نحوه عملکرد سیم‌پیچ‌های استاتور

سیم‌پیچ‌های استاتور بر اساس این قانون طراحی شده که بیشترین مقدار چگالی شار در فاصله هوایی، توسط اشباع مغناطیسی توسط فولاد روتور و استاتور محدود می‌شود که معمولاحدود یک تسلا است ( وبر بر متر مربع). مقدار موثر، یا جذر متوسط مربعات (rms)، ولتاژ در یک دور چرخش سیم‌پیچ استاتور در یک ژنراتور دو قطبی، ۶۰ هرتزی، در حدود ۱۷۰ ولت برای هر متر مربع مساحت طی شده در یک دور است. ژنراتورهای سنکرون معمولا برای ولتاژ خروجی چند هزار ولت طراحی شده‌اند. هر کویل استاتور شامل تعدادی از کنداکتورهای پیچشی ایزوله، و هر سیم‌پیچ استاتور معمولا شامل تعدادی سیم‌پیچ مشابه است که در اسلات‌های متوالی در سطح استاتور قرار دارند و به صورت یک مجموعه، همانطور که در شکل برای سیم پیچ a-a′ نشان داده شده است، متصل هستند.

فازها در سیم‌پیچ‌های استاتور

ولتاژهایی که در هر کویل در سیم‌پیچ توزیع شکل ایجاد شده‌اند، تا حدی با زمان نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند. در نتیجه حداکثر ولتاژ، کمی از حاصل‌ضرب مقدار ولتاژ به ازای هر کویل در تعداد کویل‌ها، کمتر است. با این حال شکل کلی موج‌ها تقریبا سینوسی باقی می‌ماند. در شکل سیم‌پیچ a-a′ دارای دو قوس است، هر کدام ۶۰ درجه. برای استفاده از کلیه قسمت‌های سطح استاتور، دو سیم‌پیچ دیگر اضافه شده‌اند. مقدار بیشینه ولتاژ القا شده در سیم‌پیچ b-b′ ، برابر با مقدار مشابه سیم‌پیچ a-a′ خواهد بود، اما با یک تاخیر زمانی یک سوم به ازای هر سیکل همراه است. ولتاژ سیم‌پیچc-c′ با تاخیر زمانی اضافی یک سوم در هر سیکل همراه است. این نوع سیم‌پیچی به سیستم سه فار سیم‌پیچ‌ها معروف است. شکل موج‌ها برای سه سیم‌پیچ، یا فازها، در شکل نشان داده شده است.

آرایش سه-فاز چندین مزیت دارد. یک سیم‌پیچ، یا فاز، به دوکنداکتور ( هادی ) برای انتقال توان الکتریکی ت به یک بار نیاز دارد. در نگاه اول به نظر می‌رسد که برای سیستم نشان داده شده در شکل ۳ به شش کنداکتور ( هادی ) نیاز است. اگر به شکل موج‌ها در شکل ۴ به عنوان جریان‌های‌ سیم‌پیچ سه فاز توجه کنید، مشاهده می‌شود که جمع جریان‌ها در هر لحظه برابر صفر است. بنابراین تا زمانی که سه فاز به صورت مساوی بارگذاری شوند، پایانه‌های a′، b′ وc′ می‌توانند به هم متصل شود تا یک نقطه خنثی تشکیل شود، که می‌تواند به زمین یا هر مورد آزاد متصل شود. توان‌های سه فاز می‌تواند به سه کنداکتور هدایت شوند. این اتصال یک اتصال ستاره یا wye نامیده می‌شود. به همین ترتیب از آنجا که جمع ولتاژهای سیم‌پیچ سه‌فاز در هر لحظه برابر صفر است، سه سیم‌پیچ را می‌توان به یک مجموعه a′ تا b، b′ تا c وc′ تا a تبدیل کرد تا یک اتصال دلتا تشکیل شود. در این صورت خروجی می‌تواند با استفاده از سه کنداکتور که به سه نقطه اتصال متصل است، انتقال داده شود. از دیگر مزایای سیستم سه فاز در بحث موتورهای الکتریکی در قسمت زیر آورده شده است.

تحریک میدان

برای میدان سیم‌پیچ به یک منبع جریان مستقیم همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است، نیاز است. در ژنراتورهای سنکرون کوچک، این جریان ممکن است از یک منبع خارجی بوسیله اتصالات شفت ژنراتور با دو حلقه مسی تولید شود، انتهای میدان کویل به حلقه‌ها متصل می‌شود و با استفاده از برس‌های کربنی ثابت در حلقه‌ها یک اتصال به منبع خارجی فراهم می‌شود.

کسانی که دوره آموزش سیم پیچی را گذرانده اند به خوبی بر این نکته واقف اند که توان موردنیاز برای میدان سیم‌پیچ به صورت حرارت در مقاومت سیم‌پیچ اتلاف می‌شود. در ژنراتورهای بزرگ این مقدار کمتر از یک درصد مقیاس ژنراتور است، اما در یک ژنراتور باظرفیت ۱۰۰۰ مگاولت- آمپر، هنوز هم در حد چند مگاوات خواهد بود. برای ژنراتورهای خیلی بزرگ، میدان جریان توسط ژنراتور دیگری تامین می‌شود، که به عنوان ژنراتور محرک شناخته می‌شود و روی همان شفت نصب می‌شود. این ژنراتور ممکن است یک ژنراتور جریان مستقیم باشد. در اکثر تاسیسات مدرن از یک ژنراتور سنکرون به عنوان ژنراتور محرک استفاده می‌شود. بدین منظور، میدان سیم‌پیچ‌های استاتور محرک در استاتور آنها، و سیم‌پیچ‌های فاز در روتور آنها قرار دارند. یک رگلاتور بر روی شفت چرخشی قرار دارد که برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم مورد استفاده قرار می‌گیرد. میدان جریان ژنراتور اصلی می‌تواند توسط میدان جریان محرک کنترل شود.

مقاله ای که خواندید یکی از مقالات آموزشی ما در زمینه آموزش سیم پیچی موتورهای الکتریکی بود.

برای مطالعه مقالات بیشتر، روی لینک زیر کلیک کنید.

مقالات بردهای الکترونیک

در صورتی که قصد دارید به صورت کامل سیم پیچی موتور الکتریکی را فرا بگیرید، توصیه می کنیم در کلاس آموزش سیم پیچی موتورهای الکتریکی آموزشگاه پایتخت فن آوری شرکت کنید. در این کلاس ها که زیر نظر سازمان فنی و حرفه ای کشور برگزار می شود، هر آنچه که شما برای ورود به بازار کار تعمیرات موبایل نیاز دارید به صورت عملی در کارگاه آموزش داده خواهد شد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

طراحی سایت تهران طراحی سایت در تهران طراحی سایت