چكيده دراين مقاله هدف ما بررسي عملكرد موتور القايي سه فاز با برق تكفاز مي باشدكه از خازن كنترل شده الكترونيكي و يك سوويچ الكترونيكي بصورت سري با خازن ثابت استفاده مي كند تا در تمام شرايط بارداري ولتاژهاي فاز موتور حداكثر تعادل را داشته باشند. ضمنا از هيچ كليد مكانيكي يا گريز از مركز استف اده نشده است .عملكرد پايه اي سيستم ،اناليز بصورت تئوري و نتايج شبيه سازي و ازمايشي در مقايسه با عملكرد قابل پيش بيني در استفاده از يك يا دوخازن ثابت در اين مقاله موجود است . ظرفيت خازن بصورت مؤثر و ﺑﻬينه مي تواند در هنگام استفاده و تحت هر سرعت مورد نياز تعي ين گردد، كه اين امر توسط تغيير تناوبي در چرخه كار كليد كنترل شده مي باشد تا اغتشاش در ولتاژهاي فاز حداقل گردد و كاركرد موتور در سرعت هاي مختلف ﺑﻬبود يابد. كلمات كليدي : خازن كنترل شده ، چرخه كار ، موتور القايي ، اغتشاش حداقل ١- مقدمه در حال حاضر در سراسر جهان سيستم تغذيه سه فاز قابل دسترسي مي باشد .البته بجز در برخي از نواحي روستايي كه فقط برق تكفاز دارند .اگرچه موتور هاي تكفاز در قدرت هاي كسري از اسب بخارمتداول هستند اما اين موتورها در نرخ هاي بالاي نيم كيلو وات غير اقتصادي مي باشند . به همين دليل تمايل روز افزوني براي استفاده از موتور هاي سه فاز استاندارد ايجاد شده است كه در صورت نبود برق سه فاز از برق تكفازﺑﻬره ٣} شايد در بسياري از كاربردها لازم باشد تا از موتور القايي سه فاز در سيستم برق تكفا ز - مي برند . { ١ SWER - single wire earth ) استفاده شوذ.براي مثال نصب سيستم با سيم منفرد كه سيم نول ان زمين باشد در ابتداي كار براي تجهيزات الكتريسيته روستايي سيار يا كوهستاني از لحاظ فني واقتصادي باصرفه تر ( return را به سيستم قدرت سه فاز متعادل تبديل SWER است .چنانچه بعدا نياز به بار بيشتر شد ،مي توان سيستم كرد. مجموعه پمپهاي ابياري كه اغلب قسمت عمده بار را به سيستم تحميل مي كنند،مي توانند هم از موتور تكفاز وهم از موتور سه فاز با مبدل فاز خازني استفاده كننذ ، كه در دومين مورد بعدا كه برق سه فاز نصب  است كه در اكثر موارد هم با ( portable) گرديد مستقيما قابل استفاده خواهد بود . مثال ديگر پمپ قابل حمل { برق سه فاز و هم تكفاز (بسته به انچه در محل موجود است) قابل استفاده است.{ ٤ وقتي موتور القايي سه فاز به سيستم برق تكفاز متصل مي شود ، واضح است كه ، گشتاور راه اندازي بوجود نخواهد امد مگر اينكه موتور كمي داراي فرم سيم پيچي چند فازه باشد ، كه در اينصورت ولتاژها در هر فاز ايجاد مي شوند. اين فرم را مي توان با اتصال يك خازن فاز سري شده با يكي از فازهاي موتور بدست اورد. نقش اين خازن توليد فاز اصلي است تا موتور بصورت ماشين دو فاز ن زديك حالت تعادل كار كند .براي اين منظور بايد مقدار اين خازن بنا به امپدانس موتور با دقت انتخاب گردد . متاسفانه اين امپدانس در زمان استارت نسبت به وقتي كه موتور حين كار است شديدا تغيير مي كند.