رشتۀ الکتروتکنیک گروه برق و رایانه شاخۀ فنی و حرفه ای پایۀ یازدهم دورۀ دوم متوسطه

کابل کشی و سیم پیچی ماشین های الکتریکی رشتۀ الکتروتکنیک گروه برق و رایانه شاخۀ فنی و حرفه ای پایۀ یازدهم دورۀ دوم متوسطه 1396

وزارت آموزش و پرورش سازمان پژوهش و برنامه ريزي آموزشي نام کتاب: کابل کشی و سیم پیچی ماشین های الکتریکی 211264 پدیدآورنده: سازمان پژوهش و برنامه ریزی آموزشی مدیریت برنامه ریزی درسی و تألیف: دفتر تأليف کتاب هاي درسي فنی و حرفه ای وکاردانش شناسه افزوده برنامه ریزی وتألیف: علی اکبر مطیع بیرجندی شهرام خدادادی مجتبی انصاری پور محمدحسن اسالمی علیرضا حجرگشت امیرحسین ترکمانی و نقی اصغری آقاباقر )اعضای شورای برنامه ریزی ) علی عراقی شهرام خدادادی حمید چراغیان )اعضای گروه تألیف( شهرام خدادادی مجتبی انصاری پور )ویراستار فنی( مدیریت آمادهسازی هنری: ادارۀ کل نظارت بر نشر و توزيع مواد آموزشی شناسه افزوده آماده سازی: جواد صفری )مدیر هنری( ایمان اوجیان )طراح یونیفورم( نیما صابر ( صفحه آرا( فاطمه رئیسیان فیروزآباد )رسام( نشانی سازمان: تهران: خيابان ايرانشهر شمالي ساختمان شمارۀ 4 آموزش و پرورش )شهيدموسوي( تلفن : 9 88831161 دورنگار : 88309266 کد پستي : 1584747359 وب گاه: www.chap.sch.ir و www.irtextbook.ir ناشر : شرکت چاپ و نشرکتاب هاي درسي ايران : تهران کيلومتر 17 جادۀ مخصوص کرج خيابان 61 )دارو پخش( چاپخانه: سال انتشار و نوبت چاپ: چاپ اول 1396 تلفن :5 44985161 دورنگار: 44985160 صندوق پستي: 139 37515 شرکت چاپ و نشر کتاب هاي درسي ايران»سهامي خاص«کلیه حقوق مادی و معنوی این کتاب متعلق به سازمان پژوهش و برنامه ریزی آموزشی وزارت آموزش و پرورش است و هرگونه استفاده از کتاب و اجزای آن به صورت چاپی و الکترونیکی و ارائه در پایگاه های مجازی نمایش اقتباس تلخیص تبدیل ترجمه عکس برداری نقاشی تهیه فیلم و تکثیر به هر شکل و نوع بدون کسب مجوز ممنوع است و متخلفان تحت پیگرد قانونی قرار می گیرند. ISBN 978-964 - 05-2883-9 شابک -9 2883-05 - 964-978

اگر یک ملتی نخواهد آسیب ببیند باید این ملت اوال با هم متحد باشد و ثانیا در هر کاری که اشتغال دارد آن را خوب انجام بدهد. امروز کشور محتاج به کار است. باید کار کنیم تا خودکفا باشیم بلکه ان شاءاهلل صادرات هم داشته باشیم. شما برادرها اآلن عبادت تان این است که کار بکنید. این عبادت است. امام خمینی )ق د س س ر ه الش ریف(

فهرست پودمان اول :...1 واحد یادگیری 1: شبکه برق و مصرفکنندههای سه فاز...2. ارزشیابی شایستگی شبکه برق و مصرفکنندههای سه فاز... 55. پودمان دوم :...57 واحد یادگیری 2: کابل کشی...58. ارزشیابی شایستگی کابل کشی...92. پودمان سوم :...93 واحد یادگیری 3: سیم پیچی ترانسفورماتور...94. ارزشیابی شایستگی سیم پیچی ترانسفورماتور...138. پودمان چهارم :...139 واحد یادگیری 4: سیم پیچی الکتروموتورهای سه فاز...140. ارزشیابی شایستگی سیم پیچی الکتروموتورهای سه فاز... 194. پودمان پنجم :...195 واحد یادگیری 5: سیم پیچی الکتروموتور تکفاز...196. ارزشیابی شایستگی سیم پیچی الکتروموتور تکفاز...231.

عزیز هنرجویان با سخني برنامههاي تا داشت آن بر را ما پايدار توسعه تحقق و فناوريها توسعه گوناگون مشاغل در كار دنياي تغيير حال در شرايط بنيادين تحول سند رويكرد با مطابق و كشور نياز براساس قبلي پايههاي تغييرات ادامه در را درسي كتابهاي محتواي و درسي مهمترين كنيم. تأليف و بازطراحي آموزشي جديد نظام در ايران اسالمي جمهوري ملي درسي برنامه و پرورش و آموزش درست و استاندارد بطور واقعي كار انجام توانايي شايستگي است. شايستگي بر مبتني ارزشيابي و آموزش كتابها در تغيير در شايستگي دسته چهار شما حرفهاي - تحصيلي رشته در ميشود. نگرش و مهارت دانش شامل توانايي است. شده تعريف است. گرفته نظر هوشمند خانه سيمكشي و پشتيبان و اضطراري برق نصب توانايي مانند كار بازار در جذب براي فني شايستگيهاي 1. انرژي مديريت و بهينه مصرف و نوآوري مانند آينده در موفقيت و پيشرفت براي فني غير شايستگيهاي 2. نرمافزارها با كار مانند ارتباطات و اطالعات فناوري شايستگيهاي 3. ديگر منابع از اطالعات كسب مانند مادامالعمر يادگيري به مربوط شايستگيهاي 4. متخصصان مشاركت با و باالدستي اسناد بر مبتني كاردانش و حرفهاي و فني درسي كتابهاي تأليف دفتر اساس اين بر تدوين را حرفهاي و فني شاخه رشتههاي درسي برنامه اسناد مجموعه كار دنياي خبرگان و حرفهاي و فني درسي برنامهريزي است. رشته هر درسي كتابهاي تأليف راهنماي و اصلي مرجع كه نمودهاند كسب است. شده تأليف 11 پايه در الكتروتكنيك رشته ويژه كه است كارگاهي و فني شايستگيهاي درس سومين درس اين تمام نماييد سعي عزيز هنرجويان است. ضروري بسيار شما حرفهاي و شغلي آينده موفقيت براي كتاب اين شايستگيهاي رسانيد. اثبات به ارزشيابي فرايند در و كسب را كتاب اين در شده داده آموزش شايستگيهاي واحد چند يا يك داراي پودمان هر و است پودمان پنج شامل الکتریکی های ماشین پیچی سیم و کشی کابل درسي كتاب پودمان هر يادگيري از پس عزيز هنرجويان شما است. شده تشكيل كاري مرحله چند از يادگيري واحد هر و است يادگيري نمرات ثبت سامانه در نمره يك پودمان هر براي شما محترم هنرآموز نماييد. كسب را آن به مربوط شايستگيهاي ميتوانيد اول ارزشيابي از پس شايستگي نشدن احراز صورت در ميباشد. 12 حداقل پودمان هر در قبولي نمره و مينمايد منظور نمره بخش دو از و پودمان 5 شامل درس اين در شما كارنامه دارد. وجود تحصيلي سال آخر تا مجدد ارزشيابي و جبران فرصت همان در تنها نكرديد كسب را قبولي نمره پودمانها از يكي در اگر و بود خواهد پودمان هر براي شايستگي نمره و مستمر ارزشيابي به الزم و تأييد مورد ارزشيابي اول مرحله در شده قبول پودمانهايي و گيريد قرار ارزشيابي مورد است الزم پودمان است. تأثيرگذار بسيار شما كل معدل در و است 8 ضريب داري درس اين همچنين نميباشد. مجدد وجود است شده تأليف و طراحي شما براي كه آموزشي بسته اجزاء ساير از استفاده امكان شما درسي كتاب بر عالوه همچنين استفاده بايد درسي كتاب در موجود فعاليتهاي انجام براي كه ميباشد هنرجو كتاب آموزشي بسته اجزاي اين از يكي دارد. ديگري آموزشي بسته اجزاي ساير باشيد. داشته همراه نيز ارزشيابي فرايند و آزمون هنگام ميتوانيد را خود همراه كتاب نماييد. عناوين از ميتوانيد www.tvoccd.medu.ir نشاني با خود رشته وبگاه به مراجعه با كه است شده گرفته نظر در شما براي نيز شويد. مطلع آن و زيست محيط از حفاظت حرفهاي اخالق منابع مديريت جمله از غيرفني شايستگيهاي با ارتباط در يادگيري فعاليتهاي بسته و درسي كتاب در و طراحي فني شايستگيهاي با همراه ارتباطات و اطالعات فناوري و مادامالعمر يادگيري شايستگيهاي ببينيد آموزش فني شايستگيهاي كنار در را شايستگيها اين نماييد كوشش عزيز هنرجويان شما است. شده ارائه آموزشي كار انجام اصول از حفاظتي و بهداشتي ايمني نكات رعايت گيريد. كار به يادگيري فعاليتهاي انجام در را آنها و كنيد تجربه بگيريد. جدي كارها انجام در است آمده كتاب در كه مواردي رعايت خصوص در محترمتان هنرآموز توصيههاي لذا است استقالل و سربلندي جهت در مؤثري گامهاي گرامي هنرآموزان هدايت و عزيز هنرجويان شما كوشش و تالش با اميدواريم شود. برداشته اسالمي ميهن برومند جوانان شايسته مؤثري تربيت و اقتصادي و اجتماعي پيشرفت و كشور كاردانش و حرفهاي و فني درسي كتابهاي تأليف دفتر

سخني با هنرآموزان عزیز در راستاي تحقق اهداف سند تحول بنيادين آموزش و پرورش و برنامه درسي ملي جمهوري اسالمي ايران و نيازهاي متغير دنياي كار و مشاغل برنامه درسي رشته الكتروتكنيك طراحي و براساس آن محتواي آموزشي نيز تأليف گرديد. كتاب حاضر از مجموعه كتابهاي كارگاهي ميباشد كه براي پایه یازدهم تدوين و تأليف گرديده است اين كتاب داراي 5 پودمان است كه هر پودمان از يك يا چند واحد يادگيري تشكيل شده است. همچنين ارزشيابي مبتني بر شايستگي از ويژگيهاي اين كتاب ميباشد كه در پايان هر پودمان شيوه ارزشيابي آورده شده است. هنرآموزان گرامي ميبايست براي هر پودمان يك نمره در سامانه ثبت نمرات براي هر هنرجو ثبت كنند. نمره قبولي در هر پودمان حداقل 12 ميباشد و نمره هر پودمان از دو بخش تشكيل ميگردد كه شامل ارزشيابي پاياني در هر پودمان و ارزشيابي مستمر براي هريك از پودمانها است. از ويژگيهاي ديگر اين كتاب طراحي فعاليتهاي يادگيري ساختيافته در ارتباط با شايستگيهاي فني و غير فني از جمله مديريت منابع اخالق حرفهاي و مباحث زيست محيطي است. اين كتاب جزئي از بسته آموزشي تدارك ديده شده براي هنرجويان است كه الزم است از ساير اجزاء بستة آموزشي مانند كتاب همراه هنرجو نرمافزار و فيلم آموزشي در فرايند يادگيري استفاده شود. كتاب همراه هنرجو در هنگام يادگيري ارزشيابي و انجام كار واقعي مورد استفاده قرار ميگيرد. شما ميتوانيد براي آشنايي بيشتر با اجزاي بسته يادگيري روشهاي تدريس كتاب شيوه ارزشيابي مبتني بر شايستگي مشكالت رايج در يادگيري محتواي كتاب بودجهبندي زماني نكات آموزشي شايستگيهاي غير فني آموزش ايمني و بهداشت و دريافت راهنما و پاسخ فعاليتهاي يادگيري و تمرينها به كتاب راهنماي هنرآموز اين درس مراجعه كنيد. الزم به يادآوري است كارنامه صادر شده درسال تحصيلي قبل بر اساس نمره 5 پودمان بوده است و در هنگام آموزش و سنجش و ارزشيابي پودمانها و شايستگيها ميبايست به استاندارد ارزشيابي پيشرفت تحصيلي منتشر شده توسط سازمان پژوهش و برنامهريزي آموزشي مراجعه گردد. رعايت ايمني و بهداشت شايستگيهاي غير فني و مراحل كليدي بر اساس استاندارد از ملزومات كسب شايستگي ميباشند. همچنين براي هنرجويان تبيين شود كه اين درس با ضريب 8 در معدل كل محاسبه ميشود و داراي تأثير زيادي است. پودمان اول: شبکه برق سهفاز و ارتباط آن با مصرفکنندههای سهفاز با توجه به نوع بارهای متعادل و نامتعادل در این پودمان آموزش داده میشود و پارامترهای الکتریکی تحلیل میشود. پودمان دوم: کابلکشی شامل نصب کابل روی دیوار سینی کابل نردبان کابل مفصلبندی کابل و کابلدفنی از مهمترین شایستگیهای این پودمان است. پودمان سوم: محاسبات و سیمپیچی ترانسفورماتور تکفاز و تحلیل آرایشهای بیباری و اتصال کوتاه از مهمترین عناوین شایستگی در این پودمان است. پودمان چهارم: آشنایی با انواع سیمپیچی الکتروموتورهای سهفاز جدول و ترسیم دیاگرام عایقکاری سربندی و آزمایشهای صحت سیمپیچی الکتروموتور و راهاندازی آن در این پودمان دنبال میشود. پودمان پنجم: سیمپیچی الکتروموتورهای یکفاز )راهانداز موقت و دائم( جدول و ترسیم دیاگرام و الکتروموتورهای تکفاز دو سرعته )کولری( از شایستگیهای مهم این پودمان است. دفتر تأليف كتابهاي درسي فني و حرفهاي و كاردانش

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز پودمان 1 شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز 1

واحد یادگیری 1 شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز آیا می دانید: شبکه برق سه فاز از چه قسمت هایی تشکیل شده است مزایای برق سه فاز نسبت به یک فاز چیست توان الکتریکی در حالت ستاره و مثلث چه تفاوتی دارد تفاوت بار متعادل و نا متعادل سه فاز چیست استاندارد عملکرد پس از اتمام این واحد یادگیری هنرجویان قادر خواهند بود ابتدا با شبکه برق سه فاز )تولید انتقال و توزیع( آشنا شده و می توانند ولتاژ و جریان خط و فاز بار الکتریکی سه فاز را اندازه گیری کنند. آنها قادر به راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز با انواع کلید های راه اندازی خواهند بود و شرایط بار متعادل و نامتعادل سه فاز را به کمک اتصال بار الکتریکی ستاره و مثلث المپ تحلیل خواهند کرد. 2

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز * مقدمه شبکه های الکتریکی که برای تأمین ولتاژ و جریان مورد نیاز مصرف کننده ها مورداستفاده قرار می گیرند به دو صورت: 1 تکفاز 2 سه فاز هستند. از آنجایی که شبکۀ تکفاز جزئی از شبکۀ سه فاز است و از طرفی دیگر تولید ولتاژ و جریان AC به صورت سه فاز انجام می شود به همین دلیل در ابتدا ساختار کلی شبکه های الکتریکی و سپس چگونگی تولید آن ارائه می شود. آيا تابه حال فكر کرده اید توليد انرژي الكتريكي از نيروگاه تا محل مصرف چه مراحلي را طي می کند 1 1 ساختار شبکه های الکتریکی در شکل کلی می توان ساختار شبکه های الکتریکی را در قالب سه گروه )شكل 1( به صورت زیر معرفی کرد: 1 تولید ( )Generation 2 انتقال )Transmission( 3 توزیع ribution( )Dis t شكل 1 توليد و انتقال و توزيع انرژي الكتريكي 1 1 1 تولید انرژی الکتریکی در بخش تولید انرژی نیروگاه ها قرار دارند که وظیفۀ آنها تولید انرژی الکتریکی AC است که با بهره گیری از ژنراتورها صورت می گیرد. ولتاژ خروجی ژنراتورها در محدودۀ 10KV تا 20KV است. میزان جریان دهی ژنراتورها به مقدار توان ظاهری )S( آنها بستگی دارد. مقدار توان ظاهری را از رابطۀ زیر می توان محاسبه کرد. )V( ولتاژ مؤثر برحسب ولت V e )A( جریان مؤثر برحسب آمپر I e )V.A( توان برحسب ولت آمپر S S= 3 VI e e تمرین رابطه توان ظاهري در مدار يك فاز و سه فاز را با يكديگر مقايسه كنيد. 3

چون مقدار جریان دهی ژنراتور زیاد است )در محدودۀ کیلو آمپر )KA ت C ب از نوع سنکرون )هم زمان( هستند. از رابطۀ مقابل می توان محاسبه کرد: و سپس تولید ولتاژ و جریان : 1 لذا توان ژنراتورها اغلب برحسب مگا ولت آمپر )MVA( بیان می شود: S= 3 V.I [MVA] = 3 [KV].[KA] e e شكل 2 ژنراتور سه فاز در نیروگاه 1 1 1 1 چگونگی تولید جریانهای سهفازه ژنراتورهای تولیدکننده جریان الکتریکی سه فاز از دو بخش اصلی تشکیل شدهاند. 1 بخش ساکن )استاتور( 2 بخش متحرک )روتور( استاتور ژنراتورها مشابه موتورهای سهفاز دارای یک هسته از جنس آهن نرم است که ورق ورق بوده )شکل الف(. و از کنار هم قرار گرفتن این ورقها هستهای بهصورت استوانهای شیاردار پدیدمیآید شکل ) 3 ب(. در داخل شیارهای استاتور از سه گروه سیمپیچی که نسبت به هم 120 اختالف فاز مکانی دارند استفاده میشود که نحوه اتصال سیمپیچی بر پایه اصول سیمپیچی است و درنهایت سه سیم بهعنوان سرهای سیمپیچی از استاتور خارج میشود. برای حفاظت سیمپیچی و ورقهای استاتور کل مجموعه در داخل یک پوسته چدنی مطابق شکل )4( قرار میگیرد. ب( استوانه هسته استاتور الف( ورق هسته شكل 4 استاتور سيم پيچي شكل 3 هسته استاتور 4

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز تحقیق جریان های سه فاز را ازنظر دامنه و زمان تناوب و اختالف فاز با يكديگر مقايسه كنيد و به كالس ارائه كنيد. A شكل 5 روتور ژنراتور سنكرون B C A روتور ژنراتورهای سنکرون نیز مشابه استاتور شامل یک هسته است که روی آن از یک سیم پیچی که به صورت دوتکه است استفاده می شود. در ژنراتورهای سنکرون وظیفه تولید میدان مغناطیسی )تحریک( و بروز پدیده القاء نیروی محرکه به عهده روتور است. شکل )5( تصویر روتوریک ژنراتور سنکرون را نشان می دهد. برای آشنايي با چگونگی تولید ولتاژ سه فاز تصویر ساده ای ازاستاتور ژنراتور سنکرون را مطابق شکل )6( در نظر بگيريد. در مولد سنکرون سیم پیچ روتور به جریان DC متصل می شود. با عبور جریان از داخل سیم پیچی روتور میدان مغناطیسی ثابتی در فضای اطراف هسته پدید می آید که سبب می شود تا هسته به صورت یک آهنربا دارای خاصیت مغناطیسی شود. تحقیق منظور از ژنراتور سنكرون چيست S B C شکل 6 استاتور ژنراتور آسنكرون + _ شكل 7 سیمپیچ روتور N روتور ژنراتورها ازطریق یک محور به توربین )محرک مکانیکی( متصل است که به واسطه وارد شدن نیروی مکانیکی به توربین )مانند: جاری شدن آب در نیروگاه های آبی برخورد بخارآب پرفشار در نیروگاه های حرارتی برخورد باد با پره های بزرگ در نیروگاه های بادی و...( شروع به چرخش کرده و درنتیجه روتورکه دارای خاصیت مغناطیسی است شروع به حرکت می کند. در اثر چرخش روتور میدان مغناطیسی اطراف آن در هرلحظه از زمان که در مقابل یک سیم پیچی استاتور قرار می گیرد طبق قانون فاراده نیروی محرکه القایی در آن پدید می آید. برای آشنايي با چگونگی تولید ولتاژ القایی در 5

سیم پیچی های سه فاز ژنراتورها تصاوير ساده ای از سیم پیچی های استاتور به همراه وضعیت قرار گرفتن روتور در چند لحظه نشان داده شده است. تحقیق چرا توليد انرژي الكتريكي به صورت 3 فاز انجام می شود C Bʹ C Bʹ C Bʹ Aʹ S N aʹ A Aʹ S N aʹ A Aʹ S N aʹ A b c b c b c B Cʹ B Cʹ B Cʹ )پ( )ب( )الف( C Bʹ C Bʹ C Bʹ Aʹ N S aʹ A Aʹ N S aʹ A Aʹ N S aʹ A b B c Cʹ b B c Cʹ b B c Cʹ )ج( )ث( )ت( C Bʹ Aʹ b c aʹ S N B Cʹ A )چ( شکل ۸ شکل 8 فیلم توليد انرژي الكتريكي 3 فاز از لحظه 1:10 تا 3:20 6

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز ولتاژ القایی در هرلحظه به سینوس زاویه میدان مغناطیسی روتور و سیمپیچی استاتور بستگی دارد و از طرف دیگر چون در استاتور سه گروه سیمپیچی با اختالففاز مکانی 120 درجه در داخل شیارها استفادهشده لذا در اثر گردش یک دور روتور ولتاژها و جریانهای سه فاز با اختالففاز زمانی 120 درجهای طبق معادالت )1( در سیمپیچیهای استاتورتولید میشود. V AA =Vm sin (ωt) )1( V BB =Vm sin (ωt - 120) V CC =Vm sin (ωt - 240) در مباحث عملی ولتاژهای القا شده در سه فاز ژنراتور سنکرون را بهصورت زیر نشان میدهیم. V AA = V A L1 فاز<------ V BB = V B L2 فاز ------> V CC = V C L3 فاز ------> شکل موج ولتاژهای القایی یک شبکه سه فاز را در شکل )9( مشاهده میکنید. V L1 (A) L2 (B) L3 (C) 0 90 180 270 360 d 0 شروع فاز L3 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 شکل 9 شروع فاز L2 شروع فاز L1 2 1 1 1 مزایای برق سه فاز نسبت به تکفاز الف( توان الکتریکی در مصرف کننده های سه فاز هیچ وقت به صفر نمی رسد. همان طوری که در شکل مشخص است هرگاه دریکی از لحظات دامنۀ یکی از فازها به صفر برسد دامنه دو فاز دیگر صفر نبوده و به مصرف کننده انرژی می دهند. به همین دلیل بازده ماشین های سه فاز نسبت به تکفاز بیشتر است. VI, VI, ωt ωt 7 برق تک فاز شکل 10 منحنی برق سه فاز و تکفاز برق سه فاز

باال بودن توان در ماشین های سه فاز باعث می شود تا بازده آنها به حدود % 99 هم برسد در صورتی که در ماشین های تکفاز بازده در حدود % 65 یا پایین تر است. در منحنی های شکل 10 منحنی تغییرات برق سه فاز با تکفاز )ولتاژ و جریان( مقایسه شده است. تمرین ترسيم منحني سه فاز را روي يك كاغذ شطرنجي انجام دهيد. ب( در صورت یک سو کردن )تبديل AC به )DC هر دو موج سه فاز و تکفاز )حذف نیم سیکل های منفی موج( ضربان موج یک سو شده سه فاز)ریپل( نسبت به موج یک سو شده تکفاز کمتراست. شکل )11( V یا I V یا I t t موج یکسو شده تکفاز با ضربان باال موج یکسو شده سه فاز با ضربان کم شکل 11 مقایسه یکسو شده برق سه فاز و تکفاز ج( برای چرخش موتورهای سه فاز نیاز به ایجاد میدان مغناطیسی دواری است که در سطح استاتور پدید آید. در راه اندازی موتورهای سه فاز این کار بدون واسطه انجام می شود چراکه بااتصال موتور به برق سه فاز میدان دوار ایجادشده و موتور شروع به چرخش می کند. درصورتی که موتورهای تکفاز بدون وجود سیم پیچ استارت یا وسیله خارجی قادر به راه اندازی نیستند. این موضوع باعث می شود که موتورهای تکفاز نسبت به موتورهای سه فاز دارای قیمت بیشتر بوده در بحث تعمیر و نگهداری نيز به تخصص باال نیاز داشته باشند. در خصوص میدان دوار در قسمت قبل به طور کامل شرح داده شده است. فیلم تفاوت ژنراتور سه فاز و يك فاز از لحظه 3:20 تا 28 4: 2 1 1 انتقال انرژی الکتریکی در شبکه برق رسانی سراسری نزدیک بودن محل تولید انرژی با محل مصرف دیگر ضروری نبوده و مطرح نمی باشد چراکه احداث نیروگاه ها و تولید انرژی الکتریکی دارای محدودیت هایی است. لذا در اینجا است که اهمیت خطوط انتقال انرژی مشخص می شود. در شبکه برق رسانی برای انتقال انرژی الکتریکی در فاصله بین نیروگاه ها تا شهرها )محل مصرف( از خطوطی استفاده می شود که دارای سطح ولتاژ باالیی هستند و معموال از پایه های فلزی و یا تیرهای بتونی بزرگ استفاده می شود چراکه توان انتقالی زیاد بوده و به دليل باال بودن جریان انتقالی و بزرگ بودن سطح مقطع یا زیاد بودن تعداد رشته سیم ها و همچنین افزایش وزن سیمی که پایه سیم ها باید تحمل کنند از پایه های محکم فلزی به نام "دکل" استفاده می شود. شکل )12( تصویر چند نمونه پایه های خطوط انتقال را نشان می دهد. 8

