردادن فرکانس منبع تغذیه ، کنترل یکنواخت تری بر روی سرعت موتورها داشته باشیم . به طور کلی روشهای مرسوم کنترل سرعت موتور AC(القائی) به صورت زیر است:

1- کنترل با منبع ولتاژ متغیر فرکانس ثابت

2- کنترل با منبع ولتاژ فرکانس متغیر

3- کنترل مقاومت رتور

4- کنترل از روش تزریق ولتاژ در مدار رتور

در این جا ما فقط به کنترل سرعت موتور AC سه فاز(القایی) از طریق کنترل ولت بر هرتز (روش دوم) می پردازیم.

فصل 2 : مقدمه ای بر سیمولینک

2-1سیمولینک چیست؟

سیمولینک یکی از ابزارهای گسترش یافته Matlab است که امکان ایجاد سریع و دقیق مدل کامپیوتری سیستم های دینامیکی با استفاده از نماد نمودار بلوکی را برای مهندسان فراهم می کند. سیستم های غیرخطی پیچیده را می توان با سیمولینک به سادگی مدل نمود. مدل سیمولینک می تواند شامل اجزا پیوسته و گسسته باشد. به علاوه ، مدل سیمولینک قادر به ایجاد انیمیشن گرافیکی است که میزان پیشرفت شبیه سازی را به صورت بصری نمایش داده و فهم رفتار سیستم را به میزان چشمگیری بهبود می بخشد.

به طور خلاصه قدم هایی که برای استفاده از سیمولینک برداشته می شود شامل یافتن یک مدل یا نمایش ریاضی همراه پارامترهای سیستم مورد نظر، انتخاب روش مناسب انتگرال گیری و درآخر تبیین شرایط اجرای شبیه سازی نظیر شرایط اولیه و زمان اجرا می باشد مدل سازی در سیمولینک یا استفاده از رابطه های گرافیکی و کتابخانه الگوها یا بلوک های توابعی که عموماً در تشریح خصوصیات ریاضی سیستم های دینامیکی کاربرد دارند، تسهیل شده است.

 2-2 ورود به سیمولینک

سیمولینک یک بسط نرم افزاری در محیط Matlab است و برای ورود به آن می باید ابتدا Matlab را اجرا کنید سپس از درون Matlab با کلیک آیکون سیمولینک در نوار ابزار Matlab همان طور که در شکل (2-1) نشان داده شده یا با وارد کردن فرمان simulink در اعلان Matlab سیمولینک را فراخوانی کنید در نتیجه صفحه ی simulink library Browser که شامل کتابخانه سیمولینک است باز می شود.

مجموعه متنوعی از الگوها یا بلوک های توابع، تحت کتابخانه های مختلف گردآوری شده است یک الگو را به طریق زیر می توان از کتابخانه کپی نموده و در صفحه ی مورد نظر قرار داد: الگوی مورد نظر را انتخاب نموده و سپس آن را به محل مطلوب در صفحه ی سیمولینک بکشید و یا روی الگو کلیک راست کنید و گزینهAdd     to untitled را انتخاب کنید.

بسیاری از الگوها دارای مقادیر اولیه هستند که قبل از استفاده از آنها، می باید مقادیر اولیه را تعریف کنید.برای مشاهده یا تغییر این مقادیر باید روی الگوی مورد نظر دوبار کلیک نمود که در این صورت پنجره ی گفت وگویی باز خواهد شد که شامل مستطیل هایی است که برای وارد نمودن پارامترهاست. اطلاعات درخواستی می تواند به شکل متغیر حرفی یا عدد ثابت وارد شود متغیرهای حرفی را قبل از شروع شبیه سازی می توان در فضای Matlab تعریف کرد هنگامی که شبیه سازی چندین بار تکرار شود،برای مثال مطالعه ی حساسیت نسبت به پارامترها، استفاده از متغیرهای حرفی ارجح است.

پارامترها و مقادیر اولیه متغیرهای حرفی را می توان با تایپ کردن آنها در محیط Maltab وارد نمود این کار با سیستم نوشته شده ، امکان پذیر است. چنین m فایلی همچنین می تواند در صفحه ی سیمولینک و یا استفاده از بلوک الگو شده اجرا گردد. برای شبیه سازی گسترده ، بهره گیری ازm فایل ها توصیه می شود. ایجاد m فایل و اشکال زدایی از آن را می توان توسط ادیتور مربوط از toolbar در متلب انجام داد.

 2-4 پیکربندی شبیه سازی:

مدل سیمولینک در اصل برنامه ای کامپیوتری است که مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل وتفاضلی را تعریف می کند.هنگامی که از نوار منوی پنجره ی مدل simulation: start را انتخاب می کنید (شروع شبیه سازی) سیمونیک آن مجموعه معادلات دیفرانسیل و تفاضلی را ، توسط یکی از حل کننده های معادله دیفرانسیل خود، به صورت عددی حل می کند. قبل از اجرای شبیه سازی می توانید پارامتری های شبیه سازی متنوعی نظیرشروع وپایان شبیه سازی، اندازه گام شبیه سازی وچند تلورانس مختلف را تنظیم کنید و از میان چندین الگوریتم انتگرال گیری کیفیت بالا یکی را برگزینید. همچنین می توانید سیمولینک را برای دریافت داده های شخصی از فضای کاری MATLAB و ارسال نتایج شبیه سازی به آن پیکربندی نمایید.