در اين زمينه مشكلاتي را متحمل مي- شويم كه لزوما از انتخاب مقدار خازن براي ايجادكاركرد راضي كننده، ناشي مي شوند. بسياري از مقالات براي ﺑﻬتر كردن عملكرد موتور سه فاز تحت تغذيه برق تكفاز، تكنيك هاي كنترلي ٩} به خوبي طبقه بندي شده اند. اين مقالات نشان مي دهند كه - متفاوتي پيشنهاد مي كنند كه در مراجع { ٣ عموما ميتوان با انتخاب مبدل فاز خازني مناسب، عملكرد موتور سه فاز با تغذيه تكفاز را در اندازه فريم يكسان تا ٧٠ درصد موتور سه فاز متعادل ارتقا داد . اين امر موجب مي شود كه موتور سه فاز به خوبي موتور تكفاز با طراحي قابل قبول باشد. علاوه بر اين موتور سه فاز ارزان تر از موتور تكفاز است. روش هاي زياد و مختلفي براي ﺑﻬينه كردن ظرفيت خازن وجود دارند، از قبيل : حداقل ساختن اغتشاش در ولتاژهاي فاز، ضريب توان ، توان ورودي ، بازده، گشتاور و يا جريان ورودي تا موتور كاركرد مناسبي داشته باشد.{ ٤،٧،٩ و ١٤ } اين مقاله از شيوه حداقل كردن اغتشاش (حداكثر كردن تعادل ) ولتاژهاي فاز در تمام سرعت هاي موتور استفاده مي كند . مي توان نشان داد براي كاركرد ايده ال ، بايد خازن بطور پيوسته توام با سرعت ماشين تغيير كند، اما در عمل اين دامنه تغييرات به دو مقدار خازن محدود مي شود ،به اين نحو كه در مورد موتو رهاي چند فازه يك مقدار براي دوره راه اندازي اختصاص مي يابد تا گشتاور راه اندازي افزايش يابد و مقدار ديگر طي دوره كار موتور در سرعت معمولي استفاده مي شود تا باعث ﺑﻬبود كاركرد و بازده موتور ٥} تغيير مقادير خازن مي تواند توسط يك كليد گريز از مركز انجا م گيرد كه ممكن است عمل نكردن - گردد.{ ٣ كليد مشكل ساز شود . علاوه بر اين اگر سرعت موتور به هر دليلي تغيير كند (از قبيل كاربرد هايي كه نياز به سرعت قابل تغيير دارند يا حتي ناشي از هر تغييري در شرايط باردهي ) مقدار خازن ثابت كه براي زمان كار موتور طراحي شده است ديگر مناس ب نخواهد بود و مقدار ديگري از خازن ثابت بايد جايگزين شود .چون دانش نويسنده محدود است معين كردن مقدار خازن بطور پيوسته توام باسرعت موتور مورد بحث قرار نمي گيرد. خازن كنترل شده اي را براي ﺑﻬتر كردن عملكرد موتورهاي چند Lipo et .al. {١٢- در مراجع { ١٠ H استفاده مي كند كه توسط سوويچ دو طرفه كه همان پل dc فازه در نظر مي گيرد. سيستم از خازن با شارژ ترانزيستوري است، كليد زني مي شود . اين كليد براي هر چرخه بصورت اتصال كوتاه يا مدار باز با فركانس كليدزني پايين عمل مي كند.همچنين سوويچ با صفر شدن ولتاژ دو سر خازن بسته مي شود،بنابراين سوويچينگ ولتاژ صفر قابل اجراست . موضوع اين مقاله پايه ريزي مجموعه خازن كنترل شده است كه از يك خازن ثابت سري شده با كليد الكترونيكي استفاده مي كند، تا ظرفيت خازني قابل تغيير وپيوسته اي را براي تغذيه موتور سه فاز با برق تكفاز تامين كند . هيچ سوويچ مكانيكي يا گريز از مركز استفاده نشده است و مي توان از فركانس كليدزني بالا ﺑﻬره برد .همچنين سوويچينگ در ولتاژ غير صفر قابل اجرا است .اگر چرخه كار كليد الكترونيكي بطور مناسب تعيين شود، مقدار لازم خازن را با توجه به كاركرد مطلوب موتور مي توان بدست اورد .موضوع است . (online adjustment ) ديگر و متفاوت مطرح شده در اين مقاله اجراي حين نصب عمليات تنظيم همچنين مدل رياضي توسط شبيه سازي كامپيوتري و اجراي ازمايشگاهي، مناسب سازي مي شود . سيستم مذكور سه جزء اصلي را شامل مي شود : موتور القايي، خازن كليد زني شده و مدار كنترل .