الهندسة الكهربائية و الالكترونية > طاقة كهربائية- توليد و نقل و استثمار الطاقة الكهربائية
الآلات الكهربائية : مولد – محرك – محول
salwanrawas:
الآلات الكهربائية : مولد – محرك – محول
إن الآلات الكهربائية على اختلاف أشكالها و أنواعها تعتمد على التأثير المتبادل بين الحقل المغناطيسي و التيار الكهربائي و القوى الميكانيكية التي تنتج عن هذا التأثير المتبادل .
-------------------------------------
الحقل المغناطيسي – المغناطيس الكهربائي :
1- المغناطيس له قطبان شمالي و جنوبي
2- للأرض حقل مغناطيسي يسبب انحراف الإبرة المغناطيسية الحرة الحركة و يسمى الطرف الذي يتجه للشمال قطب شمالي و القطب الذي يتجه للجنوب قطب جنوبي
3- المغانط ذات الأقطاب المتماثلة تتنافر – شمالي و جنوبي
4- المغانط ذات الأقطاب المتخالفة تتجاذب – شمالي شمالي أو جنوبي جنوبي
5- إن مرور التيار الكهربائي في سلك ناقل يولد حول السلك حقل مغناطيسي يؤثر على الإبرة المغناطيسية
6- تزداد قوة الحقل المغناطيسي الناشئة عن مرور تيار كهربائي طرداً مع التيار
7- يمكن تركيز المغناطيس الكهربائي بواسطة عمل ملفات كهربائية .
8- يمكن زيادة شدة الحقل المغناطيسي للملف الكهربائي بتزويده بنواة حديدية
9- النواة الحديدية قد تكون ذات مواصفات مغناطيسية قاسية حيث تحافظ النواة على مغنطتها بعد زوال التيار الذي أدى إلى المغنطة . و قد تكون النواة الحديدية ذات مواصفات مغناطيسية لينة حيث يزول أثر المغنطة الكهربائية بمجرد قطع التيار الكهربائي
01- تعتمد المحركات الكهربائية بكل أشكالها على القوى الناتجة عن التأثير المتبادل بين المغانط الثابتة أو الكهربائية مع النواقل التي يجري بها التيار الكهربائي (الملف الكهربائي الدوار)
11- إن وجود ناقل ثابت ضمن حقل مغناطيسي متغير (يتزايد أو يتناقص) يؤدي إلى تولد قوة محركة كهربائية بين طرفي السلك . مثلاً إن تحريك مغناطيس بالقرب من سلك معدني يسبب تولد هذ القوة المحركة الكهربائية – مبدأ المولد الكهربائي .
21- و بالعكس فإن حركة ناقل ضمن حقل مغناطيسي ثابت يؤدي إلى تولد قوة محركة كهربائية بين طرفي الناقل . أيضاً مماثل للحالة السابقة .
------------------------------------
محرك التيار المستمر :
يوجد جزءان رئيسيان
الجزء الثابت : يتوضع عليه مغناطيس دائم أو ملفات كهربائية تشكل مغناطيس كهربائي
يولد الحزء الثابت فيض مغناطيسي يخترق الجزء الدوار .
الجزء الدوار : يتوضع عليه مغناطيس كهربائي مكون من مجموعة من الملفات و يتم تغذية هذه الملفات بالكهرباء عن طريق تماسات فحمية . طبعاً يوجد عند مركز الجزء الدوار محور الدوران الذي ينفذ لخارج المحرك و يتم ربط الأحمال الميكانيكية عليه .
عند مرور التيار في الملفات تتولد حقول مغناطييسة تتجاذب و تتدافع مغناطيسياً مما يؤدي لنشوء قوى مختلفة يتجمع تأثيرها على الجزء الدوار و يدور
القوة المحركة العكسية :
إن مرور التيار في الجزء الثابت يؤدي إلى نشوء حقل مغناطيسي
و بما أن الجزء الدوار عبارة عن نواقل تقطع الحقل المغناطيسي فيتولد بالتالي قوة محركة كهربائية في هذه الأسلاك تتناسب مع سرعة الدوران
e= k* ω
هذا من ناحية
و من ناحية أخرى يوجد مقاومة كهربائية معينة للأسلاك المكونة للملف الكهربائي الذي صنع منه الملف و لتكن R و بالتالي فإن تطبيق جهد كهربائي خارجي E يؤدي إلى مرور تيار I و هكذا يكون جهد التغذية مساوياً مجموع هبوط الجهد على مقاومة الجزء الدائر إضافة إلى القوة المحركة العكسية المتولدة .
E= R*I + K ω
و هكذا فإنه عندما يكون المحرك في حالة سكون و عند بدأ الإقلاع يستجر تيار إقلاع كبير جداً و لكن يبدأ التيار بالانخفاض عندما تزداد سرعة المحرك .