برای تنظیم پارامترهای شبیه سازی، از نوار منوی پنجره ی مدلsimulation : parameters را انتخاب کنید تا کادر مکالمه پارامترهای شبیه سازی مطابق شکل (2-3) باز شود کادر مکالمه پارامترهای شبیه سازی دارای چهار صفحه ی جدول بندی شده ی Advanced , Diagnostics, workspace I/O می باشد صفحه ی solver ، حل کننده معادله ی دیفرانسیل را انتخاب وپیکربندی می کند. از این قسمت حل کنندهها در دو رده دسته بندی شده اند: گام متغیر(variable-step) و گام ثابت (fixed –step) برای هر رده چندین الگوریتم انتگرال گیری مختلف وجود دارد. اگر حل کننده گام متغیر انتخاب شود، دارای فیلدهایی برای انتخاب ماکزیمم اندازه گام انتگرال گیری ، اندازه گام انتگرال گیری اولیه و تولرانس های نسبی و مطلق می باشد. اگر حل کننده گام ثابت انتخاب شود تنها یک فیلد که برای وارد کردن اندازه گام می باشد، دارد.

2-5 آنماز واجرای یک شبیه سازی:

قبل از آغاز شبیه سازی،حتماً باید آغاز و انتهای شبیه سازی را در حین پیکربندی شبیه سازی تعریف کنید. شبیه سازی را می توان با کلیک کردن روی کلمهstart تحت منوی simulation صفحه ای سیمولینک یا صفحه ی مدل آغاز نمود. در صورت تمایل می توانید قبل ازآغاز شبیه سازی، اسکوپ و ساعت را تنظیم کنید تا پیشرفت شبیه سازی را روی نمایشگر مشاهده نمایید.

 2-5-1 مشاهده متغیرها در حین اجرا

می توانید بوسیله ی scope که در کتابخانه سیمولینک در قسمت sinks قرار دارد متغیرها را در بین اجرای شبیه سازی مشاهده کرد فقط کافی است scope را به متغیری که می خواهیم آن را در حین اجرا ببینیم وصل کنیم.

کلاً برای مشاهده خروجی هادر سیمولینک چند وسیله خارجی تحت کتابخانهsinks فراهم آمده است. اسکوپ فراهم شده ، یک ورودی دارد که سیگنال های مالتی پلکس شده را نیز می پذیرد.

2-6- ذخیره داده ها

شکل(2-4) دو روش متفاوت برای مشاهده متغیرها را نشان می دهد. خروجی ژنراتور موج (سیگنال ژنراتور) را می توان مستقیماً طی مدت اجرای شبیه سازی ، توسط اسکوپ مشاهده کرد، یا اگر قرار است داده ها رسم شده یا بعداً مورد استفاده قرار گیرند می توان خروجی مطلوب به همراه زمان اجرای شبیه سازی از طریق ساعت را به فایل داده Matlab و با استفاده از الگویTo File در sinks ذخیره نمود. به جای این که نتایج مستقیماً در یک فایل نوشته شود، خروجی را می توان به شکل موقتی تحت یک آرایه (yout) در محیط Matlab و بااستفاده از الگوی to workspace که تحت sinks می باشد ذخیره کرد.

 داده هایی که به این ترتیب تحت آرایه ی yout، ذخیره شده ، در بخش های دیگر شبیه سازی در سیمولینک می تواند مورد استفاده قرار گیرد.اسامی فایل های داده و یا آرایه ی مربوط به to file یا workspace ، حجم مناسبی از بافر باید قبل از شروع شبیه سازی به آن تخصیص یابد. اگر حجم بافر مناسب نباشد، داده های ذخیره شده توسط داده های جدید جایگزین می شوند. در خصوص پارامترهای to workspace امکان داخل کردن سه پارامتر دیگر وجود دارد.

1-limit data points to last : طول بافراست.

2-decimation : یک عدد صحیح مثل n است ، بیانگر آن است که اطلاعات خروجی پس از هرn مرحله از انتگرال گیری، ذخیره می شود. از این انتخاب جایی استفاده می شود که حجم حافظه محدود است، یااین که نیازی به حفظ همه ی اطلاعات نباشد.

3- sample time: این پاراتروقتی مفید است که قرار باشد اطلاعات نمونه گیری شده جهت رسم شکل یا تجزیه وتحلیل به کار رود.

شما همچنین می توانید آرایه ای که قبلاً درمحیط  matlab تولید شده برای استفاده های بعدی نظیر رسم شکل یا تجزیه و تحلیل، توسط دستورsave در یک فایل ذخیره کنید.

در این صورت matlab یک فایل باینری(filename. Mat) در دایرکتوری جاری و بامحتوی آرایه ی (yout) در داخل آن ایجاد می کند.

200 صفحه فایل ورد قابل ویرایش