فصل دوم ماشينهاي الكتريكي را تعريف كند. ماشينهاي الكتريكي را از نظر نوع تبديل انرژي طبقهبندي كند.

Transcript

1 فصل دوم مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم هدفهای رفتاری پس از پايان اين فصل از فراگير انتظار ميرود که: ماشينهاي الكتريكي را تعريف كند. ماشينهاي الكتريكي را از نظر نوع تبديل انرژي تعريف كند. ماشينهاي الكتريكي را از نظر نوع تبديل انرژي طبقهبندي كند. قانون فاراده را تعريف كند. پديده القا را شرح دهد. رابطه قانون فاراده را توضيح دهد. مولد ساده جريان مستقيم را تعريف كند. اجزای تشكيلدهنده مولد ساده جريان مستقيم را نام ببرد. طرز كار مولد ساده جريان مستقيم را توضيح دهد. اثر افزايش تعداد هاديها در مولد جريان مستقيم را توضيح دهد. روش تعيين پالريته ولتاژ در مولد جريان مستقيم را توضيح دهد. قانون لورنس را توضيح دهد. رابطه قانون لورنس را تشريح كند. موتور ساده جریان مستقیم را تعریف کند. اجزای تشكيلدهنده موتور جريان مستقيم را نام ببرد. گشتاور را تعريف كند. رابطه گشتاور را توضيح دهد. طرز كار موتور ساده جريان مستقيم را توضيح دهد. اثر افزايش تعداد هاديها در موتور ساده جريان مستقيم را توضيح دهد. روش تغيير جهت گردش در موتور ساده جريان مستقيم را توضيح دهد. 5

2 اجزای تشكيلدهنده يك ماشين جريان مستقيم را نام ببرد. وظيفه قسمت ساكن در يك ماشين جريان مستقيم را توضيح دهد. وظيفه قسمت گردان در يك ماشين جريان مستقيم را توضيح دهد. وظيفه مجموعه جاروبك و جاروبك نگهدار را توضيح دهد. سيمبندي آرميچر را تعريف كند. خصوصيات سيمبندي آرميچر را توضيح دهد. گامهاي سيمبندي آرميچر را تعريف كند. گامهاي سيمبندي را بر روي شكل آرميچر مشخص كند. روابط حاكم بر گامهاي سيمبندي را بيان كند. انواع سيمبندي آرميچر را توضيح دهد. انواع دياگرامهاي سيمبندي را از روي شكل تميز دهد. اطالعات انواع سيمبندي آرميچر را از روي شكل مربوطه استخراج كند. ولتاژ جريان و مقاومت اهمي سيمبندي آرميچر را تعريف كند. روابط حاكم بر ولتاژ جريان و مقاومت اهمي سيمبندي آرميچر را توضيح دهد. نيروي محركه القايي و گشتاور توليدي در ماشين واقعي را توضيح دهد. سيمبندي آرميچر از نظر ولتاژ جريان و توان را با يكديگر مقايسه كند. كاربرد هر يك از انواع سيمبندي آرميچر را توضيح دهد. عكسالعمل آرميچر را تعريف كند. اثرات ناشي از عكسالعمل آرميچر را توضيح دهد. راههاي مقابله با اثر عكسالعمل آرميچر را توضيح دهد. كموتاسيون را تعريف كند. اثرات ناشي از كموتاسيون را توضيح دهد. راههاي مقابله با كموتاسيون را توضيح دهد. به پرسشهاي اين فصل پاسخ دهد. تمرينهاي اين فصل را حل نمايد. 53

3 مقدمه اين ارتباط در ماشينهاي الكتريكي بر مبناي»ميدان الكترومغناطيسي» صورت ميگيرد. شكل انرژي الكتريكي يك منبع انرژي تميز و كارآمد است و به راحتي در منازل ادارات و كارخانجات قابل استفاده است. برخي از مصرفكنندهها مثل المپ يا بخاري برقي به انرژي الكتريكي نياز دارند و برخي ديگر مانند قطارهاي مترو يا آسانسور به انرژي مكانيكي نياز دارند. وسايلي كه انرژي الكتريكي را مصرف يا توليد ميكنند در مقايسه با ديگر وسايل كه با سوختهاي فسيلي مانند بنزين يا گازوييل كار ميكنند آلودگي زيست محيطي كمتري دارند ضمن اينكه از مزايا و راندمان باالتري برخوردار هستند. ماشينهاي الكتريكي در زندگي روزمره امروزي حضور فراواني دارند.»موتورهاي الكتريكي» 3 در لوازم خانگي مانند يخچال جاروبرقي همزن پنكه تهويه مطبوع و در بسياري از وسايل الكتريكي مشابه ديگر حضور دارند و در راهاندازي آنها نقش مؤثر دارند. در مراكز صنعتي و كارخانجات عامل حركت بيشتر ابزارها موتورهاي الكتريكي هستند.»ژنراتورهاي الكتريكي» 4 نيز با تبديل انرژي مكانيكي به انرژي الكتريكي نقش اصلي را در تأمين برق مورد نياز مصرفكنندههاي الكتريكي ايفا ميكنند. در بررسي ماشينهاي الكتريكي همواره سعي بر آن است با ارايه روابط و مدل رياضي مناسب رابطه بين ورودي و خروجي آنها تبيين و طرز كارشان تحليل شود. در اين فصل ضمن آشنايي با ساختمان داخلي ماشينهاي الكتريكي جريان مستقيم به طرز كار آنها نيز پرداخته ميشود. شكل 1 انرژي الكتريكي ميتواند به انرژي مكانيكي تبديل شود و همچنين تبديل انرژي مكانيكي به انرژي الكتريكي نيز میسر است. دستگاههايي كه اين دو انرژي را به هم تبديل ميكنند»ماشينهاي الكتريكي» 1 نام دارند. فرايند تبديل انرژي مكانيكي به الكتريكي و بالعكس»تبديل انرژي الكترومكانيكي«ناميده ميشود. ماشينهاي الكتريكي رابطي بين سيستم الكتريكي و سيستم مكانيكي محسوب ميشوند كه Electric Generators.4 Electric Motors.3 Magnetic Field. Electrical Machines.1 54

4 1 طبقهبندي ماشينهاي الكتريكي ماشينهاي الكتريكي از دو ديدگاه»نوع تبديل انرژي«و»نوع جريان الكتريكي«طبقهبندي ميشوند. از ديدگاه انرژي اگر ماشين الكتريكي انرژي الكتريكي را به انرژي مكانيكي تبديل كند»موتور الكتريكي«ناميده ميشود. و اگر اين ماشين الكتريكي انرژي مكانيكي را به انرژي الكتريكي تبديل كند»ژنراتور الكتريكي«ناميده ميشود. ماشينهاي الكتريكي اعم از موتور يا ژنراتور الكتريكي از ديدگاه نوع جريان در دو دسته»جريان متناوب»AC و»جريان مستقيم»DC طبقهبندي ميشوند. اگر ماشين الكتريكي براي كار در جريان متناوب AC طراحي شود آن را»ماشين الكتريكي جريان متناوب» 1 مينامند و در صورتيكه براي كار در جريان مستقيم DC طراحي شود آن را»ماشين الكتريكي جريان مستقيم» مينامند. در ماشينهاي الكتريكي فرايند تبديل انرژي برگشتپذير 3 است. بدين معني كه با رعايت يك سري مالحظات عملي هر ماشين الكتريكي ميتواند بهعنوان يك موتور الكتريكي انرژي الكتريكي را به مكانيكي و يا بهعنوان يك ژنراتور انرژي مكانيكي را به الكتريكي تبديل كند و مورد استفاده قرار گيرد. مايكل فاراده در سال 1791 در يك خانواده فقير انگليسي به دنيا آمد. مايكل فاراده پسري بسيار كنجكاو بود و عالقه زيادي به پرسيدن در مورد مطالب علمي داشت. وي به مباحث انرژي عالقه داشت و مطالعات و آزمايشهاي فراواني در اين حوزه انجام داد. اين آزمايشها منجر به كشف الكترومغناطيس شد. مايكل فاراده يكي از بزرگترين فيزيكداناني بود كه توجه زيادي به تجربه و آزمايش كردن نظريات و افكارش داشت. وي در سال 1867 وفات يافت. منبع 4 قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده فراوان دارد.»قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده«يكي از اساسيترين قوانين مغناطيسي در فيزيك است. طرز كار وسايل الكتريكي كه الكترومغناطيس در آنها نقش دارد به كمك قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده قابل فهم است به خصوص در تحليل طرز كار وسايل تبديل انرژي الكترومكانيكي اعم از موتور يا ژنراتور كاربرد قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده و روابط حاكم بر آن را ميتوان با انجام چند آزمايش بهدست آورد. آزمايش 1 مداري متشكل از يك حلقه 5 هادي كه دو سر آن به يك گالوانومتر 6 متصل است در شكل )3 ( نشان داده شده است. 55 Reversile Energy.3 Direct Current Machine. Alternating Current Machine.1 Turn.5 Faraday s law of electromagnetic induction.4 6. گالوانومتر يك آمپرمتر بسيار دقيق است كه با كمترين جريان الكتريكي منحرف ميشود.

5 وقتيكه آهنرباي دائم از حلقه مطابق شكل )6 ( دور شود عقربه گالوانومتر در جهت عكس حالت قبل منحرف ميشود. يعني جهت جريان در حلقه تغيير كرده است. 0 G 0 G شكل 6 Fig. --6 شكل 3 اگر يك آهنرباي دائم از طرف قطب شمال N آن مطابق شكل )4 ( داخل حلقه شود عقربه گالوانومتر منحرف ميشود. انحراف عقربه گالوانومتر به معناي عبور جريان از گالوانومتر است. در ادامه آزمايش اگر قطب جنوب S آهنرباي دائم مطابق شكل )7 ( داخل حلقه شود عقربه گالوانومتر بر خالف حالتي كه قطب شمال N وارد حلقه شد منحرف ميگردد. 0 G 0 G شكل 4 در صورتيكه آهنرباي دائم نسبت به حلقه مطابق شكل )5 ( حركتي نداشته باشد عقربه گالوانومتر منحرف نخواهد شد. شكل 7 Fig. --7 در اين حالت نيز در صورتيكه آهنرباي دائم نسبت به حلقه مطابق شكل )8 ( حركتي نداشته باشد عقربهي گالوانومتر منحرف نخواهد شد. 0 G شكل 5 Fig

6 (-1) 0 G شكل 8 بدين ترتيب در اين آزمايش پديدهاي مشاهده ميشود كه در اثر حركت آهنرباي دائم نسبت به حلقه بهوجود آمده است. در آزمايش 1 جرياني كه در حلقه برقرار ميشود را»جريان القايي» 1 مينامند. ميدانيد عامل جاري شدن جريان در هر مدار الكتريكي نيروي محركه )E( است. جريان القايي نيز ناشي از يك نيروي محركه است كه آن را»نيروي محركه القايي» EMF مينامند. نيروي محركه القايي را به اختصار با e نشان ميدهند. فاراده با آزمايشهايي نظير اين آزمايش توانست قانوني به دست آورد كه به»قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده«مشهور شد. وي بر اساس اين آزمايشها متوجه شد كه تغيير فوران مغناطيسي مهمترين عامل ايجاد نيروي محركه القايي است لذا قانون القاي الكترومغناطيس فاراده را چنين تعريف كرد:»مقدار نيروي محركهي القايي در هر مدار با آهنگ تغيير فوران متناسب است«. فاراده به كمك اين قانون براي محاسبه مقدار نيروي محركه القايي رابطه رياضي )1 ( را ارائه كرد. اين رابطه بيان رياضي قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده است. در اين رابطه: ]wb[ تغييرات فوران مغناطيسي بر حسب وبر Δφ Δt مدت زمان وقوع تغييرات فوران مغناطيسي برحسب ثانيه )s( ]V[ نيروي محركه القايي بر حسب ولت e نيروي محركه القايي e در عمل بسيار حائز اهميت است. جاي خوشبختي است كه چراغهاي اتاقي كه در آن اين كتاب را ميخوانيد با استفاده از نيروي محركهي القايي حاصل از يك ژنراتور روشن ميشوند. اگر بهجاي استفاده از يك حلقه سيم از سيمپيچي با N حلقه آزمايش فاراده تكرار شود در هر حلقه سيمپيچ نيروي محركه القايي ايجاد ميشود و اين نيروهاي محركه با يكديگر جمع ميشوند تا نيروي محركه القايي سيمپيچ بهدست آيد لذا مقدار نيروي محركه القايي در سيم پيچ از رابطه ) ( تعيين ميشود. (-) نيروي محركه القايي e جريان القايي در سيمپيچ جاري ميكند كه از رابطه )3 ( بهدست ميآيد: (-3) در اين رابطه: ]Ω[ مقاومت ظاهري 3 سيمپيچ بر حسب اهم Z ]A[ شدت جريان القايي سيمپيچ بر حسب آمپر i 57 Impedance.3 Electromotive Force. Induced Current.1

7 به متصل شكل مستطيل هادي حلقه آزمايش از ناشي B مغناطيسي ميدان بيرون در گالوانومتر يك ( )9 شكل در قوي آهنرباي يك S و N قطب دو از شده داده نشان جهت در حلقه است. شده داده نشان ميشود. داده عبور مغناطيسي ميدان درون 0 G 10 شكل ميشود مغناطيسي ميدان وارد بيشتر حلقه هرچه شكل ميپوشاند. را حلقه سطح بيشتري فوران.) 11( 0 G 0 G 11 شكل Fig محركه نيروي فاراده قانون طبق فوران تغيير اين 9 شكل مغناطيسي ميدان به ورود هنگام در حلقه حركت با و مييابد افزايش ميگذرد حلقه سطح از كه فوراني سطح از كه فوراني مغناطيسي ميدان از خروج هنگام اين ميرسد. صفر به و مييابد كاهش ميگذرد حلقه فاراده الكترومغناطيسي القاي قانون طبق فوران تغيير منحرف گالوانومتر و ميكند القا محركه نيروي حلقه در ميشود. شكل را مغناطيسي ميدان درون به حلقه ورود لحظه ميدهد. نشان ( )10 حلقه سطح از بخشي مغناطيسي فوران لحظه اين در را موضوع اين S قطب روي حلقه تصوير ميپوشاند. را ميدهد. نشان منحرف گالوانومتر لذا ميكند. ايجاد حلقه در القايي ميشود. حلقه كه ميدهد نشان را لحظهاي ( )1 شكل است. شده مغناطيسي ميدان وارد كامل بهصورت 58

8 در اين لحظه فوران مغناطيسي بخشي از سطح حلقه را ميپوشاند و دوباره تغييرات فوران در سطح حلقه ايجاد ميشود. بنابراين در حلقه نيروي محركه القا ميشود و گالوانومتر را در جهت مخالف منحرف ميكند. در لحظه خروج حلقه از ميدان مغناطيسي فوراني كه سطح حلقه را ميپوشاند رو به كاهش است در صورتيكه 0 G شكل 1 تصوير حلقه روي قطب S اين موضوع را نشان ميدهد. با اينكه تمام فوران مغناطيسي سطح حلقه را پوشانده است اما حركت حلقه در اين لحظه موجب تغيير فوران در سطح حلقه نخواهد شد. لذا در آن نيروي محركه القا نميشود و گالوانومتر صفر را نشان مي دهد. در زمان ورود حلقه به ميدان مغناطيسي فوراني كه سطح حلقه را ميپوشاند رو به افزايش بوده است. لذا گالوانومتر به هنگام خروج حلقه از ميدان مغناطيسي برخالف جهت ورود حلقه به ميدان مغناطيسي منحرف ميشود. لحظه خروج حلقه از ميدان مغناطيسي در شكل )14 ( نشان داده شده است. لحظهي خروج حلقه در شكل )13 ( نشان داده شده است. 0 G شكل 14 Fig مشاهده ميشود سطحي از حلقه كه توسط فوران پوشانده شده است رو به كاهش است. لذا تغييرات فوران در سطح حلقه در آن نيروي محركه القا ميكند و عقربه گالوانومتر را منحرف خواهد كرد G شكل 13

9 شكل در مغناطيسي ميدان از حلقه كامل خروج فوراني لحظه اين در است. شده داده نشان ( )15 صفر به آن فوران تغييرات و نميگذرد حلقه سطح از و نميشود القا محركه نيروي آن در لذا است رسيده ميدهد. نشان را صفر گالوانومتر 0 G 15 شكل لنز هاينريش يك وي آمد. دنيا به ميالدي 1804 سال در لنز اميل فردريش هاينريش 1833 سال در را لنز قانون كه بود استونيايي آلماني روسي فيزيكدان دانشگاه در ميالدي 180 سال در را تحصيالتش لنز كرد. فرمولبندي ميالدي كار به مشغول روسيه پطرزبورگ سن دانشگاه در سپس و كرد تكميل دوريت درگذشت. ايتاليا رم در ميالدي 1865 سال در وي شد. لنز قانون 3 نيروي پالریته الكترومغناطيسي القاي پديده در نشد. مشخص القايي جريان جهت و القايي محركه با القايي جريان جهت و القايي محركه نيروي پالريته اين در شد. خواهد تعيين انرژي«بقاي»اصل از استفاده بيان» 1 لنز»قانون بهصورت انرژي بقاي اصل مبحث ارايه ميالدي 1834 سال در لنز آقاي توسط كه ميشود قانون: اين طبق گرديد. عامل با كه ميشود برقرار جهتي در القايي»جريان كند«. مخالفت خود آورنده بهوجود ميرود. كار به القايي جريانهاي مورد در لنز قانون لذا ميشود جاري بسته مدار در جريان كه آنجايي از ميكند. پيدا كاربرد بسته مدارهاي در لنز قانون يك و هادي حلقه يك مقطع ( )16 شكل در N قطب كه هنگامي است. شده داده نشان آهنربا مطابق ميشود داده»حركت«حلقه طرف به آهنربا ميشود. جاري حلقه در القايي جريان فاراده 1 آزمايش توليد حلقه اطراف در مغناطيسي ميدان جريان اين به القايي جريان جهت لنز قانون طبق نمود. خواهد مخالفت بهوجودآورندهاش عامل با كه است گونهاي از ناشي مغناطيسي ميدان كه معني بدين ميكند مخالفت حلقه سمت به آهنربا حركت با القايي جريان Lenz s Law.1 60