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز شكل 12 پايه هاي خطوط انتقال انرژي الكتريكي سطح ولتاژ در خطوط انتقال انرژی الکتریکی شبکه ایران عبارت اند: 63 KV, 132 KV, 230 KV, 400 KV فیلم انتقال انرژي الكتريكي از 4:30 تا 6:12 فیلم شناخت خطوط و دکل ها توزيع و فوق توزيع انتقال از لحظه 12:40 تا 15:40 3 1 1 توزیع انرژی الکتریکی در بخش توزیع انرژی الکتریکی اندازه ولتاژها نسبت به ولتاژهای بخش انتقال کمتر می باشد. مقادیر ولتاژهای باالی خطوط انتقال در قسمت توزیع توسط ترانسفورماتورها به ولتاژهای 400V سه فاز و 230V تکفاز تبدیل می شوند تا در مصرف کننده های سه فاز و تکفاز مورد استفاده قرار گیرد. در بخش توزیع مصرف کننده های مختلفی می توانند وجود داشته باشند که در اینجا موتورهای القایی سه فاز را به عنوان مصرف کننده های سه فاز و مصارف خانگی به عنوان مصرف کننده های تکفاز در نظر گرفته می شود. در شکل )13( ساختار کلی ارتباط بین سه قسمت اصلی اجزای شبکه به همراه اعداد واقعی ولتاژ ترانسفورماتورها مشاهده می شود. 9

G مصرف خانگى مصرف صنعتى مصرف كشاورزى مصرف تجارى مصارف عمومى توزيع ترانسفورماتور توزيع ترانسفورماتور (مبدل كاهنده) ترانسفورماتور (مبدل كاهنده) انتقال ترانسفورماتور (مبدل كاهنده) ترانسفورماتور (مبدل افزاينده) ترانسفورماتور (مبدل افزاينده) توليد ترانسفورماتور (مبدل افزاينده) ژنراتور (مولد) 20kv/63kv 63kv/132kv 132kv/230kv 230kv/132kv 132kv/63kv 63kv/20kv 20kv/400v شكل 13 نمودار تك خطي توليد انتقال و توزیع انرژي الكتريكي خطوط فشار متوسط 1 3 1 1 خطوط برق در شبکه های توزیع برق مصرف کنندگان سه فاز و تکفاز با خطوط ولتاژ پایین )خطوط فشار ضعیف )LV تأمین می شود. برای تأمین ولتاژ شبکه فشار ضعیف از ترانسفورماتور سه فاز توزیع 20 KV 400V/ استفاده می شود. خط فشار ضعیف ترانسفورماتور توزيع)ترانس کاهنده( شكل 14 خطوط توزيع N سیم نول سیم فاز شب L1 فاز اول L2 فاز دوم L3 فاز سوم همانطور که در شکل )14( مشاهده می شود شبکه توزیع از پنج سیم تشکیل شده و ترتیب قرار گرفتن سیم ها و حروف اختصاری طبق استاندارد IEC مطابق شکل )15( است. شكل 15 ترتيب فازها در خطوط L1 فاز اول L2 فاز دوم L3 فاز سوم Nسیمنول PEسیمارت در ترسیم نقشه مدارهای الکتریکی ترتیب خطوط و رنگ سیم ها در شبکه توزیع سه فاز الکتریکی مطابق شکل 16 در نظر گرفته می شود. رنگ سیم قهوهای رنگ سیم مشکی رنگ سیم خاکستری رنگ سیم آبی رنگ سیم سبز و زرد شكل 16 رنگ سيم فازها در نقشه كشي فیلم خطوط مختلف انرژي الكتريكي 6:22 تا 11:21 سؤال: چرا ارتفاع خطوط هوايي 20 KV از سطح زمين نسبت به خطوط هواييV 400 بيشتر است 10

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز 2 3 1 1 ولتاژها و جریان ها در شبکه های سه فاز توزیع: در شبکه سه فاز توزیع ولتاژها و جریان ها با عناوینی به شرح زیر معرفی شده و به کار می روند: الف( ولتاژ خطی) V(: L به مقدار ولتاژ )اختالف پتانسیل( بین دو فاز یک شبکه سه فاز "ولتاژ خطی" گویند که در شبکه توزیع ایران مقدار آن 400V است. ب( ولتاژ فازی) V(: P به مقدار ولتاژ )اختالف پتانسیل( دو سر هر یک از کالف های )مسیرهای عبور جریان( یک مصرف کننده سه فاز "ولتاژ فازی" گویند. به بیانی دیگر و در شرایطی خاص به اختالف پتانسیل بین هرفازو سیم نول نیز "ولتاژ فازی" گفته می شود. مقدار این ولتاژ در شبکه ی توزیع ایران 230V است. ج( جریان خطی) I(: L به مقدار جریانی که از هر خط سیم فاز شبکه توزیع عبور می کند "جریان خطی" گویند. د( جریان فازی) I(: P به مقدار جریانی که از سیم پیچ هر فاز مصرف کننده سه فاز عبور می کند "جریان فازی" گویند. شکل) 17 ( ولتاژ و جریان های خطی و فازی را به ازای مصرف کننده های مختلف نشان می دهد. L1 L2 L3 N V V V V V V V L V L V L V P V P V P (400V) (400V) (400V) (230V) (230V) (230V) I L A A A A A A A A A A A فروشگاه I P I P I P I P مصرف كننده ي تجارى مصرف كننده ي خانگى مصرف كننده ي خانگى پست برق I L I L A مصرف كننده ي صنعتى شكل 17 ولتاژ و جريان های خطی و فازی تذکر از هنرآموزان عزیز تقاضا می شود که در ابتدای هر کار عملی موارد زیر را به هنرجویان یادآور شوند. 1 چون ولتاژ کار مدار زیاد است و احتمال برق گرفتگی شدید وجود دارد همیشه در ضمن توضیح هر کار عملی تذکرات الزم را در خصوص رعایت نکات ایمنی بیان شود. 2 فاصله های مناسب برای نصب )مونتاژ( قطعات روی تابلو برق را با توجه به امکانات موجود تعیین کنید. سعی شود فاصله های بین قطعات در کارهای مشابه مساوی باشد تا کارآموزان بتوانند از سیم ها و کابل های بریده شده در کارهای مختلف استفاده کنند. 3 به هنرجویان تذکرهای الزم پیرامون حفظ و نگهداری قطعات ابزار کار و همچنین بریدن وباز کردن سیم ها و کابل ها داده شود تا ضایعات و تلفات کمتری در سیم و کابل داشته باشند. شكل 18 موتور الكتريكي 11 2 1 موتورهای الکتریکی سه فاز موتورهای القایی سه فاز نیز مشابه مولدها از دو بخش استاتور و روتور تشکیلشده است. استاتور از سه گروه سیمپیچی )کالف( تشکیلشده که در داخل شیارهای موتور قرار میگیرند. هسته روتور موتورهای سه فاز از جنس آهن نرم بوده که در داخل شیارهای آن از میلههای آلومینیومی بهعنوان هادی استفادهشده است. بدنه استاتور سیمپیچی استاتور هسته استاتور

تخته كلم برای اتصال سیم پیچ های موتور سه فاز سروته کالف های موتور از داخل پوستة موتور به یک محفظه یا ترمینال هدایت می شوند که اصطالحا به آن "تخته کلم" موتور گویند. )شکل 19( نحوه نام گذاری سروته کالف های استاتور و موتور سه فاز طبق استاندارد IEC مطابق شکل )20( است. وضعیت قرار گرفتن سروته کالف ها در زیر پیچ های تخته کلم موتور طبق استاندارد مطابق شکل )21( است. شكل 19 تخته كلم U1 سركالف V1 سركالف W1 سركالف U1 V1 W1 کالف فازسوم کالف فازدوم کالف فاز اول W2 U2 V2 M 3 ته کالف U2 ته کالف V2 ته کالف W2 شكل 20 نام گذاري كالف هاي استاتور شكل 21 اتصال کالف ها 3 1 اتصال ستاره سیم پیچی موتور سه فاز 1 3 1 تعریف اتصال ستاره تعریف: هرگاه انتهای سیم پیچ های) W2,U2(,V2 را به یکدیگر وصل کرده و به ابتدای سیم پیچ ها )W1,U1(,V1 به ترتیب شبکه سه فاز )L3,L1(,L2 وصل کنیم این اتصال را "اتصال ستاره" گویند )شکل 22(. در اغلب متون فنی از شکل )23( که تصویری دیگر از اتصال ستاره است برای تحلیل این اتصال استفاده می شود. L1 L2 L3 L1 U1 U1 V1 W1 N U2 W2 V2 U2 V2 W2 V1 شكل 23 اتصال ستاره با سيم نول شكل 22 اتصال ستاره L2 L3 W1 12

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز گفتنی است بر روی پالک موتورها یا در مواردی که نیاز به خالصه نویسی است از عالمت ( ) برای نشان دادن اتصال ستاره استفاده می شود. 1 1 3 1 ولتاژها و جریان ها در اتصال ستاره با توجه به تعاریف ارائه شده برای ولتاژها و جریان ها در شبکه های سه فاز و بررسی آنها برای اتصال ستاره می توان به خصوصیات این اتصال پی برد. L1 I L1 A V P =V AAʹ I P1 N V L I N Aʹ V L I P3 Bʹ Cʹ I P2 I L2 L2 B V P =V BBʹ V P =V CCʹ C V L I L3 L3 شكل 24 ولتاژ و جريان در اتصال ستاره همان طور که در شکل )24( مشاهده می شود در اتصال ستاره ولتاژی که در دو سر هر کالف موتور افت می کند برابر ولتاژ شبکه نبوده و به نسبت 3 برابر کمتر است. اما چون مسیر عبور جریان جاری در شبکه )جریان خطی( با مسیر جریان جاری در هر کالف )جریان فازی( یکی است لذا اندازۀ آنها با یکدیگر برابر بوده و به اختصار روابط مربوط به اتصاالت ستاره را چنین می توان نوشت: V L V P = 3 I P = I L با در نظر گرفتن روابط فوق میتوان نتیجه گرفت که ولتاژ دو سر هر کالف در اتصال ستاره یک موتور سه فازه برابر خواهد شد با: VL 400 V P = = = 231/ 2 230V 3 1/ 73 )جریان نامی موتور( I P = I L = I n 13

در صورتی که قرار باشد به طور مستقیم سیم پیچ های یک موتور را به صورت ستاره اتصال داده و به شبکه متصل شود بايد با استفاده از تسمه های مسی شکل )25( اتصال ستاره را مطابق شکل )26( ایجاد نمود. شكل 25 تسمه مسي شكل 26 اتصال تسمه مسي 4 1 راه اندازی موتورهای الکتریکی با کلیدهای سه فاز در مدارهای سه فازه از کلیدهای مختلفی استفاده می شود که در شکل )27( تصویری از مشخصه های کلیدها که معموال روی بدنه آنها یا در کاتالوگ ها به کار می روند را مشاهده می کنید. نام کلید تصویر قطع و وصل ساده ) 1 0 ( معکوس کنندۀ جهت گردش موتور )چپ گرد راست گرد( ) 2 0 1 ( ستاره مثلث ) 0 ( ستاره مثلث چپ گرد راست گرد چند سرعته ) 2 1 0 ( و ) 3 2 1 0 ( راه اندازی موتورهای تکفاز انتخاب کنندۀ فاز )برای دستگاه های اندازه گیری( )مانند کلید ولت متر( شكل 27 تصاوير كليدهاي متداول راه اندازی الكتروموتورها 14

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز برای راه اندازی مصرف کننده های سه فاز در حاالت مختلف از کلیدهای سه فازه با ظاهر و همچنین زمینه های کاربردی متفاوت استفاده می شود که در این فصل با سه نوع آن آشنا می شوید. 1 4 1 کلید قطع و وصل )1 0 صفر و یک( امروزه به دلیل ساختمان ساده قیمت مناسب عمر طوالنی و تنوع در عملکرد کلید های زبانه ای در سطح وسیعی تولید و به کار گرفته می شوند. شکل )28( تصویر کلید قطع و وصل )0 1 ( را در دو نوع گردان تابلویی )شکل الف( و اهرمی بدنه چدنی )شکل ب( نشان می دهد. شكل الف( كليد گردان شكل ب( كليد اهرمي در این کلید با چرخش 90 درجه ای کلید گردان تابلویی یا چرخاندن اهرم کلید بدنه چدنی سه کنتاکت بازهم محور به صورت همزمان بسته شده و مدار وصل می شود. با کلید قطع و وصل امکان راه اندازی موتور سه فاز در یک حالت )ستاره یا مثلث( امکان پذیر است به همین دلیل ضروری است روی تخته کلم موتور اتصال موتور به صورت ثابت ایجاد شود. در شکل )29( شمای حقیقی و فنی کلید قطع و وصل )0 1 ( را نشان داده شده است. Q1 Ι 0 1 2 3 4 5 6 0 Ι Q1 شماي حقيقي شكل 29 شماي حقيقي و فني كليد قطع زمين 3 / N/PE / ~ 50HZ 400 /230 v L1 L2 L3 N PE F1 3 / N/PE / ~ 50HZ 400 /230 v 5 F1 3 3 شکل 28 شماي فنی 1 2 3 4 5 6 0 Q1 Ι Q1 Ι 0 3 نقشه مدار حقیقی و فنی )تک خطی( کلیدهای قطع و وصل )0 1 ( در شکل )30( نشان داده شده است. بر اساس این نقشه ها می توان کلید را به هر مصرف کنندۀ سه فاز در مدار اتصال داد. شكل 30 نقشه حقيقي و فني مدار قطع و وصل موتور سهفاز با كليد ) 1 0 ( 15

2 4 1 راهاندازی موتور سه فاز در اتصال ستاره با کلید قطع و وصل )1 0( درعمل و به جهت اختصار نوشتن عملکرد کلید 1 0 میتوان آن را بهصورت شکل )31( نشان داد. همانطوری که در شکل )32( مشخص است با وصل کلید و بردن به حالت 1 پیچهای شماره 5 3 1 که L1 U1 W2 L2 V1 U2 L3 W1 V2 L1 L2 L3 N PE 3 / N/PE / ~ 50 HZ 400 /230 v 3 / N/PE / ~ 50HZ 400 /230 v 5 4 F1 F1 3 4 اتصال شكل 31 اتصال موتور به شبكه با كليد ) 1 0 ( به فازهای ورودی متصل هستند به ترتیب به پیچ های 6 4 2 که به سرهای مصرف کننده )مانند موتور الکتریکی ) اتصال یافته و سه فاز به سرهای U1 و V1 و W1 اتصال می یابند. U1 V1 W1 1 2 3 4 5 6 0 Q1 Ι Q1 Ι 0 M 3 4 PE M 3 شكل 32 شماي حقيقي و فني فیلم اتصال ستاره کالف های تخته كلم از لحظه :15 50 تا :17 50 VL 1 VL 2 VL 3 شکل 33 I L1 IL 2 IL 3 تذکر تذکر 1 توصیه می شود برای اندازه گیری ولتاژها و جریان های خطی مدار از وسایل اندازه گیری دیجیتالی که به صورت یک مجموعه هستند استفاده شود شکل )33(. چرا که عالوه بر باال بودن درجه دقت در این وسایل فضای کمتری را اشغال کرده و در صنعت نیز کاربرد بیشتری دارند. 16

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز V A تذکر 2 توصیه می شود برای اندازه گیری ولتاژها و جریان های فازی مدار از وسایل اندازه گیری دیجیتالی تکی مطابق شکل )34( استفاده نمایید. شکل 34 در شکل )35( تصویری از مجموعه پیشنهادی برای پیشبینی ولتمترها و آمپرمترهای فازی نشان داده شده است. VP 1 I P1 VP 2 I P2 VP 3 I P3 V A V A V A شکل 35 کار عملی 1 هدف: راه اندازی موتور سه فاز در اتصال ستاره با کلید قطع و وصل) 1 0( L1 L2 L3 N PE 3 / N/PE / ~ 50HZ 400 /230 v F1 1 2 3 I مداردرشرایط کار طبیعی)نرمال( 1 مدار راه اندازی موتور سه فاز اتصال ستاره ثابت را با استفاده از وسایل اندازه گیری مطابق نقشه نشان داده شده در شکل )36( روی تابلو اتصال دهید. 0 Ι VL12 VL23 V4 V5 A4 IL1 IL2 A5 IL3 A6 4 5 6 Q1 VL31 V6 A6 VP1 V1 VP2 V2 VP3 V3 IP1 A1 IP2 A2 IP3 A3 IN U1 V1 W1 W2 U2 V2 M 3 شكل 36 راه اندازي موتور سه فاز و اتصال ستاره 17

تذکر برای باال بردن ایمنی مدار و جلوگیری از برق گرفتگی ضروری است برای ایجاد اتصاالت نشان داده شده در نقشه از ترمینال استفاده شود و از اتصال گیره و یا نوارچسب خودداری شود. 2 پس از سیمکشی و کابلکشی بین قطعات با حضور مربی فیوز را وصل و کلید را در حالت 1 قرار دهید. 3 مقادیر ولتاژها و جریانهای خطی و فازی که توسط وسایل اندازهگیری نشان داده میشود را قرائت نموده و در جدول شماره )1( ثبت کنید. جدول شماره ) 1 ( اتصال ستاره موتور سه فاز در شرایط کار طبیعی مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 4 اندازه جریان عبوری از سیم نول را اندازهگیری نموده و یادداشت نمایید.... = N I جریان سیم نول 5 از مقایسه مقادیر اندازهگیری شده توسط ولتمترها و آمپرمترها چه نتیجهای میگیرید آیا با مطالب تئوری که در متن درس با آن آشنا شدهاید مطابقت دارد مختصرا توضیح دهید. 6 آیا شرایط بار نامتعادل را در این مدار میتوان انجام داد چرا II مداردرشرایط قطع یکفاز شبکه 7 با حضور مربی خود فیوز یکی از فازهای مدار را برای چند ثانیه در شرایط قطع یکفاز قرار داده و مقادیر ولتاژها و جریانهای فازی را مشاهده کرده و در جدول )2( ثبت کنید. جدول شماره ) 2 ( اتصال ستاره موتور سه فازدرشرایط قطع یکفاز مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری فیلم راه اندازی الكتروموتورهاي سه فاز با اتصال ستاره از لحظه 38:22 تا 40:42 تحقیق پیرامون ادامه کار موتور سه فاز با اتصال ستاره در شرایط قطع یکفاز در کتب فنی را بررسی نموده و در قالب یک تحقیق برای دوستان خود در کالس ارائه دهید. 18

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز 5 1 اتصال مثلث سیم پیچی موتور سه فاز 1 5 1 اتصال مثلث تعریف: هرگاه انتهای سیم پیچی اول )U2( به ابتدای سیم پیچی دوم )V1( انتهای سیم پیچی دوم )V2( به ابتدای سیم پیچی سوم )W1( و انتهای سیم پیچی سوم )W2( به ابتدای سیم پیچی اول )U1( متصل کرده و به ترتیب شبکه سه فاز,L1,L2 L3 را به ابتدای هر سیم پیچی وصل کنیم این اتصال را "اتصال مثلث" گویند. در اغلب متون فنی از شکل )38( که تصویر دیگری از اتصال مثلث است برای نشان دادن و تحلیل مدار این اتصال استفاده می شود. مشابه اتصال ستاره بر روی پالک موتورها یا در مواردی که نیاز به خالصه نویسی است از عالمت )Δ( برای نشان دادن اتصال مثلث استفاده می شود. L1 L2 L3 U1 V1 W1 U2 V2 W2 شكل 37 اتصال مثث شكل 38 اتصال مثلث L1 L2 L3 U2 V1 U1 W2 V2 W1 2 5 1 ولتاژها و جریان ها در اتصال مثلث با توجه به تعاریف ارائه شده برای ولتاژها و جریان ها در شبکه های سه فاز و بررسی آنها برای اتصال مثلث می توان به خصوصیات این اتصال پی برد. L1 I L1 A Cʹ V L V AB =V P V CA =V P V L I P1 I P3 I L2 IL3 Aʹ B I P2 V BC =V P Bʹ C شكل 39 اتصال مثلث L2 L3 V L همانطور که در شکل )39( مشاهده میشود در اتصال مثلث ولتاژی که در دو سر هر کالف موتور افت میکند برابر ولتاژ شبکه است. جریان جاری در هر کالف )جریان فازی( با جریان جاری در شبکه )جریان خطی( متفاوت و به نسبت 3 برابر از آن کمتر است. لذا بهاختصار روابط مربوط به اتصاالت مثلث را چنین میتوان نوشت: V P =V L IL I P = 3 19

با در نظر گرفتن روابط فوق میتوان نتیجه گرفت که ولتاژ دو سر هر کالف در اتصال مثلث یک موتور سه V فاز برابر خواهد شد با: P = V L = 400 V IL I I P = = n )جریان نامی موتور( 3 3 در صورتی که بخواهیم بهطور مستقیم سیمپیچهای یک موتور را بهصورت مثلث اتصال داده و به شبکه متصل نماییم باید با استفاده از تسمههای مسی اتصال مثلث را مطابق شکل )40( ایجاد نمود. شکل 40 اتصال مثلث موتور 2 5 1 راه اندازی موتور سه فاز در اتصال مثلث با کلید قطع و وصل )0 1( با کلید قطع و وصل امکان راه اندازی موتور سه فاز در یک حالت )ستاره یا مثلث( امکان پذیر است به همین دلیل ضروری است روی تخته کلم موتور اتصال موتور به صورت ثابت ایجاد شود. L1 L2 L3 N PE 3~/ N/PE / 50 HZ 400 /230 v F1 3~/ N/PE / 50 HZ 400 / 230 v 5 4 3 F1 4 1 2 3 4 5 6 0 Ι Q1 Q1 Ι 0 4 U1 V1 W1 M 3 PE 3 M شکل 41 شماي حقيقي و فني كليد ) 0 1 ( 20

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز L1 U1 W2 L2 V1 U2 L3 W1 V2 همان طوری که در شکل )41( مشخص است با وصل کلید و بردن به حالت 1 پیچ های شماره 5 3 1 که به فازهای ورودی متصل هستند به ترتیب به پیچ های 6 4 2 که به سرهای مصرف کننده )مانند موتور الکتریکی( اتصال یافته و سه فاز به سرهای U1 و V1 و W1 اتصال می یابند. به اختصار عملکرد کلید 1 0 را به صورت روبرو می توان نوشت. اتصال شکل 42 اتصال ترمینال ها به صورت مثلث فیلم اتصال مثلث الكتروموتور در تخته كلم از لحظه 17:51 تا 18:40 فیلم راه اندازی الكتروموتورها با كليد از لحظه 35:42 تا 40:40 کار عملی 2 هدف: راه اندازی موتور سه فاز در اتصال مثلث با کلید قطع و وصل )0 1( L1 L2 L3 N PE 3 / N/PE / ~ 50HZ 400 /230 v F1 1 2 0 Ι I مداردرشرایط کار طبیعی )نرمال( 1 مدار راه اندازی موتور سه فاز اتصال مثلث ثابت را با استفاده از وسایل اندازه گیری مطابق نقشه نشان داده شده در شکل )43( روی تابلو اتصال دهید. 3 VL12 VL23 V4 V5 A4 IL1 A5 IL2 IL3 A6 4 5 6 Q1 VL31 V6 VP1 V1 VP2 V2 VP3 V3 IP1 A1 IP2 A2 IP3 A3 U1 V1 W1 W2 U2 V2 21 M 3 شکل 43

