تحلیل یک ژنراتور القایی تک فاز مستقل و تاثیر مدل سازی بار در پایداری آن

اولین بار در سال ۱۹۸۷ یک استاد چینی دانشگاه فوژو در پکن در یک کنفرانس بین المللی ژنراتور القائی تک فاز را در مورد بحث جدی قرار داد . در آن زمان مدتی بود که در مورد استفاده از ژنراتور القایی سه فاز بحث می شد و مقالات بسیاری نیز منتشر شده بود. دکتر و وهانگوانگ در این مقایسه توضیحاتی کلی و چند آزمایش را برروی نمونه ای ابتدایی از ژنراتور القائی تک فاز ارائه داد. وی در سال ۱۹۸۸ مقاله دیگری را در مجله انجمن برق جمهوری خلق چین منتشر نمود ونکاتی را در مورد طراحی این ماشین پیشنهاد کرد.مقالات وی آنچنانکه در جامعه علمی چین آن روز مرسوم بود ، عمدتاً شامل اندازه گیری های آزمایشگاهی و تعیین یک سری ضرایب می شد ومدسازی ماشین کمتر مورد توجه قرار گرفته بود.

درسال ۱۹۸۹ دکتر هانگوانگ مقاله ای تکمیلی با عنوان « یک ژنراتور القایی تک فاز با کارآیی بالها »‌ را در IEEE چاپ کرد که در آن ماشین القایی به یک خازن – جهت جبرانسازی راکتیو – و یک تریاک – جهت کنترل – مجهز شده بود . مدلی که در آن مقاله برای ماشین در نظر گرفته شده بسیار ساده به صورت شکل (۱-۱) بود. در مقاله ادعا شده بود که بازده ماشین تریاک به۸۵% و ضریب اعوجاج در حدود ۵% است.

چهار سال بعد در سال ۱۹۹۳ یک محقق هندی مقیم انگلستن ،دکتر راجاناتان ، که سوابق علمی او عمدتاً در زمینه روشهای تجزیه و تحلیل اجزا محدود بود، ژنراتور القایی تک فاز را با این روش مورد بررسی قرار داد. در مقاله وی که تحت عنوان در مطالعه اجزاء محدود و بار را با مدل مداری بیان کرده و بهم متصل نمود. در مجموع هدف وی بیشتر نشان دادن قابلیتهای روش اجزا محدوده در سیستمهای متفاوت بود تا بررسی در مورد خواص ژنراتور تکفاز.

در همان سال دو تیم مختلف آسیابی بر روی مدل مداری ژنراتور القایی کار می کردند . مدل مداری مدلی سنتی است که عمدتاً‌ در بحثهای مقدماتی و بنیادی ماشین مبنای کار قرار می گرفته و در بیان حالت دائم ماشین مدلی مناسب است .بار نیز در این تحلیلها به صورت مقاومتی با امپدانسی مدل شده و به مدل ژنراتور متصل شد، شکل (۱-۲) . دکتر اس.اس. مورتی استاد دانشگاه صنعتی هند در دهلی نو به کمک دانشجویان دوره دکترای خود تحقیقات علمی بسیار جالبی را در کنار مدل مداری ماشین انجام داد.

در مقاله وی ماشین د ردو حالت «‌تک سیم پیچه »‌ و « دو سیم پیچه »‌ در حالت دائمی بررسی شده و نتایج حاصل از مدل با آزمایش روی یک ماشین ۷۰۰ واتی که توسط موتوری DC گردانده میشد با موفقیت تایید گردید .

بطورهمزمان د ردانشگاه ملک سعود در عربستان ، دکتر یوسف رحیم و دکتر عبدالرحمان آل الله که تحصیلاتشان را در انگلستان انجام داده بودند مقاله ای را با استفاده از همان مدل ارائه دادند که بلحاظ تئوریک کمی بهتر از مقاله مورتی بود. در این مقاله نتایج مربوط به بارگذاری ، تاثیرات خازن تحریک و پارامترهای روتور قفسه سنجابی در مورد یک ماشین دو سیم پیچه د رحالت دائمی ارائه شده بود.

اگرچه در این زمان ژنراتورهای القایی تک فاز طرفداران زیادی پیدا کرده بود، ولی تحقیقات عمدتاً مربوط به حالت دائمی و اغلب هم تکراری شده بود. از جمله می توان به مقاله دکزتی ، اف، چان اشاره کرد. وی که درمورد ژنراتور القایی سه فاز تحقیقات قابل توجهی داده بود، در ۱۹۹۵ در مقاله ای بهمان روش مورتی حالت دائمی ماشین را بررسی کرد ولی چیز جدیدی به آن نیفزود.

