mohammad7012
عضو جدید
پراکندگی (نشتی) در ماشین های گردان
فوران پراکندگی در ماشین های گردان فورانی است که تنها یکی از سیم پیچهای استاتور و یا روتور را دربر میگیرد. بدلیل وجود فاصله هوایی در مدار مغناطیسی ماشین ها، مقدار فوران پراکندگی قابل توجه بوده و در تحلیل ماشین نمیتوان از آن صرفنظر نمود. پراکندگی در ماشین ها دارای دو نوع مختلف است.
- - پراکندگی در قطبهای اصلی
- - پراکندگی در آرمیچر
پراکندگی در قطبهای اصلی
قطبهای اصلی یک ماشین dc وهمین طور ماشین سنکرون توسط جریان مستقیم تحریک میگردند و لذا موج چگالی فوران به شکل ماندگار و مناسبی توزیع میگردد. اختلاف عمده این دو ماشین در این است که قطبهای ماشین dc در روی استاتور قرار گرفته اند در حالی که قطبهای ماشین سنکرون در روی روتور. فوران مفید فورانی است که از قطبهای اصلی حرکت کرده، فاصله هوایی را قطع کند و به داخل آرمیچر برود. مقداری از فوران که از دو مسیر نشان داده شده در شکل 1aحرکت میکند به آرمیچر وارد نمیشود. این همان فوران پراکندگی است که تنها اثر آن افزایش چگالی فوران در لبه قطبها میباشد. این فوران، در فوران مفید مشارکت نداشته وبنابراین میبایستی در طراحی مدار مغناطیسی ماشین در نظر گرفته شود. پراکندگی مشابهی نیز در قطبهای ماشین سنکرون رخ میدهد (شکل 1b).
پراکندگی در آرمیچر
پیچیدگی تعیین مسیرهای پراکندگی در آرمیچر سیم بندی شده از این واقعیت سرچشمه می گیرد که سیم پیچ در سرتاسر آرمیچر توزیع شده و سطح آرمیچر نیز دارای شیار است. کل فوران پراکندگی آرمیچر را میتوان به مولفه های متعددی که در ذیل مشخس میشوند تقسیم بندی نمود.
پراکندگی شیار: این فوران مطابق شکل 2 از یک دندانه به دندانه دیگر رفته (با عبور از شیار) و در طی مسیر تنها سیم پیچهای روتور را قطع میکند. مشاهده میشود که مسیر فوران پراکندگی شیار عمود بر مسیر فوران اصلی بوده و به شکل شعاعی به سمت پایین دندانه است.
قسمت کمی از این فوران مستقیما به سمت پایین شیار حرکت میکند. علاوه بر این باید این نکته را نیز در نظر داشت که این فوران پراکندگی هادیهای قسمت پایینی شیار را کمتر از هادیهای بالایی شیار در بر میگیرد. فوران پراکندگی شیار به شدت وابسته به شکل و فرم شیار است. به عنوان مثال مقدار این فوران به دلیل باریک بودن دهانه شیار در شیارهای نیمه باز (شکل 3a) بالاتر از شیارهای باز (شکل 3b) است. شیارهای نیمه باز در موتورهای القایی و شیارهای باز در ماشینهای سنکرون وdc مورد استفاده قرار میگیرند.
پراکندگی لبه دندانه: این فوران مسیر خود را از لبه یک دندانه به دندانه مجاور خود بسته و در طی مسیر همه هادیهای شیار را مطابق شکل 4 دور میزند. این نوع فوران پراکندگی برای فواصل هوایی بزرگتر مقادیر بالاتری را اختیار میکند. بنابراین پراکندگی لبه دندانه برای موتورهای القایی که دارای فاصله هوایی کوچکتری هستند کمتر از ماشینهای سنکرون است که از فواصل هوایی بزرگتری بهره میگیرند.