الإقلاع بواسطة مقاومات الإقلاع :
في المحركات الكبيرة الاستطاعة يتم تخفيض تيار الإقلاع باستخدام مقاومات إقلاع تربط على التسلسل مع المحرك و يتم إزالتها تدريجياً مع تزايد سرعة المحرك . حيث أنها يتحكم بها بواسطة ريليهات تعمل وفقاً للقوة النابذة حيث أن زيادة سرعة الدوران تزيد من القوة النابذة لزاجلة التحكم التي تفصل تلك المقاومات على التتابع بحسب سرعة الدوران .
adly064:
شكرا على هذه المعلومات و اريد ان اضيف بعض الموضاعات ان الات التيار المستمر
تنقسم انواعها حسب توصيلية ملفات المجال الى
1- series d.c machine(generator or motor)
2-shuntd.c machine(generator or motor
3-)short or long((compontd.c machine(generator or motor
فيروز:
السلام عليكم
شكرا لكم اخوتي على هذه المعلومات ويعطيكم ألف عافية
adly064:
a.c mahine تعتمد نظريةالعمل على الحث المغنطيسى المتبادل بين الاجزاء الساكنة والمتحركة(stator and rotor) ,وتنقسم انواعه الي
1-synchrouns machine
2- machineinduction
s.o.k.:
شكرا للجميع على هذه المشاركة
وأريد ان اشارك ببعض المعلومات العامة التي تخص الالات الكهربية:
1- تصنيف الآلات الكهربائية.
2- المعطيات الاسمية للآلات الكهربائية.
3- الشروط الواجب توافرها في الالات الكهربائية.
اولا: سوف نبدأ بتصنيف الآلات الكهربائية:
تصنيف الآلات الكهربية حسب مجالات الاستخدام ، نوع التيار ، مبدأ العمل ، الاستطاعة ، وسرعة الدوران.
-تصنيف الآلات حسب الاستخدام:
تنقسم الآلات الكهربية حسب مجالات استخدامها الى الانواع التالية:
المولدات الكهربية Electric generators
تعمل المولدات الكهربية على تحويل الطاقة الميكانيكية الى طاقة كهربية ، اذا تركب في المحطات الكهربائية الثابتة ويمكن ان تحمل على وسائل نقل مختلفة كالسيارات والطائرات والقطارات الحديدة والبواخر كمجموعات توليد منتقلة، كما تستخدم المولدات في بعض الحالات كمنابع للتغذية فى مراكز الاتصالات communication centers وجمل الاتمتة وتقنيات القياس وغيرها.
المحركات الكهربائية:
تحول الطاقة الكهربية الى طاقة ميكانيكية فهي تدير الآلات والمعدات والاجهزة الميكانيكية المختلفة المستخدمة في ميادين الصناعة والزراعة والاتصالات والنقل والمجالات العسكرية ومناح الحياة العامة كما تستخدم المحركات الكهربية في جمل التحكم الآلية الحديثة كعناصر تنظيم وتنفيذ وبرمجة .
المبدلات الكهربائية الدوارة:Rotary converter-invertors
تقوم هذه المبدلات بتحويل التيار المتناوب الى تيار مستمر وبالعكس ، وتستخدم في دوائر التيار المتناةب والمستمر لتغيير التوتر والتردد وعدد الاطوار ....الخ.
وقد تراجع دور هذا النوع من المبدلات الكهربائية في العقود الاخيرة الى حد كبير بسبب الانتشار الواسع للمبدلات الالكترونية الساكنة electronic converter-invertors
المعوضات الكهربية الدوارة: Rotary compensators
تستخدم في المنشات الكهربائية المختلفة لتوليد الاستطاعة الردية. بغاية تحسين مواصفات الطاقة الكهربائية في مراكز الاستهلاك والتوليد.
المضخات الكهربائية الدوارة: Rotary amplifiers
تستخدم من اجل التحكم بالبنى الكهربائية ذات الاستطاعة العالية بواسطة اشارات كهربائية صغيرة الاستطاعة ترسل الى ملفات التحكم (التهييج) التي تدخل في تكوين هذه المضخات.
تدعى الآلات الكهربائية الصغيرة التى لا تزيد استطاعتها على 600 وات بالآلات الميكروية micro machines حيث تستخدم هذه الآلات على نطاق واسع في جمل الأتمتة والاجهزة الكهربائية المنزلية تقسم الآلات الكهربائية الميكروية المستخدمة في تجهيزات الاتمتة حسب وظيفتها الى المجموعات التالية:
محركات الاستطلاع الميكروية:
تستخدم لتدوير العناصر المختلفة التى تدخل في تركيب جمل الاتمتة واجهزة التسجيل الرقمية والبيانية ذاتية الحركة وغيرها.
المحركات المقودة (لمنفذة):
تحول الاشارة الكهربية المطبقة على دخلها الى حركة ميكانيكية تنتقل الى محور دوران اي انها تقوم بصياغو اوامر محددة.
مولدات التاكو: Tacho-generators
وهي تحول الحركة الميكانيكية لمحور الدوران الى اشارة كهربية- التوتر- تتناسب مع سرعة دوران المحور
المحولات الدوارة: Rotating transformers
يمكن الحصول في خروج هذه المحولات على توتر يتناسب مع احد توابع زاية دوران المحور مثل جيب او جيب تمام هذه الزاوية أو الزاوية نفسها.