خازن بزرگي كه براي استارت لازم است بصورت دايمي با يكي از فازهاي موتور سري مي شود و يك كليد يكطرفه كه با پل ديودي يكسو ساز حمايت مي شود نقش كليد دوطرفه را ايفا مي كند . واضح است كه ايده مذكور طرح ساده reliability ) . اي است، چون فقط از يك كليد كنترل شده تشكيل مي شود كه باعث كاهش هزينه مي شود اين پروژه بصورت زير سازماندهي شده است : در بخش ٢ مدل رياضي براي سيستم ( and effective cost موتور سه فاز با تغذيه برق تكفاز ارائه مي شود . اين مدل با استفاده از اجزاي متقارن گذرا پايه ريزي شده و مدار معادلي در حالت دا يمي شكل مي گيرد . اصول خازن كنترل شده در بخش ٣ مورد بحث قرار مي گيرد . سپس چرخه كار خازن كنترل شده را براي حداقل كردن بي نظمي در ولتاژهاي فاز تعيين مي كنيم . بخش ٤ حاوي نتايج تجربي و شبيه سازي شده مي باشد. سرانجام مراجع در بخش ٥ ارايه مي شوند. ٢- مدل ریاضي چون سيم پيچي هاي استاتور موتور القايي سه فاز هنگامي كه با برق تكفاز تغذيه مي شود، داراي شرايط استفاده كرد تا متغيرهاي فيزيكي ( transformation technique) مشابه نيستند لزوما بايد از تكنيك انتقال بدست ايند . براي بدست اوردن معادلات جري ان و ولتاژ به عنوان اجزاي منفي ومثبت، از انتقال جزء متقارن گذرا استفاده مي شود . اين تكنيك با فرموليزه كردن معادلات ديناميكي موتور سه فاز با تغذيه تكفاز شروع مي شود.( ٥و ١٤ ) در اين اناليز تمام پارامترهاي ماشين ثابت در نظر گرفته مي شوند . تلفات هسته، اشباع مغنا طيسي ناچيز محسوب خواهند شد. mmf و هارمونيك هاي فضايي سيم پيچي استاتور موتور سه فاز با اتصال ستاره و با تغذيه تكفاز توام با خازن كنترل شده الكترونيكي را در نظر مي گيريم كه در شكل ( ١) نشان داده شده است. در اين شكل دو سيم پيچي مستقيما به منبع وصل شده با واسطه خازن به منبع متصل است. كميت هاي دنباله صفر c در حالي كه سيم پيچي فاز (b و a اند (فاز هاي وجود ندارند (سيستم سه سيمه) و مجموع جريان هاي سه فاز هميشه صفر است. علاوه بر اين كميت هاي دنباله منفي نظير به نظير مزدوج مختلط كميت هاي دنباله مثبت هستند. بنابراين براي حل كامل مساله فقط كميت هاي دنباله مثبت نياز است. با توجه به انتقال اجزاي متقارن گذرا و تشكيل مدار معادل دنباله مثبت و منفي از موتور القايي سه فاز نشان داده شده در شكل ٢، معادلات كاركرد موتور نسبت به كميت هاي دنباله اي وپارامتر هاي :( موتور، بصورت زير حاصل مي شوند( ١٤ و ١٥ vs +=(Rs+X1s p)is ++Xm p(is ++ir +), 0=vr +/(1- j (γ /P))=[R’r /(1-j (γ /P))+X’1r p] ir + + Xm p (is + + ir +) (1)  به عنوان سرعت پايه هستند. ( ωs) برحسب پريونيت، وسرعت سنكروني ( ωm ) سرعت مكانيكي γ كه فركانس زاويه اي اعمال شده (بر حسب راديان بر ثانيه) مي باشد. ω 1) است و /ω)(d/dt) عملگر P در معادله هاي ( ١) حاصل –j با j به روش مشاﺑﻬي مدار معادل عملي دنباله منفي مستقيما با جايگذاري مي شود: vs -=(Rs+X1s p)is -+Xm p(is -+ir -), 0=vr -/(1- j (γ /P))=[R’r /(1-j (γ /P))+X’1r p] ir - + Xm p (is - + ir -) (2) معادلات ( ١) و ( ٢) مختلط هستند. بنابراين براي شبيه سازي راحت تر است كه اين معادلات را به قسمت هاي حقيقي و موهومي تفكيك كنيم. نيز مي توانيم ولتاژها و جريان هاي دنباله مثبت را كه اعداد مختلطي هستند، بصورت اجزاي حقيقي وموهومي بنويسيم: vs + = vsx + j vsy , is + = isx + j isy , ir += irx + j iry , vr += vrx + j vry (3) جملات دنباله منفي نظير ان هم مزدوج مختلط دنباله مثبت خواهد بود. گشتاور الكترومغناطيسي ايجاد شده را مي توان بر حسب كميت هاي دنباله اي نوشت: Te =( jXm /ω s ) (ir + is - - is + ir - ) (4) روابط ولتاژ ترمينال براي مدار استاتور كه با منبع تكفاز تغذيه مي شود (شكل ( ١))، بصورت زير است: vs = va – vb , va – (1/C) D –1(iC ) – vc = 0 , va – (XC /P)ic – vc = 0 (5) راكتانس خازني مي باشد. Xc=1/ωC كه در ان روابط جريان نيز در زير ذكر شده اند : ia + ib + ic = 0 , is = ia + ic , ib = -is (6) اناليز جزء متقارن گذرا بدست مي دهد : www.IrPDF.com www.IrPDF.com www.IrPDF.com www.IrPDF.com vs=0.57{ vs +( 1- a2 ) + vs -( 1 – a) } 0 = 0.57{ vs +( 1- a ) + vs -( 1 – a2) –(XC / P)(a is + + a2 is -)} (7) با تركيب معادلات ( ٣) و ( ٧)، معادله هاي كاركرد موتور ( ١) و ( ٢) بصورت زير ساده مي شوند : vs=1.73(Rs isx + Xs p isx+ Xm p irx ) – (Rs isy + Xs p isy+Xm p i ry ), 0 = R'r irx + X'r pi rx + Xm p isx+γ ( X'r i ry + Xm isy ), 0 = R'r iry + X'r pi ry + Xm p isy−γ ( X'r i rx + Xm isx ), 0 = 1.73(Rs isx + Xs p isx+ Xm p irx )+ (Rs isy + Xs p isy+Xm p i ry ) + 0.57( (XC /P)isx + (XC /P)isy ) (8) ا ست. X s= X1s + X m , X’r= X’1r + X m كه در ان با جايگذاري ( ٣) در ( ٤) عبارت ساده اي براي گشتاور الكترومغناطيسي ايجاد شده حاصل مي گردد: Te =( 2Xm /ω s ) (irx isy - isx iry ) (9) و معادله گشتاور تعادل مكانيكي برابر است با : J D(ω m / p)+ Fω m + TL = Te , pω m = { ( Te - TL - Fω m) / J } ω (10) ضريب اصطكاك است. F كه معادله هاي ( ٨) تا ( ١٠ ) همگي غير خطي . γ و isy isx irx iry : متغير هاي مستقل سيستم عبارتند از هستند (شامل حاصل ضرب متغيرها مي باشند يعني جريان با جريان يا جريان با سرعت ). بايد براي تعيين عملكرد سيستم در لحظات مختلف استارت از مقادير اوليه گرفته تا محاسبات حين كار، از روش هاي عددي استفاده نمود . صفر كردن مقادير اوليه تمام متغير ها شروع مي شود. vs عمليات محاسبه با تعيين ولتاژ اعمالي بر موتور  ٣-بهينه سازي ظرفيت خازن با توجه به عبارت ( ٨) بايد با تغيير پارامتر ها و سرعت موتور، راكتانس خازني نيز تغيير كند . انتخاب مناسب مقدار خازن نقش مهمي در كاركرد موتور دارد . براي عملكرد ﺑﻬتر موتور سه فاز هنگامي كه با برق تكفاز تغذيه مي شود، بايد ظرفيت خازن موتور به دقت انتخاب گردد . به عبارت ديگر مقدار راكتانس خازني طوري باشد كه تاثير جريان هاي دنباله منفي بطور قابل توجهي حذف گردد يا حتي از بين برود . بدين طريق موارد ناخواسته اي مانند ارتعاش و نويز در سطح پاييني متوقف مي شوند . معيارهاي مختلفي براي انتخاب