آشنایی با اصول کار،کاربرد ،مزایا و معایب موتورهای DC
موتورهای DC
با نگاهی ساده به تمامی صنایع متوجه این موضوع خواهید شد که حرکت و یا چرخش جزو جدانشدنی از آن است.
به همین دلیل استفاده از انواع موتور DC بسیار رایج است.
برای درست به کار بردن یک موتور DC باید با انواع و عملکرد آن حتما آشنا باشیم.
در این مقاله به موارد زیر خواهیم پرداخت:
- شناخت موتورهای DC
- اجزای تشکیل دهنده موتور
- اصول کار موتور DC
- انواع اصلی موتور DC
- کاربرد انواع موتور DC
- مزایای موتور DC
- معایب موتور DC
راهنمای فارسی نصب و راه اندازی اینورتر سانترنو سینوس وگا
۱- موتور DC چیست؟
موتورهای DC دسته‌ای از موتورهای الکتریکی دوار است که انرژی الکتریکی با جریان مستقیم را به انرژی مکانیکی تبدیل میکند.
رایج‌ترین انواع موتورهای الکتریکی بر اساس نیروهای حاصل از میدان‌های مغناطیسی کار می‌کنند.
تقریبا همه‌ی انواع موتورهای DC برای تغییر متناوب جهت جریان در موتور از مکانیزم‌های داخلی الکترومکانیکی یا الکترونیکی استفاده می‌کنند.
موتورهای DC جزو اولین موتورهای پرکاربرد بودند که می‌توان از سیستم‌های توزیع برق جریان مستقیم، برای تامین ورودی آن ها استفاده کرد.
برای تنظیم سرعت موتورهای DC باید از تغییر ولتاژ و برای تنظیم گشتاور آن از تغییر شدت جریان استفاده کرد.
۲- اجزای تشکیل‌دهنده موتور DC
اجزای اصلی تشکیل‌دهنده یک موتور DC عبارتند از:
- استاتور
- روتور
اجزای موتورهای DC
۱-۲ استاتور موتور DC
استاتور (Stator) بخش ثابت موتور است. با عبور جریان از داخل سیم‌پیچ استاتور، میدان مغناطیسی در جهت ثابت تولید می‌شود.
این میدان در تقابل با میدان تولیدی روتور، انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکند.
استاتور دارای دو بخش اصلی هسته و سیم‌پیچ است.
هسته مسئول تمرکز شار و جلوگیری از هدررفت میدان مغناطیسی است و سیم‌پیچ به منبع تغذیه متصل شده و عمل تولید میدان مغناطیسی را انجام می‌دهد.
۲-۲ روتور موتور DC
روتور (Rotor) بخش گردان یک موتور DC است. روتور یک میدان مغناطیسی را در یک جهت خاص نسبت به استاتور تولید کرده و یک نیروی دورانی را ایجاد میکند که
منجر به چرخیدن روتور یا آرمیچر (Armature) می‌شود.
روتور مسئول ایجاد میدان و تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی و چرخیدن است.
روتور خود شامل سه قسمت اصلی بوبین، کموتاتور و هسته می‌باشد.
۳-اصول کار موتور DC
در یک موتور DC:
- برق قطب‌های میدان، توسط جریان القایی DC تامین می‌شود که یک میدان مغناطیسی DC را تولید میکند.
- برق سیم‌پیچ آرمیچر (رسانا)، توسط جریان DC تامین می‌شود که از جاروبک‌ها و کموتاتور عبور میکند.
مطابق شکل زیر و معادله‌ی نیروی لورنتس، وقتی یک رسانای حامل جریان در یک میدان مغناطیسی قرار بگیرد، به آن نیرویی القا می‌شود که می‌خواهد آن را جا به جا کند.
تمامی رساناهایی که حول یک موتور DC قرار دارند، در معرض این نیروها هستند.
این نیروها باعث می‌شود که آرمیچر در جهت عقربه‌های ساعت دوران کند.
بنابراین، آرمیچر یک موتور DC در جهت گشتاور تولیدی توسط موتور چرخش میکند.