پراکندگی پیشانی: این نوع فوران، فورانی است که هادیهای بیرون آمده از لبه استاتور یا روتور را دور میزند (شکل 5). مسیر این فوران عمدتا از طریق هوا بسته شده ولی قسمتی از مسیر میتواند در هسته آهنی یا شیلدهای انتهایی قرار گیرد. مقدار این پراکندگی وابسته به مجاورت هادیها . مکان هادیها نسبت به هسته و شیلدهای انتهایی است. این نوع پراکندگی معمولا به دلیل مسیرهای هوایی بزرگ مقدار کوچکی خواهد داشت ومشخصا در روتور موتورهای القایی قفس سنجابی که دارای سیم بندی نیستند قابل صرفنظر کردن است.
پراکندگی زیگزاگ: در ماشینهای القایی هم استاتور و هم روتور دارای شیار بوده ولذا مقداری از فوران، مسیر متناوبی را بین دندانه های استاتور و روتور طی میکند (شکل 6). بنابراین این فوران به تناوب هادیهای روتور و استاتور را دربرگرفته و به فوران زیگزاگ موسوم است.
پراکندگی هارمونیکی: این نوع پراکندگی هنگامی ایجاد میشود که توزیع سیم پیچهای روتور و استاتور مشابه نباشد. بنابراین فوران اصلی دارای مولفه هارمونیکی بوده و این فوران اضافی باعث افزایش فوران پراکندگی میشود.
راکتانس پراکندگی: انواع فوران پراکندگی فوق که تنها یکی ازسیم پیچها را در بر میگیرند، باعث میشود که سیم پیچ دارای راکتانس پراکندگی گردد. این راکتانس را در مدار معادل ماشین به صورت فشرده و مجتمع و سری با سیم پیچ در نظر میگیرند که اثر آن افت ولتاژ است. چون سیم پیچهای میدان ماشین dc و سنکرون از جریان dc تغذیه میشوند فوران پراکندگی آنها به هیچ عنوان تاثیری در رفتار ماشینها نخواهد داشت.
فوران پراکندگی در ماشین های گردان فورانی است که تنها یکی از سیم پیچهای استاتور و یا روتور را دربر میگیرد. بدلیل وجود فاصله هوایی در مدار مغناطیسی ماشین ها، مقدار فوران پراکندگی قابل توجه بوده و در تحلیل ماشین نمیتوان از آن صرفنظر نمود. پراکندگی در ماشین ها دارای دو نوع مختلف است.
- - پراکندگی در قطبهای اصلی
- - پراکندگی در آرمیچر
پراکندگی در قطبهای اصلی
قطبهای اصلی یک ماشین dc وهمین طور ماشین سنکرون توسط جریان مستقیم تحریک میگردند و لذا موج چگالی فوران به شکل ماندگار و مناسبی توزیع میگردد. اختلاف عمده این دو ماشین در این است که قطبهای ماشین dc در روی استاتور قرار گرفته اند در حالی که قطبهای ماشین سنکرون در روی روتور. فوران مفید فورانی است که از قطبهای اصلی حرکت کرده، فاصله هوایی را قطع کند و به داخل آرمیچر برود. مقداری از فوران که از دو مسیر نشان داده شده در شکل 1aحرکت میکند به آرمیچر وارد نمیشود. این همان فوران پراکندگی است که تنها اثر آن افزایش چگالی فوران در لبه قطبها میباشد. این فوران، در فوران مفید مشارکت نداشته وبنابراین میبایستی در طراحی مدار مغناطیسی ماشین در نظر گرفته شود. پراکندگی مشابهی نیز در قطبهای ماشین سنکرون رخ میدهد (شکل 1b).
پراکندگی در آرمیچر
پیچیدگی تعیین مسیرهای پراکندگی در آرمیچر سیم بندی شده از این واقعیت سرچشمه می گیرد که سیم پیچ در سرتاسر آرمیچر توزیع شده و سطح آرمیچر نیز دارای شیار است. کل فوران پراکندگی آرمیچر را میتوان به مولفه های متعددی که در ذیل مشخس میشوند تقسیم بندی نمود.