ﺑﻬينه وجود دارند، اين ضو ابط عبارتند از : متعادل بودن ولتاژ سيم پيچي فاز استاتور، صفر بودن ولتاژ Xc مقدار دنباله منفي و حداقل بودن ولتاژ دنباله منفي. ما اينجا از ضابطه هاي اول و دوم استفاده خواهيم كرد. مقداري از خازن كه باعث افزايش تعادل مي شود موجب افزايش بازده نيز خواهد شد . { ٧} توضيحات بيشتر در مورد مقدار خازن مي تواند موارد مذكور را ارضا كند در مراجع { ٥و ١٤ } موجود است. ١-اصول كار خازن كنترل شده -٣ مدار خازن سوويچ شده كه در شكل ( ١) نشان داده شده است از دو قسمت اصلي تشكيل مي شود : يك ثابت و يك كليد الكترونيكي . اين كليد بايد مثل نوع مكانيكي اجازه عبور جريان را در دو جهت ac خازن متقارن تناوبا باز و بسته مي شود كه تكنيكي (PWM) بدهد. كليد با استفاده از تكنيك مدولاسيون ﭘﻬناي پالس ١٣ } مد - ساده وداراي كاركرد اسان است .در مقايسه با انچه در مورد خازن كليدزني شده در مراجع { ١٠ نظر است صفر كردن ولتاژ دو سر خازن لازم نيست . بطوريكه وقتي كليد بسته است ولتاژ دو سر خازن صفر - مي شود، و بنابراين ديگر نيازي به كليد زني ولتاژ صفر نداريم . همچنين كليد مطرح شده در مقالات { ١٠ ١٣ } بسته است و يكبار در هر چرخه تغذيه باز مي شود . در مدار مورد بحث كليد مي توا ند در هر چرخه ورودي چندين بار بسته و باز شود (عمل سوويچينگ ). بنابراين مي توانيم از فركانس كليد زني بالا ﺑﻬره ببريم . استفاده از فركانس كليد زني بالا باعث مي شود كه دوره هاي قطع خازن كليد زني شده بسيار كوتاه شوند، است، بسيار كوچك مي شود و در off بنابراين پريودهاي شارژ خازن ثابت، زماني كه خ ازن كليد زني شده نتيجه در لحظه كليد زني اختلاف پتانسيل بين خازن ها كوچك شده و از ايجاد جرقه در لحظه سوويچينگ جلوگيري خواهد شد . بنابراين در اين بخش خازن كنترل شده با واسطه خازن ثابت سري شده با يك كليد الكترونيكي به كار مي رود . براي ايجاد كليد دو طرفه نشان داده شده در شكل ( ١) از يك كليد يك طرفه و يكسوساز پل ديودي استفاده شده است. روابط موجود بصورت تقريبي زير قابل بيان است: Xceffective=Xcreal ( T / Ton ) = Xcreal /D (11) D = Ton /T (12) Ceffective = DCreal (13) wپريود T = Ton +Toff ، راكتانس خازني موثر Xceffective ، راكتانس خازني واقعي Xcreal كه در ان ها و Xc=1/ωC مي باشد. با در نظر گرفتن (duty cycle) چرخه كار D سوويچينگ كليد الكترونيكي و جايگذاري ان در ( ١١ )، رابطه ( ١٣ ) بدست مي ايد. يكسان بدست مي ايد . از Creal با Ceffective (D= از معادله ( ١٣ ) وقتي كه كلي د بسته است ( 1.0 به D = كوچكتر مي شود تا جايي كه در 0 Creal ، طرف ديگر اگر بازه زماني بسته بودن كليد كوتاه شود صفر مي رسد و با تغيير دادن بازه بسته بودن كليد به راحتي مي توان مقدار موثر خازن را بدست اورد . توسط خازن كليد زني شده با افزايش سرعت موتور، مي توان مقدار موثر خازن را كوچكتر كرد و بر عكس . اين روش موثري براي غلبه بر مشكلاتي است كه از نياز به استفاده از خازن متغير ناشي مي شوند. دندانه اره اي )، مدار مقايسه گر، ) sawtooth سخت افزار مدار شامل سه بخش است : ژنراتور از نوع عايق بندي و مدار راه انداز . سرعت موتور توسط يك تاكومتر اندازه گيري مي شود كه با شفت موتور مي پياده سازي مي شود . سيگنال سوويچينگ IGBT چرخد. كليد الكترونيكي سري شده با خازن توسط يك داراي دامنه م تغيير و سيگنال دندانه اره اي داراي دامنه ثابت dc كليد را به راحتي مي توان با مقايسه سيگنال را مي توانيم به عنوان تابعي از سرعت موتور در نظر بگيريم تا مقدار پريود هاي dc بدست اورد . دامنه سيگنال مقدار موثر (duty cycle) بسته و باز بودن كليد (چرخه كار) بدست ايد. بوسيله انتخاب مناسب چرخه كار مورد نياز خاز ن (شكل ( ٤)) بدست امده و تعادل حداكثر مي شود . نيز با تنظيم سايز خازن، مي توان ميدان مخالف را حذف نمود يا لااقل كم كرد كه در نتيجه باعث ﺑﻬبود بازده، گشتاور تكه اي و ضريب توان مي شود . سيستم از هيچ كليد مكانيكي و يا گريز از مركز كه درون موتور تعبيه شود استفاده نمي كند، كه اين امر احتمال خرابي كليد را از بين مي برد و هزينه ساخت و اجراي طرح را پايين اورده موجب ﺑﻬبود انعطاف پذيري سيستم مي شود. ٤- تحليل عملكرد سيستم در اين بخش خصوصيات كاركرد سيستم تحت ملاحظاتي تخمين زده مي شود و تماما در شرايط بارداري با بار معين بحث مي شود. ١- تست ماشين -٤ براي تعيين اناليز مطلوب و مدل سازي موتور القايي سه فاز با تغذيه تكفاز و خازن كنترل شده الكترونيكي V ٥٠ و Hz ٧,٨ و A ) از ازمايش شروع مي كنيم . موتور القايي روتور سيم پيچي شده سه فاز را با مشخصات ١,٨ ) كه داراي اتصال ستاره براي كاركرد تكفاز است (همانند انچه در شكل ( ١) مي بينيم ) در KW ٢٢٠ و نظر بگيريد كه داراي پارامترهاي نشان داده شده در جدول ( ١) است { ١٤ و ١٥ }.اين موتور به طريق مكانيكي كوپله شده است بطوريكه مي توانيم با تنظيم ولتاژ ميدان ان، گشتاور ب ار متغيري را به موتور dc با يك ژنراتور اعمال كنيم . سرعت موتور با استفاده از تاكومتري كه روي محور كوپله كننده ژنراتور و موتور نصب شده است، اندازه گيري مي شود. www.IrPDF.com www.IrPDF.com www.IrPDF.com www.IrPDF.com ٢- بحث ها و نتايج -٤ بر اساس پارامترهاي ماشين كه در جدول ( ١) ذكر شده است، مقدار ﺑﻬينه راكتانس خازني كه باع ث كاهش اغتشاش و ولتاژ دنباله منفي صفر شود در شكل ( ٣) نمايان است . اين شكل نشان مي دهد كه راكتانس بزرگ و خازن كوچك براي دوره كار Xc كوچك و اندازه خازن بزرگ براي پريود استارت و (Xc) خازني بايد به طور پيوسته تنظ يم شود تا در سرعت هاي Xc موتور، لازمه كاركرد ﺑﻬينه مي باشد . واضح است كه مختلف اغتشاش حداقل و ولتاژ دنباله منفي صفر گردد . از شكل ( ٣) مي توان دريافت كه مقدار خازن وقتي به منظور حداقل كردن اغتشاش به ماكزيمم خود مي رسد، متوقف مي شود . بعد از اين نقطه عملكرد خازن در حداقل كردن اغتشاش سيستم با افزايش سرعت بدتر م ي شود . روشن است كه مي توان مسير ﺑﻬينه اي براي كنترل خازن و ايجاد حداكثر تعادل انتخاب نمود. ساختن خازن قابل تنظيم مكانيكي مشكل است . خازن كليد زني شده اين سيستم مي تواند مقدار خازن موثر را تغيير داده و روش كارامدي را ايجاد كند تا نياز به خازن متغير پيوسته را ارضا كند. شكل ( ٤) تغييرات اندازه گيري شده و محاسبه شده را به طور