تذکر برای باال بردن ایمنی مدار و جلوگیری از برق گرفتگی ضروری است برای ایجاد اتصاالت نشان داده شده در نقشه از ترمینال استفاده شود و از اتصال گیره و یا نوارچسب خودداری شود. 2 پس از سیم کشی و کابل کشی بین قطعات با حضور مربی فیوز را وصل و کلید را در حالت 1 قرار دهید. 3 مقادیر ولتاژها و جریان های خطی و فازی که توسط وسایل اندازه گیری نشان داده می شود را قرائت نموده و در جدول شماره )3( ثبت کنید. جدول شماره ) 3 ( اتصال مثلث موتور سه فازدرشرایط کار طبیعی مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 4 از مقایسه مقادیر اندازه گیری شده توسط ولت مترها و آمپرمترها چه نتیجه ای می گیرید آیا با مطالب تئوری که در متن درس با آن آشنا شده اید مطابقت دارد مختصرا توضیح دهید. 5 آیا شرایط بار نامتعادل را در این مدار می توان انجام داد چرا II مدار در شرایط قطع یکفاز شبکه 6 با حضور مربی خود فیوز یکی از فازهای مدار را برای چند ثانیه در شرایط قطع یکفاز قرار داده و مقادیر ولتاژها و جریان های فازی را مشاهده کرده و در جدول )4( ثبت کنید. جدول شماره ) 4 ( اتصال مثلث موتور سه فاز در شرایط قطع یکفاز مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری تحقیق پیرامون ادامه کار موتور سه فاز با اتصال ستاره در شرایط قطع یکفاز در کتب فنی را بررسی نموده و در قالب یک تحقیق برای دوستان خود در کالس ارائه دهید. 22

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز 6 1 توان الکتریکی در مدارهای سه فاز به طورکلی می توان در مدارهای سه فاز بر پایه مقادیر خطی از روابط زیر توان کل مدار را محاسبه کرد: S= 3 VLIL توان ظاهری P = 3 VLI Lcosϕ توان مفید )حقیقی ) Q = 3 VLI Lsin توان غیرمفید)غیرحقیقی( ϕ V L ولتاژ خط I L جریان خط cosϕ ضریب قدرت واته )اکتیو مؤثر حقیقی( sinϕ ضریب قدرت دواته )راکتیو غیرمؤثر غیرحقیقی( ϕ زاویه اختالففاز بین ولتاژ و جریان بر پایه روابط کلی توان و همچنین بهرهگیری از ارتباط بین ولتاژها و جریانهای خطی و فازی توانهای هر فاز را طبق روابط زیر میتوان از روی مقادیر فازی نیز بهدست آورد. 2 Vp ϕ = P P = 2 P = S V.I Z.I Z 2 Vp ϕ = P P ϕ= 2 P = P V.I.cos R.I R 2 Vp ϕ = P P ϕ= 2 P = Q V.I.sin X.I X V P ولتاژ فازی I P جریان فازی ϕ زاویه اختالف فاز بین ولتاژ و جریان R خاصیت اهمی هر فاز X خاصیت راکتانسی هر فاز Z خاصیت امپدانسی هر فاز بر پایه توان های فازی روابط توان های ظاهری مصرفی و غیرمصرفی کل مدار را از روابط زیر می توان محاسبه کرد. بار متعادل و نامتعادل P T = P 1 +P 2 +P 3 توان اکتیو و راکتیو فاز اول Q 1 & P 1 Q T = Q 1 +Q 2 +Q 3 توان اکتیو و راکتیو فاز دوم Q 2 & P 2 2 2 S= PT + Q Q 3 & P 3 توان اکتیو و راکتیو فاز سوم T بار متعادل P T = 3 P 1 Q T = 3 Q 1 P T توان اکتیو کل مدار Q T توان راکتیو کل مدار 2 2 T T S= P + Q 23

7 1 بررسی توان مصرفی در اتصاالت ستاره و مثلث توانی که روی پالک موتورهای الکتریکی نوشته می شود توان خروجی یا توان مفید است. از رابطۀ )1( برای محاسبۀ توان هر فاز استفاده می شود. P P =V P. I P. cosϕ )1( چون مشخصات سیم پیچی های هر سه فاز موتور یکسان است بر همین اساس برای محاسبۀ توان کل سه فاز به صورت مقابل می توان عمل کرد. )2( P P=3P توان سه فاز 1 7 1 توان مصرفی در اتصال ستاره برای محاسبه توان مصرفی در اتصال ستاره از روابط زیر می توان استفاده کرد. V L = 3 V P در اتصال ستاره داریم: طبق قانون اهم می توان نوشت: P λ =3P P =3(V P )(I P ) cosϕ 2 7 1 توان مصرفی در اتصال مثلث برای محاسبه توان مصرفی در اتصال مثلث نیز می بایست مشابه اتصال ستاره روابط اصلی توان را در نظر گرفته و با جایگذاری روابط خاص ولتاژ و جریان فازی در آنها می توان رابطه نهایی را به دست آورد. در اتصال مثلث داریم: I L =I P I L P L = V IP = = 3 V L =V P V Z Z با جایگذاری مقادیر فوق در رابطه توان مصرفی کل مدار خواهیم داشت: VL VL P λ = 3 ( )( )cos 3 3Z ϕ P 2 V L λ = Z cos ϕ )4( IL = 3 IP VL طبق قانون اهم میتوان نوشت: I L = 3 ( ) Z با جایگذاری مقادیر فوق در رابطه توان مصرفی کل مدار خواهیم داشت: P =3P P =3(V P )(I P ) cosϕ VL P = 3 (V L )( )cos Z ϕ P = 2 V L 3 cos Z ϕ )5( 24

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز 8 1 مقایسه توان مصرفی اتصال های ستاره و مثلث از مقایسه روابط نهایی توان در اتصاالت ستاره مثلث می توان به ارتباط بین آنها پی برد. P P λ 2 V L.cos ϕ 2 L 2 2 3 L 3 L Z V.cos ϕ.z Pλ = = = V V.cos ϕ.z P.cosϕ Z 1 3 )6( از مقایسۀ توان موتور در حالت ستاره با توان موتور در حالت مثلث و محاسبۀ مقدار نسبت این توان ها می توان به نتیجه ای مطابق رابطۀ )6( دست یافت. P λ = 1 P 3 )6( تذکر 1 در اتصال مثلث چون ولتاژ دو سر هر کالف برابر ولتاژ نامی است لذا جریان عبوری و توان مصرفی هر فاز مقدار نامی موتور است و درنتیجه داریم : n P P= اما زمانیکه موتور در اتصال ستاره ( (کار میکند موتور دارای توان کمتری است به همین دلیل نباید در اتصال ستاره ( ) روی محور موتور فشار زیاد آورده شود چون قدرت موتور بهاندازهی کافی برای غلبه بر فشار وارده نیست.در چنین شرایطی موتور برای ایجاد میدان مغناطیسی قویتر و غلبه بر نیروی مکانیکی وارده از طرف بار جریان بیشتری را از شبکه دریافت میکند. این درخواست افزایش جریان باعث میشود تا سیمپیچیهای موتور کم کم گرم شده و درنهایت موجب سوختن سیمپیچیهای موتور خواهد شد. یادآوری: همان گونه که در کتب سال گذشته آشنا شدید برای اندازه گیری توان از وسیله اندازه گیری وات متر می توان استفاده کرد. در شکل )44( عالمت اختصاری و شکل واقعی دو نمونه آنالوگ و دیجیتال آن را مشاهده می کنید. نحوه اتصال وات متر در مدار باید به صورت سری موازی باشد. یعنی سیم پیچ جریان آن به صورت سری و سیم پیچ ولتاژ به صورت موازی در مداربسته می شود. V* *I I V شکل 44 عالمت اختصاری و شکل ظاهری وات متر آنالوگ و دیجیتالی 25

فیلم آشنايي با پالك الکتروموتور سه فاز و اتصال الكتروموتور از لحظه 18:40 تا 21:20 برای اینکه یک موتور از حالت سکون به دور نامی برسد آن را با وسایلی که "راه انداز" نامیده می شود به کار می اندازند. اگر موتورهای الکتریکی با قدرت باال را مستقیما به شبکه وصل کنیم جریان راه اندازی حدود 4 تا 7 برابر جریان نامی از شبکه دریافت می کنند در نتیجه احتمال دارد سیم های رابط و وسایل حفاظتی صدمه ببینند. به همین دلیل است که موتورهای با قدرت پایین را مستقیما به شبکه وصل می کنند اما موتورهای دارای جریان باال و قدرت زیاد را توسط روش هایی راه اندازی می کنند تا بتوان جریان راه اندازی آنها را کنترل و محدود کرد. یکی از این روش های راه اندازی موتورهای سه فاز اتصال ستاره مثلث است. این روش را در موتورهایی می توان استفاده کرد که امکان وصل اتصال مثلث در شبکه را داشته باشند. جدول زیر روش های راه اندازی موتورهای سه فاز با قدرت های نامی مختلف به شبکه را نشان می دهد. جدول شمارۀ 5 طرز اتصال موتورهای سه فاز با قدرت های نامی در شبکه 400V قدرت نامی در شبکه 230V روش های راه اندازی راه اندازی به صورت مستقیم 3kw تا 1/5kw 4kw تا 2/2kw راه اندازی به صورت ستاره مثلث 5/5kw تا 3kw 11kw تا 4kw در واقع اتصال ستاره مثلث روش کنترلی برای جریان دریافتی موتورهای سه فاز در لحظه راه اندازی است. حالت ستاره VP VL IL = λ Z = 3 Z VL IL = I P = ( ) Z VL ILλ Z = 3 = 1 I V L L 3 3 Z I Lλ = 1 I 3 حالت مثلث 3 3 L نتیجه: جریان در حالت ستاره 1 3 جریان در حالت مثلث است. 9 1 کلید ستاره مثلث ) ( با توجه به مطالبی که در خصوص راهاندازی موتورهای سه فاز ستاره و مثلث بیان شد میدانیم که برای ایجاد تغییر قدرت در موتورهای سهفاز الزم است ابتدا موتورها را با اتصال ستاره راهاندازی نمود و پس از گذشت 26

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز مدت زمانی به حالت مثلث تغییر وضعیت داد تا موتور با قدرت نامی خود کار کند. شکل )45( تصویر دو نمونه کلید ستاره مثلث )گردان تابلویی و اهرمی( را نشان می دهد. شکل 45 الف( کلید ستاره مثلث زبانه ای ب( کلید ستاره مثلث اهرمی Q1 Q1 2 1 1 9 9 7 7 3 3 4 6 5 5 8 8 7 در شکل )46( عالمت اختصاری شمای حقیقی و شمای فنی کلید ستاره مثلث را مشاهده می کنید. الف شماي حقيقي ب شماي فنی شكل 46 شماي حقيقي و فني كليد ستاره مثلث 1 9 1 راه اندازی موتور سه فاز با کلید ستاره مثلث )0 ( برای راه اندازی موتور سه فاز به صورت ستاره مثلث از نقشه شکل )47( می توان استفاده کرد. Q1 2 1 1 9 9 7 7 3 3 4 6 5 5 8 8 7 27 شكل 47 شماي حقيقي و فني اتصال ستاره مثلث

همانطور که در شکل )47( مشاهده میشود پیچهای 5 3 1 ورودی فازهای شبکه است و پیچهای 6 4 2 به سرهای موتور یعنی W1 V1 U1 متصل شده و پیچهای 9 8 7 به ترتیب به انتهاي کالفهای موتور یعنی W2 V2 U2 متصل میشوند. برای آشنایی با طرز کار کلید و چگونگی عملکرد آن به بررسی و نقشهخوانی حاالت کاری و میپردازیم. حالت کلید در سطرهای اول سوم پنجم ششم و هشتم عالمت X کلید در ستون حالت قرار دارد. برای اینکه نقشهخوانی کلید موردنظر بهصورت خالصهنویسی باشد از روشی که در شکل )48( مشاهده میکنید استفادهشده است. Q1 2 1 1 9 9 7 7 3 3 4 6 5 5 8 8 7 سطر 1 سطر 2 سطر 3 سطر 4 سطر 5 سطر 6 سطر 7 سطر 8 شکل 48 اتصاالت كليد در حالت ستاره سطر سوم كليد سطر هشتم كليد 1 2 3 4 5 6 7 9 7 8 L1 L2 L3 U2 U2 U1 V1 W1 W2 V2 X نشان دهنده اتصال بین دو پیچ است )نقش کنتاکت داخل کلید را دارد( شکل 49 همان گونه که می دانید برای ایجاد اتصال ستاره الزم است تا به ابتدای کالف های موتور شبکه را وصل نموده و انتهای کالف ها را به یکدیگر متصل کنیم. با کمی دقت در شکل )49( به خوبی مشخص است. 28

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز حالت کلید وقتی کلید در حالت قرار می گیرد چون در سطرهای اول دوم چهارم پنجم ششم و هفتم عالمت X قرار دارد الزم است تا مسیر آنها را دنبال کرده و نقشه خوانی کنیم )شکل 50(. برای حالت مثلث نیز به اختصار در شکل )51( وضعیت اتصال پیچ های کلید نشان داده شده است. Q1 2 1 1 9 9 7 7 3 3 4 6 5 5 8 8 7 سطر 1 سطر 2 سطر 3 سطر 4 سطر 5 سطر 6 سطر 7 سطر 8 شکل 50 اتصاالت كليد در حالت مثلث 1 1 2 9 7 3 3 4 5 5 6 8 L1 L1 L2 L2 L3 L3 U1 W2 U2 V1 W1 V2 X نشان دهنده اتصال بین دو پیچ است )نقش کنتاکت داخل کلید را دارد( شکل 51 فیلم راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز به صورت ستاره مثلث از لحظه 42:45 تا 47 کار عملی 3 هدف: راه اندازی موتور سه فاز با کلید ستاره مثلث ) 0( 29

1 با بهره گیری از نقشه شکل 47 ابتدا نقشه داده شده زیر را تکمیل کرده و سپس موتور سه فاز را مطابق مدار نشان داده شده در شکل )52( با استفاده از وسایل اندازه گیری روی تابلو اتصال دهید. U1 L1 W2 U2 L2 V1 W1 L3 V2 2 1 1 9 9 7 7 3 3 4 6 5 5 8 8 7 400 320 300 300 150 350 شکل 52 نقشه راه اندازی الکتروموتور با كليد ستاره مثلث تذکر برای باال بردن ایمنی مدار و جلوگیری از برق گرفتگی ضروری است برای ایجاد اتصاالت نشان داده شده در نقشه از ترمینال استفاده شود و از اتصال گیره و یا نوار چسب خودداری شود. 2 مدار کلید ستاره مثلث را با استفاده از شکل ) ( توسط کابل یا داکت روی تابلو اتصال دهید. 3 در حضور مربی خود کلید را در حالت ستاره ( ) قرار داده و طرز کار موتور را بررسی کنید. 30

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز 4 کلید مدار را در حالت مثلث ) ( قرار دهید و طرز کار موتور را بررسی کنید. 5 از مقایسه حاالت کارکرد موتور در حالت ستاره با حالت مثلث چه نتیجه ای می گیرید 6 آیا با مطالب تئوری که در متن درس با آن آشنا شده اید مطابقت دارد مختصرا توضیح دهید. 2 1 1 9 9 7 7 3 Q1 Q1 سؤال: چرا در برخی از سطرهای کلید ستاره مثلث وضعیت رسم کلید به صورت شکل )53( است علت را بررسی نموده و در دفتر گزارش کار خود بنویسید. 3 4 6 5 5 8 8 7 شکل 53 اتصاالت مختلف كليد 10 1 تغییر جهت گردش در موتورهای الکتریکی سه فاز به طورکلی در تجهیزات صنعتی مختلف مواردی وجود دارد که الزم است تا جهت گردش موتور سه فاز نصب شده روی آن عوض شود. از جمله این موارد ماشین های تراش نوار نقاله ها و جرثقیل های سقفی کارخانجات را می توان نام برد. در صنعت به این تغییر جهت گردش موتور "چپ گرد راست گرد" شدن موتور گفته می شود. برای ایجاد تغییر جهت گردش در موتورهای سه فاز الزم است تا جهت گردش میدان مغناطیسی در فضای داخلی اطراف موتور عوض شود به همین خاطر ضروری است در یکی از حاالت )چپ گرد یا راست گرد( تا جای دو فاز را با هم عوض کنیم. بر پایه این مطلب پس این کار را به سه صورت می توان انجام داد که در شکل )54( مشاهده می کنید. چپگرد راستگرد چپگرد راستگرد چپگرد راستگرد L L1 R L1 L L1 R فاز ثابت L1 L L1 R L1 L2 L2 جابجایی فازها L2 L2 فاز ثابت L2 L2 L3 فاز ثابت L3 L3 L3 جابجایی فازها L3 L3 جابجایی فازها شکل 54 تغيير جهت چرخش در موتورهای سه فاز فیلم تغيير جهت گردش الكتروموتور از لحظه 40:44 تا 42:40 31

در برخی کتب به جهت خالصه نویسی عوض شدن جای دو فاز را به صورت شکل )55( نیز نشان می دهند. L1 L2 L3 U1 V1 W1 L1 L2 L3 V1 U1 W1 در حالت چپ گرد در حالت راست گرد جای دو فاز L1 و L2 عوض شده است شکل 55 جابجايي فازها 11 1 کلید چپ گرد راست گرد )1 0 2( یا )R 0 L( برای تغییر جهت موتور الزم است تا موتور سه فاز روی تخته کلم موتور دارای اتصال ثابت ستاره یا مثلث باشد. شکل )56( تصویر دو نمونه کلید چپگرد راستگرد )گردان تابلویی و اهرمی( را نشان میدهد. شکل 56 كليد چپ گرد راست گرد در شکل )57( عالمت اختصاری شمای حقیقی و شمای فنی کلید چپ گرد راست گرد را مشاهده می کنید. 1 2 0 1 2 2 Q1 2 0 1 3 3 4 4 1 5 6 Q1 الف شماي حقيقي ب شماي فنی شکل 57 كليد چپ گرد راست گرد 32

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز نکته در استاندارد IEC از )1 0 2 ( به جای )R 0 L( استفاده می کند که ما نیز در ترسیم نقشه ها موظف به رعایت آن هستیم. 1 11 1 راه اندازی موتور سه فاز با کلید چپ گرد راست گرد )1 0 2( برای راه اندازی موتور سه فاز به صورت چپ گرد راست گرد از نقشه شکل )58( می توان استفاده کرد. F1 F1 Q1 2 0 1 1 2 2 3 3 1 4 1 5 6 2 0 1 الف شماي حقيقي ب شماي فنی شكل 58 شماي حقيقي و فني مدار راست گرد و چپ گرد همان طوری که در شکل )58( مشاهده می شود پیچ های 5 3 1 ورودی فازهای شبکه است و پیچ های 6 4 2 به سرهای موتور متصل می شود. 33

1 2 2 3 3 1 4 1 5 2 0 1 حالت 1 کلید وقتی کلید در حالت یک قرار می گیرد چون در سطرهای اول سوم و پنجم عالمت X قرار دارد پیچ 1 به 2 3 به 4 و 5 به 6 اتصال می یابد و درنتیجه فاز L1 به U1 فاز L2 به V1 و فاز L3 به W1 متصل شده و موتور به صورت راست گرد شروع به کار می کند. )شکل 59( 6 Q1 شکل 59 اتصاالت داخل كليد در حالت راست گرد 2 0 1 1 2 2 3 3 1 4 1 5 6 Q1 حالت 2 کلید مطابق شکل )60( وقتی کلید در حالت دو قرار می گیرد چون در سطرهای دوم چهارم و پنجم عالمت X قرار دارد پیچ 2 به 3 4 به 1 و 5 به 6 اتصال می یابد و درنتیجه فاز L1 به V1 فاز L2 بهU1 و فاز L3 به W1 متصل می شود و موتور به صورت چپ گرد کار خواهد کرد. از مقایسه عالمت های X که در سطرهای مختلف کلید قرارگرفته می توان دریافت که چون در سطر پنجم دو حالت 1 و 2 کلید که فاز سوم اتصال داده شده عالمت X ثابت بوده و جای X در سطرهای اول تا چهارم تغییر کرده است. به همین دلیل می توان نتیجه گرفت که در این کلید برای تغییر جهت گردش موتور جای دو فاز اول )L1( و دوم )L2( عوض شده و فاز سوم )L3( ثابت بوده است. شکل 60 اتصاالت داخل كليد در حالت چپ گرد نکته در هیچ یک از سطرهای حالت ) 0 (کلید عالمت X وجود ندارد لذا جریانی از شبکه به سرهای موتور نمی رسد و موتور در حالت خاموش خواهد بود. 34

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز کار عملی 4 هدف: تغییر جهت گردش موتور سه فاز با کلید چپ گرد راست گرد )2 0 1( 1 مدار راه اندازی موتور سه فاز با اتصال ستاره ثابت به صورت چپ گرد راست گرد را با استفاده از وسایل اندازه گیری مطابق نقشه نشان داده شده در شکل )61( روی تابلو اتصال دهید. L1 L2 L3 N PE 3 / N/PE / ~ 50 HZ 400 /230 v VL12 V4 F1 A4 IL1 IL2 A5 1 2 2 3 3 4 4 1 5 6 2 0 1 VL23 V5 IL3 A6 Q1 VL31 V6 A6 VP1 V1 VP2 V2 VP3 V3 IP1 A1 IP2 A2 IP3 A3 IN U1 V1 W1 W2 U2 V2 M 3 شكل 61 تغيير جهت گردش با كليد چپ گرد راست گرد تذکر برای باال بردن ایمنی مدار و جلوگیری از برق گرفتگی ضروری است برای ایجاد اتصاالت نشان داده شده در نقشه از ترمینال استفاده شود و از اتصال گیره و یا نوار چسب خودداری شود. 2 پس از سیم کشی و کابل کشی بین قطعات با حضور مربی فیوز را وصل و کلید را در حالت 1 قرار دهید. 35

جدول شماره 6 اتصال ستاره موتور سه فاز در حالت راست گرد)حالت 1 کلید( مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 3 مقادیر ولتاژها و جریان های خطی و فازی که توسط وسایل اندازه گیری نشان داده می شود را قرائت نموده و در جدول شماره 6 ثبت کنید. 4 اندازه جریان عبوری از سیم نول را اندازه گیری نموده و یادداشت نمایید....= N I جریان سیم نول 5 کلید مدار را به حالت خاموش )0( بازگردانده و سپس کلید مدار را در حالت )2( قرار دهید. 6 مقادیر ولتاژها و جریان های خطی و فازی که توسط وسایل اندازه گیری نشان داده می شود را قرائت نموده و در جدول شماره )7( ثبت کنید. جدول شماره 7 اتصال ستاره موتور سه فاز در حالت چپ گرد )حالت 2 کلید( مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 7 اندازه جریان عبوری از سیم نول را اندازه گیری نموده و یادداشت نمایید....= N I جریان سیم نول 8 از مقایسه مقادیر اندازه گیری و ثبت شده در جداول حالت راست گرد با حالت چپ گرد چه نتیجه ای می گیرید آیا با مطالب تئوری که در متن درس با آن آشنا شده اید مطابقت دارد مختصرا توضیح دهید. 12 1 بررسی مفاهیم بارهای متعادل و نامتعادل در مصرف کننده های سه فاز در یک مصرف کننده سه فاز هرگاه مشخصات هر سه شاخه که در مسیر سه فاز قرار می گیرد با یکدیگر ازنظر نوع مقدار )اندازه( و زاویه اختالف فاز مساوی باشند آن اتصال را " اتصال متعادل" گویند. درصورتی که مقادیر اندازه زاویه اختالف فاز و نوع )حتی یک مورد( با یکدیگر برابر نباشند آن اتصال را " اتصال نامتعادل" گویند. در توضیحات زیر به بررسی وضعیت مدارهای سه فاز با اتصاالت ستاره و مثلث در شرایط متعادل و نامتعادل پرداخته مي شود. 36