10 خواهد كرد. يعني قطب N ميدان حلقه مقابل قطب N آهنربا قرار ميگيرد تا با ايجاد نيروي دافعه مانع حركت آهنربا به سمت حلقه شود. بهوجود آورندهاش كه همان»حركت رو به عقب«آهنربا است مخالفت خواهد كرد. يعني ميدان حلقه قطب S خود را در مقابل قطب N آهنربا قرار ميدهد تا با ايجاد نيروي جاذبه مانع حركت آهنربا شود. N S S N شكل 18 با مشخص شدن محل قطبهاي N و S اطراف حلقه Fig جهت ميدان مغناطيسي آن تعيين ميشود. اكنون بنا به قانون شست بخش )5 1( مطابق شكل )19 ( جهت جريان القايي حلقه تعيين ميشود. شكل 16 با مشخص شدن محل قطبهاي N و S اطراف حلقه جهت ميدان مغناطيسي آن تعيين ميشود. اكنون بنا به قانون شست بخش )5 1( مطابق شكل )17 ( جهت جريان القايي تعيين ميشود. I N I S S I N I شكل 19 با توجه به شكلهاي 19-- )17 ( Fig. و )19 ( مشاهده ميشود جهت ميدان مغناطيسي حلقه ناشي از جريان القايي همواره به گونهاي است كه با»حركت«آهنربا مخالفت ميكند.»حركت«آهنربا به سمت حلقه يا دور شدن از حلقه هميشه تحت تاثير نيروي مقاوم ميدان مغناطيسي حلقه قرار ميگيرد. از اين رو الزم است نيرويي كه صرف حركت آهنربا ميگردد كار انجام دهد. شكل 17 وقتي آهنربا به طرف حلقه»حركت«ميكند جريان القايي ظاهر ميشود. به بيان قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده اين»حركت دادن«همان»تغيير فوران«است كه جريان القايي را توليد ميكند و طبق قانون لنز ميدان مغناطيسي ناشي از جريان القايي با اين»حركت دادن«مخالفت خواهد كرد. اگر آهنربا مطابق شكل )18 ( به عقب حركت داده شود مطابق آزمايش 1 فاراده نيز در اين حالت جريان القايي در حلقه جاري ميشود و طبق قانون لنز ميدان مغناطيسي ناشي از اين جريان القايي نيز با عامل 61

11 فعاليت 1 به نظر شما كار انجام شده براي حركت آهن ربا به چه انرژي تبديل ميشود جهت ميدان مغناطيسي جريان القايي به گونهاي است كه همواره با عامل بهوجود آورندهاش»حركت آهنربا«مخالفت ميكند. اين مخالفت در رابطه قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده با يك عالمت منفي بهصورت رابطه )4 ( نشان داده ميشود. (-4) شكل 0 قانون دست راست جهت جريان القايي يك هادي متحرك در ميدان مغناطيسي توسط قانون دست راست در شكلهاي )1 ( و ) ( تعيين شده است. عالمت منفي بيانگر همان قانون لنز است كه در محاسبات دخالت داده نميشود. لذا e بهعنوان»نيروي B I V ضد محركه القايي» 1 معرفي ميشود تا مخالفت آن بر اساس قانون لنز در نام آن گنجانيده شده باشد. نيروي ضد محركه القايي را به اختصار با Cemf نشان ميدهند. 4 قانون دست راست تعيين جهت جريان القايي با قانون بقاي انرژي كه شكل 1 بهصورت قانون لنز در بخش 3 مطرح شد در برخي مواقع دشوار است. روش سادهتر براي تعيين جهت V N B جريان القايي»قانون دست راست» است كه آن را نيز ميتوان بهكار برد. طبق اين قانون اگر دست راست را مطابق شكل )0 ( طوري نگهداریم كه فوران مغناطيسي از قطب N به كف دست وارد شود و شست S جهت حركت هادي را نشان دهد انگشتان جهت جريان القايي هادي را نشان خواهند داد. شكل Right Hand Rule. Counter Electromotive Force.1 6

12 ... ناميده ميشود. طرز كار وسايل الكتريكي كه... در آنها نقش دارد به كمك قانون القاي الكترومغناطيس فاراده قابل فهم است. 3 طبق قانون لنز... به گونهاي است كه با عامل بهوجود آورندهاش... ميكند. 4 براي تعيين جهت جريان القايي از روش... استفاده ميشود. فعاليت 1 جهت جريان القايي هادي شكلهاي )3 ( و )4 ( را با استفاده از قانون دست راست تعيين كنيد. V پرسشهاي صحيح غلط 1 ماشينهاي الكتريكي رابطي بين سيستمهاي الكتريكي و مكانيكي محسوب ميشوند. صحيح غلط قانون لنز در مورد جريانهاي القايي به كار ميرود. صحيح غلط S شكل 3 V N شكل 4 از جوابهاي بهدست آمده در شكلهاي )1 ( الي )4 ( چه نتيجهای بهدست ميآيد پرسشهاي تشريحي 1 ماشين الكتريكي را تعريف كنيد. ماشينهاي الكتريكي را چگونه طبقهبندي ميكنند توضيح دهيد. 3 با توجه به شكل زير جهت جريان القايي در حلقه را مشخص كنيد. پرسش 1 پرسشهاي كامل كردني 1 تبديل انرژي الكتريكي به مكانيكي و بالعكس 63

13 4 برگشتپذيري فرآيند تبديل انرژي در ماشينهاي الكتريكي يعني چه 5 قانون لنز را تعريف كنيد. 6 با توجه به شكل زير جهت حركت آهنربا را مشخص كنيد. به منظور آشنايي با ژنراتورها ابتدا به توضيح ژنراتور ساده پرداخته ميشود. اين ژنراتور ساختماني بسيار ساده دارد. مقدار ولتاژ و جريان القايي در آن بسيار كم است و كاربرد عملي ندارد اما براي آشنايي با طرز كار ژنراتورهاي واقعي مطالعه آن بسيار مفيد است. 1 5 ساختمان ژنراتور ساده جريان مستقيم ژنراتور ساده جريان مستقيم در شكل )6 ( نشان داده شده است. N S مصرف کننده 7 قانون دست راست را توضيح دهيد و كاربرد آن را بنويسيد. 5 ژنراتورهاي جريان مستقيم ژنراتورهاي جريان مستقيم 1 انرژي مكانيكي را به انرژي الكتريكي تبديل ميكنند. پالريته ولتاژ در پايانههاي آنها ثابت است لذا جهت جريان در مصرفكننده عوض نميشود )شكل 5 (. حلقه پایانه جاروبك قطبهاي مغناطيسي كموتاتور شكل 6 ژنراتور ساده جريان مستقيم با آهنرباي دايم ساختمان آن متشكل از چهار قسمت ميباشد كه عبارتند از: 1 حلقه هادي كموتاتور 3 3 جاروبك 4 4 قطبهاي مغناطيسي شكل 5 ژنراتور جريان مستقيم حلقه هادي حول محورش در ميان ميدان مغناطيسي قوي دو قطب N و S يك آهنربا آزادانه ميتواند گردش كند. سرهاي حلقه هادي به دو نيم استوانه مسي لحيم شده است. اين دو نيم استوانه مسي با عايقي از جنس ميكا از يكديگر جدا شدهاند. به هر يك از اين نيم استوانه مسي»تيغه» 5 ميگويند. مجموعه تيغهها و عايق ميان آنها را»كموتاتور«ناميدهاند. Magnetic Pole.4 Brush.3 Commutator. Direct Current Generators.1 Lamel.5 64

14 در اين ژنراتور از دو جاروبك استفاده شده است. جاروبكها بر روي كموتاتور قرار ميگيرند. با گردش حلقه كموتاتور متصل به آن در حال چرخش است و جاروبكها با سايش به تيغههاي كموتاتور ارتباط الكتريكي حلقه هادي با مدار خارجي را برقرار ميسازند و جريان القايي در آن را به مصرفكننده ميرسانند. جنس جاروبكها معموال از گرافيت يا گرافيت فلزي است تا: مقاومت الكتريكي آنها تا حد امكان كم باشد. لذا در اثر عبور جريان تلفات حرارتي در جاروبكها به حداقل ميرسد. ضريب اصطكاك آنها كم است تا عالوه بر كاهش تلفات مكانيكي باعث فرسايش سريع كموتاتور نشوند. حلقه هادي از جنس مس انتخاب ميشود. با گردش حلقه درون ميدان مغناطيسي قطبها در آن نيروي محركه القا ميشود تا ولتاژ و جريان مورد نياز مصرفكننده تامين شود. اگر سطح قطبها تخت باشد چگالي فوران مغناطيسي B در هر نقطه از ميدان مغناطيسي ثابت نيست و فاصله ميان خطوط نيروي مغناطيسي برابر نميباشد. ميدان مغناطيسي با اين خصوصيت را ميدان مغناطيسي»غيريكنواخت«يا»ناهمگن«مينامند )شكل 8.) N S شكل 8 ميدان 8-- مغناطيسي Fig. غيريكنواخت براي توليد ميدان مغناطيسي ميتوان بهجاي استفاده از آهنرباي دايم سيمپيچي بر روي قطبها پيچيد تا با عبور جريان از آن ميدان مغناطيسي ايجاد شود. اين سيمپيچي را»سيمپيچي ميدان» 1 يا»سيم پيچي تحريك» مينامند )شكل 9 (. نقش قطبها ايجاد ميدان مغناطيسي است كه ميتوان توسط آهنرباي دايم بهوجود آيد. سطح قطبها داراي انحنا ميباشد. اين انحنا باعث ميشود چگالي فوران مغناطيسي B در هر نقطه از ميدان مغناطيسي ثابت شود. ميدان مغناطيسي با اين خصوصيت را ميدان مغناطيسي»يكنواخت«يا»همگن«مينامند )شكل 7 (. N S شكل 7 ميدان مغناطيسي يكنواخت شكل 9 ژنراتور ساده جريان مستقيم با سيمپيچي تحريك ميدان مغناطيسي ميان دو قطب غيرهمنام»ميدان طولي» 3 نام دارد. راستاي اين ميدان را با»محور مستقيم» 4 نشان مي دهند و آن را»محور d«مينامند. راستاي عمود بر محور مستقيم را با»محور متعامد» 5 65 Direct Axis.4 Direct Field.3 Exciter Winding. Field Winding.1 Qudrature Axis.5

15 نشان ميدهند و آن را»محور q«مينامند. مماس بر محور متعامد عمود بر محور مستقيم صفحهاي فرضي در نظر ميگيرند كه»صفحه خنثي«نام دارد )شكل 30.) N q S d 3 ميدان مغناطيسي غير يكنواخت را تعريف كنيد. 4 ميدان مغناطيسي يكنواخت و غيريكنواخت را ترسيم كنيد. 5 مفاهيم زير را تعريف كنيد الف( ميدان طولي ب( محور مستقيم پ( محور متعامد ت( صفحه خنثي 5 طرز كار ژنراتور ساده جريان مستقيم اساس كار ژنراتورهاي الكتريكي بر مبناي قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده است. براي آشنايي با طرز كار ژنراتورها ابتدا به طرز كار ژنراتور ساده جريان متناوب پرداخته ميشود. با جايگزيني دو عدد»رينگ» 1 بهجاي كموتاتور ژنراتور ساده جريان مستقيم شكل )6 ( به ژنراتور ساده جريان متناوب تبديل ميشود )شكل 31 (. شكل 30 محورهاي d و q پرسش پرسش هاي كامل كردني 1 ژنراتورهاي جريان مستقيم انرژي... را به انرژي... تبديل ميكنند. مجموعه... و... كموتاتور ناميده ميشود. پرسشهاي صحيح غلط 1 نقش قطبها ايجاد ميدان مغناطيسي است. صحيح غلط پرسشهاي تشريحي 1 اجزاي ساختماني ژنراتور ساده جريان مستقيم را نام ببريد. جنس جاروبك از چه موادي است و بايد چه ويژگيهايي داشته باشد شكل 31 ژنراتور ساده جريان متناوب در ژنراتور شكل )31 ( با گردش حلقه رينگها نيز به همراه آن ميگردند و با ايجاد تغيير فوران نسبت به زمان طبق قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده در حلقه نيروي محركه القا ميشود. Ring.1 66

16 حلقه محركه نيروي القاي چگونگي با آشنايي براي داده دوران ساعت عقربه حركت جهت در محورش حول شد خواهد بررسي آن وضعيت لحظه چند در و ميشود محركه نيروي ژنراتور پايانههاي به گالوانومتر اتصال با و ميشود. اندازهگيري لحظه هر در القايي خنثي صفحه در حلقه كه را زماني گام اولين در اين در (. 3 )شكل است شده انتخاب دارد قرار حلقه سطح تمام قطبها فوران ميشود مشاهده شكل سطح روي بر كه حلقه فرضي تصوير اندازه ميپوشاند. را ميكند. تأييد را موضوع اين است شده تشكيل S قطب ندارد. تغييرات حلقه سطح در فوران لحظه اين در حلقه در فاراده الكترومغناطيسي القاي قانون طبق لذا نشان را صفر گالوانومتر و نميشود القا محركه نيروي ميدهد. هر در القايي محركه نيروي مقدار دادن نشان براي در كه است شده استفاده مختصات دستگاه از لحظه اساس بر محور اين است. شده ناميده α افقي محور آن ميشود. مدرج خنثي صفحه با حلقه صفحه بين زاويه مقدار اساس بر و است شده ناميده e عمودي محور ميشود. مدرج ولت حسب بر القايي محركه نيروي e[v] α 3 شكل صفحه به نسبت حلقه سطح حلقه دوران شروع با حلقه سطح در كه فوراني و ميكند پيدا زاويه خنثي هك لحظهاي مييابد. كاهش ميشود محصور اين در است. شده داده نشان ( )33 شكل در است را حلقه سطح كمتري فوران ميشود مشاهده شكل اين S قطب روي حلقه سطح فرضي تصوير ميپوشاند. فاصله در بنابراين ميكند. تأييد را موضوع طبق و است كرده تغيير حلقه در زمان به نسبت فوران نيروي حلقه در فاراده الكترومغناطيس القاي قانون ميشود. القا محركه فوراني و مييابد افزايش α زاويه حلقه دوران طي در تغيير با متناسب ميپوشاند را حلقه سطح كه سينوسي القايي محركه نيروي شكل لذا كرد خواهد است. با متناسب نيز آن مقدار و بود خواهد فوران»تغييرات فاصله در كه آنجايي از مقدار است شده زياد حلقه سطح براي زمان«به نسبت شكل مييابد. افزايش نيز حلقه در القايي محركه نيروي مختصات محور روي فاصله اين در القايي ولتاژ موج است. شده داده نشان 67

17 e[v] 45 α شكل 33 Fig. --33B از زماني كه حلقه صفحه خنثي را در شكل فوراني در ادامه د وران حلقه در فاصله )3 ( ترك كرد تغييرات فوران در سطح حلقه كه در سطح حلقه محصور ميشود همچنان رو به رو به افزايش بوده است. بنابراين مقدار نيروي محركه به صفر ميرسد كاهش است تا اينكه در لحظهاي كه القايي نيز زياد شده است. تا در )شكل 34 (. اين موضوع را عدم تشكيل تصوير حلقه سطح حلقه عمود بر صفحه خنثي ميشود بيشترين روي سطح قطب S نيز تاييد ميكند. بنابراين در فاصله تغييرات فوران نسبت به زمان در سطح حلقه ايجاد فوران نسبت همانند فاصله ميشود. لذا در اين لحظه حداكثر نيروي محركه در حلقه القا ميشود. به زمان در حلقه تغيير كرده است و طبق قانون القاي الكترومغناطيس فاراده نيروي محركه القايي در حلقه ايجاد ميشود. e[v] α Fig. --34B شكل 34 فوراني كه توسط ميشود در فاصله با ادامه د وران حلقه زماني فرا ميرسد كه صفحه سطح حلقه محصور ميشود به تدريج افزايش مييابد حلقه مجددا با صفحه خنثي مماس ميشود. در اين به بيشترين مقدار خود ميرسد. اين و در فاصله زاويه α از 90 به 180 ميرسد. وضعيت موضوع را بزرگ شدن تصوير فرضي سطح حلقه روي در شكلهاي و حلقه در قطب S تاييد ميكند. بنابراين در فاصله )35 ( و )36 ( نشان داده شده است. با مقايسه فوران نسبت به زمان در حلقه همانند فاصله شكلهاي )34 ( )35 ( و )36 ( مشاهده 68

18 الكترومغناطيسي القاي قانون طبق و است كرده تغيير ميشود. القا حلقه در محركه نيروي فاراده e[v] α فاصله در Fig. --35B نسبت فوران»تغييرات است. بوده كاهش به رو حلقه سطح براي زمان«به ميشود كم نيز القايي محركه نيروي مقدار بنابراين 35 شكل صفحه در حلقه سطح كه هنگامي در تا صفر زمان به نسبت فوران تغييرات ميگيرد قرار خنثي نميشود. القا حلقه در محركه نيروي لذا ميشود. e[v] α 36 شكل Fig. --36B صفحه و حلقه سطح بين زاويه حلقه د وران ادامه با در در حلقه وضعيت ميشود. زياد خنثي ( )38 شكل در در و ( )37 شكل است. شده داده نشان و ( )37 ( )36 شكلهاي مقايسه با فاصله در ميشود مشاهده ( )38 تدريج به ميشود محصور حلقه سطح در كه فوراني به در مقدار بيشترين از و مييابد كاهش زوايه اين در و ميرسد در مقدار كمترين حلقه سطح فرضي تصوير شدن كوچك ميشود. صفر در بنابراين ميكند. تأييد را موضوع اين S قطب روي كرده تغيير حلقه در زمان«به نسبت»فوران فاصله اين فاراده الكترومغناطيسي القاي قانون طبق لذا است ميشود. القا حلقه در محركه نيروي 69

19 e[v] α Fig. --37B فاصله در زمان«به نسبت فوران»تغييرات است. يافته افزايش حلقه سطح در در اما ميشود. زياد القايي محركه نيروي مقدار بنابراين گردش علت به فاصله به نسبت فاصله اين وارد حلقه سطح ديگر سمت از N قطب فوران حلقه حلقه در القايي محركه نيروي پالرتيه لذا ميشود. حلقه جاروبكها زير در القايي ولتاژ پالريته و ميشود معكوس در القايي ولتاژ پالريته تعويض ميشود. عوض نيز 37 شكل ولتمتر در القايي جريان جهت تغيير باعث جاروبكها قبل حالت عكس ولتمتر عقربه حركت جهت و ميشود E كه جايي α محور زير در موج شكل بنابراين ميشود. ميشود. رسم است منفي در زمان«به نسبت فوران»تغييرات بيشترين ايجاد حلقه سطح در مانند در محركه نيروي حداكثر نيز لحظه اين در لذا ميشود (. 38 )شكل ميشود القا حلقه e[v] α 38 شكل Fig. --38B صفحه كه ميرسد فرا زماني حلقه د وران ادامه با اين در ميشود. مماس خنثي صفحه با مجددا حلقه حلقه وضعيت ميرسد. 360 به 70 از α زاويه فاصله در در و ( )39 شكل در در است. شده داده نشان ( )36 شكل و ( )39 ( )38 شكلهاي مقايسه با فاصله در ميشود مشاهده ( )40 تدريج به ميشود محصور حلقه سطح توسط كه فوراني خود مقدار بيشترين به در و مييابد افزايش سطح فرضي تصوير شدن بزرگ را موضوع اين ميرسد. 70