کسی که تحولی عمده در تحلیل ژنراتورهای القایی تک فاز بوجود آورد، پروفسور اولور و نفمی اوجوا استاد نیجریه ای تبار دانشگاه نفسی در آمریکا بود. تحلیل اوجو مبتنی بر استفاده از مدلی بود که براساس تئوری چهارچوب مرجع بدست آمده بود. این مدل که در شکل ۱-۳ نشان داده شده قابلیت بیان حالات دینامیکی و دائم ماشین و امکان لحاظ کردن اثرات اشباع و تلفات هسته را به صورت توابعی از شار پیوندی فاصله هوایی داشت ،‌اوجو در مقاله ای در ۱۹۹۵ در IEEE چاپ کرده کلیه پارامترهای مدل بزرگ خود را عملاً‌ اندازه
گیری نمود.

در ۱۹۹۶ وی در مقاله دیگری اثر انواع آرایشهای تحریک را در عملکرد ماشین مورد بررسی قرار داد.

با گسترش ادوات نیمه های ، اوجو در سال ۱۹۹۸ ژنراتور خود را به یک سیستم باتری خانه اینورتر مجهز کرد. اینورتر PWM و باتری ها برای ثابت نگه داشتن ولتاژ و فرکانس خروجی ژنراتور میزان تزریق توان راکتیو به ماشین را تنظیم می کردند.

با توجه به سیر پیشرفت ژنراتور القایی تک فاز و احساس نیازی که نگارنده در برخی تجربیات خود در سیستم های توزیع برق به آنها برخورده است ،‌در موارد زیادی که احداث شبکه های انتقال فشار متوسط و نصب ترانس جهت تغذیه مصارف دور دست همچون ایستگاههای تقلیل یا تقویت فشار گاز ،ایستگاههای هواشناسی ، مراکز مخابرات ورله ، روستاهای خیلی کوچک و … مستلزم صرف هزینه بسیار زیاد بوده ومقرون به صرفه نمی باشد ، ایجاد انرژی در محل توجیه لازم را پیدا می کند . در چنین مواردی ماشین القایی تک فاز و سه فاز با توجه به هزینه اندک تعمیرات ونگهداری ساختمان ساده ، سرمایه گذاری اولیه مناسب انتخاب معقولی به نظر می رسند.

درمورد ژنراتورهای القایی سه فاز تعداد تحقیقات انجام شده بسیار زیاد بوده و در زمینه های مختلف ومتفاوت آن نیز به حد کافی شده است.

فهرست :
– فصل اول
مقدمه
تاریخچه
درباره این پروژه
روند ارائه مطالب
– فصل دوم : استفاده از مدل مداری جهت تعیین خواص حالت دائم
کلیات
استخراج مدل
تحلیل حالت دائمی ژنراتور القائی تک سیم پیچه
تحلیل حالت دائمی ژنراتور القایی دو سیم پیچه
تحلیل یک ماشین نمونه
– فصل سوم : تحلیل حالت دینامیکی ژنراتور القایی تک فاز
کلیات
استخراج مدل
تعیین حالت دائمی سینوسی وبحث درمعادلات حالت
تحلیل یک ماشین نمونه
– فصل چهارم : بحثهایی درمورد مسئله خازنها در ژنراتور القایی تک فاز
مینیمم شارپیوندی لازم جهت خود تحریکی
تأثیر نحوه اتصال خازنها د رعملکرد ژنراتور
– فصل پنچم : استفاده از اینورتر PWM و باتری در تحریک ژنراتور
کلیات
شیوه های کنترل اینورتر PWM
مدل دینامیکی سیستم
انتخاب بهینه خازنها در حضور اینورتر PWM
– فصل ششم : نقش مدلسازی بار در تحلیل تئوریک ژنراتور القایی تک فاز
تاریخچه مدل سازی بارها
‌مدلهای استاتیک و دینامیک بار
اتصال مدلهای استاتیک بار به ژنراتور
‌اتصال ماشین القایی به عنوان یک بار دینامیک به ژنراتور
تحلیل سیستم نمونه

شکل ها و فرمول های مربوطه در فایل موجود است.
تعداد صفحات : ۱۷۱
نوع فایل : ورد ۲۰۰۳ (.doc)
حجم فایل : ۱۷٫۵ مگابایت