الآلات الارتباط التزامني:synchrodrive ( السينكرونات والمغنيسينات Magnesyns, Synchros
تقوم هذه الآلات بتحقيق الفتل أو الدوران المتزامن لعدة محاور غير مرتبط بعضها مع بعض إرتباطا ميكانيكيا .
الآلات الميكروية المستخدمة في الأجهزة الجيروسكوبية:gyroscopic micromachines (المحركات وحساسات العزوم والزواية الجيروسكوبية)
تؤمن هذه الألات الحركة الدورانية لمحاور الجيروسكوبات ذات التردد العالي وتقوم بتصحيح وضعياتها.
تسمى عادة ألات المجموعاتين الأولى والثانية بألات الإستطاعة الميكروية أما ألات مجموعات الثالثة والرابعة والخامسة فتدعى بالألات الميكروية الإعلامية information micro machines
- تصنيف الألات الكهربائية حسب نوع التيار ومبدأ العمل:
تصنف الألات الكهربائية حسب نوع التيار ضمن مجموعتين:
ألات التيار المتناوب AC machines وألات التيار المستمر DC machines
تقسم ألات التيار المتناوب على أساس مبدأ عملها وخصائصها الكهرومغناطيسية الى المحولات ، الألات اللاتزامنية(التحريضية)،الألات التزامنية وألات التيار المتناوب ذات المجمع .
المحولات transformers:
تستخدم على نطاق واسع من أجل تغيير التوتر في نظم نقل الطاقة الكهربائية وتوزيعها وأجهزة التقويم، وفي تجهيزات الإتصال والأتمتة والحواسيب الإلكترونية وتقنيات القياس (محولات القياس)،وفي المبدلات الوظيفية (التابعية) function generators (المحولات الدوارة ).
الألات اللا تزامنية (التحريضية):induction or asynchronous machines
تستخدم الآلات اللاتزامنية بشكل رئيسي كمحركات كهربائية ثلاثية الطور 3 phase electric motor ويمكن بفضل بساطة تركيب هذه الآلات ووثوقيتها العالية استعمالها في مختلف مجالات الصناعة لتدوير آلات التشغيل المختلفة وآلات الرفع والحفر والضواغط والمراوح.....الخ.
اما في جمل التنظيم الآلية فتستخدم على نطاق واسع المحركات التحريضية المقودة احادية الطور او ثنائية الطور وبالاضافة الى مولدات التاكو اللاتزامنية والسيكرونات.
الآلات التزامنية synchronous machines
تستخدم بصورة اساسية كمولدات تيار متناوب ذات تردد نظامي في المحطات الكهربية، ومولدات ذات تردد عالى في منابع التغذية المستقلة (في البواخر والطائرات ... الخ).
كما تستعمل ايضا في جمل القيادة الكهربائية ذات الاستطاعة الكبيرة كمحركات تزامنية. وتستخدم الآلات التزامنية ذات الاستطاعة الصغيرة على نطاق واسع في جمل الاتمتة (الآلات البروزية Reactive power machines الآلات ذات المغناطيس الدائم ، الآلات التباطئية....الخ.
آلات التيار المتناوب ذات المجمع Gommutating machines:
وهي ذات استخدامات نادرة نسبيا لانها تتميز ببنية معقدة وتحتاج الى صيانةمستمرة.
تستخدم هذه الآلات بصورة اساسية كمحركات كهربية.
اما الآلات العامة ذات المجمع Universal machines التي يمكن ان تعمل بالتيار المستمر او المتناوب فهي تستخدم في جمل لاتمتة والاجهزة المنزلية المختلفة.
الآلات التيار المستمر:DC machines
تستخدم آلات التيار المستمر بصورة رئيسية كمحركات كهربائية في جمل القيادة والتحكم التى تتطلب تنظيم سرعة الدوران في حدود واسعة ( وسائل النقل البحرية، القطارات، وحدات دلفنةالمعادن، عناصر نقل الحركة في عربات الشحن الضخمة،آلات الرفع والحفر، آلات معالجة المعادن وغيرها).
كما تستخدم هذه المحركات عندما تكون منابع التغذية المدخرات الكهربية (محركات بدء التشغيل او الاقلاع ، محركات الغواصات البحرية والمركبات الفضائية...الخ).
اما مولدات التيار المستمر فغالبا ما تستخدم لتغذية تجهيزات الاتصالات ومن اجل شحن مجموعات المدخرات، كما تستعمل كمنابع تغذية اساسية في وسائل النقل ( السيارات، السفن ، الطائرات، القطارات).
استبدل استخدام مولدات التيار المستمر بمولدات التيار المتناب المزودة بوحدات تقويم التيارRectifier
تستخدم في جمل التنظيم الآلية آلات التيار المستمر على نطاق واسع كمضخات دوارة ومحركات منفذة ومولدات تاكو Tacho generators.
يتبع...
تصفح
[0] فهرس الرسائل
[#] الصفحة التالية
الذهاب الى النسخة الكاملة