جداگانه براي راكتانس خازني موثر در مورد ٣٣٠ نشان مي دهد كه بر طبق اصول مطرح شده ذر اين مقاله كليد زني شده است و چرخه كار μf خازن ٩,٤ با خازن كنترل شده موازي مي μf سوويچ الكترونيكي را داراست . براي كاربرد عملي ي ك خازن كوچك موتور در طي پريود هايي كه كليد كنترل شده قطع است و c شود (طبق شكل ( ١)) تا مسيري براي جريان فاز ٣٤٠ ) در شكل ( ٣) ايجاد كند . چرخه كار ازمايشي كه براي μf) نيز براي جبران مقدار ﺑﻬينه پيش بيني شده خازن كليد الكترونيكي لازم است تا حداكثر تعادل را در ولتاژهاي فاز موتور در تمام سرعت هاي كاري حفظ كند، در شكل ( ٥) نشان داده شده است . اين شكل نشان مي دهد كه چرخه كار وقتي بزرگ است كه موتور نزديك باشد سپس هنگامي كه موتور شروع به كار كرد كاهش مي يابد. وقتي سرعت (stand still) حالت ﻧﻬايي موتور به سرعت سنكرون نزديك است چرخه كار تا حد صفر كم مي شود چون مقدار ﺑﻬينه خازن با افزايش (( سرعت كاهش مي يابد.(شكل ( ٣ در مقام مقايسه سه تكنيك مختلف براي تست كردن موتور بررسي شد : موتور (الف) با يك مقدار خازن ) μf (٥٠ μf) ٣٣٠ ) و ديگري براي زمان كار موتور μf) ٣٣٠ ) (ب) با دو مقدار خازن ي كي براي راه اندازي ٣٣٠ ) كه بر اساس قواعد مطرح شده در اين مقاله كليد زني مي شود، راه اندازي شد . μf) (پ) با خازن اكنون مي خواهيم تاثير خازن در عملكرد موتور را بررسي كنيم . پاسخ هاي حالت دائمي و گذراي زمان استارت اندازه گيري و شبيه سازي مي شود كه اين همان پاسخ سرعت موتور به سه مورد مذكور است و در شكل ( ٦) نشان داده شده است . در حالي كه شكل ( ٧) پاسخ سرعت موتور به همان سه مورد را نشان مي - ٣ قرار دارد . ديده مي شود كه وقتي خازن بر اساس قواعد گفته شده در اين Nm دهد وقتي كه موتور تحت بار مقاله كليد زني مي شود زمان شتاب گيري در مقايسه با دو مورد ديگر كوتاه تر مي شود و كاهش زمان استارت در شرايط بارداري واضح است (شكل ( ٧)). سواي هماهنگي خوبي كه بين پاسخ هاي سرعت ازمايش و شبيه سازي شده وجود دارد به طور واضح سرعت موتور در شكل هاي ٦(الف) و ٧(الف) موج دار است به اين دليل كه خازن ثابتي كه براي زمان كار طراحي شده از مقدار ﺑﻬينه خودش تفاوت زيادي دارد . ريپل هايي كه در سرعت ديده مي شود با استفاده از دو خازن ثابت و خازن كليد زني شده كمرنگ تر مي شوند . نتايج حالت دائمي (شكل هاي ٦و ٧ (الف)و(ب)) حالت هاي مشاﺑﻬي را بدست مي دهند . به اين دليل كه مقدار خازن ثابت به خوبي انتخاب شده است و نزديك حالت ﺑﻬينه مي باشد. شكل ( ٨) مقايسه اي را بين جريان منبع محاسبه وازمايش شده در لحظه استارت براي سه مورد مذكور ٣ نشان مي دهد . اگرچه اين جريان طي دوره استارت تقريبا يكنواخت است هنوز جريان در حالت Nm تحت بار دائمي به ازاي يك مقدار خازن بالا و به ازاي دو مقدار خازن پايين است . همچنين وقتي خازن كليدزني شود جريان حالت دائمي بيشتر كاهش مي يابد . نيز دوره استارت كوتاه تر مي شود، مخصوصا در شرايط بارداري همانگونه كه در شكل ٨(پ) نشان داده شده است. ٣ نمايش Nm شكل ( ٩) پاسخ هاي گشتاور الكترومغناطيسي محاسبه شده را براي سه مورد مذكور تحت بار مي دهد . قابل ذكر است