مقاومت عایقی موتور – تست و اندازه گیری بر روی سیم پیچ
برق سیم‌پیچ استاتور، در موتورهای DC توسط یک منبع خارجی تامین می‌شود.
در اثر ایجاد جریان در سیم‌پیچ استاتور، یک میدان یکنواخت در قطب استاتور ایجاد می‌شود.
جریان آرمیچر هم توسط یک منبع خارجی یا خود استاتور تامین شده و یک میدان مغناطیسی در آن ایجاد می‌شود.
در اثر برهم‌کنش میدان‌های استاتور و آرمیچر، چرخش ایجاد شده و انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود.
مقدار جریان عبوری و تعداد دورهای سیم‌پیچ، شدت میدان مغناطیسی را تعیین می‌کنند.
با خاموش و روشن‌کردن یک سیم‌پیچ به صورت منظم یک میدان دوار تولید می‌شود.
این میدان‌ها توسط یک آهن‌ربای دائمی یا یک سیم‌پیچ ایجاد شده و نیروی لازم برای چرخش آرمیچر را تولید می‌کنند.
خنک‌کاری موتورهای DC در توان بالا معمولا با تزریق هوا انجام می‌شود.
سرعت یک موتور DC با تغییر ولتاژ آرمیچر تغییر میکند و استفاده از مقاومت متغیر در مدار آرمیچر یا مدار میدان امکان کنترل سرعت موتورهای DC را فراهم میکند.
https://fapool.ir/file/51673/?ref=sbargh.ir
۴- انواع موتور DC
موتورهای DC را می‌توان به ۳ گروه زیر دسته بندی کرد:
- موتور جاروبک‌دار
- موتور بدون جاروبک
- سروو موتور
۴-۱ موتورهای جاروبک دار (Brushed Motor)
در این موتورها، میدان مغناطیسی در روتور سیم‌پیچی با عبور جریان الکتریکی از کموتاتورها و جاروبک‌های کربنی تولید می‌شود.
به این علت این نوع از موتورها را جاروبک دار می‌نامند.
کموتاتور (Commutator) یک حلقه‌ی رسانای استوانه‌ای لغزان و دارای شکاف است که هر قسمت از حلقه به انتهای هر یک از سیم‌پیچ‌های آرمیچر متصل می‌شود.
حلقه رسانای کموتاتور معمولا از جنس مس ساخته می‌شود.
جاروبک‌ها (Brush) سیم‌پیچ‌های آرمیچر را از طریق کموتاتور به ترمینال خارجی موتور متصل می‌کنند.
فشار جاروبک به کموتاتور باید به اندازه‌ی کافی باشد، زیرا فشار پایین منجر به تماس ضعیف شده و در نهایت جرقه‌ی شدید و سوختن کموتاتور را به دنبال خواهد داشت.
در مقابل، فشار زیاد هم منجر به حرارت بیش از حد کموتاتور می‌شود.
برای تولید میدان مغناطیسی در این موتورها می‌توان از سیم‌پیچ‌های میدان استاتور یا آهن‌رباهای دائمی استفاده کرد.
شکل زیر یک موتور DC جاروبک‌دار را نشان می‌دهد.
۴-۲ موتور بدون جاروبک یا براشلس (Brushless Motor)
این موتورها از یک آهن‌ربای دائمی به عنوان روتور خارجی خود استفاده کرده و یک میدان مغناطیسی را در روتور ایجاد می‌کنند.
در یک موتور بدون جاروبک، آهن‌رباهای دائمی روی روتور و آهن‌رباهای الکتریکی روی استاتور قرار می‌گیرند.
سپس از یک کامپیوتر متصل به ترانزیستورهای توان بالا برای شارژ آهن‌رباهای الکتریکی استفاده می‌شود.
دقت و بازدهی این موتورها نسبت به موتورهای جاروبک‌دار بیشتر است.
همچنین به دلیل ساختار این موتورها و عدم حضور جاروبک کربنی، جرقه‌ای زده نشده و نویز الکتریکی کمتری هم ایجاد خواهد شد.
همچنین به دلیل وجود آهن‌رباهای الکتریکی روی استاتور، راحت‌تر خنک می‌شوند.
۴-۳ موتور سروو (Servo Motor)
چون سروو موتورها اینرسی کمی دارند، سرعت آن‌ها در کمترین زمان ممکن می‌تواند تغییر کند.
به همین دلیل، کاربرد سروو موتورها بیشتر از سایر موتورها است.
این نوع موتور به وسیله یک سیستم کنترل فیدبک، موقعیت دستگاه و همچنین قدرت و سرعت آن را تغییر می دهد.
سیستم کنترل فیدبک، سیستمی است که یک ورودی مرجع را با ورودی های تحت کنترل مقایسه می کند و
با استفاده از اختلاف میان این دو مقدار، یک رابطه از پیش تعیین شده را بین آن ها برقرار می کند که
این رابطه را برای کاربردهای مختلف سازندگان سیستم تعریف می کنند.
سروو موتورهای DC خود به انواع دیگری تقسیم می‌شوند که عبارتند از سروو موتور کنترل موازی، سروو موتور تحریک ثابت، موتورهای سری و موتورهای سری چاک‌دار.
بعضی از مزایای سروو موتورهای DC عبارتند از:
- کنترل دقیق سرعت چرخش در هر دو جهت
- نسبت گشتاور به اینرسی بالا
- زمان پاسخ‌گویی سریع
- امکان تغییر جهت سریع چرخش
https://fapool.ir/file/51993/?ref=sbargh.ir
۵- کاربرد انواع موتور DC
موتورهای DC کوچک در ابزارها، اسباب‌بازی‌ها و ربات‌ها مورد استفاده هستند و
از کاربردهای موتورهای DC بزرگ‌تر می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- وسایل نقلیه‌ی الکتریکی
- آسانسورها و بالابرها
- فن‌ها
- پمپ‌ها
- جرثقیل‌ها و غیره
۶- مزایای موتور DC
مزایای موتورهای DC عبارتند از:
- گشتاور شروع بالا
- شتاب زیاد
- امکان کنترل آسان سرعت در بازه وسیع
- ساخته‌شده در اندازه‌های مختلف
۷- معایب موتور DC
معایب موتورهای DC عبارتند از:
- نیاز به تعمیر و نگهداری مستمر
- عدم امکان استفاده در محیط‌های انفجاری
- هزینه بالا
منبع : نماتک
https://fapool.ir/file/52113/?ref=sbargh.ir
روشهای تولید برق نوین
فرمت فایل دانلودی: .docx
فرمت فایل اصلی: word
تعداد صفحات: ۱۲۶
حجم فایل: ۳۴۸۱
قیمت: ۱۲۰۰۰ تومان
بخشی از متن:
روشهای تولید برق نوین
چگونگی روشهای تولید برق نوین به زبان ساده فایل word در ۱۲۶ صفحه قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه. ۱
۱-۱ فصل اول – بخش یکم (بحران انرژی) ۲
۱-۱-۱ مقدمه: ۲
۱-۱-۲ انواع منابع انرژی: ۳
۱-۱-۳ اهمیت توجه به انرژی‌های نو: ۴
۱-۱-۴ ضرورت استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر: ۶
۱-۱-۵ مقایسه بین منابع انرژی تجدیدشونده و غیر تجدیدشونده. ۸
۱-۱-۶ مزایای انرژی‌های تجدیدشونده: ۹
۱-۱-۷ مشکلات منابع انرژی تجدید پذیر: ۹
۱-۱- ۸ رویکردهای استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر: ۱۰
۱-۱-۹ انواع انرژی‌های تجدیدشونده: ۱۱
۱-۱-۹-۱ مبحث اول: انرژی برق‌آبی: ۱۱
۱-۱-۹-۲- تولید برق از طریق انرژی آب: ۱۳
۱-۱-۹-۳- مزایای نیروگاه آبی.. ۱۴
۱-۱-۹-۴- مضرات نیروگاه‌های آبی.. ۱۵
۱-۱-۹-۵- انرژی برق‌آبی در ایران: ۱۵
۱-۱-۹-۲ مبحث دوم: انرژی بادی.. ۱۷
۱-۱-۹-۲-۱- استفاده از انرژی باد برای تولید برق: ۱۸
۱-۱-۹-۲-۲- پتانسیل انرژی بادی در ایران.. ۲۰
۱-۱-۹-۳ مبحث سوم: انرژی خورشیدی: ۲۱
۱-۱-۹-۳-۱ کاربردهای انرژی خورشید. ۲۳
۱-۱-۹-۳-۲ انرژی فتوولتاییک… ۲۳
۱-۱-۹-۳-۳ موارد استفاده از انرژی حرارتی خورشید. ۲۴
۱-۱-۹-۳-۳-۱ کاربردهای نیروگاهی.. ۲۴
۱-۱-۹-۳-۴ انواع نیروگاه‌های خورشیدی: ۲۵
۱-۱-۹-۳-۵ کاربردهای سلول‌های خورشیدی.. ۲۷
۱-۱-۹-۴ مبحث چهارم: انرژی زمین‌گرمایی.. ۲۷
۱-۱-۹-۴-۲ انواع منابع زمین‌گرمایی: ۲۸
۱-۱-۹-۴-۳ کاربردهای انرژی زمین‌گرمایی: ۳۰
۱-۱-۹-۴-۵ نیروگاه زمین‌گرمایی.. ۳۱
۱-۱-۱۰ هیدروژن، گزینه مطرح به‌عنوان حامل جدید انرژی.. ۳۲
۱-۲ بخش دوم (بهرهبرداری از منابع تولید پراکنده) ۳۴
۱-۲-۱ مقدمه: ۳۴
۱-۲-۲ بیان مسئله: ۳۵
فصل دوم: تعاریف و مفاهیم مرتبط با تولید پراکنده(DG) 39
۲-۱ تعاریف و مفاهیم مرتبط با تولید پراکنده (DG) 40
۲-۱-۱ مقدمه: ۴۰
۲-۱-۲ تعاریف مختلف تولید پراکنده DG.. 41
۲-۱-۳ رویدادهای زمینه‌ساز توسعه تولید پراکنده DG.. 43
۲-۱-۴ اهمیت استفاده از تولید پراکنده DG: 44
۲-۱-۵ مزایای استفاده از تولید پراکنده DG: 44
۲-۱-۶ معایب استفاده از تولید پراکنده DG.. 47
۲-۱-۷ ظرفیت‌های مختلف منابع تولید پراکنده DG.. 47
۲-۱-۸ انواع فنّاوری‌های تولید پراکنده: ۴۸
۲-۱-۹ بررسی آماری استفاده از تولید پراکنده در کشورهای جهان.. ۴۹
۲-۱-۱۰ فنّاوری مناسب برای تولید پراکنده DG در ایران: ۴۹
۲-۱-۱۱ ضرورت‌های رویکرد ایران به استفاده از تولید پراکنده: ۴۹
۲-۱-۱۲ موانع توسعه تولید پراکنده: DG.. 50
۲-۱-۱۳ راهکارهای کاهش موانع استفاده از تولید پراکنده DG: 51
۲-۱-۱۴ کاربردهای منابع تولید پراکنده DG: 52
۲-۱-۱۴-۱ توان و حرارت ترکیب شده. ۵۲
۲-۱-۱۴-۱-۱ مزایا و معایب CHP. 53
۲-۱-۱۴-۱-۲ انواع روشهای تولید همزمان (CHP) 54
۲-۱-۱۴-۲ توان جانشینی.. ۵۵
۲-۱-۱۴-۳ اصلاح نقطه اوج.. ۵۵
۲-۱-۱۴-۴ پشتیبانی شبکه. ۵۶
۲-۱-۱۴-۵ شبکه جدا شده. ۵۶
۲-۲– تاریخچه و سوابق پژوهشی تولید پراکنده. ۵۷
۲-۳- واحدهای تولید پراکنده در شبکه‌های توزیع.. ۶۳
۲-۳-۱-آشنایی با شبکه توزیع: ۶۳
۲-۳-۲- انواع شبکه‌ها: ۶۵
۲-۳-۳- ساختار فیدرهای سیستم توزیع: ۶۶
۲-۳-۴- سطوح ولتاژ در شبکه‌های توزیع: ۶۷
۲-۳-۵- انواع توان در شبکه‌های توزیع: ۶۹
۲-۳-۶- عدم قطعیت بار در شبکه‌های توزیع: ۷۱
۲-۳-۷- تلفات در شبکه‌های توزیع: ۷۲
۲-۳-۸- افت ولتاژ و پخش بار در شبکه‌های توزیع: ۷۳
۲-۳-۹- نقش تولید پراکنده در تحقق اهداف شرکت توزیع برق: ۷۳
۲-۳-۱۰- شاخصهای استفاده از منابع تولید پراکنده در شبکه‌های توزیع: ۷۴
۲-۳-۱۱- نحوه اتصال منابع تولید پراکنده به شبکه: ۷۴
۲-۳-۱۲- مشکلات احتمالی از طرف DG ها در شبکه توزیع: ۷۵
۲-۳-۱۳- تأثیر واحدهای تولید پراکنده DG بر شبکه توزیع: ۷۶
۲-۳-۱۴- تأثیر مدهای مختلف بهرهبرداری DG روی پخش بار. ۸۰
۲-۳-۱۵- مطالعه بارگذاریهای مختلف شبکه: ۸۱
۲-۳-۱۶- تأثیر DG در عملیات بازیابی شبکه: ۸۳
۲-۳-۱۷- مشکلات اتصال DG به شبکه توزیع: ۸۴
۲-۳-۱۸- وظایف و مسئولیت‌ها در زمان بهرهبرداری (نرمال و غیر نرمال) ۸۴
۲-۳-۱۹- دستورالعمل شرایط اتصال تولیدات پراکنده به شبکه توزیع: ۸۵
۲-۳-۲۰- آزمایش‌های قبل و بعد از اتصال: ۸۶
۲-۳-۲۱- تأثیرات منفی بالقوه مولدهای پراکنده در شبکه توزیع و لزوم انجام مطالعات ]۵۷[ ۸۶
۲-۳-۲۲- مطالعات پخش بار جهت اتصال DG به شبکه توزیع: ۸۷
۲-۳-۲۳- مطالعات اتصال کوتاه جهت اتصال DG به شبکه توزیع: ۹۰
۲-۳-۲۴- مطالعات دینامیک و حالات گذرا: ۹۲
۲-۳-۲۵- مطالعات کیفیت توان جهت اتصال DG به شبکه توزیع: ۹۴
۲-۴- ابعاد اقتصادی واحدهای تولید پراکنده DG.. 96
۲-۴-۱- مقدمه. ۹۶
۲-۴-۲- ارزیابی اقتصادی فناوری‌های تولید پراکنده. ۹۷
۲-۴-۳- بررسی توجیه اقتصادی DG برای شرکت‌های توزیع.. ۹۸
۲-۴-۴ بررسی مقرون‌به‌صرفه بودن تولید پراکنده DG برای مشترکین.. ۹۸
۲-۴-۵- مزایای اقتصادی تولید پراکنده DG ازنظر شرکت توزیع الکتریکی.. ۹۸
۲-۴-۶- مزایای اقتصادی تولید پراکنده DG ازنظر مشترکین.. ۹۹
۲-۴-۷- بررسی مسائل اقتصادی یک پروژه تولید پراکنده DG.. 100
۲-۴-۸ تحلیل و مقایسه اقتصادی طرح‌های برق‌رسانی به مصرف‌کنندگان دوردست… ۱۰۱
۲-۴-۸-۱ طرح گسترش شبکه. ۱۰۲
۲-۴-۸-۲- طرح به‌کارگیری تولیدات پراکنده. ۱۰۳
۲-۴-۹- هزینه نهایی برق تولیدی توسط تولید پراکنده DG.. 105
۲-۴-۱۰- هزینه‌های تولید پراکنده در مقایسه با سیستم متداول.. ۱۰۷
۲-۴-۱۱-کاربردهای غالباً تجاری و صنعتی واحدهای تولید پراکنده DG.. 108
۲-۴-۱۲- چندراه کار و پیشنهاد برای طراحی مؤثر واحدهای تولید پراکنده DG.. 109
فصل سوم……………………………………………………………..۱۱۰
۳-۱ بررسی مدل………………………………………………………۱۱۱
فصل چهارم…………………………………………………………….۱۱۲
۴-۱ شماتیک مدل…………………………………………………….۱۱۳
فصل پنجم …………………………………………………………….۱۱۴
۵-۱ نتیجه گیری………………………………………………………۱۱۵
فهرست جداول
جدول ۱-۳ (مقایسه انرژی‌های تجدید پذیر) ۹
جدول ۱-۴ (رتبه جهانی ایران در تولید علم انرژی‌های نو) ۱۰
جدول ۲-۱- تعاریف منابع تولید پراکنده در کشورهای مختلف جهان ]۲۳[ ۴۲
جدول ۲-۲- انواع فنّاوری‌های تولید پراکنده ]۲۲[ ۴۸
جدول ۲-۳- روشهای مختلف تعیین مکان و ظرفیت نصب DG در شبکه توزیع.. ۶۲
جدول ۲-۱-هزینه COE نیروگاهها ۱۰۶
فهرست شکل ها
شکل ۱-۱ (اولین چاه نفت جهان) ۳
شکل ۱-۲ (انتشار بیشترین مقدار گازهای گلخانه‌ای در سال ۲۰۱۳ توسط ژاپن) ۵
شکل ۱-۵ (نمونه‌ای از چرخ آبی) ۱۲
شکل ۱-۶ (سد ‘Three Gorges’ در چین) ۱۳
شکل ۱-۸ (سد کارون در ایران) ۱۶
شکل ۱-۹ (آسیاب بادی قدیمی در ایران) ۱۸
شکل ۱-۱۰ (مزرعه بادی) ۲۰
شکل ۱-۱۲ (نیروگاه خورشیدی در ایران) ۲۴
شکل ۱-۱۴ (پانل‌های خورشیدی متشکل از سلول‌های فتوولتائیک) ۲۷
شکل ۱-۱۵ (دمای زمین در عمق‌های مختلف) ۲۸
شکل ۱-۱۶ (اولین استفاده از انرژی زمین‌گرمایی به کشور ایتالیا بازمی‌گردد. در سال ۱۹۰۴ میلادی)، ۳۰
شکل ۱-۱۷ (اطلس انرژی ژئوترمال) ۳۱
شکل ۱-۱۸ (یک نمونه نیروگاه زمین‌گرمایی) ۳۲
شکل ۲-۱- سرمایه‌گذاری‌های صنعت برق.. ۴۰
شکل ۲-۲- رشد تقاضا و استفاده از DG در شبکه ]۲۶[ ۴۴
شکل ۲-۳- مزایای DG از دید مصرف‌کننده و شبکه ]۲۶[ ۴۷
شکل ۲-۴- تقسیم‌بندی منابع تولید پراکنده بر اساس ظرفیت تولید. ۴۸
شکل ۲-۵- سیستم CHP ]35[ 53
شکل ۲-۶- یک نمونه مولد CHP. 54
شکل ۲-۱ اتصال منبع تولید پراکنده به یک شاخه فرعی از یک فیدر توزیع.. ۷۷
شکل ۲-۲ اتصال یک منبع تولید پراکنده به شین بار. ۷۸
شکل ۲-۴-۱- تغییرات هزینه بهرهبرداری و هزینه سالیانه با تغییر قیمت سوخت… ۱۰۱
پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.