20 حلقه روي قطب S تأييد ميكند. بنابراين در اين فاصله»فوران نسبت به زمان«در حلقه تغيير كرده است لذا طبق قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده نيروي محركه در حلقه القا ميشود. e[v] α شكل 39»تغييرات فوران نسبت به زمان«در فاصله در سطح حلقه كاهش مييابد. بنابراين مقدار نيروي محركه القايي كم ميشود. در اين فاصله نيز نسبت به فاصله به علت گردش حلقه فوران قطب N از سمت ديگر سطح حلقه وارد حلقه ميشود. لذا پالريته ولتاژ القايي در حلقه معكوس ميشود و شكل موج در قسمت منفي دستگاه مختصات e و α رسم ميشود. هنگامي كه سطح حلقه در صفحه خنثي قرار ميگيرد تغييرات فوران نسبت به زمان صفر ميشود لذا نيروي محركه القايي در حلقه صفر ميشود. e[v] α شكل 40 در شكلهاي )3 ( الي )40 ( ارائه شد ميتوان موقعيت حلقه در شكل )40 ( همان موقعيت به نكات زير اشاره كرد: حلقه در شكل )3 ( ميباشد كه با يك دور گردش با گردش حلقه»تغييرات فوران نسبت به زمان«كامل حلقه به موقعيت اول خود رسيده است. بديهي در سطح حلقه ايجاد ميشود و طبق قانون القاي است در صورت ادامه حركت حلقه مجددا پديده القا در الكترومغناطيسي فاراده نيروي محركه در حلقه حلقه صورت ميگيرد و موج سينوسي تكرار خواهد شد. القا ميشود. با توجه به توضيحاتي كه براي يك دور گردش حلقه 71

21 تغييراتفوراندرسطححلقهمتناسبباsinα است لذا شكل موج نيروي محركه القايي سينوسي است. هر بار كه سطح حلقه وارد صفحه خنثي ميشود نيروي محركه القايي آن صفر ميشود. هرگاه سطح حلقه عمود بر صفحه خنثي ميشود حداكثر نيروي محركه در حلقه القا ميشود. با عبور حلقه از صفحه خنثي پالريته نيروي محركه القايي در حلقه عوض ميشود. در هر دور گردش حلقه پالريته ولتاژ القايي جاروبكها يك بار عوض ميشود و جهت جريان القايي تغيير ميكند. پس از آشنايي با طرز كار ژنراتور ساده جريان متناوب اكنون با جايگزيني كموتاتور به جاي رینگها به طرز كار ژنراتور ساده جريان مستقيم ميپردازيم. كموتاتور باعث ميشود پالريته ولتاژ القايي در زير هر جاروبك ثابت بماند و هميشه يكي از جاروبكها داراي پالريته مثبت و ديگري داراي پالريته منفي باشد تا جهت جريان القايي در مصرف كننده يكسو باشد. در واقع جريان متناوب القايي داخل ژنراتور توسط كموتاتور براي مصرفكننده يكسو ميشود. يك ژنراتور ساده جريان مستقيم متصل به يك گالوانومتر در شكل )41 ( نشان داده شده است. گالوانومتر ضمن اينكه مقدار ولتاژ القايي و جهت جريان القايي را نشان ميدهد نقش مصرف كننده را نيز ايفا ميكند. با د وران حلقه حول محورش كموتاتور نيز به همراه آن ميگردد و مانند ژنراتور ساده جريان متناوب در سطح حلقه»تغيير فوران نسبت به زمان«ايجاد ميشود و طبق قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده نيروي محركه در حلقه القا ميشود. شكل 41 براي آشنايي با طرز كار ژنراتور ساده جريان مستقيم حلقه حول محورش در جهت حركت عقربههاي ساعت د وران داده شده است و در چند لحظه جهت جريان القايي در حلقه و همچنين جاروبكها بررسي ميشود. با شروع د وران حلقه شكل )41 ( از صفحه خنثي خارج ميشود و تغيير فوران نسبت به زمان در حلقه ايجاد خواهد شد و طبق قانون القاي الكترومغناطيسي فاراده در آن نيروي محركه القا ميشود. لحظهاي را كه بازوي قهوهاي حلقه در مقابل قطب N و بازوي سفيد حلقه در مقابل قطب S قرار دارد در شكل )4 ( نشان داده شده است. با به كار بردن قانون دست راست جهت جريان القايي اين دو بازو تعيين ميشود. لذا براي بازوی قهوهاي كف دست راست در مقابل قطب N قرار ميگيرد تا ميدان قطب N به آن وارد شود و شست در جهت حركت اين بازو قرار داده ميشود بنابراين انگشتان جهت جريان القايي در 7

22 اين بازو را نشان ميدهند. همين كار براي بازوي سفيد تكرار ميشود تا جهت جريان القايي آن تعيين شود. مشاهده ميشود جريان بازوي سفيد توسط تيغه سفيد كموتاتور به جاروبك پايين منتقل ميشود و پس از عبور از گالوانومتر عقربه آن منحرف ميشود و از طريق جاروبك باال به تیغه قهوهاي كموتاتور منتقل ميشود و به بازوي قهوهاي حلقه ميرسد. جاروبك پايين كه جريان القايي از آن خارج ميشود داراي پالريته مثبت و جاروبك باال كه جريان القايي به آن وارد ميشود داراي پالريته منفي ميشود. e[v] α در ادامه دوران حلقه زماني فرا ميرسد كه سطح شكل 4 در حلقه به صفر ميرسد و در آن نيروي محركه القا نميشود. بنابراين در حلقه جريان القايي جاري حلقه دوباره در صفحهي خنثي قرار ميگيرد. شكل نميشود. گالوانومتر صفر را نشان ميدهد. )43 (. در اين لحظه تغييرات فوران نسبت زمان e[v] α با ادامه د وران حلقه زماني فرا ميرسد كه بازوي شكل 43 القايي در اين بازو را نشان ميدهند. همين كار براي بازوي سفيد تكرار ميشود تا جهت جريان القايي آن سفيد حلقه در مقابل قطب N و بازوي قهوهاي حلقه تعيين شود. مشاهده ميشود همچنان جهت جريان در مقابل قطب S قرار ميگيرد. شكل )44 ( با بهكار القايي بازوي سفيد برخالف بازوي قهوهاي است. در بردن قانون دست راست جهت جريان القايي اين دو بازو اين وضعيت جريان بازوي قهوهاي توسط تيغه قهوهاي تعيين ميشود. بدين منظور براي بازوي قهوهاي كف كموتاتور به جاروبك پايين منتقل شده و پس از عبور دست راست در مقابل قطب N قرار ميگيرد تا ميدان از گالوانومتر باعث انحراف عقربه آن ميشود سپس قطب N به آن وارد شود و شست در جهت حركت اين از طريق جاروبك باال به تيغه سفيد كموتاتور منتقل بازو قرار داده ميشود. بنابراين انگشتان جهت جريان 73

23 ميشود و به بازوي سفيد حلقه ميرسد. جاروبك پايين كه همچنان جريان القايي از آن خارج ميشود داراي پالریته مثبت و جاروبك باال كه همچنان جريان القايي به آن وارد ميشود داراي پالریته منفي است. عدم تغيير جهت جريان در گالوانومتر باعث شد تا عقربه آن در همان جهت قبلي انحراف پيدا كند. بنابراين شكل موج نيروي محركه القايي نيز در همان جهت قبلي ترسيم ميشود. e[v] α در ادامه د وران حلقه زماني فرا ميرسد كه سطح شكل 44 اين حالت حلقه يك دور كامل د وران كرده است و با حلقه دوباره در صفحه خنثي قرار ميگيرد )شكل پيمودن 360 به موقعيت اول خود رسيده است. بديهي 45 (. در اين لحظه تغييرات فوران نسبت به زمان است در صورت ادامه حركت مجددا پديده القا در حلقه در حلقه به صفر ميرسد و در آن طبق قانون القاي صورت ميگيرد و شكل موج نيروي محركه القايي تكرار الكترومغناطيسي فاراده نيروي محركه القا نميشود. خواهد شد. بنابراين در حلقه جريان القايي جاري نخواهد شد. در e[v] α شكل در ژنراتور ساده جريان مستقيم با هر نيم دور گردش مقدار متوسط ميانگين مقادير لحظهاي نيروي محركه حلقه شكل موج نيروي محركه القايي يك سيكل كامل را القايي است كه چيزي بين صفر و حداكثر ميباشد. براي طي ميكند. در هر سيكل مقدار لحظهاي نيروي محركه شكل موج )45 ( مقدار متوسط برابر است با: القايي از صفر به حداكثر مقدار خود ميرسد و سپس دوباره به صفر بر ميگردد. براي بيان اندازه واقعي نيروي (-5) محركه القايي»مقدار متوسط» 1 آن محاسبه ميشود. Average Value.1

24 رابطه: اين در ]V[ حسب بر القايي محركه نيروي حداكثر E m حسب بر القايي محركه نيروي متوسط مقدار E av ]V[ ساده ژنراتور در القايي محركه نيروي مقدار حداكثر است. ولت ميكرو حد در و كم بسيار مستقيم جريان طرفي از ميشود. كم بسيار نيز آن متوسط مقدار لذا تغيير حداكثر و صفر بين القايي محركه نيروي مقدار زياد بسيار آن» 1»ضربان يا تغييراتدامنه و ميكند نيروي متوسط کم مقدار بنابراين (. 46 )شكل است است شده باعث آن زياد ضربان و E av القايي محركه و بوده استفاده غيرقابل مستقيم جريان ساده ژنراتور تا باشد. نداشته كاربردي جهت تغيير از تا ميروند كموتاتور ديگر تيغه به كنند. جلوگيري كننده مصرف در جريان نيروي خنثي صفحه در حلقه سطح گرفتن قرار با ميشود. صفر حلقه در القايي محركه قرار خنثي صفحه بر عمود حلقه سطح هنگاميكه ميشود. القا آن در محركه نيروي حداكثر ميگيرد جاروبكها ولتاژ پالريته حلقه گردش حين در است. ثابت همواره است. کوچک القايي محركه نيروي متوسط مقدار است. زياد القايي محركه نيروي ضربان آن دور تعداد و حلقهها تعداد افزايش اثر 5 3 مستقيم جريان ساده ژنراتور در حلقهها تعداد افزايش اثر الف نيروي متوسط مقدار افزايش و ضربان كاهش براي زا ميتوان حلقه يك از استفاده بهجاي القايي محركه دارند مكاني فاز اختالف يكديگر به نسبت كه حلقه دو e[v] E m E av t 46 شكل به ميتوان مستقيم جريان ساده ژنراتور پيرامون كرد: اشاره زير مهم نكات دو اين القايي محركه نيروي صورت اين در كرد. استفاده اختالف معادل فازي اختالف يكديگر به نسبت نيز حلقه (. 47 )شكل ميكند پيدا حلقهها مكاني فاز القايي جريان جهت خنثي صفحه از حلقه عبور با تيغه يك از جاروبكها و ميشود عوض حلقه در Ripple.1 رابطه از مستقيم جريان ساده ژنراتور در e القايي محركه نيروي لحظهاي مقدار رابطه: اين در حلقه دور تعداد N ]T[ حسب بر قطبها مغناطيسي فوران چگالي B ]m[ حسب بر مغناطيسي ميدان در حلقه بازوي هر موثر طول L ميآيد. بهدست حسب بر حلقه سرعت V 75 درجه حسب بر خنثي صفحه با حلقه سطح بين زاويه α ]V[ حسب بر القايي محركه نيروي e

25 e[v] E m t 47 شكل بيشتري حلقههاي تعداد از ميتوان القايي محركه كاهش القايي محركه نيروي ضربان ترتيب بدين تعداد بيشتر افزايش با (. 48 )شكل كرد استفاده مييابد. افزايش آن متوسط مقدار و ميكند پيدا با ميشود مشاهده ( )47 شكل در كه همانطور افزايش كموتاتور تيغههاي تعداد حلقهها تعداد افزايش هب»دو حلقهها به تيغهها نسبت شكل اين در مييابد. است. يك«نيروي متوسط شدن بيشتر و ضربان كاهش براي صفر به تقريبا القايي محركه نيروي ضربان حلقهها به E av القايي محركه نيروي متوسط مقدار و ميرسد افزايش است بديهي ميشود. نزديك E m آن حداكثر اجازه قطبها ميان فضاي كه جايي تا حلقهها تعداد بود. خواهد امكانپذير دهد e[v] E m كامل گردش دور يك t 48 شكل حلقه دور تعداد افزايش اثر ب محركه نيروي مقدار حداكثر شد گفته كه همانطور كم بسيار مستقيم جريان ساده ژنراتور در E m القايي حداكثر افزايش براي ميباشد. ولت ميكرو حد در و»حلقه«بهجاي ميتوان E m القايي محركه نيروي مقدار تشكيل هم با سري حلقه چندين از كه» 1»كالف از رابطه طبق (. 49 )شكل كرد استفاده است شده فاراده الكترومغناطيسي القاي قانون محركه نيروي افزايش باعث N حلقه دور تعداد افزايش نيروي حلقه دور هر در واقع در ميشود. آن در e القايي يكديگر با حلقهها كه آنجايي از ميشود. القا محركهاي يكديگر با حلقهها القايي محركه نيروي شدهاند سري كالف القايي محركه نيروي نتیجه در و ميشود جمع مييابد. افزايش Coil.1 76

26 e[v] E m t شكل 49 ج نتيجهگيري در عمل با جايگزيني»كالفها«بهجاي»حلقه«در ژنراتور ساده جريان مستقيم ضمن اينكه مقدار متوسط نيروي محركه القايي افزايش قابل توجهي پيدا ميكند ضربان آن نيز كاهش مييابد. در اين صورت ژنراتور كاربرد عملی پيدا ميكند و ولتاژ پايانههاي آن براي مصرفكننده قابل استفاده ميشود )شكل 50.) 4V e[v] t شكل 50 پرسشهاي صحيح غلط 1 در ژنراتور ساده هر بار كه حلقه وارد صفحه خنثي ميشود نيروي محركه القايي آن صفر ميشود. صحيح غلط با جايگزيني كموتاتور به جاي رينگ ژنراتور ساده جريان متناوب به ژنراتور ساده جريان مستقيم تبديل ميشود. صحيح غلط 3 كموتاتور باعث ميشود پالريته ولتاژ القايي در پرسش 3 پرسشهاي كامل كردني 1 در ژنراتور ساده با گردش حلقه... در سطح حلقه ايجاد ميشود و طبق قانون... نيروي محركه در حلقه... ميشود. در ژنراتور ساده با عبور حلقه از صفحه خنثي پالريته... در حلقه... ميشود. 3 در واقع جريان متناوب القايي داخل ژنراتور توسط... براي مصرف كننده... ميشود. 77

27 3 فعاليت ( )51 شكل هادي الكتريكي جريان جهت اگر و قطبها مغناطيسي ميدان خطوط رسم با شود عوض را هادي به وارد مغناطيسي نيروي جهت هادي اطراف كنيد. تعيين نتيجه ميتوان شد داده توضيح كه همانطور گرفت: مغناطيسي ميدان در جريان حامل هادي هر»به»نيروي كه بهطوري ميشود«وارد مغناطيسي نيروي ميدان درون از هادي راندن بيرون به سعي مغناطيسي دارد«. مغناطيسي جريان حامل هادي به وارد مغناطيسي نيروي به ميدانهاي مفاهيم كه» 1»لورنس احترام به الكتريكي است داده تفصيل و شرح را مغناطيسي و الكتريكي ميگويند.» لورنس»نيروي بهدست ( )6 رابطه از مغناطيسي نيروي مقدار ميآيد: (-6) رابطه: اين در ]N[ نيوتن حسب بر مغناطيسي نيروي F حسب بر مغناطيسي فوران چگالي B ]A[ حسب بر هادي الكتريكي جريان شدت I مغناطيسي ميدان تأثير تحت كه هادي مؤثر طول L ]m[ حسب بر ميگيرد قرار در 0 ]cm[ مؤثر طول به هادي 1 مثال طور به 0/8 فوران چگالي با مغناطيسي ميدان شكل مطابق مغناطيسي ميدان خطوط بر عمود بماند. ثابت جاروبك هر زير غلط صحيح تشريحي پرسشهاي بنويسيد. را مستقيم جريان ساده ژنراتور معايب 1 بر حلقه دور تعداد و حلقهها تعداد افزايش تأثير دهيد. توضيح را ساده ژنراتور كار حامل هادي بر وارد مغناطيسي نيروي 6 الكتريكي جريان ميدان در الكتريكي جريان حامل هادي يك نظر در قوي آهنربايي S و N قطبهاي مغناطيسي (. 51 )شكل است شده گرفته F I 51 شكل N قطب سوي از قطبها مغناطيسي ميدان جهت اطراف مغناطيسي ميدان ميباشد. S قطب سمت به تعيين شست قانون با الكتريكي جريان حامل هادي جهت هادي پايين در ميشود مشاهده است. شده مغناطيسي ميدان جهت و قطبها مغناطيسي ميدان تقويت را يكديگر و ميباشد جهت هم هادي اطراف مغناطيسي ميدان جهت هادي باالي در اما ميكنند تضعيف را همديگر و ميباشد يكديگر مخالف آنها سوي از هادي به مغناطيسينيروي لذا ميكنند. و ميشود وارد ضعيفتر ميدان سمت به قويتر ميدان ميدهد. حركت باال بهسمت را هادي Lorentz Force. Lorentz.1 78

28 N F S I )45 ( قرار دارد. اگر از اين هادي جريان ]A[ 10 عبور کند نيروي مغناطيسي وارد بر اين هادي چند نيوتن است حل: از رابطه )6 ( بهدست ميآيد: شكل 53 N S F شكل 54 فعاليت 4 1 جهت نيروي مغناطيسي شكلهاي )55 ( )56 ( را با استفاده از قانون دست چپ تعيين كنيد. 7 قانون دست چپ براي تعيين جهت نيروي مغناطيسي»قانون دست چپ» 1 ارائه شده است. طبق اين قانون اگر دست چپ خود را مطابق شكل )5 ( به گونهاي نگه داريد كه فوران مغناطيسي از قطب N به كف دست وارد شود و انگشتان جهت جريان الكتريكي هادي را نشان دهند انگشت شست جهت نيروي مغناطيسي وارد به هادي را نشان ميدهد. S I N شكل 55 شكل 5 جهت نيروي مغناطيسي هادي حامل جريان درون ميدان مغناطيسي توسط قانون دست چپ در شكلهاي )53 ( و )54 ( تعيين شده است. 79 Left Hand Rule.1

29 N S S 58 شكل N 56 شكل شكلهاي مغناطيسي نيروي جهت مقايسه با ميآيد: بهدست نتيجهاي چه زير (: )54 شكل با ( )53 شكل الف (: )55 شكل با ( )53 شكل ب (: )56 شكل با ( )53 شكل پ بر وارد مغناطيسي نيروي گشتاور 8 جريان حامل حلقه ميدان ميان در معلق الكتريكي جريان حامل حلقه آزادانه ميتواند كه قوي آهنربايي قطب دو مغناطيسي شكل است. شده فرض بگردد AAʹ محور حول نيروي حلقه اين جريان حامل بازوهاي به (. )59 وارد مساوي مقدار با مخالف جهت دو در مغناطيسي الكتريكي جريان حامل حلقه در نيروها اين ميشود. محور حول را آن و ميكنند ايجاد» 1»گشتاور.) 60 )شكل ميشود جابهجا حلقه لذا ميگردانند N حامل هاديهاي به وارد مغناطيسي نيروي جهت 3 F A قانون كمك با را ( )58 و ( )57 شكلهاي جريان كنيد. تعيين چپ دست r I I F N A S S 59 شكل 57 شكل Torque.1 ميشود. محاسبه T=F r رابطه از و ميآيد بهدست r حلقه شعاع در بازو هر مغناطيسي نيروي حاصلضرب از گشتاور. است. متر نيوتن گشتاور واحد 80

30 بهكار ميبرد تا گشتاور آچار افزايش يابد و بگردد )شكل 6.) N S شكل 60 گشتاور عامل گردش است. بهطور مثال هنگاميكه مكانيك براي بازكردن پيچهاي چرخ اتومبيل از»آچار چرخ«استفاده ميكند وي با دستان خود دو نيرو در جهت مخالف به آچار چرخ اعمال ميكند. اين نيروها حول محور آچار چرخ گشتاور ايجاد ميكنند تا آن بگردد )شكل 61 (. كنيد. شكل --6 Fig. فعاليت 5 1 چگونگي گشتاور در شكل )63 ( را بررسي شكل 63 شكل --61 Fig. در صورتيكه مكانيك نتواند اين آچار چرخ را بگرداند آچاري كه طول بازوهاي آن بلندتر است را دو فرمان اتومبيل در شكل )64 ( نشان داده شده است. گرداندن كداميك راحت است براي پاسخ خود دليل بياوريد. 81

31 9 موتورهاي جريان مستقيم موتورهاي جريان مستقيم 1 انرژي الكتريكي را به انرژي مكانيكي تبديل ميكنند. اين موتورها بر اساس تأثير ميدان مغناطيسي قطبها بر ميدان مغناطيسي اطراف هادي حامل جريان الكتريكي کار ميكنند )شكل 65 (. شكل 64 پرسش 4 پرسشهاي كامل كردني 1 مقدار نيروي مغناطيسي از رابطه... بهدست ميآيد. براي تعيين... قانون دست چپ ارائه شده است. پرسش صحيح غلط 1 به هر هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی نیروی مغناطیسی وارد میشود. صحيح غلط پرسش تشریحی 1 قانون دست چپ را توضيح دهيد. كاربرد آن را بنويسيد. تمرين 4 1 نيروي وارد به يك هادي حامل جريان الكتريكي آمپر در ميدان مغناطيسي 0/5 تسال برابر 0/1 نيوتن است. طول مؤثر هادي چند متر است شكل 65 موتور جريان مستقيم به منظور آشنايي با موتورهاي جريان مستقيم ابتدا به توضيح موتور ساده جريان مستقيم پرداخته ميشود. اين موتور ساختماني مشابه ساختمان ژنراتور ساده جريان مستقيم دارد. گشتاور آن بسيار كم و كاربرد عملي ندارد. اما براي آشنايي با طرز كار موتورهاي واقعي جريان مستقيم مطالعه آن بسيار مفيد است. 1 9 طرز كار موتور ساده جريان مستقيم موتور ساده جريان مستقيم در شكل )66 ( نشان داده شده است. Direct Current Motors.1 8

32 ماداميكه جريان از بازوهاي حلقه عبور ميكند به آنها نيروي مغناطيسي وارد ميشود و حلقه تحت تأثير گشتاور اين نيروها به گردش خود ادامه ميدهد )شكل 68.) شكل 68 شكل 66 ساختمان آن مشابه ساختمان ژنراتور ساده جريان مستقيم ميباشد و از چهار قسمت حلقه هادي جاروبك کموتاتور و قطبهاي مغناطيسي تشكيل شده است. با اتصال منبع ولتاژ با جريان مستقيم به موتور ساده جريان مستقيم جريان از قطب مثبت منبع از طريق جاروبك به تيغه قهوهاي كموتاتور ميرسد و وارد بازوي قهوهاي حلقه ميشود و با عبور از بازوي سفيد از طريق تيغه سفيد كموتاتور و جاروبك به قطب منفي منبع ميرسد. به بازوهاي حامل جريان حلقه نيروي مغناطيسي وارد ميشود كه با قانون دست چپ جهت آنها تعيين ميشود )شكل 67 (. با گردش حلقه زماني فرا ميرسد كه حلقه در صفحه خنثي قرار ميگيرد. در اين وضعيت اتصال جاروبكها به كموتاتور قطع ميشود و جرياني از حلقه نميگذرد و با قطع جريان حلقه نيروي مغناطيسي بازوهاي آن صفر ميشود. بنابراين در حلقه گشتاور ايجاد نميشود )شكل 69 (. شكل 69 شكل 67 اين دو نيروي مغناطيسي در دو جهت مخالف يكديگر به هر دو بازوي حلقه وارد ميشوند و گشتاور ايجاد ميكنند و باعث گردش حلقه حول محورش خواهند شد. اما سرعت اوليه حلقه باعث ميشود كه حلقه همچنان به حركت خود ادامه دهد و صفحه خنثي را ترك كند. در اين حالت مجددا اتصال جاروبكها به 83

33 (. 70 )شكل ميشود برقرار كموتاتور تيغههاي 7 شكل 70 شكل به نسبت كموتاتور تيغههاي ميشود مشاهده حلقه در جريان جهت و شدهاند تعويض جاروبكها مغناطيسي نيروهاي جهت به توجه با است. كرده تغيير تعيين چپ دست قانون كمك به كه بازو هر به وارد ايجاد حلقه در قبلي جهت همان در گشتاور ميشود ميگردد. حلقه همچنان و ميشود عمود حلقه سطح كه تا مييابد ادامه حلقه گردش گشتاور بيشترين حالت اين در ميشود. خنثي صفحه بر (. 71 )شكل ميشود ايجاد حلقه در جرياني و ميشود قطع كموتاتور به جاروبكها اتصال و نميشود ايجاد گشتاور حلقه در و نميگذرد حلقه از ميشود. صفر آن گشتاور اوليه سرعت شد داده توضيح كه همچنان اما اتصال تا ميكند خارج خنثي صفحه از را آن حلقه )شكل شود برقرار كموتاتور تيغههاي به جاروبكها.) شكل 71 شكل مغناطيسي نيروهاي گشتاور از ناشي حلقه گردش در مجددا حلقه اينكه تا مييابد ادامه آن بازوهاي (. 7 )شكل ميگيرد قرار خنثي صفحه نسبت كموتاتور تيغههاي دوباره ميشود مشاهده را حلقه جريان جهت و ميشوند تعويض جاروبكها به حلقه در قبلي جهت همان در گشتاور تا ميكنند عوض ميگردد. حلقه همچنان و شود ايجاد مجددا حلقه سطح تا مييابد ادامه حلقه گردش (. 74 )شكل ميگيرد قرار خنثي صفحه بر عمود 84

34 85 74 شكل ايجاد حلقه در گشتاور بيشترين حالت اين در به گردش درجه 360 با حلقه جا اين در ميشود. بديهي است. رسيده ) 67 ( شكل در خود اول موقعيت مييابد. ادامه حلقه گردش كه است حلقه گرفتن قرار با مستقيم جريان ساده موتور در هرگاه ميشود. صفر آن به وارد گشتاور خنثي صفحه در وارد گشتاور ميگيرد قرار خنثي صفحه بر عمود حلقه حلقه گردش حين در بنابراين ميشود. حداكثر آن به. 1 نيست يكنواخت و ميكند تغيير گشتاور لحظهاي مقدار است كاربردي غير و كم بسيار گشتاور مقدار همچنين ساده موتور تا است شده باعث آن نبودن يكنواخت و شود. استفاده غيرقابل مستقيم جريان باشد داشته قرار خنثي صفحه در حلقه اگر همچنين كموتاتور به جاروبكها شود متصل ولتاژ منبع به و گشتاور و نميكند عبور حلقه از جريان و ندارند اتصال و نميكند گردش حلقه لذا نميشود. ايجاد آن در نميشود.»راهاندازي«اصطالحا و گشتاور نبودن يكنواخت و كم بسيار گشتاور صفحه در حلقه هنگاميكه راهاندازي عدم همچنين مستقيم جريان ساده موتور معايب از است خنثي غيرقابل موتور اين تا است شده باعث و ميشود محسوب باشد. استفاده آن دور تعداد و حلقهها تعداد افزايش اثر 9 مستقيم جريان ساده موتور در حلقه تعداد افزايش اثر الف ميآيد. بهدست رابطه از مستقيم جريان ساده موتور در گشتاور لحظهاي مقدار 1. رابطه: اين در حلقه دور تعداد N ]T[ حسب بر قطبها مغناطيسي فوران چگالي B ]m[ حسب بر مغناطيسي ميدان در حلقه بازوي هر مؤثر طول L ]A[ حسب بر حلقه جريان شدت I ]m[ حسب بر حلقه شعاع r درجه حسب بر خنثي صفحه با حلقه سطح بين زاويه α ]N.m[ حسب بر گشتاور T هر در راهاندازي و گشتاور شدن يكنواخت براي مستقيم جريان ساده موتور در را حلقهها تعداد وضعيتي ميدهند. افزايش كه هم بر عمود حلقه دو با مستقيم جريان موتور نشان ( )75 شكل در گرفتهاند قرار محور يك روي است. شده داده 75 شكل قهوهاي حلقه كموتاتور به جاروبكها شكل اين در

35 اتصال دارند لذا با اتصال منبع ولتاژ جريان از حلقه قهوهاي ميگذرد و در آن گشتاور ايجاد ميشود. در اين شرايط كموتاتور حلقه سفيد به جاروبكها اتصال ندارد و از حلقه سفيد جريانی نميگذرد و در آن گشتاور ايجاد نميشود. حلقهها در اثر گشتاور حلقه قهوهاي شروع به گردش ميكنند. شكل 77 با گردش حلقهها كموتاتور نيز ميگردد و جاروبكها از كموتاتور حلقه قهوهاي جدا ميشوند و به جاروبك حلقه سفيد اتصال مييابند )شكل 76 (. جاروبكها همواره به كموتاتوري اتصال مييابند كه حلقه مربوط به آن در وضعيت گشتاور حداكثر قرار دارد. شكل 76 در اين شرايط جريان از حلقه سفيد ميگذرد و در آن گشتاور ايجاد ميشود. حلقه قهوهاي فاقد جريان ميشود و در آن گشتاور ايجاد نميشود. اين بار حلقهها به سبب گشتاور ايجاد شده در حلقه سفيد گردش ميكنند. بهطوري كه مشاهده شد با قرار دادن دو حلقه عمود بر هم كه بر روي يك محور قرار دارند لحظهاي وجود نخواهد داشت كه هر دو حلقه فاقد جريان شوند. لذا گشتاور هيچگاه صفر نميشود. بنابراين تغييرات گشتاور كاهش مييابد و موتور در هر وضعيتي راهاندازي ميشود. يك موتور جريان مستقيم با سه حلقه در شكل )77 ( نشان داده شده است. 86 ب افزايش تعداد دور حلقه گشتاور ايجاد شده در موتور ساده جريان مستقيم تك حلقهاي شكل )66 ( بسيار كم بوده و كاربردي نمیباشد اين عيب بزرگي براي موتور ساده محسوب ميشود. به منظور افزايش گشتاور از حلقه با تعداد دور بيشتر )کالف( استفاده ميشود )شكل 78 (. F 1 F N S شكل 78 F F 1 در اين صورت در هر دور حلقه گشتاور ايجاد ميشود و گشتاور افزايش مييابد با توجه به رابطه گشتاور T=F r به هر يك از بازوي حلقهها نيرويي وارد ميشود. اين نيروها با يكديگر جمع ميشوند و بهصورت يك نيروي واحد گشتاور بزرگتري ايجاد ميكنند.

36 6 فعاليت گردش جهت تغيير 9 3 در ولتاژ منبع به متصل مستقيم جريان ساده موتور است. شده داده نشان ( )79 شكل و ( )81 شكلهاي در حلقه گردش جهت 1 كنيد. تعيين را ( )8 81 شكل 8 شكل 79 شكل منبع مثبت پالرتيه از خروج از پس الكتريكي جريان و ميرسد حلقه به كموتاتور تيغه و جاروبك طريق از به جاروبك و كموتاتور تيغه طريق از آن از عبور با مغناطيسي نيروي جهت ميرسد. منبع منفي پالريته شكل مطابق چپ دست قانون بردن بهكار با بازو هر را حلقه نيروها اين از ناشي گشتاور ميشود. تعيين ساعت عقربههاي حركت جهت خالف در محورش حول ميگرداند. در جريان جهت ولتاژ منبع پالريتههاي تعويض با وارد مغناطيسي نيروهاي جهت لذا ميشود. عوض حلقه ناشي گشتاور و ميشود عوض نيز حلقه بازوي هر به حركت جهت در محورش حول را حلقه نيروها اين از (. )80 شكل ميگرداند. ساعت عقربههاي چه ( )80 شكل با ( )79 شكل مقايسه از ميآيد بهدست نتيجهاي چه ( )81 شكل با ( )79 شكل مقايسه از 3 ميآيد بهدست نتيجهاي شكل

37 4 از مقايسه شكل )79 ( با شكل )8 ( چه نتيجهاي بهدست ميآيد بنابراين با دو روش جهت گردش حلقه در موتور ساده جريان مستقيم تغيير مييابد اين روشها عبارتند از: 1 تعويض پالريته منبع ولتاژ به منظور تغيير جهت جريان حلقه تعويض محل قطبها به منظور تغيير جهت ميدان مغناطيسي در موتورهاي جريان مستقيم عمال تعويض محل قطبها به داليلي كه بعدا شرح داده ميشود امكانپذير نيست! لذا تغيير جهت گردش تنها با تغيير جهت جريان حلقه فراهم ميشود. پرسش 5 پرسشهاي كامل كردني 1 موتورهاي جريان مستقيم انرژي... را به انرژي... تبديل ميكنند. براي يكنواخت شدن گشتاور و راهاندازي در هر وضعيتي... را در موتور ساده جريان مستقيم... ميدهند. 3 به منظور افزايش... از حلقه با... بيشتر استفاده ميشود. پرسشهاي صحيح غلط 1 در موتور ساده جريان مستقيم با قرار گرفتن حلقه در صفحه خنثي گشتاور وارد به آن صفر ميشود. صحيح غلط در موتور ساده جريان مستقيم گشتاور بسيار زياد و يكنواخت است. صحيح غلط پرسشهاي تشريحي 1 طرز كار موتور ساده جريان مستقيم را شرح دهيد. وظيفه كموتاتور در موتور ساده جريان مستقيم را بنويسيد. 3 معايب موتور ساده جريان مستقيم را بنويسيد. 4 اثر افزايش تعداد حلقهها و تعداد دور حلقه در موتور ساده جريان مستقيم را شرح دهيد. 5 براي تغيير جهت گردش در موتور ساده جريان مستقيم چه بايد كرد 10 ساختمان ماشينهاي جريان مستقيم پس از آشنايي با طرز كار ماشينهاي ساده جريان مستقيم )ژنراتور و موتور( اينك به ساختمان آنها پرداخته ميشود. ماشينهاي جريان مستقيم در عمل داراي ساختمان پيچيدهتري ميباشند و به لحاظ شكل ظاهري كمي متفاوت هستند. اين پيچيدگي و تفاوت در مقايسه آنها با ماشينهاي جريان متناوب محسوس ميباشد تصوير ظاهري يك ماشين جريان مستقيم در شكل )83 ( نشان داده شده است. 88

38 شكل 83 ماشين جريان مستقيم ساختمان ماشينهاي جريان مستقيم از دو قسمت اصلي تشكيل شده است: 1 قسمت ساكن يا استاتور قسمت متحرك يا رتور قسمتهاي ساكن و متحرك داراي اجزائي ميباشند كه در ادامه به آنها پرداخته ميشود. شكل اجزاي قسمت ساكن قسمت ساكن يا استاتور يك ماشين جريان مستقيم در شكل )84 ( نشان داده شده است. اجزاي آن عبارتند از: بدنه قطبهاي مغناطيسي سيم پيچي ميدان جاروبك و جاروبك نگهدار بدنه بدنه 3 نقش تكيهگاه و حفاظت از ساير اجزاي ماشين را ايفا ميكند. بر روي بدنه پايهها قرار دارند تا بوسيله پيچ و مهره ماشين در محل مورد نظر نصب شود. بر روي بدنه تخته كلم قرار دارد. با هدايت سرهاي سيمپيچيهاي ماشين به سوي تخته كلم امكان اتصال به مدار خارجي فراهم ميشود. در ماشينهايي كه ارزاني نقش مهمتري در مقابل وزن دارد بدنه را از جنس چدن ميسازند در غير اين صورت بدنه را از جنس فوالد انتخاب مينمايند. قطبهاي مغناطيسي تامين ميدان مغناطيسي مورد نياز ماشين جريان مستقيم وظيفه قطبهاي مغناطيسي است قطبهاي مغناطيسي در بدنه ماشين جاسازي ميشوند و در صورت نياز با پيچ محكم خواهند شد. تعداد قطبهاي مغناطيسي همواره زوج است و جنس آن از ورقههاي 89 Yoke.3 Rotor. Stator.1