كه گرچه خازن براي حداقل كردن ضربان گشتاور طراحي و انتخاب نشده است، ولي به كار بردن دو مقدار خازن ضربان گ شتاور را كاهش مي دهد و با وجود خازن كنترل شده اين ضربان باز هم كمتر مي شود. ٩ مي توان فهميد كه ﺑﻬبود عملكرد موتور در - با مقايسه بين نمودار هاي (ب) و (پ) از شكل هاي ٦ استارت با استفاده از خازن كنترل شده مذكور فقط وقتي نمايان است كه نتايج حاصله با نتا يج استفاده از دو خازن ثابت مقايسه شوند . لازم به ياداوري است كه مقدار دو خازن ثابت مخصوصا خازن زمان كار طوري انتخاب مي شوند كه به مقدار ﺑﻬينه خود نزديك باشند تا در سرعت تعيين شده حداقل اغتشاش ايجاد شود و اگر سرعت به هر دليلي تغيير كند (مواردي مانند كنترل سر عت يا حتي ناشي از شرايط باردهي ) مقدار خازن ثابت زمان كار ديگر مناسب نخواهد بود و مقدار ديگري بايد انتخاب گردد. اثر خازن كليد زني شده در عملكرد موتور مي تواند به سادگي با مقايسه قسمت هاي (الف )و(پ) در ٩ در حالت دائمي مشاهده گردد چون خازن ثابت زمان كار از مقدار ﺑﻬينه خود فاصله مي گيرد. - شكل ٦ با توجه به نتايج بدست امده مي توان استنباط كرد كه در صورت تنظيم پيوسته اندازه خازن كاركرد حالت دائمي و گذراي بسيار خوبي براي موتور سه فاز القايي با تغذيه تكفاز قابل دستيابي است. ٥- نتيجه گيري در اين مقاله طراحي و اجراي خازن كنترل شده براي موتور سه فاز القايي با تغذيه تكفاز با استفاده از يك خازن ثابت سري شده با كليد الكترونيكي بررسي شد . سيستم مطلوب از هيچ كليد مكانيكي يا گريز از مركز كه در داخل موتور تعبيه شود استفاده نمي كند . اين امر احتمال خرابي ك ليد را از بين مي برد و هزينه ساخت و توليد را پايين اورده موجب ﺑﻬبود انعطاف پذيري سيستم مي شود . مقدار خازن ﺑﻬينه و موثر را مي توان در حين نصب سيستم، بسته به هر سرعت موتور تنظيم نمود . كه اين امر با تغيير دادن تناوبي چرخه كار كليد كنترل شده امكان پذير است تا جايي كه در ولتاژ هاي فاز حداقل اغتشاش موجود باشد و يا روش هاي ﺑﻬينه سازي ديگري كه عملكرد موتور را در سرعت هاي مختلف ﺑﻬبود ببخشد . نتايج حاصله از ازمايش نتايج تحليلي را تائيد مي كند و تناسب خوبي بين نتايج ازمايش و شبيه سازي وجود دارد . نتايج موجود در اين مقال ه پله اي در طراحي تكنيك هاي خازن كنترل شده جلو مي رود.  ضميمه ها فهرست : جدول ١- پارامتر هاي موتور القايي شكل ١- اتصال استاتور موتور القايي سه فاز در كاركرد تكفاز با خازن كنترل شده الكترونيكي شكل ٢ – مدار معادل عملي دنباله مثبت شكل ٣- منحني استارت ﺑﻬينه راكتانس خازني بصورت تابعي از سرعت موتور شكل ٤- راكتانس خازني موثر خازن كنترل شده ٣٣٠ ميكرو فاراد شكل ٥- ديوتي سايكل بصورت تابعي از سرعت موتور شكل ٦- پاسخ زماني سرعت ازمايشي و شبيه سازي شده در بي باري شكل ٧-* پاسخ زماني سرعت ازمايشي و شبيه سازي شده تحت بار ٣ نيوتن متر شكل ٨-* جريان استاتور ازمايشي و شبيه سازي شده تحت بار ٣ نيوتن متر شكل ٩-* گشتاور الكترومغناطيسي شبيه سازي شده تحت بار ٣ نيوتن متر *- (الف) يك خازن (ب) دو خازن (پ) خازن كنترل شده

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: