Αςύγφπξμξρ μξμξυαςικόρ κιμησήπαρ με οτκμωσή. λεισξτπγίαρ και οτκμωσή εκκίμηςηρ

Transcript

1 ΑΣΚΗΣΗ 1 Αςύγφπξμξρ μξμξυαςικόρ κιμησήπαρ με οτκμωσή λεισξτπγίαρ και οτκμωσή εκκίμηςηρ 1

2 Α. Θεωπησικέρ εοενηγήςειρ: Ο αςύγφπξμξρ κιμησήπαρ με μξμξυαςικό σύλιγμα δεμ μοξπεί μα νεκιμήςει μξμόρ σξτ. Ατσό ξυείλεσαι ςσξ όσι σξ μξμξυαςικό σύλιγμα, όσαμ σπξυξδξσείσαι με μξμξυαςικό πεύμα, δε δημιξτπγεί μόμξ σξτ οεπιςσπευόμεμξ μαγμησικό οεδίξ. Τξ μαγμησικό οεδίξ οξτ δημιξτπγείσαι ςσημ οεπίοσψςη ατσή, είμαι εμαλλαςςόμεμξ, δηλαδή οάλλεσε με ςσαθεπό οπξςαμασξλιςμό. Για μα μοξπξύμ ξι μξμξυαςικξί κιμησήπερ μα νεκιμξύμ μόμξι σξτρ, οπέοει με κάοξιξ σπόοξ μα δημιξτπγήςξτμε ςση διάπκεια εκκιμήςεψρ οεπιςσπευόμεμξ μαγμησικό οεδίξ. Ατσό γίμεσαι με ση βξήθεια εμόρ δεύσεπξτ στλίγμασξρ, σξ ξοξίξ σξοξθεσείσαι ςσξ ςσάση σξτ κιμησήπα και ξμξμάζεσαι βξηθησικό σύλιγμα για μα σξ διακπίμξτμε αοό σξ κύπιξ σύλιγμα σξτ κιμησήπα. Τξ βξηθησικό ατσό σύλιγμα είμαι μεσασξοιςμέμξ κασά 9 ηλεκσπικέρ μξίπερ ψρ οπξρ σξ κύπιξ σύλιγμα. Τα δύξ στλίγμασα ςτμδέξμσαι μεσανύ σξτρ οαπάλληλα και σπξυξδξσξύμσαι αοό σξ ίδιξ μξμξυαςικό δίκστξ. Για ση δημιξτπγία οεπιςσπευόμεμξτ μαγμησικξύ οεδίξτ ςσημ εκκίμηςη δεμ απκεί σξ βξηθησικό σύλιγμα μα είμαι μεσασξοιςμέμξ ςφεσικά με σξ κύπιξ σύλιγμα, αλλά οπέοει και σξ πεύμα οξτ σξ διαππέει μα έφει υαςική αοόκλιςη ψρ οπξρ σξ πεύμα οξτ διαππέει σξ κύπιξ σύλιγμα. Ατσό σξ οεστφαίμξτμε κτπίψρ με δύξ σπόοξτρ και 2

3 αμσίςσξιφα έφξτμε σξτρ μξμξυαςικξύρ κιμησήπερ αμσιςσάςεψρ και σξτρ μξμξυαςικξύρ κιμησήπερ με οτκμψσέρ Όσαμ ςσξ σύλιγμα σξτ ςσάση εμόρ μξμξυαςικξύ αςύγφπξμξτ κιμησήπα ευαπμξςσεί μία εμαλλαςςόμεμη σάςη, σόσε δημιξτπγείσαι έμα εμαλλαςςόμεμξ μαγμησικό οεδίξ, σξ ξοξίξ εοάγει ςσξ σύλιγμα σξτ δπξμέα μία σάςη. Τξ πεύμα όμψρ οξτ διαππέει σξ σύλιγμα σξτ δπξμέα με σξ μαγμησικό οεδίξ σξτ δεμ μοξπεί μα οπξκαλέςει καμία πξοή. Τα δύξ οεδία σξτ ςσάση και σξτ δπξμέα έφξτμ μία υαςική αοόκλιςη 18 ξ ηλεκσπικώμ μξιπώμ ακπιβώρ, όοψρ δείφμει σξ ςφήμα 1. Σφήμα 1 Εάμ μοξπέςει καμείρ μα μικπαίμει ατσή ση γψμία σψμ 18 ξ, σόσε θα δημιξτπγηθεί έμα οεπιςσπευόμεμξ μαγμησικό οεδίξ και υτςικά, μία πξοή, η ξοξία θα θέςει ςε οεπιςσπξυική κίμηςη σξμ δπξμέα σξτ κιμησήπα. Για μα εοισετφθεί ατσό, είμαι αοαπαίσησξ έμα δεύσεπξ σύλιγμα ςσξ ςσάση, σξ ξοξίξ ξμξμάζεσαι βξηθησικό. Η κασαμξμή 3

4 σψμ στλιγμάσψμ ςσξ ςσάση γίμεσαι με 2/3 σξτ φώπξτ για σξ κύπιξ σύλιγμα και 1/3 για σξ βξηθησικό. Για μα μοξπέςει, λξιοόμ, ξ μξμξυαςικόρ κιμησήπαρ μα εκκιμήςει μόμξρ σξτ, οπέοει εκσόρ αοό σξ κύπιξ σύλιγμα U W ςσξ ςσάση μα υέπει και έμα δεύσεπξ βξηθησικό w z, έσςι σξοξθεσημέμξ, ώςσε σξ I k σξτ κύπιξτ στλίγμασξρ μα έφει μία υαςική αοόκλιςη αοό σξ πεύμα I B σξτ βξηθησικξύ κασά 9 ξ ηλεκσπικέρ μξίπερ, οπξοξπεία ή καθτςσέπηςη όοψρ δείφμει σξ ςφήμα 2 Σφήμα 2 Για σημ εοίσετνη σηρ εοιθτμησήρ υαςικήρ αοόκλιςηρ σψμ δύξ πετμάσψμ I k και I B μοξπεί καμείρ με κασάλληλη ςύμδεςη, μα φπηςιμξοξιήςει σα ηλεκσπικά ςσξιφεία οημίξ, οτκμψσή ή ψμική αμσίςσαςη. Η οιξ ςτμηθιςμέμη είμαι ατσή σηρ φπηςιμξοξίηςηρ σξτ οτκμψσή, όοψρ δείφμει σξ ςφήμα 3. 4

5 Σφήμα 3 Σσξτρ μξμξυαςικξύρ κιμησήπερ η πξοή εκκίμηςηρ είμαι ατσή οξτ καθξπίζει, αμ φπηςιμξοξιηθεί οτκμψσήρ λεισξτπγίαρ ή εκκίμηςηρ ή και ξι δύξ μαζί. α) Πτκμωσήρ εκκίμηςηρ C Ο οτκμψσήρ βγαίμει μεσά σημ εκκίμηςη εκσόρ σξτ κτκλώμασξρ με ση βξήθεια εμόρ κασάλληλξτ διακόοση. β) Πτκμωσήρ λεισξτπγίαρ C Ο οτκμψσήρ οαπαμέμει ςσξ κύκλψμα και μεσά σημ εκκίμηςη. Η φψπησικόσησα σξτ οτκμψσή λεισξτπγίαρ C, οπέοει μα είμαι απκεσά μικπόσεπη αοό ατσή σξτ οτκμψσή εκκίμηςηρ C, για σημ αοξυτγή σηρ τοεπυόπσιςηρ σξτ βξηθησικξύ στλίγμασξρ. γ)πτκμωσέρ C και C Παπάλληλα ςσξμ οτκμψσή λεισξτπγίαρ C ςτμδέεσαι ξ οτκμψσήρ εκκίμηςηρ C, ξ ξοξίξρ σίθεσαι μεσά σημ εκκίμηςη 5

6 εκσόρ με έμαμ κασάλληλξ διακόοση (ο.φ. υτγξκεμσπικό διακόοση ςε οασξύπα σξτ άνξμα). Για μια σάςη 115 V,5Hz φπειάζεσαι οεπίοξτ η σεσπαολάςια σιμή φψπησικόσησαρ σξτ οτκμψσή, αο όσι για μια σάςη 23 V,5Hz. Αμ η πξοή εκκίμηςηρ εμόρ μξμξυαςικξύ κιμησήπα ξυείλει μα είμαι ίςη με σημ ξμξμαςσική σξτ πξοή, σόσε μοξπεί καμείρ μα τοξλξγίςει οπξςεγγιςσικά σξ μέγεθξρ σξτ οτκμψσή εκκίμηςηρ, αοό σξμ εμοειπικό σύοξ : C F P kw 31 2 U Ο αμσίςσξιφξρ οτκμψσήρ λεισξτπγίαρ έφει μέγεθξρ : C 1 3 C Η ιςφύρ εμόρ μξμξυαςικξύ κιμησήπα γεμικά είμαι: P U I όοξτ U είμαι η σάςη σξτ δικσύξτ ςε V I = η έμσαςη σξτ πεύμασξρ οξτ αοξππξυά ξ κιμησήπαρ ςε Α = ξ βαθμόρ αοόδξςηρ σξτ κιμησήπα και = ξ ςτμσελεςσήρ ιςφύξρ σξτ κιμησήπα. 6 6

7 Ιςφύρ Διοξλικόρ Τεσπαοξλικόρ Διοξλικόρ Τεσπαοξλικόρ κιμησήπα με C με C με C με C 9W 5,5 μf 4 μf 15 μf 15 μf 18W 5,5 μf 5,5 μf 2 μf 25 μf 2W 5,5 μf 5,5 μf 2 μf 25 μf 36W 1 μf 1 μf 5 μf 25 μf 55W 16 μf 1 μf 5 μf 25 μf Πίμακαρ 1. Εμδεικσικέρ σιμέρ οτκμψσώμ ςε μf και ζεύγη οόλψμ P. 7

8 Β. Πξπεία εκσέλεςηρ σηρ άςκηςηρ: Σκξοόρ: Μεσά σημ οπαγμασξοξίηςη ατσήρ σηρ άςκηςηρ ξ υξισησήρ θα μοξπεί μα: οπαγμασξοξιεί σημ ςτμδεςμξλξγία σξτ αςύγφπξμξτ μξμξυαςικξύ κιμησήπα με οτκμψσή λεισξτπγίαρ και εκκίμηςηρ για σημ λήχη μεσπήςεψμ ςύμυψμα με σξ οαπακάσψ διάγπαμμα. μοξπεί μα μεσπήςει σημ πξοή εκκίμηςηρ σξτ κιμησήπα για διάυξπερ σιμέρ σηρ φψπησικόσησαρ σξτ οτκμψσή εκκίμηςηρ. μοξπεί μα φαπάζει ςε μιλλιμεσπέ φαπσί και με κλίμακα σημ φαπακσηπιςσική καμούλη M f C A και μα βπίςκει αοό ατσήμ σημ σιμή σηρ φψπησικόσησαρ σξτ οτκμψσή εκκίμηςηρ για σημ εοίσετνη μιαρ ξπιςμέμηρ πξοήρ εκκίμηςηρ σξτ κιμησήπα. μοξπεί μα τοξλξγίζει αοό σα μεσπημέμα μεγέθη σξμ ςτμσελεςσή ιςφύξρ ςε διάυξπα υξπσία σξτ κιμησήπα και μα φαπάζει ςε μιλλιμεσπέ φαπσί και με κλίμακα σημ φαπακσηπιςσική καμούλη f M. μοξπεί με σημ βξήθεια σηρ οπξηγξύμεμηρ φαπακσηπιςσικήρ μα βπίςκει σξ μέγεθξρ σξτ ςτμσελεςσή ιςφύξρ σξτ κιμησήπα. ανιξλξγεί σα αοξσελέςμασα σψμ μεσπήςεψμ και μα σα αοξστοώμει ςσημ επγαςία σξτ. 8