39 فوالد الكتريكي ميباشد. در برخي از ماشينهاي جريان مستقيم در بين قطبهاي مغناطيسي قطبهايي بهنام»قطب كموتاسيون» 1 يا»ميان قطب» تعبيه ميشود كه به وظايف آنها بعدا پرداخته ميشود. سيمپيچي ميدان با اعمال جريان dc به سيمپيچي ميدان 3 ميدان مغناطيسي اصلي ماشين جريان مستقيم فراهم ميشود. براي ايجاد ميدان مغناطيسي در قطبهاي ماشين نياز به آمپر دور مشخصي است. براي جريانهاي كم بايستي تعداد دور سيمپيچي ميدان زياد باشد ولي چون مقدار جريان كم است سطح مقطع سيم كم ميباشد. شكل 85( ) شكل 86 سيمپيچي ميدان براي جريان زياد جاروبك و جاروبك نگهدار در قسمت ساكن ماشينهاي جريان مستقيم وسيلهاي به نام جاروبك نگهدار 4 نصب شده است. وظيفه جاروبك نگهدار قرار دادن صحيح جاروبكها روي تيغههاي كموتاتور است. جاروبكها در جاروبكنگهدار قرار ميگيرند و توسط فنري با فشار قابل تنظيم بر روي كموتاتور فشار داده ميشوند )شكل 87 (. شكل 85 سيمپيچي ميدان براي جريان كم در جريانهاي زياد تعداد دور كمي براي سيمپيچي ميدان الزم است ولي چون جريان زياد است بايستي سطح مقطع سيم بزرگ باشد )شكل 86 (. از آنجايي كه»سيمپيچي ميدان«در قسمت ساكن ماشينهاي جريان مستقيم قرار دارد آن را»سيمپيچي استاتور«نيز خطاب ميكنند. و بهطور كلي اصطالح»سيمپيچي«به آن اطالق ميشود. شكل 87 جاروبك نگهدار 10 اجزاي قسمت متحرك قسمت متحرك يا رتور يك ماشين جريان مستقيم در شكل )88 ( نشان داده شده است. Brush Holder.4 Field Winding.3 Inter Pole. Commutating Pole.1 90

40 شكل 88 رتور ماشين جريان مستقيم اجزاي آن عبارت است از: هسته رتور سيمپيچي رتور كموتاتور محور پروانه خنككننده وظيفه هر يك از اين اجزا به شرح زير است. هسته رتور هسته رتور از ورقههاي فوالدي سیليسدار ساخته ميشود كه با يك اليه نازك از هم عايق شدهاند بر روي هسته رتور شيارهايي 1 تعبیه شده است تا سيمپيچها در داخل آنها قرار گيرند. اين شيارها ممكن است به صورت باز يا نيمه باز باشند. در هنگام كار ماشينهاي جريان مستقيم هسته رتور گرم ميشود. براي خنك شدن هسته معموال رتورها را بهصورت»تهويه محوري«يا»تهويه شعاعي«ميسازند. در رتورهاي با تهويه محوري سوراخهايي در امتداد هسته ايجاد ميكنند تا در اثر نفوذ جريان هوا به اين سوراخها هسته خنك شود )شكل 89 (. شكل 89 هسته رتور با تهويه محوري در رتورهاي با تهويه شعاعي هسته از چند دسته ورق با طول 4 تا 10 سانتيمتر كه با يكديگر 8 تا 10 ميليمتر فاصله دارند تشكيل ميگردد )شكل 90 (. شكل 90 هسته با تهويه شعاعي سيمپيچي رتور سيمپيچي رتور از كالفهاي مشابهي تشكيل شده 91 Slots.1

41 است. اين سيمپيچي مبتني بر اصول فني ميباشد و از طراحي ماشينهاي جريان مستقيم تبعيت ميكند. در بخش 11 در حد مورد نياز سيمپيچي رتور مورد بحث و بررسي قرار خواهد گرفت. از آنجاييكه در ماشينهاي جريان مستقيم ولتاژ اصلي در»سيمپيچي رتور«القا ميشود اصطالح»سيمپيچي آرميچر«نيز به آن اطالق ميشود.»رتور«ماشينهاي جريان مستقيم نيز به»آرميچر«موسوم است. كموتاتور كموتاتور 1 از تيغههاي مسي كه توسط عايق ميكا نسبت به يكديگر و محور ماشين عايق شدهاند تشكيل ميشود. ابتدا و انتهاي كالفهاي سيمپيچي رتور توسط لحيم و يا پرس كردن به تيغه كموتاتور وصل ميشود )شكل 91 (. براي ساير اجزاي رتور ميباشد. محور بايد از فوالدي تهيه شود كه خاصيت مغناطيسي آن كم اما استحكام مكانيكي كافي در مقابل تنشهاي برشي خمشي كششي و پيچشي را دارا باشد. پروانه خنك كننده پروانه خنككننده 3 يا»فن«با ايجاد جريان هوا در داخل ماشين موجب انتقال سريعتر گرماي ايجاد شده به خارج از ماشين ميشود. لذا دماي كار ماشين در يك حد مشخص محدود ميشود و سبب ازدياد عمر مفيد ماشين خواهد شد. پروانه خنككننده ماشينهاي جريان مستقيم با قدرت كم روي محور رتور نصب ميشود و با گردش رتور ميگردد و جريان هوا را بهوجود ميآورد. )شكل 88 ( اما ماشينهاي با قدرت متوسط و زياد فاقد پروانه خنككننده روي محور رتور ميباشند و تهويه ماشين توسط فن جداگانهای كه داراي فيلتر هوا به منظور جذب ذرات گرد و غبار ميباشد و توسط يك موتور سه فاز به گردش در ميآيد صورت ميپذيرد. تصوير يك ماشين جريان مستقيم مجهز به فن جداگانه در شكل )9 ( نشان داده شده است. محور شكل 91 كموتاتور محور رتور ماشينهاي جريان مستقيم تكيهگاهي شكل 9 ماشين جريان مستقيم مجهز به فن جداگانه Fan.3 Shaft. Commutator.1 9

42 تصوير برش خورده يك ماشين جريان مستقيم با فن جداگانه در شكل )93 ( نشان داده شده است. در اين شكل فيلتر و فن را مشاهده ميكنيد. تشكيل شده است. پرسشهاي صحيح غلط 1 بدنه نقش تكيهگاه و محافظت از ساير اجزاي ماشين را ايفا ميكند. صحيح غلط تعداد قطبهاي ماشين همواره فرد است و جنس آن از ورقه فوالدي است. صحيح غلط پرسشهاي تشريحي 1 اجزاي قسمت ساكن ماشينهاي جريان مستقيم را نام ببريد. سيمپيچي ميدان براي جريانهاي زياد چگونه طراحي ميشود 3 اجزاي قسمت متحرك ماشينهاي جريان مستقيم را نام ببريد. 4 روشهاي تهويه رتور ماشينهاي جريان مستقيم را توضيح دهيد. 5 چرا به رتور ماشينهاي جريان مستقيم آرميچر ميگويند 6 ويژگيهاي محور رتور را بنويسيد. 7 وظيفه پروانه خنك كننده را بنويسيد. 8 تهويه ماشينهاي جريان مستقيم با قدرت كم و زياد چگونه صورت ميپذيرد شكل 93 پرسش 6 پرسشهاي كامل كردني 1 تأمين ميدان مغناطيسي مورد نياز ماشين جريان مستقيم وظيفه... است. سيمپيچي ميدان براي جريانهاي كم داراي تعداد دور... و سطح مقطع سيم... ميباشد. 3 وظيفه جاروبك نگهدار قرار دادن صحيح... روي تيغههاي... است. 4 روش تهويه رتور ماشينهاي جريان مستقيم بهصورت... و... است. 5 در ماشينهاي جريان مستقيم ولتاژ اصلي در... القا ميشود. 6 كموتاتور از تيغههاي... كه توسط عايق... نسبت به يكديگر و محور ماشين عايق شدهاند 93

43 11 سيمپيچي آرميچر ماشينهاي جريان مستقيم است. براي كالف نيز ميتوان همانند حلقه بازو پيشاني و سر و ته در نظر گرفت )شكل 95 (. در ماشينهاي جريان مستقيم نحوه سري و موازي كردن كالفهاي سيمپيچي رتور تحت عنوان»سيمپيچي آرميچر«1 مطرح ميشود. به طور كلي اصطالح»سيمپيچي آرميچر«به سيمپيچيهايي اطالق ميشود كه نيروي محركه اصلي در آنها القا ميشود. S F شكل 95»سيمپيچي«7 از اتصال چندين كالف تشكيل شده است. اين اتصال ميتواند بهصورت سري يا موازي و يا تركيب سري و موازي باشد )شكل 96 (. S 1 F 1 S F الف اتصال سري كلافها دراينبخشبهشيوههاياتصالكالفهايسيمپيچي آرميچر به يكديگر از طريق تيغههاي كموتاتور پرداخته ميشود. با معرفي روشهاي»ترسيم سيمپيچي آرميچر«به تأثير اين شيوهها بر نيروي محركه القايي جريان و گشتاور ماشينهاي جريان مستقيم اشاره خواهد شد. برخي از واژههای مربوط به سيمپيچي در ذيل آورده شده است:»حلقه«3 شامل يك دور هادي است. قسمتي از حلقه كه درون شيار قرار ميگيرد»بازو«نام دارد و قسمتي كه در بيرون شيار قرار ميگيرد»پيشاني«ناميده ميشود. هر حلقه داراي يك سر و ته ميباشد. سر حلقه را با حرف»S«4 و ته آن را با حرف»F«5 نشان ميدهند )شكل 94 (. S 1 F 1 S F ب اتصال موازي كلاف ها شكل 96 S F شكل 94»كالف«6 از اتصال سري چندين حلقه تشكيل شده 1. Winding. Armature جزييات بيشتر سيمپيچي آرميچر را در درس»تكنولوژي كارگاه سيمپيچي«خواهيد آموخت. Winding.7 Coil.6 Final.5 Start.4 Turn.3 94

44 آرميچر سيمپيچي ترسيم روشهاي 1 استفاده قابل براي شد مشاهده قبل قسمتهاي در مستقيم جريان ساده موتور و ژنراتور شدن كاربردي و )شكلهاي ميشود داده افزايش آنها حلقههاي تعداد چهار با مستقيمي جريان ماشين (. 77 و 48 )شكل است نظر در كموتاتور تيغه هشت و حلقه.) 97 شكل در حلقهها شدن موازي و سري از نمونهاي است. شده داده نشان ( )98 با قطب دو مستقيم جريان ماشين يك شكل اين به ميدهد. نشان را كموتاتور تيغه چهار و كالف چهار بهصورت كالفها شكل شدن شلوغ از پرهيز منظور شدهاند. داده نشان حلقه حلقه دو و D تيغه طريق از مشكي حلقه دو از يك هر شدهاند سري هم با B تيغه طريق از قهوهاي اب C و A تيغههاي طريق از قهوهاي و مشكي حلقههاي از الكتريكي جريان ترتيب بدين شد. خواهند موازي هم عبور از پس و ميشود وارد A تيغه به جاروبك طريق زا و ميرسد C تيغه به قهوهاي و مشكي حلقههاي از از الكتريكي جريان لذا ميشود. خارج جاروبك طريق خواهند مؤثر ماشين كار در آنها و ميگذرد حلقهها تمام شد. ( )98 شكل مطابق آرميچر سيمپيچي ترسيم بهكار ديگري ترسيمي روشهاي لذا است. دشوار بسيار از: است عبارت روشها اين ميرود. )مقطعي( دايرهاي دياگرام جريان( )راه خطي دياگرام )باز( گسترده دياگرام ارهاي( )دندانه سريع دياگرام شكل حلقه دو يا يك فقط لحظه هر در ميشود مشاهده جريان فاقد ديگر حلقههاي و ميشوند جريان داراي در لحظات تمام در مؤثري نقش و هستند الكتريكي ارتباط عدم دليل به واقع در نميكنند. ايفا ماشين حلقهها تعداد بيشتر افزايش حلقهها اين بين الكتريكي نگذاشته ماشين كارايي در چنداني تا ثير شيوه اين با است. روشهايي حلقهها بين الكتريكي ارتباط برقراري براي و سري بهصورت را حلقهها كه ميشود گرفته بهكار متصل يكديگر به كموتاتور تيغههاي طريق از موازي عمل اين با كند. عبور آنها از الكتريكي جريان تا ميكنند ممكن مقدار حداقل به گشتاور تغييرات موتورها در ژنراتورها در و شد خواهد يكنواخت گشتاور و ميرسد ممكن مقدار حداقل به نيز القايي محركه نيروي ضربان مييابد. افزايش آن متوسط مقدار و ميرسد كالفي 4 ماشين يك طرح 98 شكل

45 دايرهاي دياگرام 1 1 است. شده داده نشان ( )100 شكل در ( )98 I A I A1 A I A e e B D e e e C I A كموتاتور و رتور روبروي نماي دايرهاي دياگرام سيمپيچي كالفهاي»سربندي دياگرام اين در است. تيغههاي به كالف ته و سر اتصال يعني آرميچر«از يك هر جريان جهت و ميشود مشخص كموتاتور داده نشان رتور شيارهاي از يك هر در كالف بازوهاي رد ( )98 شكل كموتاتور و رتور كالفهاي ميشود. است. شده داده نشان ( )99 شكل 99 شكل خطي دياگرام 1 يكديگر به كالفها ارتباط چگونگي خطي دياگرام در صورت به كموتاتور تيغههاي به آنها ته و سر اتصال و ميشود. ترسيم ديگري شدن موازي با چگونه ميدهد نشان دياگرام اين الكتريكي جريان عبور براي موازي مسيرهاي كالفها قرار مسيرها اين در كه كالفهايي و ميشود ايجاد محركه نيروي تا ميشوند سري يكديگر با ميگيرند مسيرهاي اين از يك هر شود. جمع هم با آنها القايي دارد. نام جريانراه جريان موازي شكل آرميچر سيمپيچي كالفهاي خطي دياگرام قطب دو کالفی چهار ماشين خطي دياگرام 100 شكل A تيغههاي با جاروبكها كه لحظهاي شكل اين در جريان ميشود. مشاهده هستند تماس در كموتاتور C و جريان راه دو بين كموتاتور A تيغه طريق از I A آرميچر است شده ايجاد مشكي و قهوهاي كالفهاي توسط كه مسير هر در را I A و I A1 جريانهاي و ميشود تقسيم جريان راههاي اين از يك هر كالفهاي ميكند. جاري نيروي و شدهاند سري كموتاتور D و B تيغههاي توسط را e ولتاژ و ميشود جمع هم با آنها e القايي محركه ميآورند. بهوجود كموتاتور C و A تيغههاي بين در لذا ميدهند نشان a با را جريان راههاي تعداد است. a = دياگرام اين 6 فعاليت مقابل در جاروبكها گرفتن قرار و رتور گردش با و كالف شدن موازي و سري نحوه D و B تيغههاي كنيد. بررسي را جريان تقسيم گسترده دياگرام 1 3 شيارهاي در كالف هر موقعيت گسترده دياگرام كموتاتور تيغههاي به را آنها ته و سر اتصال نحوه و رتور A D B C 96

46 جريان جهت به توجه با دياگرام اين در ميدهد. نشان سيمپيچي مغناطيسي قطبهاي محل كالفها در مشخصميشود. نيز آرميچر و پيچي سيم به مربوط اطالعات گسترده دياگرام از و ميآيد بهدست آرميچر سيمپيچي كالفهاي سربندي است. مناسبتر آرميچر عملي سيمپيچي براي كه را كموتاتور و رتور گسترده دياگرام ترسيم در ميدهند شيارها امتداد در طولي برش هستند استوانهاي تعداد به ميكنند. ترسيم صفحهاي بهصورت را آنها و در ميشود. رسم عمودي بهطور خطوطي رتور شيارهاي قرار مختلف كالف دو از بازو دو شيار هر در صورتيكه پر خط با ميگيرد قرار شيار باالي در كه بازويي گرفت خطچين با را ميگيرد قرار شيار پايين در كه بازويي و ميدهند. نشان دياگرام ( )98 شكل در فرضي برش يك ايجاد با ميشود. ترسيم ( )101 شكل مطابق آن گسترده سريع دياگرام 1 4 شيارهاي در كالف بازوي هر موقعيت سريع دياگرام از بعد سريع دياگرام معموال ميدهد. نشان را رتور دياگرام به توجه با ميشود. ترسيم گسترده دياگرام كه كالفي ميشود مشاهده ( )101 شكل گسترده بازوي دارد قرار رتور 1 شيار در آن بازوهاي از يكي در فرايند اين است. گرفته قرار 5 شيار در آن ديگر داده نشان ( )10 شكل بهصورت سريع دياگرام ميشود شكل گرفته قرار 7 و شيارهاي در بعدي كالف بازوي در ( )103 شكل بهصورت سريع دياگرام لذا است ميآيد S N S 103 شكل ( )101 شكل سريع دياگرام روند اين ادامه با A B C D ميشود. تكميل ( )104 شكل بهصورت I A I A شكل كالف دو از بازو دو رتور شيارهاي در صورتيكه در با ميگيرد قرار زير در كه را بازويي باشد. داشته قرار قطب دو كالفي چهار ماشين گسترده دياگرام 101 شكل A تيغه به متصل جاروبك طريق از I A آرميچر جريان جاروبك طريق از و ميشود وارد سيمپيچي به كموتاتور مشاهده ميشود. خارج آن از كموتاتور C تيغه به متصل در يكسان جريان جهت با كالفهاي بازوي ميشود قطبهاي مشترك بهطور و گرفتهاند قرار هم كنار ميآورند. بهوجود رتور در مغناطيسي 97

47 اعداد پريمدار نشان ميدهند. 13 گامهاي سيمپيچي آرميچر سيمپيچي آرميچر با گامهاي آن شناسايي ميشود. اين گامها عبارتند از: 1 گام قطبي گام رفت )گام جلو( گام برگشت 3 )گام عقب( 4 گام سيمپيچي 5 گام كموتاتور گام قطبي با عبور جريان الكتريكي از سيمپيچي آرميچر در اطراف رتور آن قطبهاي مغناطيسي تشكيل ميشود. فاصله بين مركز تا مرکز دو قطب غيرهمنام مجاور يكديگر بر حسب شيار رتور را»گام قطبي«گويند. y P نشان ميدهند و از رابطه گام قطبي را با )7 ( بهدست ميآيد. (-7) در اين رابطه: S تعداد شيارهاي رتور P تعداد قطبهاي رتور y P گام قطبي بر حسب شيار رتور مثال 3 رتور ماشين جريان مستقيمي 4 شيار دارد. اگر رتور دو قطب سيمپيچي شده باشد گام قطبي آن چقدر است حل: گام قطبي از رابطه )7 ( بهدست ميآيد و برابر است با: شيار گام رفت فاصله بين بازوهاي يك كالف سيمپيچي آرميچر برحسب شيار رتور را»گام رفت«گويند. y 1 نشان ميدهند و شكل )105 ( گام رفت را با از رابطه )8 ( بهدست ميآيد. (-8) در اين رابطه: S تعداد شيارهاي رتور P تعداد قطبهاي رتور ε كوچكترين عددي كه كسر را گويا ميكند. y 1 گام رفت در رابطه )8 ( اگر: باشد گام رفت برابر با گام قطبي خواهد شد و سيمپيچي را با»گام كامل» 6 گويند. منفي باشد گام رفت كوچكتر از گام قطبي ميشود و سيمپيچي را با»گام كوتاه» 7 گويند. مثبت باشد گام رفت بزرگتر از گام قطبي ميشود و سيمپيچي را با»گام بلند» 8 گويند. Coil Pitch.4 Back Pitch.3 Forward Pitch. Pole Pitch.1 Long Pitch.8 Short Pitch.7 Full Pitch.6 Commutator Pitch.5 98

48 y 1 A B شكل 105 فعاليت 8 1 چرا در رابطه )8 ( ε مطرح شده است. در مثال )3 ( چرا انتخاب نشده است. گام برگشت فاصله بين بازوي دوم از كالف اول تا بازوي اول از كالف دوم سيمپيچي آرميچر بر حسب شيار رتور را y نشان ميدهند»گام برگشت«ميگويند و آن را با )شكل 106 (. مثال 3 رتور يك ماشين جريان مستقيم داراي چهار قطب و يازده شيار ميباشد گام رفت را تعيين كنيد. حل: گام رفت از رابطه )8 ( بهدست ميآيد: كسر گويا نيست و با گويا ميشود. انتخاب شد پس سيمپيچي با گام بلند است. y 1 y A B C گام سيمپيچي فاصله بين دو بازوي اول دو كالف متوالي سيمپيچي آرميچر بر حسب شيار رتور را»گام سيمپيچي«گويند و آن را با y نشان ميدهند )شكل 107 (. Fig B گام كموتاتور فاصله بين سر و ته يك كالف روي كموتاتور بر حسب تعداد عايق بين تيغههاي كموتاتور را»گام y C نشان ميدهند كموتاتور«ميگويند. و آن را با )شكل 107 (. 99 شكل 106

49 y 1 y y y c A B C شكل 107 پرسشهاي تشريحي پرسش 7 پرسشهاي كامل كردني 1 دياگرام... نماي روبروي رتور و كموتاتور است. دياگرام گسترده موقعيت هر كالف در... و نحوه اتصال سر و ته آنها را به... نشان ميدهد. 3 فاصله بين بازوهاي يك كالف بر حسب شيار رتور را... گويند. پرسشهاي صحيح غلط 1 دياگرام خطي نشان ميدهد چگونه با موازي شدن كالفها مسيرهاي موازي براي عبور جريان الكتريكي ايجاد ميشود. صحيح غلط دياگرام سريع موقعيت هر بازوي كالف در شيارهاي رتور را نشان ميدهد. صحيح غلط 3 فاصله بين دو بازوي اول دو كالف متوالي بر حسب شيار را گام سيمپيچي گويند. صحيح غلط 1 مفاهيم مربوط به سيمپيچي آرميچر را تعريف كنيد: الف حلقه ب كالف پ سيمپيچي روشهاي ترسيمي سيمپيچي آرميچر را نام ببريد. 3 گامهاي سيمپيچي آرميچر را نام ببريد. 4 گام قطبي را تعريف كنيد و رابطه آن را بنويسيد. 5 گام برگشت را تعريف كنيد. 6 گام كموتاتور را تعريف كنيد. تمرين 7 1 گام قطبي رتور يك ماشين جريان مستقيم دو قطب برابر 6 ميباشد. تعداد شيارهاي رتور را بهدست آوريد. رتور يك ماشين جريان مستقيم داراي چهار قطب و سيزده شيار ميباشد. گام رفت را بهدست آوريد. 100

50 آرميچر سيمپيچي روشهاي 14 به آرميچر سيمپيچي كالفهاي اتصال براي مستقيم جريان ماشينهاي كموتاتور تيغههاي بهنام آن روش دو اما دارد. وجود گوناگوني روشهاي از يك هر انجام است. مشهورتر»»موجي و» 1»حلقوي» 3 حلقوي»سيمپيچي ايجاد باعث ترتيب به اتصالها اين ميشود. رتور در» 4 موجي»سيمپيچي و شكل نظر از موجي و حلقوي پيچيهاي سيم كموتاتور تيغههاي به كالفها اتصال نحوه و سيمپيچي راههاي تعداد در تفاوت اين هستند. متفاوت يكديگر با تيغههاي به كالفها ته و سر اتصال ترتيب و جريان ميباشد. كموتاتور»ساده«صورت دو به موجی و حلقوي سيمپيچيهاي ميشوند. اجرا»مركب«و كموتاتور تيغه يك به كالف هر ته شكل اين در بعدي سركالف اتصال محل تيغه اين و مييابد اتصال سر تمام اينكه تا مييابد ادامه روند اين و شد خواهد متصل آن مجاور تيغه و تيغه به ترتيب به كالفها ته و دارد را خود حقيقي اسم پيچي سيم نوع اين ميشود. تشكيل كموتاتور تيغههاي به اتصال از پس كالفها زيرا ميدهند. را هم سر پشت حلقههاي يا»راستگرد«صورت دو به حلقوي سيمپيچي سربندي» 6 رونده»پس يا»چپگرد«و» 5 رونده»پيش شكل در راستگرد نوع از كالف سربندي ميشود. است. شده داده نشان ( )109 ساده حلقوي سيمپيچي 14 1 A B C گرد راست حلقوي سربندي با كالف 109 شكل بهصورت كموتاتور تيغههاي به كالف دو سربندي در آن گامهاي همراه به ساده حلقوي سيمپيچي است. شده داده نشان ( )108 شكل گسترده دياگرام كموتاتوري تيغه به كالف ته راستگرد سيمپيچي در داده اتصال دارد قرار كالف سر راست سمت در كه ميشود. ( )110 شكل در چپگرد نوع از كالف سربندي كالف ته چپگرد سيمپيچي در است. شده داده نشان دارد قرار سركالف چپ سمت در كه كموتاتوري تيغه به ميشود. داده اتصال y y 1 y y c A B C ساده حلقوي سيمپيچي از كالف دو گسترده دياگرام 108 شكل Lap Winding.3 Wave. Lap.1 Retrogressive.6 Progressive.5 Wave Winding.4 101

51 C A B شكل 110 كالف با سربندي حلقوي چپگرد دياگرام دايرهاي سيمپيچي حلقوي ساده چهار قطب رتور 1 شيار با 1 تيغه كموتاتور در شكل )111 ( نشان داده شده است A B D C شكل 111 دياگرام دايرهاي رتور 1 شيار 4 قطب با سيمپيچي حلقوي ساده رتور 1 شيار و 4 قطب دارد و از رابطه )7 ( گام قطبي بهدست ميآيد: در اين شكل يكي از كالفها پررنگتر نشان داده شده است آن را كالف اول ميناميم. بازوي اول اين كالف در شيار 1 رتور قرار دارد و بازوي دوم آن در شيار 4 رتور قرار گرفته است. بين بازوي اول و دوم اين كالف 3 شيار فاصله است و طبق تعريف گام رفت ميشود. چون گام رفت با گام قطبي برابر است سيمپيچي»گام كامل«ميباشد. سر كالف اول به تيغه 1 كموتاتور اتصال دارد. اين كالف در طي مسيري راستگرد پس از عبور از شيارهاي 1 و 4 ته آن به تيغه كموتاتور متصل شده است. بين سر و ته اين كالف يك عايق از كموتاتور قرار دارد. بنابراين طبق تعريف گام كموتاتور ميشود و سيمپيچي راستگرد است. كالف بعدي كالف دوم ناميده ميشود كه بازوي اول آن در شيار و بازوي دوم اين كالف در شيار 5 رتور قرار ميگيرد. سركالف دوم به تیغه كموتاتور كه ته كالف اول به آن متصل شده بود اتصال مييابد و ته آن به تيغه 3 كموتاتور متصل ميشود. اين روند در جاگذاري كالفهاي بعدي در شيارهاي رتور و اتصال سر و ته آنها به تيغههاي كموتاتور ادامه مييابد تا آن كه انتهاي آخرين كالف به ابتداي كالف اول در تيغه 1 وصل شود. بدين ترتيب سيمپيچي رتور بهصورت حلقوي ساده تكميل ميشود. بازوي دوم كالف اول در شيار 4 رتور و بازوي اول كالف دوم در شيار رتور قرار دارد. بين اين دو بازو شيار فاصله است كه طبق تعريف گام برگشت ميشود. بازوي اول كالف اول در شيار 1 رتور و بازوي اول كالف دوم در شيار رتور قرار دارد. بين اين دو بازو 10

52 آرميچر كالفهاي و ميگيرد شكل مسير چهار ترتيب ميشوند. توزيع مسيرها اين در چهار در C و A جاروبكهاي از عبور از پس جريان براي راهي مسيرها اين از يك هر ميشود. تقسيم مسير شده ايجاد جريانراه چهار لذا است. جريان عبور ميباشد. a = 4 يعني است. تعداد ساده حلقوي پيچي سيم در ميشود مشاهده بنابراين: است. برابر قطبها تعداد با جريان راههاي (-9) مشاهده ( )11 شكل خطي دياگرام به توجه با سري يكديگر با جريان راه هر در كالفها ميشود جمع هم با آنها القايي محركه نيروي لذا ميشوند باشد ولت e كالف هر القايي محركه نيروي اگر ميشود. نيروي دارد قرار كالف 3 جريان راه هر در كه آنجايي از شد. خواهد ولت 3e جريان راه هر در القايي محركه نيروي با D و C يا B و A جاروبك دو ميان ولتاژ است. برابر ولت 3e يعني جريان راه هر در القايي محركه اينكه از پس جريان راههاي اين از يك هر كالفهاي هب جاروبكها اتصال بهوسيله شدند سري يكديگر با ترتيب بدين ميشوند. موازي هم با كموتاتور تيغههاي اگر ميشود. تقسيم جريان راههاي بين آرميچر جريان كه آنجايي از باشد آمپر I a1 جريان مسير هر جريان آمپر 4I a1 آرميچر جريان لذا دارد جريان راه 4 آرميچر راه هر جريان و آرميچر جريان بين بنابراين شد. خواهد است. برقرار ( )10 رابطه جريان (-10) 103 سيمپيچي گام تعريف طبق و است فاصله شيار يك ميشود. برابر جاروبكها تعداد است ساده حلقوي سيمپيچي با برابر پهنايي با جاروبك 4 از لذا است قطبها تعداد ميشود. استفاده كموتاتور تيغه عرض داده قرار كموتاتور از تيغههايي روي بر جاروبكها خارج آنها از يا وارد آنها به كالفها جريان كه ميشود 7 و 1 شماره تيغههاي از جريان شكل مطابق ميشود. 10 و 4 شماره تيغههاي به و ميشود خارج كموتاتور D و C B A جاروبك چهار لذا ميشود وارد كموتاتور پالريته است بديهي میگيرند. قرار تيغهها اين روي به يكي D و B جاروبكهاي و C و A جاروبكهاي ولتاژ چرا است. به مربوط ساده حلقوي سيمپيچي خطي دياگرام ( )11 شكل در ( )111 شكل دايرهاي دياگرام است. شده داده نشان A C e e e 3 B 1 4 e e e 6 5 e e e 8 9 D 7 10 e e e 1 11 سيمپيچي با قطب 4 شيار 1 رتور خطي دياگرام 11 شكل ساده حلقوي ميشود مشاهده ( )11 شكل خطي دياگرام در گرفته قرار كالف يك كموتاتور مجاور تيغه دو ميان با كموتاتور تيغههاي طريق از كالفها اين است. شدهاند. سري يكديگر هم جاروبكهاي و D و B پالريته هم جاروبكهاي بدين شدهاند. داده ارتباط يكديگر به C و A پالريته

53 در اين رابطه: I a1 جريان هر راه جريان a تعداد راههاي جريان I A جريان آرميچر تقسيم جريان بين راههاي جريان در سيمپيچي حلقوي باعث ميشود از كالفهاي آرميچر در هر راه جريان كمتري عبور كند و سطح مقطع هاديهاي آنها كاهش يابد. دياگرام گسترده سيمپيچي حلقوي ساده مربوط به دياگرام دايرهاي شكل )111 ( در شكل )113 ( نشان داده شده است. از آنجايي كه در هر شيار رتور دو بازو از دو كالف قرار گرفته است در دياگرام گسترده بازويي كه در شيار زير قرار ميگيرد را با خط چين نشان ميدهند. فعاليت 7 گامهاي سيمپيچي شكل )113 ( را بهدست آوريد y 1 y y N S N S شكل 113 دياگرام گسترده رتور 1 شيار چهار قطب با سيمپيچي حلقوي ساده دياگرام سريع سيمپيچي حلقوي ساده مربوط به شيار در زير قرار ميگيرد با اعداد پريمدار نشان داده دياگرام دايرهاي شكل )111 ( در شكل )114 ( ميشود. نشان داده شده است. در دياگرام سريع بازويي كه در شكل 114 دياگرام سريع رتور 1 شيار چهار قطب با سيمپيچي حلقوي ساده 104

54 سيمپيچي حلقوي ساده با خصوصيات زير شناسايي خواهد شد: گام كموتاتور است. در صورتيكه باشد سيمپيچي حلقوي ساده راستگرد است. در صورتيكه باشد سيمپيچي را حلقوي ساده چپگرد مينامند. تعداد جاروبكها برابر تعداد قطبها ميباشد )شكل 111 (. پهناي هر جاروبك با عرض تيغه كموتاتور برابر است )شكل 113 (. تعداد راههاي جريان برابر تعداد قطبها است )شكل 11 (. روابط و حاكم است )شكل 108.) 14 سيمپيچي حلقوي مركب سيمپيچي حلقوي مركب از m سيمپيچي حلقوي ساده مستقل از يكديگر تشكيل ميشود كه با هم موازي شدهاند و به همين دليل نيز به آن مركب گويند. در بين اصطالحات سيمپيچي آرميچر m را»درجه تركيب«ناميدهاند. m نشان ميدهد سيمپيچي مركب از چند سيمپيچي ساده تشكيل شده است. 1=m يعني رتور داراي يك سيمپيچي حلقوي ساده ميباشد و =m يعني رتور داراي دو سيمپيچي حلقوي ساده است كه در اصطالح آن را»سيمپيچي حلقوي مركب دوگانه«مي نامند. اين روند نامگذاري ميتواند ادامه يابد. در سيمپيچي حلقوي مركب سر و ته كالفهاي هر يك از سيمپيچيهاي حلقوي ساده به تيغههاي كموتاتور به فاصله متصل ميشوند. جاروبك نيز با پهناي خود تيغههاي كموتاتور مجاور يكديگر را به هم ارتباط ميدهد. بديهي است پهناي جاروبك m برابر عرض تيغه كموتاتور انتخاب ميشود تا m سيمپيچي حلقوي ساده را با هم موازي كند. دياگرام گسترده سيمپيچي حلقوي مركب دوگانه يك رتور 0 شيار 4 قطب در شكل )115 ( نشان داده شده است N S N S A 1 B 1 A B شكل 115 دياگرام گسترده سيمپيچي حلقوي مركب دو گانه رتور 0 شيار چهار قطب 105

55 4 ساده حلقوي سيمپيچي دو شامل سيمپيچي اين =m لذا ميباشند. يكديگر از مستقل كه است قطب هر ناميدهاند. دوگانه مركب را آن دليل همين به است. رابطه طبق ساده حلقوي سيمپيچيهاي اين از يك جاروبك پهناي ميباشند. جريان راه 4 داراي ) 9 ( دو تا است شده انتخاب كموتاتور تيغه يك عرض برابر ترتيب بدين دهد. ارتباط هم به را يكديگر مجاور تيغه ميشوند موازي يكديگر با ساده حلقوي سيمپيچي دو ميشود مشاهده ميشود. جريان راه 8 داراي آرميچر و افزايش قطبها تعداد برابر به جريان راههاي تعداد جريان راههاي تعداد كلي حالت در بنابراين است. يافته ميآيد. بهدست ( )11 رابطه از (-11) رابطه: اين در قطب تعداد P تركيب درجه m جريان راه تعداد a با كه است كموتاتور گام ( )113 شكل در كلي حالت در لذا است. شده برابر m تركيب درجه سيمپيچي كموتاتور گام ( )1 رابطه از ميتوان آورد. بهدست را حلقوي (-1) رابطه: اين در تركيب درجه m راستگرد سيمپيچي براي m+ چپگرد سيمپيچي براي m كموتاتور گام y C سيمپيچي به نسبت مركب حلقوي سيمپيچي است بيشتري جريان راه تعداد داراي ساده حلقوي استفاده ماشينهايي آرميچر سيمپيچي در آن از لذا شدهاند. طراحي زياد خيلي جريان براي كه ميشود 9 فعاليت كنيد. تعيين را ( )115 شكل سيمپيچي گامهاي و 14 1 بخشهاي مطالب به توجه با نكات به حلقوي سيمپيچي درباره ميتوان 14 داشت: اشاره زير امكان مركب حلقوي سيمپيچي از استفاده با جريانهاي در آرميچر سيمپيچي از استفاده ميشود. فراهم بيشتر سيمپيچي كه ميدهد نشان m تركيب درجه شده تشكيل ساده سيمپيچي چند از آرميچر است. مثبت عالمت است. كموتاتور گام براي منفي عالمت و راستگرد سيمپيچي براي ميشود. منظور چپگرد سيمپيچي است. قطبها تعداد برابر جاروبكها تعداد كموتاتور تیغه عرض برابر m جاروبك هر پهناي ميباشد. 106

56 تعداد راههاي جريان m برابر تعداد قطبها است. يعني گام سيمپيچي برابر است با رابطه همواره حاكم است. جريان هر راه جريان برابر است با رتور 15 شيار يك ماشين جريان مستقيم چهار قطب به صورت حلقوي مركب دوگانه سيمپيچي شده است. مطلوب است: الف گامهاي سيمپيچي ب تعداد راههاي جريان 3 14 سيمپيچي موجي ساده سربندي دو كالف به تيغههاي كموتاتور به صورت سيمپيچي موجي ساده به همراه گامهاي آن در شكل )116 ( نشان داده شده است. y 1 y y c شكل 116 دياگرام گسترده دو كالف از سيمپيچي موجي ساده Fig در اين شكل مشاهده ميشود سر و ته هر كالف با y C به دو تيغه كموتاتور متصل فاصلهاي زياد به اندازه ميشود و ته هر كالف محل اتصال سر كالف بعدي خواهد شد و اين روند ادامه مييابد تا اينكه سر و ته همه كالفها به تيغههاي كموتاتور متصل ميشوند. سيمپيچي موجي نيز به دو صورت»راستگرد«يا»پيشرونده«و»چپگرد«يا»پسرونده«سربندي ميشود. سربندي دو كالف به صورت راستگرد در شكل )117 ( نشان داده شده است. در سيمپيچي راستگرد ته كالف دوم به تيغه كموتاتور سمت راست سركالف اول اتصال داده شده است. پرسش 8 1 تفاوت سيمپيچيهاي حلقوي و موجي از نظر شكل سيمپيچي را بنويسيد. دياگرام گسترده دو كالف از سيمپيچي حلقوي ساده را رسم كنيد و گامهاي سيمپيچي را بر روي آن نشان دهيد. 3 خصوصيات سيمپيچي حلقوي ساده را بنويسيد. 4 خصوصيات سيمپيچي حلقوي مركب را بنويسيد. 5 تفاوت سيمپيچي حلقوي راستگرد با چپگرد را با رسم شكل نشان دهيد. 6 گامهاي سيمپيچي شكل )111 ( را تعيين كنيد. تمرين 8 1 براي رتور 19 شيار يك ماشين جريان مستقيم كه بهصورت حلقوي ساده راستگرد با چهار قطب سيمپيچي شده است گامهاي سيمپيچي و تعداد راههاي مسير جريان را تعيين كنيد. 107

57 است سيمپيچي از نوع»گام بلند«ميباشد. شكل 117 سربندي دو كالف سيم پيچي موجي به صورت راستگرد سربندي دو كالف به صورت چپگرد در شكل )118 ( نشان داده شده است. در سيمپيچي چپگرد ته كالف دوم به تيغه كموتاتور سمت چپ سركالف اول اتصال داده شده است. شكل 118 سربندي دو كالف سيمپيچي موجي به صورت چپگرد دياگرام دايرهاي سيمپيچي موجي ساده چهار قطب رتور 11 شيار با 11 تيغه كموتاتور در شكل )119 ( نشان داده شده است. رتور 11 شيار و 4 قطب دارد و از رابطه )7 ( گام قطبي بهدست ميآيد: در اين شكل يكي از كالفها پررنگتر نشان داده شده است که آن را كالف اول مي ناميم. بازوي اول اين كالف در شيار 1 رتور قرار دارد و بازوي دوم آن در شيار 4 رتور قرار گرفته است. بين بازوي اول و دوم اين كالف 3 شيار فاصله است و طبق تعريف گام رفت ميشود. چون گام رفت بزرگتر از گام قطبي سر كالف اول به تيغه 1 كموتاتور اتصال دارد. اين كالف در طي مسيري راستگرد پس از عبور از شيارهاي 1 و 4 رتور ته آن به تيغه 6 كموتاتور متصل شده است. بين سر و ته اين كالف 5 عايق از كموتاتور قرار دارد طبق تعريف گام كموتاتور ميشود و سيمپيچي راستگرد است. كالف بعدي كالف دوم ناميده ميشود كه بازوي اول آن در شيار 6 و بازوي دوم اين كالف در شيار 9 رتور قرار ميگيرد. سر كالف دوم به تيغه 5 كموتاتور كه ته كالف اول به آن متصل شده بود اتصال مييابد و ته آن به تيغه 11 كموتاتور متصل ميشود. اين روند در جاگذاري كالفهاي بعدي در شيارهاي رتور و اتصال سرو ته آنها به تيغههاي كموتاتور ادامه مييابد تا آنكه انتهاي آخرين كالف به ابتداي كالف اول در تيغه 1 وصل شود. بدين ترتيب سيمپيچي رتور به صورت موجی ساده تكميل ميشود. بازوي دوم كالف اول در شيار 4 و بازوي اول كالف دوم در شيار 6 رتور قرار دارد. بين اين دو بازو شيار فاصله است كه طبق تعريف گام برگشت ميشود. بازوي اول كالف اول در شيار 1 و بازوي اول كالف دوم در شيار 6 رتور قرار دارد بين اين دو بازو 5 شيار فاصله است و طبق تعريف گام سيمپيچي ميشود. مطابق شكل اين سيمپيچي موجي دو عدد جاروبك دارد كه پهناي هر يك برابر با عرض تيغه كموتاتور است

58 قرار كموتاتور از تيغههايي روي بر جاروبكها خارج آنها از يا وارد آنها به كالفها جريان كه ميگيرند به و خارج كموتاتور 1 شمار تيغۀ از جريان ميشود. به A جاروبك لذا ميشود. وارد كموتاتور 4 شماره تيغه 4 شماره تيغه روي به B جاروبك و 1 شماره تيغه روي ميگيرند. قرار كموتاتور A 3 B ساده موجي سيمپيچي با قطب 4 شيار 11 رتور مدور دياگرام 119 شكل به مربوط ساده موجي سيمپيچي خطي دياگرام ( )10 شكل در ( )119 شكل دايرهاي دياگرام است. شده داده نشان e 1 6 e 11 e 3 5 e 4 10 e 5 A 1 4 B e 6 e 7 e 8 e 9 e 10 ساده موجي سيمپيچي با قطب با شيار 11 رتور خطي دياگرام 10 شكل e 11 با كموتاتور تيغههاي طريق از كالفها شكل اين در روي به جاروبكها گرفتن قرار با شدهاند. سري يكديگر كالفهاي و ميگيرد شكل مسير دو كموتاتور تيغههاي ميشوند. توزيع مسير دو اين در آرميچر 109

59 راه هر جريان و آرميچر جريان بين بنابراين شد. خواهد است. برقرار ( )10 رابطه همان جريان براي مناسبي انتخاب ساده موجي سيمپيچي زيرا ميباشد. كم نسبتا جريان و زياد ولتاژ آرميچرهاي بيشتري تعداد جريان راه هر در موجي پيچي سيم در آرميچر سيمپيچي و ميشوند سري هم با كالفها از جريان راههاي كم تعداد داشت. خواهد را بيشتري ولتاژ ساده موجي سيمپيچي از زياد جريانهاي تحمل امكان ميكند. سلب را به مربوط ساده موجي سيمپيچي گسترده دياگرام ( )11 شكل در ( )119 شكل دايرهاي دياگرام است. شده داده نشان 10 فعاليت شكل y و y y y سيمپيچي گامهاي 1 C آوريد. بهدست را ( )11 جاروبك از عبور از پس آرميچر به ورودي جريان مسيرها اين از يك هر ميشود. تقسيم مسير دو اين بين ايجاد جريانراه دو لذا است. جريان عبور براي راهي يعني: است. شده )-13) تعداد ساده موجي سيمپيچي در ميشود مشاهده هيچ و ميباشد قطبها تعداد از مستقل جريان راههاي ندارد. يكديگر با ارتباطي مشاهده ( )10 شكل خطي دياگرام به توجه با جريان راه در آرميچر سيمپيچي كالفهاي ميشود سري يكديگر با جريان راه هر در كالفها شدهاند. توزيع جمع يكديگر با آنها القايي محركه نيروي و ميشوند زا پس جريان راههاي اين از يك هر كالفهاي ميشود. جاروبكها اتصال بوسيله شدند سري يكديگر با اينكه ترتيب بدين ميشوند. موازي هم با كموتاتور تيغههاي به اگر ميشود. تقسيم جريان راه دو بين آرميچر جريان كه آنجايي از باشد آمپر I a جريان مسير هر جريان 1 آمپر I a آرميچر جريان لذا دارد جريان راه آرميچر 1 y N S N S N y y c ساده موجي قطب 4 شيار 11 رتور گسترده دياگرام 11 شكل 110

60 به مربوط ساده موجي سيمپيچي سريع دياگرام ( )1 شكل در ( )119 شكل دايرهاي دياگرام است. شده داده نشان سيمپيچي با قطب چهار شيار 11 رتور سريع دياگرام 1 شكل ساده موجي قرار زير در شيار در كه بازويي سريع دياگرام در ميشود. داده نشان پريمدار اعداد با ميگيرد شناسايي زير خصوصيات با ساده موجي سيمپيچي شد: خواهد )شكل ميباشد عدد جاروبكها تعداد 119 (. كموتاتور تيغه عرض m برابر جاروبك هر پهناي (. 10 )شكل است )شكل ميباشد برابر جريان راههاي تعداد 10 (. )شكل است حاكم و روابط.) 116 مركب موجي سيمپيچي 14 4 موجي پيچي سيم m از مركب موجي پيچي سيم موازي هم با كه ميشود تشكيل يكديگر از مستقل ساده اين در گويند. مركب آن به نيز دليل همين به و شدهاند زا مركب سيمپيچي ميدهد نشان m نيز سيمپيچي يعني 1=m است. شده تشكيل ساده سيمپيچي چند =m است. ساده موجي سيمپيچي يك داراي رتور كه است ساده موجي سيمپيچي دو داراي رتور يعني دوگانه«مركب موجي»سيمپيچي را آن اصطالح در يابد. ادامه ميتواند نامگذاري روند اين مينامند. هر كالفهاي ته و سر مركب موجي سيمپيچي در كموتاتور تيغههاي به ساده موجي سيمپيچيهاي از يك ميشوند. متصل فاصله به مجاور كموتاتور تيغههاي خود پهناي با نيز جاروبك پهناي است بديهي ميدهد. ارتباط هم به را يكديگر تا ميشود انتخاب كموتاتور تيغه عرض برابر m جاروبك كند. موازي هم با را ساده موجي سيمپيچي m دوگانه مركب موجي سيمپيچي گسترده دياگرام نشان ( )13 شكل در قطب 4 شيار 18 رتور يك است. شده داده قطب 4 شيار 18 رتور دوگانه مركب موجي سيمپيچي گسترده دياگرام 13 شكل Fig. --13

61 كموتاتور تيغههاي تعداد c تركيب درجه m راستگرد سيمپيچي براي m+ چپگرد سيمپيچي براي m قطب تعداد P كموتاتور گام y C ساده موجي به نسبت مركب موجي سيمپيچي سيمپيچي لذا است. بيشتري جريان راه تعداد داراي ضمن باشد. داشته بيشتري جريان ميتواند آرميچر سيمپيچي با آرميچر سيمپيچي ولتاژ در تغييري اينكه شد. نخواهد ايجاد ساده موجي به نسبت مركب موجي و 14 3 بخشهاي مطلب به توجه با نكات به موجي سيمپيچي درباره توان مي 14 4 داشت: اشاره زير امكان مركب موجي سيمپيچي از استفاده با بيشتر جريانهاي در آرميچر سيمپيچي از استفاده ميشود. فراهم سيمپيچي كه ميدهد نشان m تركيب درجه است. شده تشكيل ساده سيمپيچي چند از آرميچر عالمت است. كموتاتور گام منفي عالمت و راستگرد پيچي سيم براي مثبت ميشود. منظور چپگرد پيچي سيم براي و ندارد بستگي قطبها تعداد به جاروبكها تعداد ميباشد. عدد ثابت بهطور تيغههاي عرض برابر m جاروبك هر پهناي 4 ساده موجي سيمپيچي دو شامل سيمپيچي اين =m لذا ميباشند يكديگر از مستقل كه است قطب ناميدهاند. دوگانه مركب را آن دليل همين به است. رابطه طبق ساده موجي سيمپيچيهاي اين از يك هر جاروبك پهناي ميباشند. جريان راه داراي ( ) 13 دو تا است شده انتخاب كموتاتور تيغه يك عرض برابر ترتيب بدين دهد. ارتباط هم به را يكديگر مجاور تيغه و ميشوند موازي يكديگر با ساده موجي سيمپيچي دو مشاهده ميشود. جريان راه 4 داراي آرميچر سيمپيچي راههاي تعداد برابر به جريان راههاي تعداد ميشود است. يافته افزايش ساده موجي سيمپيچي جريان رابطه از جريان راههاي تعداد كلي حالت در بنابراين ميآيد. بهدست ( )14 )-14) رابطه: اين در تركيب درجه m جريان راه تعداد a 11 فعاليت شكل در را y و y y y سيمپيچي گامهاي 1 C آوريد. بهدست ( )13 يا ساده از اعم موجي سيمپيچيهاي در كلكتور گام ميشود. محاسبه ( )15 رابطه از مركب )-15) رابطه: اين در 11

62 است. كموتاتور ميباشد. جريان راههاي تعداد با است برابر سيمپيچي گام است. حاكم همواره رابطه با است برابر جريان راه هر جريان 9 پرسش موجي سيمپيچي از كالف دو گسترده دياگرام 1 آن روي بر را سيمپيچي گامهاي و كنيد رسم را ساده دهيد. نشان بنويسيد. را ساده موجي سيمپيچي خصوصيات بنويسيد. را مركب موجي سيمپيچي خصوصيات 3 ار چپگرد با راستگرد موجي سيمپيچي تفاوت 4 دهيد. نشان شكل رسم با بهدست را ( )117 شكل سيمپيچي گامهاي 5 آوريد. 9 تمرين را مستقيم جريان ماشين يك شيار 11 رتور 1 سيمپيچي چپگرد قطب چهار ساده موجي بهصورت است: مطلوب است شده سيمپيچي گامهاي الف جريان راههاي تعداد ب سيمپيچي الكتريكي كميتهاي 15 آرميچر شامل آرميچر سيمپيچي الكتريكي كميتهاي و الكتريكي مقاومت جريان القايي محركه نيروي عواملي از يكي آرميچر سيمپيچي نوع است. گشتاور است. مؤثر كميتها اين از يك هر مقدار در كه است مطلوب مقدار ميتوان مناسب سيمپيچي نوع انتخاب با آورد. بهدست را كميتها اين از يك هر القايي محركه نيروي 15 1 راه هر در شد مشاهده سيمپيچي روشهاي در تيغههاي طريق از آرميچر سيمپيچي كالفهاي جريان محركه نيروي لذا ميشوند. سري يكديگر با كموتاتور جمع يكديگر با جريان راه هر در e كالف هر القايي مشهود بهخوبي گسترده دياگرام در موضوع اين ميشود. حلقوي سيمپيچيهاي گسترده دياگرام مقايسه با است. مشاهده ( )10 و ( )11 شكلهاي موجي و موجي سيمپيچي جريان راه هر كالفهاي تعداد ميشود محركه نيروي لذا است. حلقوي سيمپيچي از بيشتر از بيشتر موجی سيمپيچي در جريان مسير هر القايي نوع تأثير بيانگر موضوع اين است. حلقوي سيمپيچي است. آرميچر القایي محركه نيروي بر سيمپيچي از ناشي آرميچر سيمپيچي القايي محركه نيروي بنابراين است. استاتور مغناطيسي ميدان در رتور گردش موتوري حالت در مستقيم جريان ماشينهاي در در القايي محركه نيروي رتور گردش با ژنراتوري يا شد. خواهد ايجاد آرميچر سيمپيچي جريان ماشينهاي سيمپيچي القايي محركه نيروي رابطه از ژنراتوري يا موتوري حالت در مستقيم 113

63 )16 ( بهدست ميآيد. )-16) در اين رابطه: 1 n سرعت گردش رتور بر حسب دور بر دقيقه ]RPM[ ]wb[ فوران هر قطب بر حسب وبر ϕ Z تعداد هاديهاي درون شيارهاي رتور P تعداد قطبهاي استاتور a تعداد راه جريان سيمپيچي آرميچر E A نيروي محركه القايي سيمپيچي آرميچر بر حسب ولت ]V[ مثال 4 رتور يك ماشين جريان مستقيم داراي سيمپيچي حلقوي ساده 4 قطب و فوران هر قطب 0/01 wb داراي 1000 هادي در شيارهاي رتور با سرعت 100 RPM ميگردد. نيروي محركه القايي در سيمپيچي آرميچر چند ولت است حل: سيمپيچي حلقوي ساده است لذا 1=m است. در سيمپيچي حلقوي داريم: از رابطه )16 ( خواهيم داشت: فعاليت 1 نيروي محركه القايي در سيمپيچي آرميچر مثال 4 را به ازاي سيمپيچي موجي ساده بهدست آوريد. از مقايسه جوابها چه نتيجهاي بهدست ميآيد. معموال رابطه )16 ( را در ضرب ميكنند. )-17) در رابطه )17 ( كميتهايي كه در يك ماشين جريان مستقيم ثابت هستند و در حين كار ماشين تغيير نميكنند را ضريب ثابت K مينامند و واحد آن است. )-18) همچنين در رابطه )17 ( حاصل بيانگر سرعت زاويهاي ω ميباشد. سرعت زاويهاي عبارت مقدار زاويهاي كه رتور در مدت يك ثانيه طي ميكند. )-19) در اين رابطه: n سرعت گردش رتور بر حسب دور بر دقيقه ]R.P.M[ ω سرعت زاويهاي رتور بر حسب راديان بر ثانيه با جايگزيني مقادير K و ω از روابط )18 ( و )19 ( در رابطه )17 ( خواهيم داشت: Revolution Per Minute.1 114

64 )-0) رابطه )0 ( نشان ميدهد نيروي محركه القايي در سيمپيچي آرميچر يك ماشين جريان مستقيم تابع سرعت رتور و فوران قطبهاي آن است. مثال 5 نيروي محركه القايي در سيمپيچي آرميچر يك ماشين جريان مستقيم با فوران هر قطب 0 mwb و سرعت رتور 600 RPM برابر 10 ولت است. ضريب ثابت ماشين چقدر است حل: واحد فوران به وبر تبديل ميشود لذا خواهيم داشت: سرعت زاويه از رابطه )19 ( بهدست ميآيد در صورتيكه فرض شود خواهيم داشت: نيروي محركه القايي در سيمپيچي آرميچر از رابطه )1 ( نيز قابل محاسبه است. )-1) در اين رابطه: E A نيروي محركه القايي در سيمپيچي آرميچر Z تعداد هاديهاي درون شيارهای آرميچر a تعداد راه جريان سيمپيچي آرميچر E C نيروي محركه القايي در هر هادي آرميچر مثال 6 رتور يك ماشين جريان مستقيم داراي سيمپيچيهاي حلقوي ساده چهار قطب ميباشد. اين سيمپيچي شامل 00 هادي است و نيروي محركه القايي هر هادي ولت ميباشد. نيروي محركه القايي در سيمپيچي آرميچر چند ولت است. حل: سيمپيچي حلقوي ساده است لذا 1=m ميباشد. در سيمپيچي حلقوي داريم: از رابطه )0 ( ضريب ثابت بهدست خواهد آمد. نيروي محركه القايي در هر هادي ولت است. يعني: از رابطه 1 خواهيم داشت: فعاليت 13 نيروي محرکه القايي در سيمپيچي آرميچر مثال 5 را در سرعت 900 RPM بهدست آوريد. از مقايسه جوابها چه نتيجهاي بهدست ميآيد 115

65 سيمپيچي جريان باشد آمپر 4 جريان راه هر جريان است آمپر چند آرميچر حل: است. 1=m لذا است ساده موجي سيمپيچي داريم: موجي سيمپيچي در داشت: خواهيم ( ) رابطه از 15 فعاليت ازاي به را 7 مثال آرميچر سيمپيچي جريان مقايسه از آوريد. بهدست ساده حلقوي سيمپيچي ميآيد. بهدست نتيجهاي چه جوابها الكتريكي مقاومت 15 3 شده تشكيل كالفهايي از آرميچر سيمپيچي هستند. اهمي مقاومت داراي آنها از كدام هر كه است اي حلقوي سيمپيچيهاي در كالفها اين هنگاميكه جريان راه هر در كموتاتور تيغههاي طريق از موجي مقاومت داراي جريان راه هر ميشوند سري هم با تيغههاي به جاروبكها اتصال با ميشود. الكتريكي در موازي بهصورت هم با جريان راههاي كموتاتور ميشوند. موازي هم با آنها الكتريكي مقاومت و ميآيند مثبت جاروبك دو بين الكتريكي مقاومت ترتيب بدين الكتريكي»مقاومت را آن كه ميآيد بهوجود منفی و ميدهند. نشان R A با و مينامند آرميچر«سيمپيچي رابطه از آرميچر سيمپيچي الكتريكي مقاومت 14 فعاليت مثال آرميچر سيمپيچي در القايي محركه نيروي ولت چند ساده موجي سيمپيچي ازاي به را 6 ميشود جريان 15 موجي و حلقوي سيمپيچي روشهاي در )10 و ( )11 شكلهاي در 14 بخش بين آرميچر سيمپيچي كالفهاي شد داده نشان ( هب جاروبكها اتصال با و ميشوند توزيع جريان راههاي خواهند موازي هم با جريان راههاي كموتاتور تيغههاي ميشوند جمع يكديگر با I A1 جريان راه هر جريان شد. شكل دو اين در ميآيد. بهوجود I A آرميچر جريان و جريان برابر جريان مسير هر جريان ميشود مشاهده شيارهاي درون هادي هر جريان با كه است كالف هر سيمپيچي گسترده دياگرام در ندارد. تفاوتي آرميچر دياگرام به نسبت ( )11 شكل ساده حلقوي )10 شكل ساده موجي سيمپيچي گسترده لذا است شده ايجاد بيشتري جريان راههاي تعداد ( تحمل موجي سيمپيچي به نسبت حلقوي سيمپيچي نوع تأثير موضوع اين داشت. خواهد را بيشتري جريان ميدهد. نشان را آرميچر جريان بر سيمپيچي رابطه از سيمپيچي نوع به توجه با آرميچر جريان ميآيد. بهدست زير بهصورت ( )10 )-) مستقيم جريان ماشين يك رتور 7 مثال اگر ميباشد. قطب 4 ساده موجي سيمپيچي داراي 116

66 16 فعاليت مثال آرميچر سيمپيچي الكتريكي مقاومت اهم چند دوگانه مركب موجي سيمپيچي ازاي به 7 ميشود. توليدي گشتاور 15 4 از ناشي آرميچر سيمپيچي 1 توليدي گشتاور قطبهاي مغناطيسي ميدان طرف از كه است نيرويي رتور شيارهاي در جريان حامل هاديهاي به استاتور يا آرميچرگشتاور بعضا را گشتاور اين ميشود. وارد از آن مقدار و مينامند الكترومغناطيسيگشتاور ميآيد. بهدست ( )4 رابطه )-4) رابطه: اين در ]A[ آمپر حسب بر آرميچر سيمپيچي جريان I A ]wb[ وبر حسب بر قطبها فوران φ آرميچر شيارهاي درون هاديهاي تعداد Z استاتور قطبهاي تعداد P آرميچر سيمپيچي جريان راه تعداد a ]N.m[ متر نيوتن حسب بر آرميچر گشتاور T A با مستقيم جريان ماشين يك 9 مثال قطب فوران و قطب 4 دوگانه مركب موجي سيمپيچي آرميچر شيارهاي در هادي 500 داراي 0/01 wb باشد. آمپر 1 آرميچر سيمپيچي جريان اگر است. شد. خواهد متر نيوتن چند آرميچر گشتاور حل: ميآيد. بهدست ( )3 )-3) رابطه: اين در كه كالفهاي از حلقه يك الكتريكي مقاومت R t آرميچر سيمپيچي آرميچر شيارهاي درون هاديهاي تعداد Z جريان راه تعداد a آرميچر سيمپيچي الكتريكي مقاومت R A مستقيم جريان ماشين يك رتور 8 مثال قطب 4 دوگانه مركب حلقوي سيمپيچي داراي و است حلقه 000 شامل سيمپيچي اين ميباشد. مقاومت ميباشد. 0/004 Ω حلقه هر الكتريكي مقاومت است اهم چند آرميچر سيمپيچي الكتريكي حل: =m لذا است دوگانه مركب حلقوي سيمپيچي ميباشد. داريم: حلقوي سيمپيچي در دو هاديها تعداد پس است. هادي داراي حلقه هر يعني: است. سيمپيچي حلقههاي تعداد برابر داشت. خواهيم ( )3 رابطه از 117 Electromagnetic Torque. Developed Torque.1

67 سيمپيچي آرميچر موجي مركب دوگانه است. لذا =m است. در سيمپيچي موجي داريم: حل: از رابطه )5 ( ضريب ثابت بهدست ميآيد: گشتاور آرميچر از رابطه )3 ( بهدست ميآيد: فعاليت 18 گشتاور آرميچر مثال 10 را در صورتيكه جريان آرميچر به 15 A و فوران قطبها 0/05 wb افزايش يابند را بهدست آوريد. در صورتيكه = 3 π فرض شود: فعاليت 17 تمرين 10 1 رتور يك ماشين جريان مستقيم داراي سيمپيچي حلقوي ساده با 1000 هادي و فوران زير هر قطب 0 mwb با چه سرعتي گردانده شود تا نيروي محركه القايي 10 ولت ايجاد شود رتور يك ماشين جريان مستقيم چهار قطب با 1000 هادي و فوران زير هر قطب 10 mwb با سرعت 600 RPM گردانده ميشود. نيروي محركه القايي را در دو حالت زير بهدست آوريد: الف سيمپيچي حلقوي مركب دو گانه ب سيمپيچي موجي مركب دوگانه 3 سيمپيچي آرميچر يك ماشين جريان مستقيم 6 قطب با فوران زير هر قطب 10 mwb داراي 1000 هادي ميباشد. رتور با سرعت 100 RPM گردانده ميشود. مطلوب است محاسبه نيروي محركه القايي گشتاور آرميچر مثال 9 به ازاي سيمپيچي حلقوي مركب دوگانه چند نيوتن متر است در رابطه گشتاور آرميچر حاصل بيانگر ضريب ثابت K است. لذا با جايگزيني مقدار K در رابطه )4 ( خواهيم داشت. )-5) رابطه )5 ( نشان ميدهد گشتاور آرميچر تابع فوران قطبها و جريان آرميچر است. مثال 10 يك ماشين جريان مستقيم با جريان آرميچر 10A و فوران قطب 0/01 wb گشتاور N.m توليد ميكند. ضريب ثابت ماشين چقدر است 118

68 سيمپيچي آرميچر در حالتهاي جدول زير: E A =. E A =. E A =. E A =. الف سيمپيچي آرميچر حلقوي ساده ب سيمپيچي آرميچر حلقوي مركب دوگانه ج سيمپيچي آرميچر موجي ساده د سيمپيچي آرميچر موجي مركب دوگانه از نتايج بهدست آمده چه نتيجهاي حاصل ميشود 4 رتور يك ماشين جريان مستقيم داراي سيمپيچي 4 قطب ميباشد. اين سيمپيچي شامل 1000 حلقه است. نيروي محركه القايي مقاومت و جريان هر حلقه به ترتيب ]V[ ]Ω[ 10 0/1 و ]A[ 4 است. مطلوب است كميتهاي الكتريكي سيمپيچي آرميچر كه در حالتهاي جدول زير آمده است. پس از تكميل جدول بر روي نتايج بحث كنيد. E A [V] R A [Ω] I A [A] a m سيمپيچي حلقوي ساده سيمپيچي حلقوي مركب دوگانه سيمپيچي موجي ساده سيمپيچي موجي مركب دوگانه 5 يك ماشين جريان مستقيم با سيمپيچي حلقوي ساده 6 قطب و فوران قطب 0 mwb داراي 1000 هادي در شيارهاي آرميچر است. اگر گشتاور آرميچر 5 N.m باشد جريان سيمپيچي آرميچر چند آمپر است 6 يك ماشين جريان مستقيم با سيمپیچی موجي ساده قطب و فوران قطب 0/0 wb داراي 600 هادي در شيارهاي آرميچر است. اگر جريان آرميچر 5A باشد گشتاور آرميچر چند نيوتن متر خواهد شد 16 عكسالعمل آرميچر ميدان مغناطيسي ميان دو قطب غيرهمنام»ميدان طولي«نام دارد خطوط مغناطيسي ميدان طولي بهطور مستقيم موازي با يكديگر بين دو قطب غيرهمنام قرار گرفتهاند. ميتوان صفحهای فرضي عمود بر ميدان طولي در نظر گرفت و آن را»صفحه خنثي«نامید 1 )شكل 14 (. Neutral Plane.1 119

69 N S خنثي صفحه و قطبها طولي مغناطيسي ميدان 14 شكل پيچي سيم كالفهاي از يك هر گرفتن قرار با در محركه نيروي خنثي صفحه موقعيت در آرميچر خنثي را صفحه اين دليل همين به نميشود. القا آنها ناميدهاند. مصرفكننده به آرميچر اتصال با ژنراتوري حالت در در و ميشود جاري القايي جريان آن هاديهاي در مستقيم جريان منبع به آرميچر اتصال با موتوري حالت شد. خواهند جريان حامل آن هاديهاي باتري يك يا آرميچر سيمپيچي هاديهاي در جريان شدن جاري با اين ميآيد. بهوجود مغناطيسي ميدان رتور اطراف در (. 15 )شكل مينامند عرضيميدان را ميدان S N رتور عرضي مغناطيسي ميدان 15 شكل ميدان باشد بيشتر آرميچر سيمپيچي جريان قدر هر شد. خواهد قويتر عرضي سيمپيچي چون مستقيم جريان ماشينهاي در و قطبها ميدان دارد قرار قطبها ميان در آرميچر بر آرميچر پيچي سيم از جريان عبور از ناشي ميدان ميدان شكل تغيير باعث و ميگذارند تأثير همديگر (. 16 )شكل ميشوند طولي 16 شكل N S را قطبها طولي ميدان بر رتور عرضي ميدان تأثير مينامند. 1 آرميچرعكسالعمل جريان ماشين براي پيامدهايي آرميچر عكسالعمل از: عبارتند که ميآورد همراه به مستقيم تضعيف و اعوجاج ايجاد باعث آرميچر عكسالعمل نيروي مقدار لذا ميشود. قطبها طولي ميدان آرميچر سيمپيچي هاديهاي در القايي محركه در القايي محركه نيروي شدن كم مييابد. كاهش در و ميشود خروجي ولتاژ كاهش باعث ژنراتورها شد. خواهد موتور جريان افزايش باعث موتورها خنثي صفحه جابهجايي سبب آرميچر عكسالعمل ميكند. منتقل جديدي محل به را آن و ميشود رد آرميچر سيمپيچي هاديهاي هنگاميكه لذا Armature Reaction.1 10

70 آنها در ميگيرند قرار خنثي صفحه قديم محل هاديها لحظه اين در ميشود. القا محركه نيروي كوتاه اتصال كموتاتور روي جاروبكها توسط (. 17 )شكل شدهاند 17 شكل اين ميگذرد. هاديها از شديدي جريان بنابراين و بزند صدمه آرميچر سيمپيچي به ميتواند جريان بهوجود جرقه كموتاتور با جاروبكها تماس محل در آسيب كموتاتور به جرقه از ناشي حرارت آورد. ميرساند. عكسالعمل با مقابله هاي روش 17 آرميچر تابع آرميچر عكسالعمل پيامدهاي ضعف و شدت آرميچر سيمپيچي هاديهاي در الكتريكي جريان شدت شده ارايه پيامدها اين با مقابله براي روش سه است. از: عبارتند روشها اين است. جاروبكها محل جابهجايي قطب ميان يا 1 كموتاسيون قطبهاي 3 جبرانكننده سيمپيچهاي ضعفي و قوت نقاط داراي روشها اين از يك هر شدهاند. داده توضيح ادامه در كه هستند جاروبكها محل جابهجايي 17 1 محل ميتوان جاروبكها زير جرقه كاهش براي صفحه جابهجايي بهاندازه كموتاتور روي را جاروبكها خنثي صفحه جديد محل به را آنها و كرد جابهجا خنثي كه است همراه مشكالتي با معموال آن اجراي ولي برد. شد. خواهد اشاره آن به آرميچر جريان تابع خنثي صفحه جابهجايي ميزان تغيير آرميچر جريان كه دفعه هر بنابراين است. كرد. تنظيم را جاروبكها محل بايد كند چرخش جهت در ژنراتورها در خنثي صفحه چرخش جهت برخالف موتورها در و آرميچر با متناسب بنابراين ميشود. جابهجا آرميچر تنظيم جاروبكها محل موتوري يا ژنراتوري حالت شد. خواهد جاروبكها زير جرقه جاروبكها كردن جابهجا پيامدهاي ديگر بهبود در اما ميدهد كاهش را ندارد. اثر آرميچر عكسالعمل ماشين كامل بار سوم دو ازاي به را جاروبكها عمل در ات و بيباري در حالت اين در ميكنند. ثابت و جابهجا جابهجا روش ميشود. زده جرقه كامل بار در حدودي است. شده منسوخ جرقه كاهش براي جاروبكها كردن جريان ماشينهاي در تنها جاروبكها جابهجايي امروزه علت ميرود. كار به كوچك بسيار و كوچك مستقيم ميشود استفاده روش اين هنوز ماشينها اين در اينكه ماشينهاي چنين در بهتر هاي راهحل كه است اين (. 18 )شكل نيستند اقتصادي كوچكي Compensating Windings.3 Interpoles. Commutating Poles.1 11

71 18 شكل كموتاسيون هاي قطب 17 ايجاد جاروبكها زير جرقه با مقابله مناسب روش است. رتور عرضي ميدان با مخالف مغناطيسي ميدان به كوچكي قطبهاي مغناطيسي ميدان اين ايجاد براي استفاده» قطب»ميان يا» 1 كموتاسيون»قطبهاي نام قطبهاي بين فاصله در كموتاسيون هاي قطب ميشود. خنثي صفحه محل در مستقيم جريان ماشين اصلي خنثي صفحه از عبور حال در كه هاديهايي مقابل ميگيرند. قرار هستند طريق از كموتاسيون قطبهاي مغناطيسي ميدان قطبهاي سيمپيچ ميشود. توليد آنها سيمپيچ بدين هستند. سري آرميچر سيمپيچي با كموتاسيون آرميچر عرضي ميدان با آنها مغناطيسي ميدان ترتيب (. 19 )شكل بود خواهد هماهنگ N S N S 19 شكل است متداول بسيار كموتاسيون قطبهاي از استفاده اسب 1 باالي قدرت با مستقيم جريان ماشينهاي در و ميشود. استفاده بخار رفع را جاروبكها زير جرقه كموتاسيون قطبهاي اثري قطبها طولي ميدان اعوجاج بهبود در اما ميكنند آنها مغناطيسي ميدان ب رد و هستند كوچك زيرا ندارند بنابراين نميرسد. قطبها طولي ميدان به و است كم هاديهاي در القايي محركه نيروي كاهش همچنان دارد. وجود آرميچر جبرانكننده سيمپيچيهاي 17 3 و آرميچر عكسالعمل كردن خنثي براي از»سيمپيچي قطبها طولی میدان اعوجاج بهبود ميشود. استفاده 3 جبرانكننده«فك در شيارهايي درون جبرانكننده سيمپيچيهاي و ميگيرند قرار آرميچر شيارهاي موازات به قطبها ميشوند سري آرميچر سيمپيچي با سيمپيچيها اين Compensating Windings.3 Interpoles. Commutating Poles.1 1

72 جريان كرد تغيير آرميچر جريان هرگاه كه طوري به كند. تغيير نيز كننده جبران سيمپيچيهاي باید جبرانكننده سيمپيچيهاي مغناطيسي ميدان لذا باشد. آرميچر هاديهاي مغناطيسي ميدان مخالف مخالف جبرانكننده سيمپيچيهاي در جريان جهت مقابل در كه است آرميچر هاديهاي در جريان جهت (. 130 )شكل ميگيرد قرار آنها N S 130 شكل رد اعوجاج جبرانكننده سيمپيچيهاي هرچند ميبرند بين از را جاروبكها زير جرقه و طولي ميدان را مستقيم جريان ماشينهاي قيمت آنها نصب اما رد جبرانكننده سيمپيچيهاي لذا ميدهد. افزايش آنها نصب كه باال توان با مستقيم جريان ماشينهاي ميشود. استفاده دارد اقتصادي توجيه 11 پرسش كردني كامل پرسشهاي غيرهمنام قطب دو ميان مغناطيسي ميدان 1 دارد. نام... در آرميچر كالفهاي از يك هر گرفتن قرار با نميشود. القا آنها در محركه نيروي... موقعيت ميدان باشد... آرميچر جريان قدر هر 3 شد. خواهد قويتر... آرميچر عكسالعمل اثر در خنثي صفحه 4 ميشود.... سيمپيچي با كموتاسيون قطبهاي سيمپيچي 5 هستند.... آرميچر بهبود و آرميچر عكسالعمل خنثيكردن براي 6 ميشود. استفاده... از قطب طولي ميدان در اعوجاج جبرانكننده سيمپيچيهاي در جريان جهت 7 است.... جريان جهت... غلط صحيح پرسشهاي در آرميچر كالفهاي از يك هر گرفتن قرار با 1 ميشود. القا آنها در محركه نيروي خنثي صفحه موقعيت 13

73 غلط صحيح جريان تابع خنثي صفحه جابهجايي ميزان است. آرميچر غلط صحيح بين فاصله در كموتاسيون قطبهاي نصب محل 3 است. مستقيم جريان ماشين اصلي قطبهاي غلط صحيح را ها جاروبك زير جرقه كموتاسيون قطبهاي 4 ميكند. رفع غلط صحيح تشريحي پرسشهاي كنيد. تعريف را عرضي ميدان 1 دهيد. توضيح را آرميچر عكسالعمل نام را آرميچر عكسالعمل با مقابله روشهاي 3 ببريد. بنويسيد. را كموتاسيون قطبهاي وظيفه 4 بهبود در اثري كموتاسيون قطبهاي چرا 5 ندارند طولي ميدان اعوجاج سيمپيچي با كننده جبران سيمپيچيهاي چرا 6 ميشوند سري آرميچر كموتاسيون 18 هاديهاي وقتي شد داده نشان 5 بخش در S قطب حوزه وارد N قطب حوزه از آرميچر سيمپيچي معكوس ميشود. معكوس آنها در جريان جهت ميشوند صفحهي از هاديها كه ميافتد اتفاق زماني جريان شدن (. 131 )شكل ميكنند عبور خنثي 131 شكل 14 معكوس يا كموتاسيون پديده بررسي براي را آرميچر كالفهاي در جريان جهت تغيير زمان طي در آرميچر كالفهاي جريان جهت شدن جاروبكها كموتاسيون هنگام به گويند. 1»كموتاسيون«كالفهاي از تعدادي و كموتاتور از قسمتي كموتاسيون زماني مدت ميروند. كموتاتور ديگر تيغۀ به تيغه يك از است. شده داده نشان ( )13 شكل در آرميچر ديگر تيغهي به تيغه يك از جاروبك تا ميكشد طول كه با را آن و گويند. كموتاسيونزمان را برود كموتاتور ميدهند. نشان Δt Commutation.1