پراکندگی شیار: این فوران مطابق شکل 2 از یک دندانه به دندانه دیگر رفته (با عبور از شیار) و در طی مسیر تنها سیم پیچهای روتور را قطع میکند. مشاهده میشود که مسیر فوران پراکندگی شیار عمود بر مسیر فوران اصلی بوده و به شکل شعاعی به سمت پایین دندانه است.
قسمت کمی از این فوران مستقیما به سمت پایین شیار حرکت میکند. علاوه بر این باید این نکته را نیز در نظر داشت که این فوران پراکندگی هادیهای قسمت پایینی شیار را کمتر از هادیهای بالایی شیار در بر میگیرد. فوران پراکندگی شیار به شدت وابسته به شکل و فرم شیار است. به عنوان مثال مقدار این فوران به دلیل باریک بودن دهانه شیار در شیارهای نیمه باز (شکل 3a) بالاتر از شیارهای باز (شکل 3b) است. شیارهای نیمه باز در موتورهای القایی و شیارهای باز در ماشینهای سنکرون وdc مورد استفاده قرار میگیرند.
پراکندگی لبه دندانه: این فوران مسیر خود را از لبه یک دندانه به دندانه مجاور خود بسته و در طی مسیر همه هادیهای شیار را مطابق شکل 4 دور میزند. این نوع فوران پراکندگی برای فواصل هوایی بزرگتر مقادیر بالاتری را اختیار میکند. بنابراین پراکندگی لبه دندانه برای موتورهای القایی که دارای فاصله هوایی کوچکتری هستند کمتر از ماشینهای سنکرون است که از فواصل هوایی بزرگتری بهره میگیرند.
پراکندگی پیشانی: این نوع فوران، فورانی است که هادیهای بیرون آمده از لبه استاتور یا روتور را دور میزند (شکل 5). مسیر این فوران عمدتا از طریق هوا بسته شده ولی قسمتی از مسیر میتواند در هسته آهنی یا شیلدهای انتهایی قرار گیرد. مقدار این پراکندگی وابسته به مجاورت هادیها . مکان هادیها نسبت به هسته و شیلدهای انتهایی است. این نوع پراکندگی معمولا به دلیل مسیرهای هوایی بزرگ مقدار کوچکی خواهد داشت ومشخصا در روتور موتورهای القایی قفس سنجابی که دارای سیم بندی نیستند قابل صرفنظر کردن است.
پراکندگی زیگزاگ: در ماشینهای القایی هم استاتور و هم روتور دارای شیار بوده ولذا مقداری از فوران، مسیر متناوبی را بین دندانه های استاتور و روتور طی میکند (شکل 6). بنابراین این فوران به تناوب هادیهای روتور و استاتور را دربرگرفته و به فوران زیگزاگ موسوم است.
پراکندگی هارمونیکی: این نوع پراکندگی هنگامی ایجاد میشود که توزیع سیم پیچهای روتور و استاتور مشابه نباشد. بنابراین فوران اصلی دارای مولفه هارمونیکی بوده و این فوران اضافی باعث افزایش فوران پراکندگی میشود.
راکتانس پراکندگی: انواع فوران پراکندگی فوق که تنها یکی ازسیم پیچها را در بر میگیرند، باعث میشود که سیم پیچ دارای راکتانس پراکندگی گردد. این راکتانس را در مدار معادل ماشین به صورت فشرده و مجتمع و سری با سیم پیچ در نظر میگیرند که اثر آن افت ولتاژ است. چون سیم پیچهای میدان ماشین dc و سنکرون از جریان dc تغذیه میشوند فوران پراکندگی آنها به هیچ عنوان تاثیری در رفتار ماشینها نخواهد داشت.