9 αοαμσά ςε ςύμθεσερ επψσήςειρ. Πξπεία εκσέλεςηρ σηρ επγαςσηπιακήρ άςκηςηρ: 1. Κασαγπάχσε σα ςσξιφεία σψμ ξπγάμψμ και ςτςκετώμ οξτ θα φπηςιμξοξιηθξύμ κασά σημ διεναγψγή σηρ άςκηςηρ. 2. Ππαγμασξοξιήςσε σημ ςτμδεςμξλξγία για σημ λήχη μεσπήςεψμ ςσξμ αςύγφπξμξ μξμξυαςικό κιμησήπα με οτκμψσή λεισξτπγίαρ και εκκίμηςηρ ςύμυψμα με σξ οαπακάσψ διάγπαμμα (DE LORENZO, ELWE). 3. Ελέγνσε σημ ξπθόσησα σηρ ςτμδεςμξλξγίαρ. 4. Αμξίνσε σξμ διακόοση S 2. Ξεκιμήςσε σξμ κιμησήπα φψπίρ υξπσίξ και με σιμή σάςηρ ίςη με σημ ξμξμαςσική σξτ 9

10 U V I A μεσπήςσε σα οαπακάσψ μεγέθη: U... V, I... A, P... W. 5. Υοξλξγίςσε σημ υαιμόμεμη ιςφύ S και σξμ αμσίςσξιφξ ςτμσελεςσή ιςφύξρ αοό σιρ οαπακάσψ ςφέςειρ: P S UI VA S 6. Φξπσίςσε ςσαδιακά σξμ κιμησήπα μέφπι σξ ξμξμαςσικό σξτ PW S VA υξπσίξ και ςτμοληπώςσε σξμ οαπακάσψ οίμακα διασηπώμσαρ σημ σιμή σηρ σάςηρ ςσαθεπή. Σε όλη σημ διάπκεια σψμ μεσπήςεψμ ξ διακόοσηρ S 2 μα οαπαμέμει αμξικσόρ. (Η υαιμόμεμη ιςφύρ και ξ ςτμσελεςσήρ ιςφύξρ μα τοξλξγιςσξύμ αοό σιρ οπξηγξύμεμερ ςφέςειρ). 7. Σφεδιάςσε ςε μιλλιμεσπέ φαπσί και με κλίμακα σημ φαπακσηπιςσική f P. Επωσήςειρ: 1

11 Βιβλιογραφία 1. Ζλεκηρικές Μητανές I ( Βιβλίο Θεωρίας) Ψωμιάδης Γημήηρης Δκδόζεις Ίων Δργαζηήριο Ζλεκηρικών Μητανών I Ψωμιάδης Γημήηρης Δκδόζεις Ίων Ζλεκηρικές Μητανές II (Βιβλίο Θεωρίας) Ψωμιάδης Γημήηρης Δκδόζεις Ίων Δργαζηήριο Ζλεκηρικών Μητανών II Ψωμιάδης Γημήηρης Δκδόζεις Ίων Ζλεκηρικές Μητανές. Αζύγτρονες ύγτρονες Μητανές. Ν.Π. ΣΡΩΓΑΓΑ. ΣΔΗ Λάριζας. 7. Ζλεκηρικές Μητανές σνετούς Ρεύμαηος (DC). Μεηαζτημαηιζηές. Ν.Π. ΣΡΩΓΑΓΑ. ΣΔΗ Λάριζας. 8. ΖΛΔΚΣΡΗΚΔ ΜΖΧΑΝΔ Chapman Stephen J. Δκδόζεις ΣΕΗΟΛΑ ΖΛΔΚΣΡΗΚΔ ΜΖΧΑΝΔ θεωρία, λειηοσργία, εθαρμογές, ρσθμίζεις και έλεγτος. Hubert Charles I. Δκδόζεις ΗΩΝ Δγτειρίδιο DE LORENZO VIRTUAL ELECTRICAL MACHINES DL EMV Unilab Laboratory. 11