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز 1 12 1 اتصال ستاره الف( بار متعادل: در این حالت چون مقدار مقاومت )R( یا راکتانس )X( هر سه فاز یکسان است لذا جریان عبوری از هر فاز ( P I( و جریان عبوری از خطوط شبکه سه فاز ( L I( برابر است. شکل )62( تصویر چند نمونه بار با اتصال ستاره متعادل را نشان می دهد. L1 I L I P L1 I L I P R1 L1 L1 I L I P C1 L2 R2 R3 L2 L2 L3 L2 C2 C3 L3 L3 L3 L1 I L I P R1 L1 I L I P R1 C1 L1 R2 L2 L3 R3 L2 R2 C2 C3 R3 L2 L3 L3 R1=R2=R3 L1=L2=L3 C1=C2=C3 شكل 62 ستاره متعادل توضیح 1 اصطالحا به مقاومت معادل عناصر اهمی خالص )R( و عناصر مقاومت القایی و خازنی )X( "مقاومت ظاهری" یا " امپدانس " Z گفته L1 میشود. A U1 توضیح 2 در اتصال ستاره میتوان محل اتصال انتهای سیمپیچها )نقطه N( را به سیم نول شبکه اتصال داد. N A Z Z 1 بار اهمی خالص Z 2 بار اهمی خالص V1 W1 A A Z 3 بار اهمی خالص L2 L3 Z 1 = Z2 = Z3 شکل 63 اتصال ستاره با نول 37 A

در شرایط ستاره متعادل چون جریانهای فازی و خطی هر سه فاز برابر است لذا جمع برداری جریان جاری سیم نول )مسیر برگشت جریان فازها( برابر صفر خواهد شد. I P1 = I P2 = I P3 I L1 = I L2 = I L3 I N = I P1 + I P2 + I P3 = 0 N I در شرایط بار متعادل ب( بار نامتعادل: در این حالت مشخصات هر شاخه اتصال ستاره که در مسیر سه فاز قرار می گیرند از نظر نوع اندازه یا زاویه اختالف فاز با یکدیگر مساوی نیستند به همین خاطر این اتصال را»اتصال ستاره نامتعادل«گویند. شکل )64( تصاویری از اتصاالت ستاره نامتعادل را نشان می دهد. L1 I L I P L1 I L I P R1 L1 L1 I L I P C1 L2 R2 R3 L2 L2 L3 L2 C2 C3 L3 L3 L3 L1 I L I P L1 I L I P R1 R1 C1 L1 L2 R3 C2 L3 R2 L3 R2 C3 L2 C3 L2 L3 L3 R1=R2=R3 L1=L2=L3 C1=C2=C3 شكل 64 ستاره نامتعادل در اتصال ستاره نامتعادل چون مشخصات مقاومتی )امپدانسی( فازها با یکدیگر یکسان نیست. لذا جریان هایی که از هر فاز عبور می کند با یکدیگر مساوی نخواهد شد. شکل )65( تصویر یک اتصال ستاره نامتعادل را نشان می دهد. از آنجایی که جریان های فازی در اتصال ستاره نامتعادل یکسان نیستند در نتیجه جمع برداری جریان جاری در سیم نول )مسیر برگشت جریان فازها( برابر صفر نیست. 38

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز L1 L 1 A U1 Z 1 بار اهمی خالص Z 2 بار سلفی خالص Z 3 بار خازنی خالص N L2 A A W1 U2 W2 V2 V1 A Z 1 Z2 Z3 I P1 I P2 I P3 I L1 I L2 I L3 I N = I P1 + I P2 + I P3 0 0 N I در شرایط بار نامتعادل L3 شکل 65 ستاره نامتعادل تذکر چون برای ایجاد حالت متعادل و نامتعادل در مصرف کننده سه فاز الزم است تا مشخصات مقاومتی )توانی( هر فاز را تغییر دهیم. به همین دلیل برای اجرای کارهای عملی این قسمت به جای استفاده از موتور سه فاز از شش المپ 220 ولتی که به صورت دوبه دو سری بسته شده اند به عنوان مدار معادل هر یک از سیم پیچی های موتور سه فاز استفاده شده است. شکل )66( U1 V1 W1 U1 V1 W1 سیم پیچی موتور سه فاز شکل 66 اتصال مدار المپ براي حالت مثلث U2 V2 W2 U2 V2 W2 مدار معادل المپی سیم پیچی موتور تحقیق چرا از دو المپ 220 ولت به صورت سری به عنوان مدار معادل المپی برای هر فاز سیم پیچی موتور استفاده می شود کار عملی 5 هدف: اتصال مدار ستاره المپی متعادل و نامتعادل در حاالت کاری مختلف الف( اتصال ستاره متعادل I مداردرشرایط کار طبیعی )نرمال( 1 با توجه به شکل )67( مدار الکتریکی را با استفاده از فیوز مینیاتوری سه فاز کلید قطع و وصل سه فاز آمپرمترها و ولت مترها و 6 المپ 100W روی تابلو اتصال دهید. 39

L1 L2 L3 N PE 3 / N/PE / ~ 50HZ 400 /230 v F1 1 0 Ι 2 3 VL12 VL23 V4 V5 A4 IL1 IL2 A5 A6 IL3 4 5 6 Q1 VL31 V6 A6 VP1 V1 VP2 V2 VP3 V3 IP1 A1 IP2 A2 IP3 A3 IN U1 V1 W1 W2 U2 V2 E1 E3 E5 E2 E4 E6 شكل 67 اتصال مدار ستاره المپي 2 مقادیر جریان و ولتاژی که آمپرمترها و ولت مترهای خطی و فازی نشان می دهند را مشاهده کرده و در جدول شماره )8( یادداشت کنید. جدول شماره 8 ستاره متعادل در شرایط کار طبیعی مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 3 اندازه جریان عبوری از سیم نول را اندازهگیری نموده و یادداشت نمایید.... N = I جریان سیم نول 4 از مقایسه مقادیر اندازهگیری شده توسط ولتمترها و آمپرمترها چه نتیجهای میگیرید آیا با مطالب تئوری که در متن درس با آن آشنا شدهاید مطابقت دارد توضیح دهید. II مدار در شرایط قطع یکفاز شبکه 5 فیوز یکی از فازها را قطع نموده و مقادیر ولتاژ و جریانهای خطی و فازی را مشاهده کرده و در جدول شماره )9( یادداشت نمایید. 40

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز جدول شماره 9 ستاره متعادل در شرایط قطع یک فاز مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 6 اندازه جریان عبوری از سیم نول را اندازهگیری نموده و یادداشت نمایید....= N I جریان سیم نول 7 مقادیر اندازهگیری شده جدول شماره 9 را با جدول شماره 8 مقایسه کرده و در صورت وجود اختالف علت را توضیح دهید. III مدار در شرایط قطع یکفاز سیمپیچی موتور )قطع یک المپ( 8 یکی از المپهای موجود در مسیر یکفاز را قطع نموده و مقادیر ولتاژ و جریانهای خطی و فازی را مشاهده کرده و در جدول شماره )10( یادداشت نمایید. جدول شماره 10 ستاره متعادل در شرایط قطع یک المپ مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 9 اندازه جریان عبوری از سیم نول را اندازهگیری نموده و یادداشت نمایید....= N I جریان سیم نول 10 مقادیر اندازهگیری شده جدول شماره 10 را با جدول شماره 8 مقایسه کرده و درصورت وجود اختالف علت را توضیح دهید. ب( اتصال ستاره نامتعادل I در شرایط کار طبیعی )نرمال( 11 در مدار شکل )67( المپهای موجود در مدار را بهصورت 2 المپ 60 وات سری در مسیر فاز اول 2 المپ 100 وات سری در مسیر فاز دوم و 2 المپ 150 وات سری در مسیر فاز سوم تغییر دهید. 12 مقادیر جریان و ولتاژی که آمپرمترها و ولتمترهای خطی و فازی نشان میدهند را مشاهده کرده و در جدول شماره 11 یادداشت کنید. 41

جدول شماره 11 ستاره نامتعادل مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 13 اندازه جریان عبوری از سیم نول را اندازه گیری نموده و یادداشت نمایید....= N I جریان سیم نول 14 مقادیر اندازه گیری شده جدول شماره 11 را با جدول شماره 8 مقایسه کرده و درصورتی که وجود اختالف علت را توضیح دهید. 15 از مقایسه مقادیر اندازه گیری شده توسط ولت مترها آمپرمترها در شرایط مختلف چه نتیجه ای می گیرید آیا با مطالب تئوری که در متن درس با آن آشنا شده اید مطابقت دارد توضیح دهید. II در شرایط قطع یک فاز شبکه 16 فیوز یکی از فازها را قطع نموده و مقادیر ولتاژ و جریان های خطی و فازی را مشاهده کرده و درجدول شماره )12( یادداشت نمایید جدول شماره 12 ستاره نامتعادل در شرایط قطع یک فاز مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 17 اندازه جریان عبوری از سیم نول را اندازه گیری نموده و یادداشت نمایید....= N I جریان سیم نول 18 مقادیر اندازه گیری شده جدول شماره 12 را با جدول شماره 11 مقایسه کرده و درصورت وجود اختالف علت را توضیح دهید. III در شرایط قطع یک فاز سیم پیچی موتور )قطع یک المپ( 19 یکی از المپ های موجود در مسیر یک فاز را قطع نموده و مقادیر ولتاژ و جریان های خطی و فازی را مشاهده کرده و در جدول شماره 13 یادداشت نمایید. 42

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز جدول شماره 13 ستاره نامتعادل در شرایط قطع یک المپ مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 20 اندازه جریان عبوری از سیم نول را اندازه گیری نموده و یادداشت نمایید....= N I جریان سیم نول 21 مقادیر اندازه گیری شده جدول شماره 13 را با جدول شماره 11 مقایسه کرده و در صورت وجود اختالف علت را توضیح دهید. تمرین توان مصرفی هرفاز وتوان مصرفی کل مدار های سه فازه با اتصال ستاره را با توجه به مقادیر اندازه گیری شده در آزمایشات و به ازای COSϕ= 0/99 )ضریب قدرت تقریبی المپ های رشته ای( به دست آورید الف( اتصال ستاره متعادل در شرایط وصل سه فاز )بر اساس مقادیر جدول 9( ب ) اتصال ستاره متعادل در شرایط قطع یک فاز )بر اساس مقادیر جدول 10( ج ) اتصال ستاره متعادل در شرایط قطع المپ )بر اساس مقادیر جدول 11( د ) اتصال ستاره نا متعادل در شرایط وصل سه فاز )بر اساس مقادیر جدول 12( ه ) اتصال ستاره نا متعادل در شرایط قطع یک فاز )بر اساس مقادیر جدول 13( و ) اتصال ستاره نا متعادل در شرایط قطع المپ )بر اساس مقادیر جدول 14( 2 12 1 اتصال مثلث الف( بار متعادل: در اتصال مثلث هم مشابه اتصال ستاره هرگاه هر سه شاخه مثلث که در مسیر سه فاز قرار می گیرد با یکدیگر از نظر نوع مقدار )اندازه( و زاویه اختالف فاز مساوی باشند اتصال " اتصال مثلث متعادل" گفته مي شود. در اتصال مثلث متعادل جریان های فازی ( P I( سه فاز با هم و جریان های خطی ( L I( نیز با یکدیگر برابر هستند. شکل )68( تصویر چند نمونه بار با اتصال مثلث متعادل را نشان می دهد. 43

L1 I L I P L1 I L I P L1 I L I P R1 R3 L1 L3 C1 C3 L2 L3 R2 L2 L3 L2 L2 L3 C2 L1 I L I P L1 I L I P L1 R3 L2 R1 R2 L2 L3 L2 R1 C1 R2 C2 C3 R3 L3 R1=R2=R3 L1=L2=L3 C1=C2=C3 L3 شکل 68 مثلث متعادل همان گونه که در شکل مشخص است در اتصال مثلث از سیم نول استفاده نشده و رابطه I N = I P1 + I P2 + I P3 در این اتصال به کار نمی رود. L1 VL 31 V6 VL 12 V4 I L1 A4 V1 IP 1 Z1 A1 VP 3 V3 Z3 Z 1 بار اهمی خالص Z 2 بار اهمی خالص Z 3 بار اهمی خالص Z 1 = Z2 = Z3 L2 I L2 A5 A2 Z2 A3 I P 3 L3 VL 23 V5 I L3 A6 I P 2 V2 VP 2 شکل 69 اتصال مدار مثلث متعادل در شرایط مثلث متعادل چون مقاومت های ظاهری )امپدانس ها( هر سه فاز مساوی است پس جریان های فازی و خطی هر سه فاز برابر است. I P1 = I P2 = I P3 I L1 = I L2 = I L3 44

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز در اتصال مثلث با نوشتن KCL برای گره های B A و C می توان به صحت مقادیر جریانی که آمپرمترهای خط نشان می دهند پی برد. نکته چون جریان های هر فاز دارای اندازه و زاویه اختالف فاز هستند لذا برای جمع یا تفریق جریان ها باید به صورت جمع و تفریق برداری آنها را محاسبه کرد. -I L1 - I P3 + I P1 = 0 I L1 = I P1 - I P3 -I L2 - I P1 + I P2 = 0 I L2 = I P2 - I P1 -I L3 - I P2 + I P3 = 0 I L3 = I P3 - I P2 ب( بار نا متعادل: در صورتی که مشخصات هر شاخه اتصال مثلث که در مسیر سه فاز قرار می گیرند از نظر نوع اندازه یا زاویه اختالف فاز با یکدیگر مساوی نباشند این اتصال را»اتصال مثلث نامتعادل«گویند. شکل )70( تصاویری از اتصاالت مثلث نامتعادل را نشان می دهد. L1 I L I P L1 I L I P L1 I L I P R1 R3 L1 L3 C1 C3 L2 L2 L2 R2 L2 L3 L3 L3 L3 L3 L3 L1 I L C2 I P L1 L1 I L R1 I P L3 C3 R1 C2 C3 R3 L3 L2 R2 C2 L3 L2 R2 L2 شكل 70 مثلث نامتعادل 45 R1=R2=R3 L1=L2=L3 C1=C2=C3 L3 در اتصال مثلث نامتعادل نیز مشابه اتصال ستاره نامتعادل چون مشخصات امپدانسی )مقاومتی( یکسان نیست لذا جریان های فازی مساوی نبوده و در نتیجه جریان های خطی که از جمع جبری جریان های فازی در نقاط

گره B A و C حاصل میشوند نیز دارای مقادیر برابر نخواهند بود. شکل )71( تصویر یک اتصال مثلث I نامتعادل را نشان میدهد. L1 L1 A4 I بار اهمی خالص Z P 1 1 A1 VP 3 Z 2 بار سلفی خالص V3 V1 Z3 Z 3 بار خازنی خالص VL 31 V6 VL 12 V4 Z1 L2 I L2 A5 A2 Z2 A3 I P 3 Z 1 Z2 Z3 L3 VL 23 V5 I L3 A6 I P 2 V2 VP 2 I P1 I P2 I P3 شکل 71 I L1 I L2 I L3 کار عملی 1 هدف: اتصال مدار مثلث المپی متعادل و نا متعادل درحاالت کاری مختلف VL12 VL23 V4 V5 L1 L2 L3 N PE 3 / N/PE / ~ 50HZ 400 /230 v F1 A4 IL1 A5 IL2 A6 IL3 1 2 3 4 5 6 الف( اتصال مثلث متعادل I مدار در شرایط کار طبیعی )نرمال( 0 Ι Q1 1 با توجه به شکل )72( مدارالکتریکی را با استفاده از فیوز مینیاتوری سه فاز کلید قطع و وصل سه فاز آمپرمترها و ولت مترها و 6 المپ 100W روی تابلو اتصال دهید. VL31 V6 VP1 V1 VP2 V2 VP3 V3 IP1 A1 IP2 A2 IP3 A3 U1 V1 W1 W2 U2 V2 شکل 72 مدار مثلث المپ 46

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز 2 مقادیر جریان و ولتاژی که آمپرمترها و ولت مترهای خطی و فازی نشان می دهند را مشاهده کرده و در جدول شماره 14 یادداشت کنید. جدول شماره 14 مثلث متعادل در شرایط کار طبیعی مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 3 ازمقایسه مقادیر اندازه گیری شده توسط ولت مترها و آمپرمترها چه نتیجه ای می گیرید آیا با مطالب تئوری که در متن درس با آن آشنا شده اید مطابقت دارد توضیح دهید. II مدار در شرایط قطع یک فاز شبکه 4 فیوز یکی از فازها را قطع نموده و مقادیر ولتاژ و جریان های خطی و فازی را مشاهده کرده و در جدول شماره 15 یادداشت نمایید. جدول شماره 15 مثلث متعادل درشرایط قطع یک فاز مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 5 مقادیر اندازه گیری شده جدول شماره 15 را با جدول شماره 14 مقایسه کرده و درصورت بروز اختالف علت را توضیح دهید. III مدار درشرایط قطع یک فاز سیم پیچی موتور )قطع یک المپ( 6 یکی از المپ های موجود در مسیر یک فاز را قطع نموده و مقادیر ولتاژ و جریان های خطی و فازی را مشاهده کرده و درجدول شماره )16( یادداشت نمایید. جدول شماره 16 مثلث متعادل درشرایط قطع یک المپ مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 47

7 مقادیر اندازه گیری شده جدول شماره 16 را با جدول شماره 14 مقایسه کرده و در صورت بروز اختالف علت را توضیح دهید. ب( اتصال مثلث نامتعادل I در شرایط کار طبیعی )نرمال( 8 در مدار شکل )72( المپ های موجود در مدار را به صورت 2 المپ 60 وات سری در مسیر فاز اول 2 المپ 100 وات سری در مسیر فاز دوم و 2 المپ 150 وات سری در مسیر فاز سوم تغییر دهید. 9 مقادیر جریان و ولتاژی که آمپرمترها و ولت مترهای خطی و فازی نشان می دهند را مشاهده کرده و در جدول شماره 17 یادداشت کنید. جدول شماره 17 مثلث نا متعادل در شرایط کار طبیعی مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 10 ازمقایسه مقادیر اندازهگیری شده توسط ولتمترها و آمپرمترها چه نتیجهای می گیرید آیا با مطالب تئوری که در متن درس با آن آشنا شدهاید مطابقت دارد توضیح دهید. II درشرایط قطع یکفاز شبکه 11 فیوز یکی از فازها را قطع نموده و مقادیر ولتاژ و جریانهای خطی و فازی را مشاهده کرده و درجدول شماره )18( یادداشت نمایید. جدول شماره 18 مثلث نامتعادل درشرایط قطع یکفاز مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 12 مقادیر اندازه گیری شده جدول شماره 18 را با جدول شماره 17 مقایسه کرده و در صورت بروز اختالف علت را توضیح دهید. III در شرایط قطع یک فاز سیم پیچی موتور )قطع یک المپ( 13 یکی از المپ های موجود در مسیر یک فاز را قطع نموده و مقادیر ولتاژ و جریان های خطی و فازی را مشاهده کرده و درجدول شماره )19( یادداشت نمایید. 48

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز جدول شماره 19 مثلث نامتعادل درشرایط قطع یک المپ مقادیر فازی مقادیر خطی V L3 V L2 V L1 I L3 I L2 I L1 V P3 V P2 V P1 I P3 I P2 ولتاژها و جریان ها I P1 V 6 V 5 V 4 A 6 A 5 A 4 V 3 V 2 V 1 A 3 A 2 وسایل اندازه گیری A 1 مقادیر اندازه گیری 14 مقادیر اندازه گیری شده جدول شماره 19 را با جدول شماره 17 مقایسه کرده و درصورت بروز اختالف علت را توضیح دهید. تمرین توان مصرفی هرفاز و توان مصرفی کل در مدار های سه فازه با اتصال مثلث را با توجه به مقادیر اندازه گیری شده در آزمایشات و به ازای COSϕ= 0/99 )ضریب قدرت تقریبی المپ های رشته ای( به دست آورید الف( اتصال مثلث متعادل در شرایط وصل سه فاز )بر اساس مقادیر جدول 15( ب ) اتصال مثلث متعادل در شرایط قطع یک فاز )بر اساس مقادیر جدول 16( ج ) اتصال مثلث متعادل در شرایط قطع المپ )بر اساس مقادیر جدول 17( د ) اتصال مثلث نامتعادل در شرایط وصل سه فاز )بر اساس مقادیر جدول 18( ه ) اتصال مثلث نامتعادل در شرایط قطع یک فاز )بر اساس مقادیر جدول 19( و ) اتصال مثلث نامتعادل در شرایط قطع المپ )بر اساس مقادیر جدول 20( 13 1 کلید ولتمتری و المپ سیگنال در مدارهای سه فاز یا تکفاز و تابلوهای برق کلید ولتمتری و المپهای سیگنال کاربرد زیادی دارند. شکل )73( تصویر تابلو برقی را نشان میدهد که کلید ولتمتری و المپهای سیگنال در آن بهکار رفته است. المپ های سیگنال کلید ولت متری شکل 73 كليد ولت متر و المپ سيگنال 49 شکل 73

از کلید ولت متری برای اندازه گیری ولتاژهای خطی فازی و یا هر دو در تابلوهای برق استفاده می شود که به کمک آن می توان از وجود یا عدم وجود و همچنین مناسب بودن سطح ولتاژ موجود در مولد اطالع حاصل کرد. شکل )74( نقشۀ اتصال دو نوع کلید ولت متری را نشان می دهد. L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 N PE F1 L1 _ L2 L2 _ L3 L3 L1 _ F1 L1 L3 L2 L3 L2 L1 OFF L3 N N N L2 L1 V 1 2 3 4 5 6 7 8 L1 _ N L2 _ N L3 _ N V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 L1= L2 L2= L3 L3= L1 OFF L3= N L3= N L3= N شکل 74 مدار كليد ولت متري شکل )75( تصویر چند نمونه از کلیدهای ولت متر را نشان می دهد. شکل 75 كليد ولت متري از المپهای سیگنال در تابلوهای برق بهعنوان نشاندهنده )هشداردهنده( وصل و یا قطع بودن برق تابلوها استفاده میشود. المپهای سیگنال از نوع المپهای گازی بوده و از ابعاد و توان مصرفی کمی برخوردار هستند. المپهای سیگنال تکرنگ )رنگ سفید( هستند. پس از قرار دادن المپ در پایه خود با انتخاب طلقهای رنگی مختلفی که وجود دارند )سبز زرد نارنجی قرمز( میتوان المپهای سیگنال با رنگهای مختلف را ایجاد کرده و در تابلوهای برق بهکار برد. درشکل )76( تصویر چند نمونه از المپهای سیگنال در رنگها و ابعاد مختلف مشاهده میکنید. شكل 76 انواع المپ سيگنال 50

14 1 نقشه خوانی و بررسی عملکرد کلیدهای ولت متری پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز همانطوری که در شکل )77( مشخص است این کلید دارای سه پیچ بهعنوان ورودیهای برق سه فاز L1 )پیچهای 7( 5 1 است. دو پیچ شماره 2 و 4 نیز به دوسر L2 L3 ولتمتر بسته میشوند. در داخل کلید ارتباطاتی بین پیچها پدید میآید تا بتواند مقدار ولتاژ بین هر دو فاز را اندازهگیری نماید. F1 طبق استاندارد IEC در نقشه کلیدها تعداد ستونها 1 نشاندهنده تعداد حاالت کاری آنها است. 2 بر همین اساس پس نتیجه میگیریم که این کلید دارای 3 3 4 حالت کاری است. با کمی دقت میتوان مشاهده کرد که در 5 باالی هر حالت ستون نام دو فاز نوشته شده که ولتمتر ولتاژ 6 7 بین آن دو را اندازهگیری میکند. 8 حالت 1 ولتاژ بین L1, L2 V حالت 2 ولتاژ بین L2, L3 شكل 77 اندازهگيري ولتاژ بين دو فاز حالت 3 ولتاژ بین L3, L1 برای برقراری ارتباط بین سرهای ولتمتر با فازها که از طریق L1 _ L2 L2 _ L3 L3 L1 _ اتصال پیچ های کلید صورت می گیرد از عالمت X استفاده می شود. در هرحالت کلید )ستون مستقل( به صورت جداگانه عالمت X قرار می گیرد. L1 L2 L3 V 1 2 3 4 5 6 7 8 L2 L1 _ حالت 1 اندازه گیری ولتاژ بین L2, L1 درشکل )78( مشاهده می شود که در سطرهای اول و چهارم کلید عالمت X دارد. در سطر اول فاز L1 به پیچ 1 کلید وارد شده و از طریق ارتباطی که X با پیچ 2 برقرار می کند فاز اول به یک سمت ولت متر اتصال داده می شود و در سطر چهارم کلید که عالمت X وجود دارد اوال فاز L2 به پیچ 7 کلید وارد شده و با ارتباطی که عالمت X با پیچ 8 ایجاد می کند از طریق ارتباط داخلی کلید )پیچ 8 به پیچ 4( فاز دوم به سر دیگر ولت متر اتصال داده می شود و ولت متر V 12 را اندازه گیری می کند. ولتاژ شكل 78 اندازه گيري ولتاژ بين L 1 و L 2 51

L1 L2 L3 1 2 3 4 5 6 7 8 L2 _ L3 حالت 2 اندازه گیری ولتاژ بین L3, L2 در ستون دوم که برای سطرهای سوم و چهارم کلید عالمت X دارد گذاشته شده را چنین می توان بررسی نمود )شکل 79(. در سطر سوم که عالمت X وجود دارد اوال فاز L3 به پیچ 5 وارد شده و از طریق ارتباطی که عالمت X با پیچ 6 ایجاد می کند ازطریق سیم رابط داخلی کلید پیچ 6 به پیچ 2 متصل شده و در نهایت فاز سوم به یک سمت ولت متر متصل می شود. به همین ترتیب در سطر چهارم کلید که عالمت X دارد فاز L2 به پیچ 7 وارد شده و با ارتباطی که عالمت X با پیچ 8 ایجاد می کند و از طریق سیم رابط داخل کلید پیچ 8 با پیچ 4 متصل شده و فاز دوم به سر دیگر ولت متر اتصال داده می شود و ولت متر ولتاژ V 23 را اندازه گیری می کند. حالت 3 اندازه گیری ولتاژ بین L1, L3 درستون سوم که برای سطرهای دوم و سوم کلید عالمت X دارد گذاشته شده را چنین می توان بررسی نمود. همان گونه که در شکل )80( مشاهده می شود در سطر دوم که عالمت X وجود دارد اوال فاز L1 به پیچ 1 وارد شده و از طریق سیم رابط داخلی کلید پیچ 1 به پیچ 3 متصل می شود عالمت X بین پیچ های 3 و 4 ارتباط برقرار می کند در نتیجه فاز اول به یک سمت ولت متر متصل می شود. به همین ترتیب درسطر سوم کلیدکه عالمت X دارد فاز L3 به پیچ 5 وارد شده و با ارتباطی که عالمت X با پیچ 6 ایجاد می کند و همچنین ازطریق سیم رابط داخلی کلید پیچ 6 با پیچ 2 متصل شده و فاز سوم به سر دیگر ولت متر اتصال داده می شود و ولت متر V 13 را اندازه گیری می کند. ولتاژ V شكل 79 اندازه گيري ولتاژ بين L 3 و L 2 L1 L2 L3 V 1 2 3 4 5 6 7 8 L3 _ L1 شكل 80 اندازه گيري ولتاژ بين L 3 و L 1 تمرین تعداد حاالت کاری کلید نشان داده شده در شکل )الف 74( را تشخیص داده و طرز کار آن را بررسی کنید. 52

پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز کار عملی 7 هدف: اتصال کلید ولت متری تابلویی و چراغ سیگنال 1 با توجه به نقشه داده شده در شکل )81( مدار را با استفاده از یک کلید ولت متری ولت متر AC )جریان متناوب( با حداقل رنج 500 ولت و سه چراغ سیگنال را روی تابلو کارگاه اتصال دهید. L1 L2 L3 N PE F1 L1 L3 L2 N N N V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 L3 L2 L1 OFF L3 L2 L1 OFF L1_ L2 L2_ L3 L3_ L1 L3_ N L3_ N L3_ N شکل 81 اتصال كليد ولت متري 2 پس از اتمام کار سیم کشی با حضور مربی خود مدار را مورد آزمایش قرار و مقادیر قرائت شده را در جدول زیر یادداشت نمایید. مقادیر اندازه گیری شده توسط ولت متر V 12 = V 1N = V 23 = V 2N = V 31 = V 3N = تحقیق درصورت وجود اختالف بین مقادیر ولتاژهای اندازه گیری شده توسط ولت متر علت را بررسی کرده و در قالب یک تحقیق یک صفحه ای به کالس ارائه کنید. 53

ضمیمه: در شکل های زیر تصاویر پیشنهادی نحوه قرار دادن و سیم کشی وسایل اندازه گیری روی تابلوی مشبک کارگاهی نشان داده شده است. VL1 VL2 VP3 IL1 IL2 IP3 L1 L2 L3 N PE F1 IL1 IL2 IL3 کلید سه فاز VP1 IP1 IP1 IP2 IP3 V A VP2 IP2 V A A7 VP3 IP3 V U1 V1 W1 IN A U2 V2 W2 آمپرمترها و ولت مترهای فازی آمپرمترها و ولت مترهای خطی V V V A A A V A V A V A چیدمان پیشنهادی وسایل روی تابلوی مشبک 54

شرح كار: شبكه سه فاز راه اندازي الكتروموتور سه فاز با انواع كلیدها بار متعادل و نامتعادل كلید ولت متر ارزشیابی شایستگی شبكه برق و مصرف كننده هاي سه فاز استاندارد عملكرد: انجام كار روي برد كارگاهی با رعایت موارد ایمنی در كار و استفاده از ابزار پودمان اول: شبکه برق و مصرف کننده های سه فاز تسلط بر مدارات الكتریكی سهفاز ستاره و مثلث بارهاي متعادل و نامتعادل المپی شاخص ها: اتصاالت انواع كلیدهاي راهاندازي سهفاز استفاده صحیح از ابزار براي اتصاالت و رعایت ایمنی شرایط انجام كار و ابزار و تجهیزات: شرایط: فضاي مناسب ابزار مناسب مدت زمان متناسب با حجم كار ابزار و تجهیزات: ابزار عمومی سیم كشی برق انواع كلیدهاي راه اندازي سه فاز الكتروموتور سه فاز المپ هاي رشته اي لباس كار معیار شایستگی: * حداقل میانگین نمرات هنرجو براي قبولی و كسب شایستگی 2 می باشد. ردیف مرحله كار حداقل نمره قبولی از 3 نمره هنرجو 1 راه اندازي الكتروموتورهاي سه فاز با كليدهاي راه اندازي 2 2 تحليل بار متعادل و نامتعادل 2 1 شبكه سه فاز 3 1 ولتاژ و جريان خط و فاز 4 2 شایستگی هاي غیرفنی ایمنی بهداشت توجهات زیست محیطی و نگرش: كسب اطالعات كار تیمی مستند سازي ویژگی شخصیتی * میانگین نمرات 55

56

پودمان دوم: کابل کشی پودمان 2 كابل كشی 57

واحد یادگیری 2 کابل کشی آیا می دانید: ضرورت كابل كشی در تأسیسات الكتریكی چیست مزایای كابل كشی و تفاوت قیمت آن با سیم كشی چیست كابل كشی روی دیوار چگونه انجام می شود سینی كابل و نردبان كابل چه تفاوت هایی با یكدیگر دارند جدا كننده در سینی كابل و نربان كابل چه وظیفه ای دارند وظیفه ساپورت )نگهدارنده( سینی كابل چیست كابل كشی دفنی و مفصل بندی كابل ها چگونه انجام می شود استاندارد عملکرد پس از اتمام این واحد یادگیری هنرجویان قادر خواهند بود كابل كشی روی دیوار را انجام داده و با اتصاالت سینی كابل و نردبان كابل آشنا شوند. همچنین آنها قادر به انجام اتصال سینی كابل و ساخت تبدیل ساپورت و انجام مفصل بندی كابل خواهند بود. 58

پودمان دوم: کابل کشی * مقدمه یکی از مواردی که در طراحی و اجرای تأسیسات برقی باید در نظر گرفته شود نحوه برقرسانی است. یكی از كاربردهای متداول کابلکشی در برقراری انشعاب برق منازل است کابل باعث میشود تا انشعاب برق کمتر در معرض آسیب توسط عوامل خارجی قرار گیرد در سال دهم با تفاوت کابل و سیم آشنا شدهاید. از نظر قیمت هر متر کابل تفاوت قابلتوجهی نسبت به سیم دارد. بنابراین همیشه سعی شده تا آنجا که ممکن است از سیم برای برقرسانی استفاده شود و حتی اگر کابلکشی انجام شود نوعی از کابلکشی در اولویت قرار گیرد که هزینه کمتری را به لحاظ نصب به عهده مشتری گذارد. البته نباید ایمنی برای کابلکشی و احتمال آسیبدیدگی كابل را فدای هزینه کمتر و نصب سادهتر آن كرد )شكل 1(. 1 2 کابل شکل 1 کابل کشی روی دیوار اندازه و سطح مقطع كابل به مقدار جریان عبوری از كابل بستگی دارد. برخی از کابلها به دلیل جریان الکتریکی باالیی که از آنها میگذرد سطح مقطع باالیی دارند. در نتیجه عبور جریان بیش از ظرفیت کابل گرم خواهد شد که در برخی مواقع برای خنک شدن کابل در داخل آن از روغن استفاده میشود. گاهی هم چندین الیه حفاظتی دارد. نوعی از کابلکشی در برق شهری و روستایی استفاده میشود که روی پایههای بتنی و فلزی تحت فشار کششی قرار دارد و در داخل آن برای این منظور سیم بکسل استفاده میشود به این کابل خود نگهدار میگویند )شكل 2(. شكل 2 كابل خود نگهدار اما در این درس فقط به کابلهای معمولی پرداخته میشود. هر هادی روکشدار با مقطع 10 میلیمتر کابل نامیده میشود. البته اگر یک یا چند سیم هم در یک غالف قرارگرفته و روکش دیگری داشته باشند صرفنظر از سطح مقطع هادی کابل محسوب میشود در این صورت اندازۀ کابل اندازۀ سطح مقطع هریک از هادیها خواهد بود )شكل 3(. شكل 3 دو نوع كابل 59

تحقیق خطوط كابل هوایی چند سیمه با كابل خود نگهدار چه تفاوتی دارد شكل 4 فعالیت اتصال نشان داده شده در شكل 5 چه كاربردی دارد شكل 5 2 2 کابلشو برای اتصال هادی های فشار ضعیف به کلید فیوز یا در تابلوها و یا موتورها و تجهیزات باید از کابلشو استفاده شود. کابلشو ارتباط دهنده میان هادی کابل و محل اتصال هست و باید ظرفیت جریانی مطابق با هادی کابل را دارا باشد. كابلشو در اندازه های مختلف از 6 میلی متر مربع تا 1000 میلی متر مربع تولید می شوند )شكل 6(. شكل 6 انواع كابلشو برای اتصال کابل های افشان از مقطع یک میلی متر به باال و کابل های مفتولی از مقطع 10 میلی متر به باال از کابلشو استفاده می شود.كابلشوها از نظر برقراری نوع اتصال به سه دسته تقسیم می شوند: 1 پرسی 2 پیچی 3 لحیمی. 60

پودمان دوم: کابل کشی 1 2 2 مقایسه انواع كابلشو از نظر فنی و استقامت استفاده از کابلشوهای پرسی نسبت به کابلشوهای پیچی و کابلشو های پیچی نسبت به کابلشو های لحیمی ارجحیت دارد. كابلشوهای پرسی انواع مختلفی دارند: 1 كابلشو بی متال 2 كابلشو تك فاز 1 کابلشو بی متال: هنگامی که جنس هادی و محل اتصال متفاوت باشد به منظور جلوگیری از عمل خوردگی در اتصال الکتریکی از این کابلشوی با دو جنس فلزی مختلف استفاده می شود. برای اتصال کابل آلومینیوم به شینه مس و یا بالعکس از این کابلشو استفاده می شود. جنس این کابلشو از آلومینیوم و مس است. و از نظر قیمت گران تر از انواع دیگر كابلشو است. این دو نوع كابلشو در دو مدل برای انتقال جریان از کابل ها و سیم های آلومینیومی دارای سطح مقطع نیم دایره در شبکه ها و ابزارهای الکتریکی انتقال مناسب است و خلوص مس و آلومینیوم به کار رفته در آنها 99/5% می باشد. این كابلشوها در اندازه های 10 تا 800 میلی متر مربع تولید می شود. این كابلشو بی متال در دو نوع ساخته می شود: الف( کابلشو بی متال 1 :DTL استوانه کابلشو تا قبل از اتصال پیچ به شینه از جنس آلومینیوم بوده و قسمت اتصال کابلشو به شینه که با پیچ و مهره بسته می شود نیمه ای مسی و نیمه ای آلومینیوم می باشد. ب( کابلشو بی متال 2 :DTL استوانه کابلشو تا قبل از اتصال پیچ به شینه از جنس آلومینیوم بوده و قسمت اتصال کابلشو به شینه که با پیچ و مهره بسته می شود کامال مسی می باشد. شکل 7 انواع كابلشو بی متال تحقیق چه عاملی مانع از خوردگی در کابلشو بی متال می شود 2 کابلشو تك فلز )مسی(: كابلشو تك فلز از یك فلز ساخته می شود كابلشو مسی متداول ترین نوع كابلشو تك فلز است و در چند مدل استاندارد دو سوراخه و زاویه دار ساخته می شود. الف(کابلشو مسی استاندارد: مواد اولیه لوله مسی بدون درز با خلوص 99/5% و پوشش الیه قلع می باشد. در 61

اندازه های مختلف تولید می شود و در اثر پرس هیچ گونه ترک یا شکاف مویی در آنها ایجاد نمی شود. ب( کابلشو مسی دوسوراخه: از لوله مسی بدون درز با خلوص 99/5% با پوشش الیه قلع تولید می شود. این کابلشو از اندازه 6 تا 400 میلی متر ساخته می شود )شكل 8(. شکل 8 كابلشو دو سوراخه ج( کابلشو مسی زاویه دار: از لوله مسی بدون درز با خلوص % 99/5 با پوشش الیه قلع تولید می شود. این کابلشو از اندازه 6 تا 400 میلی متر ساخته می شود )شكل 9(. کابلشو مسی چهار سوراخه کابلشو مسی پیچی شکل 9 انواع كابلشو مسی 2 2 2 اتصال کابلشو پیچی به کابل 1 کابلشو انتخابی باید با سطح مقطع كابل انتخاب شود. 2 پیچ ها یکنواخت و به نحوی محکم شود که سیم تغییر شکل ندهد و فاصلۀ بین بست های باال و پایین باید در هر دو طرف یکسان باشد. 3 حداكثر سایز كابلشو از نوع پیچی برای كابل های مقاطع بزرگ یک الیه تا 120 میلی متر مربع و سیم های چندالیه تا 150 میلی متر مربع وجود دارد. به عنوان مثال اگر کابل دارای سطح مقطع 300 mm 2 باشد باید کابلشو 300 انتخاب شود. الزم به ذکر است که روی کابلشو غیر از عدد متناسب با سطح مقطع هادی قطر سوراخ متناسب با پیچ آن نیز قید می شود )شكل 10(. شکل 10 اندازه های مهم در كابلشو 62

پودمان دوم: کابل کشی در جدول 1 مشخصات و ابعاد كابلشو به تفكیك اندازه كابلشو ذکر شده است. جدول 1 طول قطر و ابعاد كابلشو طول )mm( L قطر داخلیd1 )mm( قطر خارجیd3 )mm( سطح مقطع هادی ( 2 )mm پیچ خور )mm( d2 24 5/5 3/8 6 6 27 6 4/5 6 10 36 8/5 5/5 8 16 38 10 7 8 25 42 12/5 8/2 12 35 52 14/5 11/9 12 50 55 16/5 11/5 12 70 65 19 13/5 12 95 70 21 15/5 12 120 78 23/5 17 12 150 82 25/5 19 12 185 92 29 21/5 16 240 100 32 24/5 16 300 115 38/5 27/5 20 400 125 42 31 20 500 135 44 34/5 20 630 فعالیت اجزاء نشان داده شده كابل را شرح دهید. شكل 11 63

3 2 كابل لخت كن ابزاری است كه از آن برای روكش برداری عایق روی كابل استفاده می گردد و برای كابلشو زدن آماده می شود )شكل 12(. این ابزار دارای پیچ تنظیمی در قسمت انتهایی است که به وسیلۀ آن می توان ارتفاع تیغۀ روکش بردار کابل )لبه برنده( را با توجه به ضخامت عایق کابل تنظیم نمود. بازوی فنری که برای نگهداری کابل روی تیغه می باشد برای حرکت دورانی به دور کابل نیز تکیه گاه مناسبی است. مراحل روکش برداری کابل به اختصار شرح داده شده است. شكل 12 کابل لخت كن دستی فعالیت روكش برداری كابل و انجام اتصال كابلشو توضیح مراحل كار: 1 ابتدا لبۀ برنده بین فک متحرک و بدنه اصلی قرارگرفته و در روکش کابل فرو می رود. سپس مطابق شکل 13 كابل لخت کن را روی کابل قرار دهید. شکل 13 2 در ادامه ابتدا کابل را در جهت عرضی برش داده )شماره 13( و سپس در جهت طولی اقدام به روکش برداری کنید )شماره 14(. شکل 14 64

پودمان دوم: کابل کشی 4 2 پرس کابلشو این وسیله برای اتصال كابلشو به کابل استفاده می شود. این كابلشو در دو نوع دستی و هیدرولیکی در بازار موجود است. نوع هیدرولیکی آن خود به دو نوع دستی و برقی تقسیم می شود )شكل 15(. ضامنتثبیتمحللقمهها پیچ تخلیه روغن لقمه دسته متحرک لقمه ها شكل 15 كابلشو هیدرولیكی و دستی برای انجام کابلشو زن ابتدا روکش کابل به اندازه استوانه کابلشو برداشته می شود به صورتی که بعد از قرار گرفتن قسمت روکش برداری شده کابل )هادی کابل( در کابلشو هیچ قسمتی از هادی معلوم نباشد. در ادامه با استفاده از عایق حرارتی محل اتصال کابل به کابلشو را عایق کاری کنید )شكل 16(. شیرینگ حرارتی کابلشو 5 2 عایق حرارتی شکل 16 عایق حرارتی عایق حرارتی نوعی عایق است که تحت تأثیر حرارت منقبض شده و یک الیۀ خارجی روی اجسام هادی ایجاد می کند. عایق در سایزهای مختلفی برای مصارف مختلف مانند عایق کاری شینه ها در تابلوهای برق کابلشو ها و غیره تولید می شود. در رنگ های مشکی قرمز شفاف زرد آبی سبز سفید و سبز زرد در بازار موجود می باشد. اندازه های آن عبارت اند از 1/5 4/5 3/5 2/5 و... )در اصطالح بازار به این عایق حرارتی شیرینگ گفته می شود(. از سشوار صنعتی که در سال دهم با این ابزار آشنا شدید برای حرارت دادن عایق حرارتی استفاده شود )شكل 17(. شکل 17 عایق حرارتی كابلشو 65

کار عملی 1 کابل 25+16 3 mm 2 نوع NYY را انتخاب کرده و با کابل لخت کن روکش آن را متناسب با ورودی کابلشو برداشته و توسط پرس کابلشو عملیات پرس را شبیه شكل 18 انجام دهید. 300mm 70mm وسایل مورد نیاز: کابلشو 25 سه عدد کابلشو 16 یک عدد کابل 25+16 3 یک متر عایق حرارتی به عرض یک سانتی متر و طول 20 سانتی متر ابزار موردنیاز: پرس کابلشو کابل لخت کن سشوار صنعتی کاتر 6 2 کابل کشی شکل 18 كار عملی 1 انواع کابل کشی را با توجه به سطحی که کابل کشی روی آن انجام می شود به صورت زیر می توان تقسیم بندی كرد: 1 کابل کشی روی دیوار 2 کابل کشی در ترانکینگ فلزی 3 کابل کشی با سینی کابل 4 کابل کشی با نردبان کابل 5 کابل کشی زمینی سینی کابل شکل 19 انواع کابل کشی ایمنی انتخاب کوتاه ترین مسیر برای اتصال به مصرف کننده ها در سطح مقطع کابل و طول کابل مؤثر است با کوتاه تر شدن مسیر کابل کشی طول کابل نیز کوتاه تر می شود و با کوتاه تر شدن طول کابل سطح مقطع کمتری برای کابل مورد نیاز است. در این صورت کابل کشی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر خواهد بود. شكل 20 كابل كشی 66

پودمان دوم: کابل کشی فعالیت در مورد کابل کشی دیده شده در شكل 20 بحث كنید حمل و نقل و تخلیه قرقره کابل از مسائلی است که در صورت بی توجهی به آن ممكن است به كابل آسیب برسد و کابل کشی را با مشکل مواجه سازد. رعایت حداقل دمای زمان نصب کابل و حداقل شعاع خمش کابل از دیگر نکات ایمنی نصب کابل است )شكل 21(. شكل 21 خمش كابل فعالیت اگر R شعاع خمش و D قطر كابل باشد مقدار شعاع خمش چند برابر قطر كابل است 7 2 زاویه خمش کابل شكل 22 در کابل کشی بر روی دیوار باید به شعاع خمش کابل در زاویه ها و سرپیچ ها برای کابل های PVC دقت كرد. همچنین درصورتی که چند کابل کنار هم قرار می گیرند حداقل اندازۀ قطر کابل بین آنها فاصله داشته باشد. فاصله بست ها باید به گونه ای باشد که کابل انحنا پیدا نكند و اصطالحا شكم ندهد. در موقع کابل کشی در داخل یا روی دیوار باید دقت شود که کابل پیچیده نشود تا نشود جمع نشود و در ضمن بیش از حد تحت فشار کششی قرار نگیرد. برای محافظت بیشتر کابل در مقابل خم شدن و فشار باید شعاع خمش کابل های مختلف مطابق جدول زیر باشد. جدول 2 شعاع حداقل خمش كابل در دمای )20(10± 0 C مطابق استاندارد 62440 IEC حداقل شعاع خمش نوع كابل قطر كابل بزرگ تر از 20 mm قطر كابل بین 12 تا 20 mm قطر كابل بین 8 تا 12 mm قطر كابل کوچک تر از 8 mm كابل برای تأسیسات نصب ثابت 4D 5D 6D 6D استفاده عادی 2D 3D 4D در هنگام سربندی 64 D 67

توجه کابل های با غالف و عایق پالستیکی را نباید هیچ گاه در درجه حرارت زیر 5- درجه سانتی گراد نصب و کابل کشی کرد چون عایق و غالف خارجی کابل در حال خم شدن صدمه خواهد دید. در ضمن باید به تناوب قرقره در جهت نشانگر مشخص شده جهت چرخش گردانده شود تا تمام قسمت های کابل گرم شود. دمای کابل نباید از 40 درجه سانتی گراد بیشتر شود. فعالیت تنش فشردگی در صورت خمش نامناسب چه پیامدی برای كابل دارد تنش کابل فشردگی شكل 23 فعالیت در صورت انجام کابل کشی باید جداسازی ایمن صورت گرفته و در صورت نیاز روی کلیدهای اصلی قفل و برچسب زده شود )شكل 24(. شكل 24 جداسازی ایمن و برچسب كابل 1 7 2 کابل کشی روی دیوار با استفاده از بست کابل کشی روی دیوار: کابل ها با توجه به پوشش بیرونی مناسبی که دارند درصورتی که در معرض ضربات مکانیکی احتمالی قرار نگیرند می توان آنها را به راحتی و با هزینۀ کم روی دیوار با بست های مناسب نصب كرد. به همین خاطر کابل کشی روی دیوار با بست یکی از روش های مرسوم در کابل کشی است. در کارگاه های موقت و یا اماکنی که قرار نیست برای یک بازه زمانی دراز مدت چندین ساله بهره برداری از آنها صورت گیرد کابل کشی روی دیوار با بست گزینۀ مناسبی برای برق رسانی است از طرف دیگر باید توجه داشت فقط کابل کشی برای کابل های با مقاطع پایین و مسیرهای کوتاه با بست منطقی به نظر می رسد )شكل 25(. شكل 25 کابل کشی روی دیوار 68

پودمان دوم: کابل کشی در این روش کابل توسط بست های فلزی یا پالستیکی به وسیلۀ رول پالک بر روی دیوار نصب می شود. بست کابل هم روی دیوار و هم روی سقف قابل استفاده است و فقط در این نوع کابل کشی ها استفاده می شود برای انتخاب بست كابل باید به نکات زیر توجه شود: 1 اندازۀ کابل )قطر خارجی کابل( 2 انواع کابل کشی از نظر قابل دید )روی دیوار( و یا غیرقابل دید )بین سقف( 3 موقعیت مکانی کابل کشی 4 محل بست 5 قیمت بست 6 امکان بستن ساده کابل توجه 2 7 2 نحوه بست زدن كابل در مسیرهای عمودی فاصله بین دو بست کابل به نوع کابل و نوع بست کابل بستگی دارد. این مقدار نباید از 1/5 متر بیشتر شود. با توجه به شکل حداکثر فاصله مابین دو بست برای کابل های زره دار روی دیوار 50 برابر قطر کابل و روی سقف حداکثر فاصله 35 برابر قطر کابل است الزم به ذکر است فاصله بست از کنج دیوار حداقل برابر 10 سانتی متر است. )شكل 26 ( حداکثر فاصله مابین دو بست برای کابل های معمولی روی دیوار 30 برابر قطر کابل و روی سقف حداکثر فاصله 20 برابر قطر کابل است. الزم به ذکر است فاصله بست از کنج دیوار حداقل برابر 10 سانتی متر است )شكل 27(. حداقل فاصله مابین دو کابل مجاور هم به اندازه دو برابر قطر کابل بزرگ تر می باشد. شكل 26 نصب كابل روی دیوار با بست شكل 27 فاصله بین بست ها در کابل کشی روی دیوار با استفاده از بست پالستیکی و بست ریلی محدودیت هایی وجود دارد اگر از بست پالستیكی استفاده شود باید به ازای هر بست روی دیوار سوراخ مجزایی تعبیه شود که این كار زمان بیشتری برای سوراخ کاری نیاز دارد. ضمنا این بست ها در فضای بیرونی در اثر تغییرات جوی دوام خود را از دست داده و از بین رفته و کابل کشی چهره زشتی به خود می گیرد. در مقابل استفاده از بست ریلی این امکان را می دهد تا با تعداد کمی سوراخ کاری روی دیوار حجم بیشتری از کابل را روی دیوار نصب کرد البته در صورت معیوب شدن یکی از کابل ها باید کل کابل ها باز شود درصورتی که روی این ریل ها از بست چنگالی استفاده شود این مشکل حل شده و نیاز به باز کردن تمام کابل ها نمی باشد. 69

3 7 2 بست كابل الف( بستهای قابل تنظیم: بست پالستیکی لوله و کابل برای اتصال کابل یا لولههای انتقال کابل به دیوار و یا سقف طراحیشده است. بست پالستیکی از جنس پلی آمید و پلیپروپیلن )مواد ترموپالستیک( تولید شده است )شكل 28(. قطر دهانه این نوع بست قابل تنظیم بوده و لوله و کابل را در خود قفل مینماید. از ویژگیهای این نوع بست میتوان شكل 28 به موارد زیر اشا ر ه کر د : الف( ظرفیت بارگذاری بسیار زیاد ب( ماکزیمم پایداری ج( نصب بسیار آسان د( دهانه قفل شونده ه( دارای شیارهای نصب و( مناسب برای انتقال کابل در مسافتهای طوالنی در شكل انواع بست كابل متداول معرفی شده است. )شكل 29( شکل 29 چند نمونه بست کابل موجود در بازار ب( بست کابل نایلونی: برای بستن کابل روی دیوار و سقف استفاده می شود. جنس این بست پالستیک می باشد. دارای یک فک پایین و یک فک باال و یک عدد پیچ می باشد که فک پایین با پیچ و رول پالک به سطح مورد نظر بسته می شود و فک باالیی با پیچ برای نگهداشت کابل به فک پایینی بسته می شود )شكل 30(. شكل 30 بست كابل نایلونی 70

پودمان دوم: کابل کشی ج( بست ریلی و ریل مربوطه: این نوع بست که روی ریل بسته می شود برای نگهداری کابل و لوله روی سطوح مختلف بسته می شود. این نوع بست دارای یک پیچ تنظیم از باال و یک مهره تثبیت کننده روی ریل در قسمت پایین آن می باشد. ریل این نوع بست در طول های یک متری عرضه می شود. این كار دریل کاری را کمتر می کند )شكل 31(. شکل 31 بست ریلی و ریل مربوطه کار عملی 2 هدف: نصب كابل روی دیوار توسط بست پالستیكی شكل 32 تجهیزات مورد نیاز: 4 متر كابل 2/5 2 8 عدد بست كابل 1 عدد متر فلزی 12 عدد پیچ و رولپالک ابزار موردنیاز: 1 دریل 2 پیچگوشتی تخت و چهارسو 3 چکش 4 تراز لیزری یا شیلنگ تراز و ریسمان رنگ 5 متر اندازهگیری طول مراحل انجام كار: مرحله 1 تراز و ایجاد خط تراز: برای انجام فعالیت کابل کشی از هر نوعی که باشد در جهات عمودی یا افقی برای زیباتر شدن ظاهر کار نیاز به عمل ترازیابی است. این عمل سبب می شود کابل کشی در یک راستا و به صورت منظم انجام شود. با ریسمان رنگ )نخ و الجورد( و یا تراز لیزری یک خط در راستای کار به اندازه 2 متر ایجاد كنید )شكل 33(. شكل 33 خط افقی مسیر كابل مرحله 2 اندازه گیری و عالمت گذاری: سپس با توجه به قطر کابل مورد نظر اقدام به جدا کردن فاصلۀ بست ها روی دیوار کرده و عالمت گذاری می کنیم )شكل 34(. شکل 34 تعیین محل نصب 71

مرحله 3 سوراخ کاری: در این مرحله شروع به سوراخ کاری در نقاط مشخص شده با دریل روی دیوار و به دنبال آن نصب رول پالک ها كنید )شكل 35(. مرحله 4 پیچ کردن: قسمت نرینگی و زیرین بست را با پیچ در رول پالک محکم کنید )شكل 36(. شکل 35 نصب رول پالک ها شكل 36 نصب اولیه بست مرحله 5 محکم کردن بست و کابل: اكنون بستر کار کابل کشی آماده است با گذاشتن کابل در قسمت انحنای بست و بستن قسمت مادگی با پیچ مربوطه روی قسمت نرینگی )مطابق شكل 37( کابل در بست محکم كنید. شکل 37 كابل نصب شده روی دیوار البته الزم به ذکر است باید به اندازه کابل کشیده شود تا شکم كابل ایجاد نشود. این عملیات برای نصب کابل مجاور باید تکرار شود )شكل 38(. شکل 38 نصب كابل 72 فعالیت کابل کشی نشان داده شده در شكل چه ایرادی دارد

پودمان دوم: کابل کشی 8 2 کابل کشی با سینی و نردبان کابل یکی از روش های کابل کشی استفاده از سینی کابل و نردبان کابل است. در تأسیسات صنعتی مانند دستگاه های نورد کارخانه های پتروشیمی و نظایر آن سیم ها و کابل ها برای تأمین انرژی و کنترل تأسیسات بر روی سینی حمل کابل نصب می شود. همچنین در ساختمان های بلند به دلیل عدم استفاده از کابل های زمینی از سینی کابل استفاده می شود )شكل 39(. در مکان هایی كه نیاز به کابل کشی دارند معموال استفاده از سینی اولین و بهترین گزینه است زیرا هم تحمل وزن كابل را دارد و هم برای نظم دادن به کابل ها از روش های قدیمی بهتر است. )الف( شكل 39 سینی و نردبان كابل )الف و ب( )ب( فعالیت آیا نصب كابل مطابق شكل 40 مجاز است شكل 40 كابل كشی 1 8 2 سینی كابل هنگام اجرای کابل کشی معموال اولین و بهترین گزینه استفاده از سینی كابل است. سینی كابل هم تحمل وزن کابل را دارد و هم برای نظم دادن به کابل ها از روش های قدیمی بهتر است. انواع سینی كابل عبارت است از: شكل 41 سینی كابل 73

1 سینی كابل مشبك: این نوع سینی كابل دارای حفره هایی است كه برای عبور هوا و تهویه كابل كاربرد دارد. ضمنا در صورت نفوذ غبار و رطوبت از داخل آنها عبور داده می شود )شكل 42(. فعالیت در سینی كابل یكپارچه برای جلوگیری از تجمیع رطوبت و عرق كردن كابل چه پیشنهادی دارید شكل 42 سینی كابل مشبك 2 سینی كابل با كف یكپارچه: در محل هایی كه حفاظت کابل ها اهمیت باالیی دارد و یا برای جلوگیری از تداخل امواج الكترومغناطیسی و رادیویی مورداستفاده قرار می گیرد )شكل 43(. شكل 43 سینی كابل با كف یكپارچه 2 8 2 اتصال سربه سر سینی کابل اتصال سربه سر سینی كابل با هدف افزایش طول سینی كابل تغییر جهت حركت مسیر کابل کشی و یا انشعاب مسیر کابل کشی انجام می شود )شكل 44(. سینی کابل عالوه بر پروژه های بسیار بزرگ که نیاز به تحمل حجم و وزن بسیار زیادی از کابل ها را دارد در پروژه های کوچک نیز می تواند گزینۀ مناسبی برای کابل کشی بوده و به یک باره کل مشکالت کابل کشی را حل کند. شكل 44 اتصاالت سینی كابل اتصاالت سینی كابل مطابق با جدول 1 معرفی شده است. متداول ترین این اتصاالت عبارت است از: زانوی سینی ) 90 درجه 45 درجه( سه راهی سینی یا اتصال T چهارراه سینی تبدیل سینی 74

پودمان دوم: کابل کشی جدول 3 انواع اتصال سینی كابل ردیف نام اتصال سینی كاربرد شكل اتصال سربه سر افزایش طول کابل کشی 1 زانو سینی ) 90 درجه و 45 درجه( تغییر زاویه مسیر کابل کشی 2 سه راهی تغییر مسیر در دو جهت مختلف 3 چهارراهی تقاطع مسیر کابل کشی 4 تبدیل سینی تغییر عرض مسیر کابل کشی 5 فیلم مراحل ساخت انواع زاویه های اتصال سینی كابل فیلم شماره 01 فیلم سینی کشی فیلم شماره 001 75

کار عملی 3 ساخت سینی كابل شكل 45 هدف: ساخت تبدیل سینی كابل با دو قطعه سینی كابل مختلف تجهیزات مورد نیاز: سینی كابل دوتکه با عرض 100 و 50 میلی متر پیچ و مهره و واشر اره آهن بر جعبه ابزار گونیا و خط كش مراحل كار: با توجه به شكل دو قطعه سینی كابل را روی همدیگر قرار داده و با كمك ماژیك محدوده قطعه سینی کوچک تر را عالمت گذاری كنید. شكل 46 در مرحلۀ بعد از محل عالمت گذاری شده با گونیای 45 درجه مطابق شكل خط موربی تا لبه سینی بزرگ تر رسم كنید و آن را اندازه گیری كنید )حدود 70 میلی متر(. در مرحلۀ بعد روی لبه سینی بزرگ به اندازه خط مورب انتخاب و عالمت گذاری كنید )هر دو قسمت A نام گذاری شود(. شكل 47 مراحل ساخت تبدیل در ادامه ابتدا و انتهای مسیر را با خط مستقیم به هم وصل کنید و سپس هر سه پاره خط را با اره آهن بر ببرید. شكل 48 76

پودمان دوم: کابل کشی و در انتها با فشار روی قطعات بریده شده تبدیل سینی را ایجاد كنید. در ادامه با اتصال یك قطعه دیگر از سینی کوچک تر می توانید مسیر تبدیل را توسعه دهید. شكل 49 فیلم برای مشاهده مراحل ساخت كار عملی فیلم شماره 02 را مالحظه كنید. ایمنی هنگام برش قفسه های فلزی از دستكش و عینک ایمنی استفاده كنید و مواظب برخورد قطعات پلیسه باشید. در هنگام برش سنگ فرز را محکم در دست بگیرید تا در حین قالب کردن )گیر کردن صفحه برش در سینی( دستگاه به سمت ک اربر پرتاب ن ش و د. با توجه به محوطه كارگاهی می توانید مسیرهای کابل کشی را مشابه شكل 50 بسازید. 77 شكل 50 3 8 2 مزایای استفاده از سینی کابل 1 حفاظت از کابل در تمام طول مسیر کابل 2 نصب آسان و سریع 3 مقرون به صرفه 4 كاربرد سینی كابل 5 در صورت عیب به راحتی تعویض و جایگزین می شود. 6 طول عمر بیشتر کابل 7 تهویه مناسب 8 زیبایی ظاهری 9 درصورتی که پروژه در طول زمان دستخوش تغییرات شود بستر مناسبی از قبل آماده شده و به راحتی

می توان کابل ها را کم و زیاد کرد. 10 تحمل حجم باالی کابل کشی فیلم برای مشاهده کاربردهای عملی و نصب سینی كابل فیلم شماره 03 را مالحظه كنید. 9 2 نردبان های کابل نردبان كابل برای کابل کشی در محل های روباز كاربرد دارد. اگر گرد و غبار و ریزش آب در محل کابل کشی زیاد باشد معموال روی نردبان درپوش محکمی به شکل شیروانی نصب می شود تا برف یا ذرات گرد و غبار روی نردبان باقی نماند )شكل 51(. شكل 51 نردبان كابل نردبان کابل معموال به عنوان حفاظ کابل نیز شناخته می شود. این حفاظ ها از آلومینیوم یا فوالد یا FRP )فیبر پلیمری تقویت شده( ساخته می شود و برای جابه جایی حجم باالی کابل در فواصل طوالنی مناسب است. این سیستم برای کابل کشی هایی که به اجبار تغییر جهت یا ارتفاع می دهند به کار می رود. نردبان کابل به دلیل سبک تر بودن و نصب راحت تر بیشتر از سینی کابل مورد استفاده قرار می گیرد و عموما در مسیرهای عمودی بیشتر از نردبان کابل به جای سینی كابل استفاده می شود. 1 9 2 مزایا و ویژگی های نردبان کابل 1 در نوع بدون درپوش بیشترین میزان جریان هوا را از خود عبور می دهد. این کار سبب پایین آمدن دمای کابل های موجود در نردبان می شود. در نتیجه به عمر کابل افزوده می شود )شكل 52(. 2 در کابل کشی روی نردبان ضروری است کابل ها را با بست محکم کرد. این کار روی نردبان به سهولت امکان پذیر است. با بستن کابل ها امکان پرتاب کابل ها به بیرون در اثر بروز خطا یا اتصال کوتاه از بین می رود. شكل 52 اتصال كابل به نردبان 78

پودمان دوم: کابل کشی 3 عدم وجود رطوبت در نردبان کابل به دلیل گردش حجم باالی هوای اطراف کابل ها 4 به دلیل فضای باز داخل نردبان ورود و خروج کابل به راحتی امکان پذیر است. 5 در محیطی که محدودیت فضای نصب وجود دارد در صورت استفاده از نردبان می توان از زیر نیز به کابل های داخل نردبان دسترسی داشته و عیب یابی راحت تر انجام می شود)شكل 53(. 6 فاصله مابین پله هاینردبانبه طور معمول 25 سانتی متر است. این فاصله برای کابل های ریز امکان بست زنی در فواصل 25 سانتی متری را می دهد این ویژگی مناسب برای کابل کشی های ابزار دقیق باعث می شود کابل ها در طول نردبان دچار افتادگی و بیرون زدگی از نردبان نشوند. 7 ازنظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است. 8 محدودیتی بابت محل نصب ندارد. 9 ضمن راحتی نصب در مسیرهای مستقیم انعطاف خوبی در برخورد با موانع را دارا می باشد )شكل 54(. 10 از آنجا که اتصاالت نردبان کابل روی بدنه خود نردبان قرار می گیرند نیاز به اتصال جانبی نیست. که این امر هزینۀ نصب و اتصاالت نردبان کابل را کاهش می دهد )شكل 55(. 11 سرعت اجرای آن باال می باشد. شكل 53 مسیر عمودی شكل 54 مسیر مستقیم شكل 55 مقایسه سینی و نردبان كابل 2 9 2 اتصاالت مورد استفاده در نردبان کابل اتصاالت نردبان كابل مطابق با جدول 4 معرفی شده است. متداول ترین این اتصاالت عبارت است از: 79

جدول 4 انواع اتصاالت نردبان ردیف نام نردبان كابل كاربرد شكل نردبان كابل زانوی نردبان 90 درجه تغییر زاویه 90 درجه 1 زانوی نردبان 45 درجه تغییر زاویه 45 درجه 2 سه راه نردبان كابل تغییر مسیر در دو جهت مختلف 3 چهارراه نردبان كابل تقاطع مسیر کابل کشی 4 تبدیل نردبان كابل تغییر عرض مسیر نردبان 5 درپوش نردبان كابل حفاظت كابل نصب شده روی نردبان 6 سینی كابل کش انتقال حجم زیاد کابل های مخابراتی 7 80

پودمان دوم: کابل کشی فعالیت چه مهارت های کابل کشی در شكل 56 به كار گرفته شده است شكل 56 نمونه كابل كشی 10 2 جداکننده سطح سینی کابل و نردبان کابل هرگاه چند کابل با ولتاژهای مختلف در یک سینی کابل یا نردبان کابل قرار گیرند )مانند: کابل های شبکه های کامپیوتری و کابل های توزیع برق( جهت جداسازی سطح داخلی سینی از این وسیله استفاده می شود )شكل.)57 Thickness,25mm جدا كننده جدا كننده 11 2 کلمپ نردبان شكل 57 جدا كننده كابل کلمپ برای محکم نگه داشتن نردبان روی دسته )براکت( ساپورت مورد استفاده قرار می گیرد. ساپورت تکیه گاه و محل نصب نردبان است )شكل 58(. شكل 58 كلمپ نردبان 81

12 2 ساپورت ها )نگهدارنده ها( برای نگهداری سینی کابل زیر سقف و یا روی دیوار یا در رایزرها از ساپورت استفاده می شود. اندازه نگهدارنده ها با توجه به عرض سینی و شرایط نصب متفاوت است. ساپورت ها در انواع زیر سقفی دیواری و زمینی ساخته و با استفاده از پیچ و مهره محکم به بدنه بسته می شوند. معموال ضخامت آنها از ورق 2 میلی متر بوده و به شكل یک طبقه دو طبقه سه طبقه و چهار طبقه ساخته می شوند. در شكل 59 )الف( یک نمونه ساپورت چهار طبقه و شکل 59 )ب( یک نمونه سینی زیر سقفی نشان داده شده است. )الف( شکل 59 ساپورت )ب( 1 12 2 انواع ساپورت ها انواع و کاربرد ساپورت ها بستگی به محل قرارگیری كابل و موقعیت مسیر کابل کشی دارد )شكل 60(. شكل 60 پایه نگهدارنده کشویی براکت ساپورت سقفی یا زمینی مدل U نبشی مشبک یا ساپورت L ناودانی مشبک ساپورت قابل تنظیم. 82

پودمان دوم: کابل کشی 13 2 پیچ و مهره این پیچ و مهره ها برای اتصال تجهیزات به همدیگر و به سایر اتصاالت مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجا که رول پالک تحمل وزن زیاد را ندارد برای نصب ساپورت های نگهدارنده سینی و نردبان روی دیوار یا سقف از رول بولت استفاده می شود )شكل 61(. شكل 61 رول پالك و رول بولت در برخی موارد برای نصب ساپورت روی دیوار و سقف از قبل صفحات ورق فلزی را در داخل دیوار و سقف نصب می کنند تا ساپورت ها جهت تحمل وزن سینی یا نردبان به این صفحات جوش داده شود یا پیچ شود )شكل 62(. شکل 62 اتصال سینی به ساپورت کار عملی 4 هدف: ساخت ساپورت L ساپورت L دارای دو بازو برای نصب روی دیوار و سقف مطابق شكل 63 است. ابزارهای مورد نیاز: ابزارهایی که در سینی کاری مورد استفاده قرار میگیرند عبارتاند از: سنگ فرز دریل آچار دریل شارژی پیچگوشتی گونیا مداد. تجهیزات ایمنی مورد نیاز: ماسک عینک محافظ دستکش ضد برش کفش ایمنی مراحل انجام كار: الف( برش بازوها این ساپورت دارای دو بازو یكی متصل به سقف و دیگری متصل به دیوار است. شكل 63 ساپورت L ایمنی هنگام ساخت سینی بیشتر از ابزارهای برش استفاده می شود. هنگام برش حتما از عینک محافظ استفاده شود تا از ورود پلیسه به چشم در حین برشکاری و برای جلوگیری از برخورد دست به لبه های تیز سینی از دستکش استفاده شود. هیچ گاه از صفحه سنگ های آسیب دیده برای برش استفاده نکنید زیرا ضمن پرتاب تکه های صفحه برش به سمت کاربر موجب آسیب دیدن خود دستگاه نیز می شود )شكل 64(. 83

از کفش ایمنی استفاده شود تا در اثر افتادن اجسام پا آسیب نبیند ضمنا برای پایین آوردن احتمال آسیب به پا در حین برشکاری استفاده از کفش ایمنی ضروری است چون در عملیات برشکاری سینی پا بیشتر در معرض آسیب است. در هنگام سوراخکاری برای برقراری اتصاالت سینی شكل 64 اتصال ساپورت به سینی یكپارچه و نردبان مراقب باشید دست خود را جلوی مته قرار ندهید. اگر عملیات سینی کاری در ارتفاع قرار داشت از صحت اجرای داربست و تختههای مورد استفاده اطمینان حاصل كنید. با توجه به اینکه کابلها در دستههای مختلفی شامل سبک متوسط و سنگین تولید میشوند پس در انتخاب نردبان کابل مناسب خود بار وارد به نردبان را همیشه مدنظر قرار دهید. فعالیت برچسب شكل 65 چه نكاتی در مورد نردبان كابل هشدار می دهد شكل 65 برچسب نردبان كابل تذکر تحقیق در هنگام کابل کشی روی سینی در فواصل 2 تا 4 متری در طول کابل تگ های آدرس نصب شود تا منجر به سهولت عیب یابی کابل شود. کدام شرکت ها در داخل یا خارج از کشور مشغول به تولید سینی کابل نردبان کابل و متعلقات آنها هستند کاتالوگ های آنها را دانلود کنید و در مورد تولیدات آنها در کالس بحث کنید. فعالیت با توجه به شكل زیر محل هر اتصال را در جدول مشخص كنید. 1 و 2 و 3 و 4 ساپورت سینی 5 تابلو برق 6 و 8 سینی کابل 7 اتصال خیزشی 1 7 8 2 3 4 6 محل اتصال سینی نوع اتصال نردبان ساپورت خیزشی 5 شکل 66 قطعات سینی كشی افقی و عمودی 84

پودمان دوم: کابل کشی فیلم برای مشاهده نحوه اجرای عملیات کار با نگه دارنده و ساپورت به فیلم شماره 04 مراجعه شود. 14 2 کابل کشی زمینی شكل 67 کابل کشی زمینی نوعی از کابل کشی است که در آن کابل ها از کف و داخل زمین عبور داده می شود )شكل 67(. به طورکلی اگر در جایی بتوان از کابل کشی هوایی استفاده نمود کمتر از کابل کشی زمینی استفاده می شود زیرا کابل کشی زمینی 5 تا 7 برابر گران تر از کابل کشی هوایی تمام می شود. در شكل 67 مراحل انجام کابل کشی زیرزمینی )دفنی( نشان داده شده است. کانال ذوزنقه ای شکل شكل 68 85

فیلم برای آشنایی با کابل کشی زمینی به فیلم شماره 0 5 مراجعه شود. فیلم برای آشنایی با تجهیزات روز دنیا در زمینه کابل کشی زمینی به فیلم شماره 0 6 مراجعه شود. 15 2 مفصل joint( )Cable اتصاالتی که در کابل ها بیشتر با آن روبه رو می شویم عبارت است از اتصال انتهایی اتصال سربه سر اتصال سه راهی و اتصال چهارراهی. به منظور اتصال کابل ها از ابزارآالت مختلفی استفاده می شود که محل اتصال در برابر رطوبت و انواع فشارهای مکانیکی و الکتریکی از حفاظت کافی برخوردار شود به این وسایل اصطالحا مفصل و سرکابل گفته می شود. در زیر شکل یک نمونه مفصل آورده شده است. این نوع مفصل دارای یک قالب پالستیکی دو تکه و مقداری ماده رزین ریختگی می باشد و نوار عایق بندی و موف می باشند. مفصل های رزینی یکی از ایمن ترین عایق های کابل محسوب می شوند. برای اتصال دو سرکابل به یکدیگر دو نوع مایع را با یکدیگر مخلوط می کنند که بعد از 10 الی 15 دقیقه مواد حاصل سخت می شود و ضد آب و ضد ضربه می گردد. به همین دلیل از این نوع مفصل بیشتر در زیر زمین و دریا استفاده می شود. به طور کلی مفصل ها را از جنس فوالد و چدن و در برخی موارد از مواد عایقی از جنس PVC پرواتیلن می سازند. مفصل ها با توجه به کاربردهایی که دارند در اندازه های مختلفی ساخته می شوند و با توجه به نوع جنس شان به وسیله عالئم مخصوصی نیز مشخص می شوند. مشخصات داخلی هر مفصل در بروشورهایی توسط کارخانه سازنده ثبت می شود. 1 15 2 انواع مفصل های رزینی 1 مفصل های دوراهه شكل 69 شكل 70 86

پودمان دوم: کابل کشی 2 مفصل های T شکل شكل 71 3 مفصل های Y شکل شكل 72 2 15 2 نحوه انجام مفصل رزینی برای کابل های PVC 1 بریدن گام ها )پله ها( از آخر بدنه باز کردن باید کمی بزرگ تر از قطر کابل باشد )تقریبا 1 تا 2 میلی متر( 2 زبر کردن سطح کابل با سنباده P40 درصورتی که قطر خارجی کابل کوچک تر از 20 mm 2 باشد a=2 c و درصورتی که قطر خارجی کابل از 20 mm 2 بیشتر باشد a=40mm 87 شكل 74 شكل 73

قسمت زبر شده شكل 75 زبر کردن پاک کردن و تمیز کردن روغن قسمت زبر کابل 3 لخت کردن کابل های مورد اتصال به اندازه کمتر از نصف مفصل به صورتی که لبه های مفصل روی نصف قسمت زبر شده قرار گیرد. سپس رشته های كابل را به صورت پلکانی قطع کرده تا اتصاالت کنار هم نباشند. موف رشتة کابل شكل 76 4 هادی هر رشته از کابل ها را به اندازه نصف موف لخت کنید. شکل 77 5 هادی لخت شده کابل را در داخل موف قرار داده و آن را پرس کنید. پرس کابلشو دستی موف شكل 78 88

پودمان دوم: کابل کشی 6 موف های اتصال داده شده را با نوارچسب PVC عایق بندی کنید. شکل 79 7 فاصله مابین موف ها و فاصله هادی ها از خودشان و نسبت به بدنه مفصل نباید کمتر از 5 mm باشد. 8 دونیمه بدنۀ اصلی مفصل را به هم وصل کرده و گیره ها را چفت کنید. 9 با نوارچسب PVC دو طرف بدنه مفصل را در محل ورود کابل به طور کامل آب بندی کنید. شكل 80 شكل 81 10 با برداشتن نوار جداکننده پاکت رزین مواد را باهم مخلوط کرده و سپس مطابق دستورالعمل تا 3 mm باالتر از لبۀ دهانۀ ورودی مفصل را پر کنید. شكل 82 89

11 درپوش بدنه اصلی مفصل را بر روی آن قرار دهید. شكل 83 شکل 84 12 پس از سخت شدن و گرفتن مواد رزینی به جریان وصل کردن کابل امکان پذیر است. نکته حداکثر زمان نگهداری مخلوط رزین برای نیم لیتر در دمای 25 درجه سانتی گراد 15 تا 20 دقیقه است و زمان ژل شدن برای نیم لیتر در همین دما 20 تا 25 دقیقه است. مدت زمان برای سخت شدن کامل 48 ساعت می باشد. شكل 85 فیلم الزم با ذکر است که زمان ژل شدن به دمای محیط و مدت زمان مخلوط شدن بستگی دارد. جهت آشنایی بهتر با نحوه مفصل زنی به فیلم مراجعه شود. تحقیق کاتالوگ مقابل مربوط به یک مفصل است. در مورد آن تحقیق کنید. شكل 86 90

پودمان دوم: کابل کشی تحقیق در مورد انواع دیگر مفصل و اینکه برای چه نوع کابلی مناسب هستند تحقیق کنید 3 15 2 چگونگی نصب و قرار دادن مفصل در داخل کانال قبل از اینکه مفصل را در داخل کانال در زمین قرار دهیم باید زیر آن آجر گذاشته و مفصل را بهصورت کامال مستقیم و در جهت مسیر کابل بخوابانیم. سپس بر روی مفصل مقداری شن یا ماسه نرم ریخته و به منظور حفاظت بیشتر روی آن را آجر میچینیم. سپس روی آجر را نیز با خاک میپوشانیم. شکل زیر چگونگی نصب و قرار دادن مفصل را در کانال نشان میدهد. 1 آجر جهت حفاظت 2 چاله )تورفتگی داخل زمین( 3 ستون نگهدارنده از آجر 4 مفصل 5 بعد از قرار دادن مفصل در این منطقه خاک را محکم بکوبید. 6 کانال 7 طول اضافی ( انحنای کابل ) 8 کانال کابل شكل 87 9 انحنا در جهت پایین 10 کانال کابل نکته در صورت قرارگیری مفصل در کانال دفنی حتما باید نقشه نهایی از محل دقیق مفصل در اختیار استفاده کننده قرار گیرد. کار عملی 5 اتصال کابل با مفصل رزینی با انتخاب دوتکه کابل 16 4 mm 2 با استفاده از مفصل رزینی مناسب کابل ذکر شده آنها را با مفصل به هم وصل کنید. وسایل مورد نیاز: مفصل رزینی برای کابل 16 4 دو تکه کابل 16 4 چهار عدد موف 16 یک ورق سنباده P40 ابزار مورد نیاز: پرس کابلشو لخت کن قیچی 91

ارزشیابی شایستگی كابل كشی شرح کار: كابل كشی روی دیوار و انجام كابل شو نصب سینی و نردبان كابل و اتصاالت آن ساخت ساپورت )نگهدارنده( كابل مفصل بندی كابل و كابل دفنی استاندارد عملکرد: انجام كابل كشی روی دیوار كابلشو زنی و اتصاالت سینی و نردبان كابل و مفصل بندی در كارگاه با رعایت موارد ایمنی در كار و استفاده از ابزار شاخص ها: انتخاب صحیح كابل و كابل شو و اتصال آن كابل كشی صحیح روی دیوار استفاده صحیح از ابزار برای اتصاالت سینی و نردبان و مفصل و رعایت نكات ایمنی شرایط انجام کار و ابزار و تجهیزات: شرایط: فضای مناسب ابزار مناسب مدت زمان متناسب با حجم كار ابزار و تجهیزات: ابزار عمومی كابل كشی برق سینی ونردبان كابل كابلشو وپرس كابلشو نگهدارنده مفصل كابل لباس كار معیار شایستگی: ردیف مرحله کار حداقل نمره قبولی از 3 نمره هنرجو 2 1 كابل كشی روی دیوار )بست و خمش كابل( 1 2 اتصاالت سینی و نردبان 1 3 ساپورت كابل 2 4 مفصل بندی كابل 2 شایستگی های غیرفنی ایمنی بهداشت توجهات زیست محیطی و نگرش: كسب اطالعات كار تیمی مستند سازی ویژگی شخصیتی * میانگین نمرات * حداقل میانگین نمرات هنرجو برای قبولی و کسب شایستگی 2 می باشد. 92

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور پودمان 3 سيم پيچي ترانسفورماتور 93

واحد یادگیری 3 سيم پيچي ترانسفورماتور آیا می دانید: اساس كار ترانسفورماتور چيست اجزاي تشكيل دهنده ترانسفورماتور كدام است تفاوت ترانسفورماتور ايده آل و واقعي چيست آزمايش بیباری و اتصال كوتاه چه خصوصياتي از ترانسفورماتور را بيان میکند محاسبات و سیمپیچی ترانسفورماتور چگونه است اتوترانسفورماتور با ترانسفورماتور معمولي چه تفاوتهایی دارد استاندارد عملکرد پس از اتمام این واحد یادگیری هنرجویان قادر خواهند بود محاسبه و سیمپیچی انواع ترانسفورماتورهای كوچك و آزمايش هاي بي باري و اتصال كوتاه ترانسفورماتور را انجام دهند. همچنين آنها قادر به محاسبه و سيم پيچي اتوترانسفورماتور خواهند بود. 94

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور * مقدمه ترانسفورماتورها مبدلهایی هستند که انرژی الکتریکی را بدون تغییر نوع انرژی با مقادیر مختلف در اختیار مصرفکننده قرار می دهند. این خصوصیت به مهندسین برق این امکان را میدهد تا وسایل الکتریکی را در انواع مختلف با جریانها و ولتاژهای گوناگون طراحی کنند. بدین طریق در مواقعی که احتمال خطر برقگرفتگی وجود داشته باشد وسایلی را با ولتاژ کم طراحی کنند که خطر برقگرفتگی نداشته باشد. در مواقعی مانند»جوشکاری«که نیاز به جریان زیاد است با تغییر در مقدار ولتاژ میتوان جریان زیادی برای جوشکاری فراهم کرد. ترانسفورماتورها در انتقال توزیع انرژی الکتریکی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار هستند. معموال در ابتدای خطوط ولتاژ افزایش داده میشود که بهواسطه آن اوال : امکان انتقال را با ولتاژ باال ممکن میسازند. ثانیا : به دلیل افزایش ولتاژ جریان عبوری از خطوط انتقال کاهشیافته و درنتیجه تلفات خطوط انتقال بسیار کاهش مییابد. در انتهای خطوط که محل توزیع برق است با کاهش ولتاژ بهاندازهای که برای مصرف مناسب باشد در نتیجه میزان جریان افزایش یافته و این امکان را فراهم میآورد تا جریان دهی به تعداد زیادی مصرفکننده افزایش یابد. ضمنا ترانسفورماتورها در موارد دیگری همچون صنعت خودروسازی کورههای القایی وسایل روشنایی و روشناییهای تزیینی اندازهگیریها و حفاظتهای الکتریکی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. سؤال حداقل ولتاژ براي ترانسفورماتور جوشكاري چند ولت است در شکل 1 تصویر یک نمونه ترانسفورماتور سه فاز و تک فاز را مشاهده میکنید. شکل 1 ترانسفورماتورهای سه فاز و تک فاز فیلم تعريف ترانسفورماتور )دو دقيقه اول فيلم( 95

ترانسفورماتورها ساختمان 1 3 سیمپیچی 2 آهنی هسته 1 است. تشکیلشده قسمت دو از ترانسفورماتور ورودی ولتاژ به که سیمپیچی به میشوند. تقسیم دسته دو به حالت سادهترین در ترانسفورماتورها سیمپیچی تبدیل عمل از )پس موردنظر ولتاژ آن از که سیمپیچی به و اولیه«سیمپیچی «اصطالحا میشود متصل اب اولیه فیزیکی و الکتریکی تمامیکمیتهای میشود. گفته ثانویه«سیمپیچی «میآید دست به ترانسفورماتور( میشود. داده نشان S( یا )2 اندیس با ثانویه کمیتهای و P( یا )1 اندیس تقسیمبندی صورت دو به ترانسفورماتورها که گرفت نتیجه میتوان پس دادهشده توضیحات به توجه با است. شده داده نشان افزاینده و کاهنده حالت دو در فاز تک ترانسفورماتورهای تصویر شکل 2 میشوند. افزاینده( )ترانسفورماتور کاهنده( )ترانسفورماتور V 1 < V 2 V 1 > V 2 پیچ سیم ثانویه پیچ سیم اولیه پیچ سیم ثانویه پیچ سیم اولیه هسته ترانسفورماتور یک ساختمان 2 شکل هسته میشود. استفاده ترانسفورماتورها دادن نشان برای 3 شکل تصاویر از الکتریکی مباحث در هوایی هسته آهنی هسته مختلف هستههای با ترانسفورماتور اختصاري عالئم شكل 3 فعالیت اشارهکنید. برقي لوازم و برق و صنعت در كاهنده و افزاينده ترانسفورماتور كاربرد نمونه چند 220 V 12 فعالیت مثال كاهنده ترانسفورماتور يك چرا میبینید تفاوتي چه كنيد. اندازهگیری را آن ثانويه و اوليه سیمپیچ اهمي مقاومت اهممتر از استفاده با كنيد. تهيه 96

ترانسفورماتور پیچی سیم سوم: پودمان ارائه مغناطیسی القای مباحث ابتدا تا است الزم ترانسفورماتورها عملکرد چگونگی و کار طرز با آشنایی برای شود. پیچ سیم دو مغناطیسی القای 2 3 جريان شود وصل متناوب ولتاژ )اولیه( آنها از یکی به چنانچه بگیرد قرار هم مجاورت در سیمپیچ دو اگر مغناطیسی شار اورستد قانون اساس بر جریان این میشود. جاری اولیه سیمپیچ داخل در متغير متناوب میبندد. اولیه سیمپیچ اطراف و درون از را خود مدار متغیر مغناطیسی شار و میکند تولید متغیر قانون اساس بر شار بودن متغیر علت به کند عبور )ثانویه( دومی سیمپیچ از شار این از قسمتی یا همه اگر سیمپیچ دور تعداد و شار تغییر آهنگ با که شد خواهد القا الکتریکی محرکه نیروی سیمپیچ این در فاراده محرکه نیروی این میکند. القا محرکه نیروی نیز اولیه درسیمپیچ متغیر شار بود. خواهد متناسب ثانویه روابط در منفی عالمت میکند. مخالفت شار تغییرات یعنی آن آورنده وجود به عامل با لنز قانون براساس است. لنز قانون خاطر به 2 3 و 1 3 ϕ2 E = N ) 1 3 ( 2 2 t ϕ1 E = N ) 2 3 ( 1 1 t حلقههای تعداد N ثانویه سیمپیچ در القایی محرکه نیروی E اولیه سیمپیچ در القایی محرکه نیروی E 1 2 1 ϕ2 ϕ و اولیه سیمپیچ در شار تغییر آهنگ 1 است. ثانویه سیمپیچ حلقههای تعداد t t N و اولیه سیمپیچ 2 میباشد. ثانویه سیمپیچ در شار تغییر آهنگ و نمیکند عبور ثانویه سیم از و میکند عبور اولیه سیمپیچ از فقط تولیدشده مغناطیسی شار از قسمتی پراکندگیشار شار مقدار این به است. بیتأثیر E 2 تولید در ولی است مؤثر E 1 محرکه نیروی تولید در میگویند. ϕ=ϕ 1 - ϕ 2 (3-3) است. ثانویه سیمپیچ شار مقدار ϕ 2 و اولیه سیمپیچ در تولید شار مقدار ϕ 1 بارداري حالت باري بي حالت I0 I 2 = 0 I 1 I 2 Z L 97 اصلي ميدان مخالف ميدان پراكندگي ميدان سیمپیچ دو در مغناطیسی القای 4 شکل آهنی هسته

سؤال تصور كنيد يك وسيله برقي داريد كه با ولتاژ 110 ولت كار مي كند با توجه به ولتاژ شبكه برق 220 ولت چگونه مي توان از آن استفاده كرد. 3 3 ضریب کوپلینگ ϕ 2 از سیمپیچ ثانویه عبور میکند طبق ϕ 1 درسیمپیچ اولیه بهاندازه در شکل 3 از مقدار شار تولیدشده تعریف : به نسبت ϕ = ϕ 2 1 ϕ 2 ϕ 1 می باشد لذا ضریب کوپلینگ K را ضریب کوپلینگ می گویند و چون همواره و 1=K( ϕ ϕ= ( میباشد. اگر همه شار تولیدشده در سیم پیچ اولیه ازسیم پیچ ثانویه عبور کند K 1 2 1 دراین صورت کوپلینگ کامل است. با روی هم قرارگرفتن دو سیمپیچ روي يك بازوي هسته تا حدودی کوپلینگ کامل اتفاق مي افتد. فیلم عملكرد ترانسفورماتور )بخش اول( 4 3 اساس کار ترانسفورماتورها اگر سیمپیچ اولیه یک ترانسفورماتور با جریان متناوب سینوسی تغذیه کند جریان متناوب سینوسی در سیمپیچ اولیه برقرار میشود. این جریان بر اساس قانون اورستد شار مغناطیسی متغیری در سیمپیچ اولیه ایجاد میکند. به علت مقاومت مغناطیسی کم هسته شار مغناطیسی مدار خود را از طریق هسته میبندد. ϕ 0 ϕ 0 نشان داده شده است. دو سیمپیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور با شار متغیر در شکل 5 این شار با مواجه میشوند. در سیمپیچ اولیه نیروی محرکه فارادی القا میشود. E 1 نیروی محرکه القایی در سیمپیچ اولیه برحسب ولت E 2 نیروی محرکه القایی در سیمپیچ ثانویه برحسب ولت N 1 تعداد دور سیمپیچ اولیه N 2 تعداد دور سیمپیچ ثانویه ϕ برآیند شارهای مغناطیسی متغیر هسته برحسب وبر B چگالی میدان در هسته برحسب تسال f فرکانس ولتاژ تغذیه برحسب هرتز E 2 بر اساس قانون E 1 و در سیمپیچ ثانویه نیروی محرکه E 1 =4/44 * f * ϕ * N 1 =4/44 * f * B * A * N 1 (3-4) E 2 =4/44 * f * ϕ * N 2 =4/44 * f * B * A * N 2 (3-5) 98

ترانسفورماتور پیچی سیم سوم: پودمان دارد كاربردي چه N( 1 = N تحقیق ( باشد برابر آن ثانويه و اوليه دور تعداد كه ترانسفورماتوري 2 الکتریکی جریان اولیه سیمپیچ در است نشده مدار وارد ثانویه بار هنوز آنکه به توجه با حالت این در رابطه در ميشود. داده نشان I 0 با و ميشود گفته بیباری جریان آن به که میشود جاری V E I0 = 1 1 Z1 اولیه سیمپیچ امپدانس Z و اولیه سیمپیچ در القایی محرکه نیروی E و اولیه سیمپیچ تغذیه ولتاژ V اخیر 1 1 1 میباشند. V V میکند. تولید را ϕ بیباری جریان 5 شکل 0 در و شده برقرار I الکتریکی بارجریان در E القایی محرکه نیروی شود بسته ثانويه درطرف را بار کلید اگر 2 2 E V معین ثانویه جریان اندازه I2 = 2 2 رابطه براساس و میشود ایجاد V Z 2 پتانسیل اختالف بار سر دو 2 سیمپیچ امپدانس Z 2 و ثانویه سیمپیچ در القایی محرکه نیروی E و ثانویه سیمپیچ سر دو ولتاژ V میشود. 2 2 ϕ 2 شارمغناطیسی ثانویه سیمپیچ در خود نوبه به است سینوسی متناوب جریان I 2 جریان باشند. می ثانویه و كرده مخالفت لنز قانون براساس ϕ 0 شارمغناطیسی با و بسته هسته طریق از را خود مدار که كرده ایجاد شود. می هسته در شار کاهش موجب كند. مي توليد را ϕ 2 شار بار جريان 6 شكل V E I0 = 1 1 رابطه به توجه با E Z 1 کاهش با و یافته کاهش E 1 مقدار هسته در مغناطیسی شار کاهش با 1 را ϕ 0 دوباره و كرده خنثی را ϕ 2 که میکند تولید 2ʹϕ شارمغناطیسی و مییابد افزایش I مقدار به I مقدار 1 0 6(. )شكل میکند برقرار هسته در 99

ϕ 2 ϕ 2 میباشد ازآنجایی که با بررسی مطالب فوق مشاهده میشود تغییرات جریان از I به I متناسب با 1 0 را I بهوجود آورده بود و I با امپدانس بار متناسب است. نتیجه میگیریم که افزایش I به I متناسب با 1 0 2 2 بارترانسفورماتور میباشد که این فرایند را خود تنظیمی ترانسفورماتورها میگویند )شكل 7(. شكل 7 خودتنظيمي ترانسفورماتور فیلم اجزاي ترانسفورماتور از لحظه 2 تا 5:13 فعالیت چرا هسته ترانسفورماتور با توجه به شكل 8 به شكل EI ساخته مي شود توضیح: برای اینکه بتوان کارهای عملی ساده و متناسب با بحث ترانسفورماتورها را در کارگاه انجام داد الزم است تا با یکسری وسایل و ابزار مرتبط آن آشنا شد که در ادامه به بررسی و معرفي آنها پرداخته مي شود. 5 3 کولیس کولیس وسیله اندازه گیری فاصله بین دو نقطه با دقت اندازه گیری یک دهم میلی متر می باشد. کولیس از یک خط کش مدرج یک ورنیه دوفک بیرونی دوفک درونی و یک تیغه تشکیل می شود )شکل 9(. شکل 8 ساخت ورق هسته EI شکل 9 اجزای تشکیل دهنده کولیس 100

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور =22/6 mm +0/6 = 22 مقدار اندازه گیری 1 5 3 روش اندازه گیری با کولیس قطعه ای بین دو فک قرار داده شود )سنجش قطر خارجی(. قسمت صحیح را قبل از صفر ورنیه از خط کش برحسب میلی متر خوانده مي شود. قسمت اعشاری را از ورنیه جدا ساخته در این حالت یکی از اعداد ورنیه با یکی از اعداد خط کش در امتداد هم قرار می گیرند این عدد قسمت اعشاری اندازه گیری را نشان خواهد داد. بنابراین دقت اندازه گیری دهم میلی متر خواهد بود. خطکش ورنیه شکل 10 اندازه گیری قطر خارجی با کولیس با کولیس می توان اندازه داخلی و خارجی و عمق اجسام را اندازه گیری نمود )شکل 11(. شکل 11 نحوه اندازه گیری با کولیس فعالیت سؤال چه تفاوتي در انواع كوليس در شكل 12 ديده مي شود مقدار نشان داده شده توسط كوليس در شكل 13 چقدر است کولیس گیج دار کولیس دیجیتالی کولیس چاقویی)کاردی( شکل 12 انواع کولیس ها شکل 13 101

6 3 میکرومتر )ریزسنج( از میکرومتر معموال برای اندازه گیری قطر سیم های با روکش الکی استفاده می شود. دقت اندازه گیری آن تا 0/01 میلی متر می باشد. روش اندازه گیری و قرائت مقدار اندازه گیری شده در شکل 14 نشان داده شده است. شکل 14 اندازه گیری قطر اجسام با میکرومتر فعالیت مقدار نشان داده شده در شكل توسط ميكرومتر چقدر است شكل 15 اندازه گيري با ميكرومتر ایمنی از ضربه زدن به كليه اجزای ميكرومتر خودداري كنيد و بعد از هرزگردي مهره را بيشتر نچرخانيد. فعالیت مقادیری را که دستگاه های کولیس در شکل های زیر نشان می دهند مشخص کنید. پ الف 102

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور 7 3 وارنیش ت شکل 16 مقادیر مختلف اندازه گیری شده با کولیس ب معموال برای محکم کردن اتصال سیم های الکی با یکدیگر و یا اتصال سیم های الکی با سیم های افشان که از داخل وسیله سیمپیچی شده مانند ترانسفورماتورها و الكتروموتورها خارج می شود از روش لحیم کاری استفاده می شود. برای عایق کاری این نقاط اتصال از عایق های حرارتی به نام وارنیش )ماکارونی( استفاده می شود. در زمان سیمپیچی یک طرف این روکش ها باید در داخل قرقره و زیر سیمپیچ ها قرار گرفته و محکم شود. وارنیش ها به صورت لوله ای در قطرهای مختلف و با طول های یک متر وجود دارند که می توان متناسب با ضخامت محل اتصال دو سیم شماره وارنیش را انتخاب کرد. هادی الک برداری شده سنباده هادی با عایق الکی الف روکش برداری ب قراردادن وارنیش ها نوک هویه د لحیم کاری قسمت تابیده شده ج سر سیم های تابیده شده شکل 17 كاربرد وارنيش ه پوشش محل لحیم کاری شده با وارنیش 8 3 کاغذ پرشمان کاغذهای عایقی الکتریکی هستند که از آنها در بین طبقات سیمپیچیها و روی سیمپیچیهای اولیه و ثانویه برای جدا کردن این سیمپیچیها از یکدیگر و همچنین حفاظت از سیمپیچی در مقابل ضربات خارجی استفاده میشود. 103 شکل 18 كاغذ پرشمان

9 3 سر سیم برای اتصال سیم های ترانسفورماتور به شبکه یا مصرف کننده میتوان از سر سیم استفاده کرد که در شکل 19 با تصویر چند نمونه از آنها آشنا میشویم. شکل 19 سرسيم فیلم ترانسفورماتور )بخش سوم( فعالیت مقاومت عايقي بين سیمپیچ اوليه و ثانويه يك ترانسفورماتور یکفاز را به كمك م گر اندازه گيري كنيد. کار عملی 1 سؤال اگر سيم پيچ اوليه با سيم پيچ ثانويه اتصال الكتريكی پيدا كند چه اتفاقي در عملكرد ترانسفورماتور رخ مي دهد هدف: آشنایی و کار با کولیس میکرومتر سیم الکی وارنیش قرقره ترانسفورماتور ورقهای هسته ترانسفورماتور وسایل و مواد الزم: کولیس میکرومتر سیم الکی وارنیش قرقره ترانسفورماتور انواع ورقهای EI 1 دو اندازه مختلف از قرقرههای آماده ترانسفورماتورها را در اختیار گرفته و مقادیر نشان داده شده در شکل 20 را با کولیس اندازهگیری کنید. 2 دو اندازه مختلف از ورق های EI ترانسفورماتورها را در اختیار گرفته و مقادیر نشان داده شده در شكل 20 ابعاد قرقره ترانسفورماتور 104

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور a شکل 21 را با کولیس اندازهگیری کنید. چه ارتباطي بين مقدار وسط هسته )f( با دو ضلع كناري )C( وجود دارد علت اين ارتباط چيست i k c g f c e b d k c r شکل 21 ابعاد هسته EI 3 چند نمونه قرقره سیم الکی مختلف را در اختیار گرفته و با میکرومتر قطر سیم الکی آنها را اندازه گیری کنید و جدول 1 را تکمیل کنید )شکل 22(. شکل 22 اندازه گیری قطر سیم الکی جدول 1 مقادير اندازه گيري شده d2 π اندازه گيري سطح مقطع سيم )A( 4 ضخامت الك سيم قطر سيم اندازه گيري شده شماره سيم 0/50 0/60 0/80 0/85 1 105

4 چند رشته سیم الکی را مطابق شکل 23 به یکدیگر اتصال داده و پس از لحیم کاری مناسب روی اتصال ها را با وارنیش پالستیکی بپوشانید )اندازه روکش برداری و وارنیش ها توسط هنرآموز )استادكار( در اختیار شما گذاشته می شود(. 10 3 ترانسفورماتور ایده آل شکل 23 لحيم كاري ترانسفورماتوري كه تمام شار مغناطیسی توليدشده در سیمپیچ اولیه از سیمپیچ ثانویه عبور می کند ايده آل ناميده مي شود. در این ترانسفورماتورها هیچ گونه تلفات وجود ندارد و راندمان آن صددرصد می باشد. این نوع ترانسفورماتورها یک تعریف ذهنی است و در عمل امکان دستیابی به چنین ترانسفورماتورهایی امکان پذیر نیست. روابط اساسی ترانسفورماتورهای ایده آل در ترانسفورماتورهای ایده آل به علت نادیده گرفتن مقاومت اهمی سیمپیچ ها و تلفات پراکندگی می توان نوشت : E 1 = V 1, E 2 = V 2 (3-4), P 1 = P 2 (3-5) E 4 / 44 f B A N E N V = = = E 4 / 44 f B A N E N V 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 با توجه به روابط 4 3 و 5 3 می توان نوشت: (3-6) P 1 =V 2 * I 1 P 2 =V 2 * I 2 P 1 =P 2 V I V 1 I1= V 2 I2 = V I 1 2 2 1 (3-7) در ترانسفورماتورهای ایدهآل نسبت دورها با نسبت ولتاژها و عکس نسبت جریانها برابر است و E1 = N1 = V1 = I2 را رابطه اساسی ترانسفورماتورهای ایدهآل میگویند. a را ضریب تبدیل = a E2 N2 V2 I1 ترانسفورماتور میگویند. 106

RANGE AC/DC OFFSET HOLD RESET V OFF 2-20 M Ω Ω Ω/LPΩ 10 A m A COM 2 ma 200 ma 10 A V Ω RANGE AC/DC OFFSET HOLD RESET V OFF 2-20 M Ω Ω Ω/LPΩ 10 A m A COM 2 ma 200 ma 10 A V Ω پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور مثال 1 تعداد دور سیمپیچ اولیه یک ترانسفورماتور ایدهآل 1000 دور و تعداد دور سیمپیچ ثانویه آن 400 دور میباشد این ترانسفورماتور در ثانویه بار 20 اهمی را با ولتاژ 200 ولت تغذیه میکند. ولتاژ و جریان اولیه و توان ورودی ظاهری آن را به دست آورید. حل: N 1, N 2 دور =1000, R=20Ω, V1 N1 دور =400 V2 = 200 V = V2 N2 V1 1000 N1 I2 V2 200 1000 10 = V1= 500V =,I2 = = = 10A, = I1= 4A 200 400 N I R 20 400 I S 1 =V 1 * I 1 =1000 * 4=4000VA 2 1 1 سؤال تفاوت ترانسفورماتور ايده آل و واقعي چيست چرا در عمل ترانسفورماتور ايده آل وجود ندارد 11 3 آزمایش بی باری در آزمایش بی باری هدف تعیين تلفات هسته و مشخص نمودن عناصر معادل هسته می باشد. در این آزمایش ثانویه بدون بار بوده و در فرکانس نامی مطابق شکل 24 منبع ولتاژ متغیر را آن قدر تغییر می دهیم تا ولت متر ولتاژ اسمی ترانسفورماتور P1 P2 220 12V V V F1 T را نشان دهد. در این حالت وات متر تلفات بی باری 2 V است را 1 PFe یا تقریبا تلفات هسته که برابر = Rc نشان خواهد داد. مقداری که آمپرمتر نشان میدهد I 0 میباشد )با چگونگی جریان بیباری ترانسفورماتور محاسبه عناصر مدار معادل در سالهای بعد آشنا خواهید شد(. 220 V 220 V 12 V فعالیت چرا ولتاژ بي باري ترانسفورماتور از مقدار محاسبه شده بيشتر است شکل 24 مدار آزمایش بی باری 107

12 3 آزمایش اتصال کوتاه هدف از آزمایش اتصال کوتاه برآورد تقريبي تلفات سیمپیچی و عناصر معادل سیمپیچی ترانسفورماتور است. این آزمایش به جهت اشباع مغناطیسی هسته باید با احتیاط صورت گيرد. برای این منظور ابتدا منبع ولتاژ را در مقدار صفر قرار داده سپس ثانویه را مانند شکل 25 اتصال کوتاه كرده و سپس منبع ولتاژ متغير را آهسته آهسته افزایش داده تا از آمپرمتر جریان نامی اوليه ترانسفورماتور عبور کند در این حالت مقداری Pcu میباشد و مقداری که ولتمتر نشان میدهد که واتمتر نشان میدهد گوياي تلفات مسی = I 2 R 1 e V SC است. ولتاژ اتصال کوتاه اتصال کوتاه مقدار اولیه روی صفر تنظیم می شود. P = P Pe + P cu شکل 25 مدار آزمایش اتصال کوتاه تلفات ترانسفورماتور P( Cu تلفات ترانسفورماتور گفته ميشود. P( fc و تلفات مسي ( به مجموع تلفات آهني ( ( 8 3 ) فیلم آزمايش بي باري و اتصال كوتاه از لحظه 21:45 تا 23:55 راندمان ترانسفورماتور P in راندمان گفته ميشود و با ɳ نشان داده ميشود. P out به توان ورودي نسبت توان خروجي Pout η % = 100 ( 10 3 ) P P in =P out ( 9 3 ) P + in تحقیق سیمپیچي ترانسفورماتورهاي وسايل زير روي يك بازو يا دو بازوي مختلف هسته پيچيده شده است الف(ترانسفورماتور هويه تفنگي ب(ترانسفورماتور جوشكاري مدل پله اي ج(ترانسفورماتور جوشكاري مدل هسته متحرك 13 3 ولتاژ اتصال کوتاه اگر سيم پيچ ثانویه ترانسفورماتور اتصال کوتاه شود و از سيم پيچ اولیه ترانسفورماتور جریان نامی عبور كند V SC در این حالت ولتاژی كه در اولیه ترانسفورماتور اعمال شده است ولتاژ اتصال کوتاه گفته و آن را با Circuit( )Vshort نشان می دهند. 108

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور 14 3 ولتاژ اتصال کوتاه نسبی نسبت ولتاژ اتصال کوتاه به ولتاژ نامیاولیه را»ولتاژ اتصال کوتاه نسبی«میگویند و آن را با U نشان K میدهند. معموال آن را به درصد بیان میکنند و یکی از مشخصات ترانسفورماتور میباشد و معموال در پالک ترانسفورماتور آورده میشود. VSC ( 11 3 ) 100 = % k U V1 n ولتاژ اتصال کوتاه معیاری برای اندازهگيري مقدار امپدانس ترانسفورماتورها است. هرچقدر ولتاژ اتصال کوتاه بیشتر باشد امپدانس ترانسفورماتور زیادتر تلفات آن بیشتر و راندمان کمتری دارد اما در مقابل اتصال کوتاه مقاومتر است. برای کاهش ولتاژ اتصال کوتاه سیمهای سیمپیچهای اولیه و ثانویه را روی هم میپیچند. فعالیت مقدار ولتاژ اتصال كوتاه يك ترانسفورماتور سيم پيچي شده را اندازه گيري كنيد و در مورد امپدانس داخلي آن بحث كنيد. 15 3 جریان اتصال کوتاه چنانچه ترانسفورماتور با مقادیر نامی باری را تغذیه کند و دوسر بار اتصال کوتاه شود جریان شدیدی )حدودا تا 20 برابر جریان نامی( از ترانسفورماتور عبور می کند که به آن جریان ضربه ای یا جریان هجومی گفته مي شود این جریان پس از چند سیکل تقریبا به نصف مقدار اوليه كاهش پیدا کرده و مقدار ثابت پیدا می کند I SC نمایش داده مي شود. به این جریان جریان اتصال کوتاه گفته و با I SC I = n ) 12 3 ( u k u k ولتاژ اتصال كوتاه نسبی I n جریان نامی I SC جریان اتصال کوتاه مثال 2 ولتاژ نامی یک ترانسفورماتور 220 ولت و جریان نامی آن 10 آمپر است. اگر ولتاژ اتصال کوتاه آن 44 ولت باشد جریان اتصال کوتاه آن چند آمپر است حل V 1n =220V, I n =10A, V SC =44V VSC 44 u k = = = 0/ 2 V1 n 220 In 10 ISC = = = 50A u 0/ 2 109 k

سؤال چه ارتباطي بين مقدار جريان اتصال كوتاه يك ترانسفورماتور و ولتاژ اتصال كوتاه آن وجود دارد ایمنی هنگامي كه ترانسفورماتور به ولتاژ اوليه نامي برق شهر متصل است ثانويه را براي مدت طوالني اتصال كوتاه نكنيد. 16 3 محاسبات عملی ترانسفورماتورهای تک فاز هسته های آهنی مورد استفاده در ترانسفورماتورها باید دو ویژگی بسیار مهم داشته باشند. 1 داشتن حداقل تلفات هیسترزیس )مربوط به جنس هسته مي شود.( 2 داشتن حداقل تلفات فوکو )مربوط به شكل هسته مي شود.( با افزودن ناخالصی سیلیس به آهن می توان از هسته مرغوب با حداقل تلفات هیسترزیس بهره مند شد. با ورق ورق کردن هسته می توان تلفات فوکو را به حداقل رساند در عمل عالوه بر ورق ورق کردن هسته ورقه های هسته با افزودن روکش ورنی آنها را نسبت به هم عایق می کنند. لعاب روکش ورقه جدار 0/01 میلی متر است که طی دو مرحله روکش و در هر مرحله 0/005 روی ورق ها روکش ورنی می دهند. ورقه ها در اندازه های 0/35 میلی متر و 0/50 میلی مترساخته می شوند.ورقه های هسته به صورت M L,,UI, EE,3UI برش داده می شوند. در شکل 26 نمونه هایی از هسته ها مشاهده می شود. هسته L هسته 3UI هسته EI هسته EE هسته UI هسته M هسته EI شکل 26 انواع هسته های ترانسفورماتور 17 3 محاسبه سطح مقطع هسته مبنای تعیین سطح مقطع هستههای ترانسفورماتور توان ظاهری خروجی آنها میباشد. چون ترانسفورماتورهای قدرت براساس القای متقابل کار میکنند نقطه کار آنها در ناحیه خطی میباشد. میتوان از ضریب تبدیل N a با دقت باال استفاده کرد. هنگام محاسبه سطح مقطع مقدار سطح مقطع مؤثر باید در نظرگرفته شود. N = 1 2 110

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور برای کاهش اثرات فوکو هسته ترانسفورماتور را از ورقه های آهن سیلیس دار با ضخامت های 0/35 یا 0/50 میلی متر ساخته مي شود. سطح مقطع ظاهری حجم بیشتری نسبت به سطح مقطع مؤثر دارد. ارتباط سطح مقطع مؤثر و سطح مقطع ظاهری را ضریب تورق )0/90 الی 0/95( مشخص می کند. اگر سطح مقطع مؤثر را با S و سطح مقطع ظاهری را با ʹS نمایش دهیم می توان رابطه 3 13 را نوشت. ) 13 3( سطح مقطع ظاهری هسته های ترانسفورماتور از رابطه 14 3 تعیین می شود. S= K P2 ( 14 3) تحقیق S S = 1/ 1 S ضریب تورق کاهش یافته وK بین 0/8 تا 1/21 متغیر است هر چقدر توان ترانسفورماتور بیشتر باشد مقدارKضریب به مقدار 0/8 نزدیک تر می شود. چه تفاوتي بين راندمان ترانسفورماتورهاي قدرت و ترانسفورماتورهاي كوچك آزمايشگاهي وجود دارد فعالیت در دو مدل هسته E و U شكل 27 چه ارتباطي بين سطح مقطع هسته وجود دارد در مورد آن بحث كنيد. شکل 27 سطح مقطع هسته EI و U ابعاد ورق هاي هسته EI و UI اندازه و ابعاد برش هسته هاي EI و UI با يكديگر متفاوت است. در شكل 28 ابعاد و روابط آن در هسته EI نشان داده شده است ابعاد هسته UI در شكل 29 نشان داده شده است. سؤال اندازه برش f چند برابر C در هسته EI است چرا 2 1 1 1 2 b= a, c= a, e= a, f = a, g= a 3 6 2 3 3 111 شکل 28 ابعاد هسته

شکل 29 ابعاد ورق 4 b= a 3 1 c= a 3 e= a 18 3 تعیین نوع ورق با استفاده از جداول با مشخص شدن سطح مقطع ظاهری هسته و استفاده از روابط 30 و جدول 2 میتوان ابعاد هسته را معین کرد. در تعیین ابعاد هسته ضخامت هسته کمی بیشتر از عرض هسته در نظر گرفته ميشود. جدول ابعاد هسته UI در كتاب همراه هنرجو قابل استفاده است. ) 30 3 ( S 30 نوع هسته EI یا UI جدول 2 استاندارد ابعاد ورق های EI ضخامت a b c d e f g i اندازه EI30 30 20 5 15 10 20 0/5 0/0 EI38 38/4 25/6 19/21 12/8 25/5 " EI42 42 28 7 3/5 21 14 28 35 65 0/27 EI48 48 32 8 3/5 24 16 32 40 " EI54 54 36 9 3/5 27 18 36 45 " EI60 60 40 10 3/5 30 20 40 50 " EI66 66 44 11 4/5 33 22 44 55 " EI75 75 50 12/5 4/5 37/5 25 50 62/5 " EI78 78 52 13 4/5 39 26 52 65 " EI84 84 56 14 4/5 42 28 56 70 " EI96 96 64 16 5/5 48 32 64 80 " EI105 105 70 17/5 5/5 52/5 35 70 87/5 " EI108 108 72 18 5/5 54 36 72 90 " EI120 120 80 20 7 60 40 80 100 " EI150N 150 100 25 8 75 50 100 125 " 112

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور سؤال اگر سيم پيچ ترانسفورماتور به ولتاژ DC متصل شود مقدار ولتاژ ثانويه ترانسفورماتور چقدر خواهد بود چرا مثال 3 I 2 تعیین کنید. = 4A و جریان U 2 نوع ورق مناسب برای هسته ترانسفورماتور با ولتاژ = 12V P 2 =U 2 * I 2 =12 * 4=48 W S = 1/ 2 P = 1/ 2 48 = 8 / 31cm 2 EI نوع هسته 30 S 2 = 86 / 48 31 30 8 / نوع هسته EI ورق استاندارد مربوط به مقدار محاسبه شده ورق EI84 میباشد. در این ورق 1 f = a = 28 mm میباشد. 3 ضخامت هسته از s به دست میآید. f s 8 / 31 ضخامت هسته = = / cm / mm f = 2 967 = 29 67 1 28 10 اگر ورقها را از نوع 0/35 میلیمتری انتخاب کنیم در این حالت تعداد ورقها برابراست با : ضخامت هسته / = تعداد ورقها ضخامت هر ورق = 29 67 / عدد 84 = 0 35 اگر ورق ها از نوع 0/50 میلی متری انتخاب کنیم در این حالت تعداد ورق ها برابراست با : 19 3 محاسبۀ تعداد دور سیمپیچ اولیه و ثانویه تعداد ورقها 29 / 67 ضخامت هسته عدد 59 = = = /0 ضخامت هر ورق 50 E=4/44*f*B m می باشد. عمال در مبنای محاسبات تعداد دورهای سیمپیچ اوليه و ثانويه رابطه *S*N محاسبات برای سادگی عمل E را يک ولت در نظر مي گيرند و تعداد دور را برای يک ولت به دست می آورند که آن را دور بر ولت می گويند و با Nv نشان می دهند. پس از تعيين Nv براساس ولتاژهای سیمپیچ های اوليه و ثانويه و در نظرگرفتن افت ولتاژها تعداد دورهای اوليه و ثانويه را تعيين می کنند. E = 4/44 f B m S N 1 E= 1V NV = 4 / 44 f B S m B m را برحسب گوس در نظر بگيريم دور بر ولت به صورت رابطه 15 3 اگر S را برحسب سانتی مترمربع و بیان خواهد شد. 113

N V 10 = 4 / 44 f B S 8 m (3-15) اگر f=50hz و گوس 12000= تسال 1/2= B باشد دور بر ولت N به صورت زیر بیان میشود. V m هستۀ مرغوب / NV = 37 5 S 2 Cm اگر f=50hz و گوس 10000= تسال 1= B باشد دور بر ولت N به صورت زیر بیان میشود. V m = 45 N هستۀ معمولی V S 2 Cm فعالیت مقدار دور بر ولت به چه عواملي بستگي دارد اگر فركانس افزايش يابد دور بر ولت چه تغييري مي كند براي محاسبه تعداد دور اولیه و ثانویه دو حالت زیر را میتوان درنظر گرفت. 1 تعداد دور سیمپیچ اوليه را متناسب با نصف درصد افت ولتاژ کاهش و تعداد دور ثانويه متناسب با نصف درصد افت ولتاژ افزايش میدهند. % V N1= N V V 1 ( 1 ) 2 % V N2 = N V V 2 ( 1+ ) 2 2 تعداد دور سیمپیچ اوليه را تغيير نداده و تعداد دور ثانويه را متناسب با درصد افت ولتاژ کل افزايش میدهند. N 1 =N V * V 1 N 2 =N V * V 2 * (1+% V) ميزان افت ولتاژ با توجه به توان ترانسفورماتور تغيير میکند. افت ولتاژ در جدول شکل 3 برحسب توان خروجي نشان داده شده است. جدول 3 افت ولتاژ ترانسفورماتورها برحسب قدرت آن قدرت ترانس VA درصد افت ولتاژ U 5 10 25 50 75 100 150 200 300 400 750 1000 1500 2000 3000 3500 20 17 14 12 10 9 8 7/5 7 6/5 5 4 3 2 5 1 سؤال چرا با افزايش قدرت ترانسفورماتور مقدار درصد افت كمتر مي شود 114

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور مثال 4 ترانسفورماتوری با مشخصات 200 VA با ولتاژ اوليه 220 ولت و ولتاژ ثانويه 12 ولت مورد نياز است. هسته اين ترانسفورماتور از نوع مرغوب با چگالی Bm=12000 GS ضخامت هر ورق 0/50 mm و فرکانس شبکه 50 هرتز میباشد. تعداد دور سیمپیچ اولیه و ثانویه و تعداد ورقهای هسته را با شرایط زیر مشخص کنید. 1 بدون در نظر گرفتن افت ولتاژ در اوليه 2 با در نظر گرفتن افت ولتاژ اولیه حل: 1 بدون در نظر گرفتن افت ولتاژ در سيمپيچ اوليه ازجدول شکل 65 3 برای P = 200 VA اندازه افت ولتاژ برابر %7/5 تعیین میشود و از رابطه برای هسته مرغوب میتوان نوشت: N V = 37 / 5 S 2 Cm S = 1/ 2 p = 1/ 2 200 = 16 / 97Cm 2 37 / 5 دور در هر ولت = 2 / 21 = V N 16 / 97 8 10 NV = 4 / 44 f B S m 8 10 N V = = 2 / 21 4 / 44 50 12000 16 / 97 2 N 1 =N V * V 1 دور 486=220*2/21= N 2 =N V * V 2 * (1+ % V)=2/21*12* (1+0/075) 29 2 با در نظر گرفتن افت ولتاژ درسيم پيچ اوليه دور % V / N N V V / 0 075 = = 1 1 1 2 21 220 1 = دور 468 2 2 % V / N N V V / 0 075 = + = + 2 2 1 2 21 12 1 = 28 2 2 EI نوع 30 S = 30 16 / 97 = 123 / 58 نوع ورق استاندارد نزدیک به EI=123/58 ورق EI 120 میباشد. در این حالت اندازه 40= f میلیمتر بهدست میآید از رابطه مقابل ميتوان نوشت: Sʹ=1/1* S = 1/1 *1697mm 2 =1866/2mm 2 = S 1866 / 2 = = 46 / 66mm ضخامت هسته f 40 ضخامت هسته تعداد ورق 46 / 66 n = = 94 /0 ضخامت هر ورق 5 115

20 3 تعیین قطر سیم مربوط به سيم پيچ اوليه و ثانويه قطر سیم در سیمپیچ های ترانسفورماتور باید به گونه ای انتخاب شود که حداقل بتواند اهداف زیر را برآورده کند. الف( حداقل تلفات مسی را داشته باشد. ب( حداقل وزن را داشته باشد. ج( جریان مدار را به راحتی تحمل کند. با توجه به ویژگی های فوق پس می توان نتیجه گرفت که قطر سیم متأثر از توان ترانسفورماتور و چگالی جریان می باشد. فیلم محاسبه ترانسفورماتور و مقدار افت ولتاژ از لحظه 5:15 تا 9:10 21 3 چگالی جریان چگالی جریان بزرگي شدت جريانی است که هر ميلی مترمربع از يک سيم آن را تحمل می کند. واحد آن آمپر بر ميلی متر مربع است و آن را با J نشان می دهند. در شکل مفهوم چگالی با شکل 30 نشان داده شده است. جریان سیم mm چگالی جریان = سطح مقطع سیم I A = J 2 2 πd 4 A A= d = = 1/ 13 A 4 π در مقطع دایره ای I1 =1 =A1 d سطح مقطع سیم اولیه قطر سیم اولیه /1 13 A1 J I 2 سطح مقطع سیم ثانویه قطر سیم ثانویه A2 = d 2 = 1/ 13 A2 J شکل 30 چگالی جریان و تعیین سطح مقطع سیم پیچ اولیه و ثانویه 116

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور چگالی جریان با افزایش توان ترانسفورماتورها کاهش می یابد. در جدول 4 محدوده چگالی جریان ترانسفورماتورها را متناسب با توان های مختلف مشاهده می کنید. جدول 4 مقدار چگالي جريان برحسب محدوده قدرت ترانسفورماتور را نشان مي دهد. جدول 4 چگالی جریان در ترانسفورماتور 50 0 قدرت VA 500 200 1000 500 3000 2000 2000 1000 200 100 100 50 400 3000 4 چگالی جریان 3/5 3 2/5 A مثال mm 2 5 یک ترانسفورماتور یک فاز با ولتاژ اولیه 220 ولت و ولتاژ ثانویه 6 ولت و جریان ثانویه 4 آمپر مورد نیاز است. چگالی هسته 12000 گوس و فرکانس شبکه برق 50 هرتز است. محاسبات الزم برای ساخت این ترانسفورماتور را از قبیل انتخاب ورق ها تعداد دور سیمپیچ اولیه و ثانویه و قطر سیمپیچ اولیه و ثانویه انجام دهيد. حل: 2 1/75 1/5 1 V 1 =220 V, V 2 =6V P 2 =V 2 * I 2 =6 * 4=24 V.A S = 1/ 2 P = 1/ 2 24= سطح حقیقی آهن /5 9 Cm 2 / / N V = 37 5 / S = 37 5 / دور بر ولت = 6 36 5 9 N 1 =V 1 * N V دور 6/36= 1400 * 220 = N 2 = V 2 * N V * (1+ v %) از جدول شکل 68 3 افت ولتاژ تقریبا %14 میباشد. N 2 دور = 37 (1+0/014) * 6/63 * =6 I P P A = 1, I, P J = 1 V = 2 1 1 1 η 1 راندمان )η( را به طور متوسط %90 در نظر می گیرند. 24 26 / 6 I P 1= = 26 / 6 VA I 1= = 0/ 12 A A1= 1 0/ 9 220 J از جدول ٤ چگالی جریان برابر J = 4A/mm 2 است. I 1 0/ 12 2 A 1= = = 0 / 03 mm d 1= 1 / 13 A 1 = 1 / 13 0 / 03 = 0 / 20 mm J 4 117

I 2 4 2 A 2 = = = 1mm d 2 = 1/ 13 A 2 = 1/ 13 1 = 1/ 13mm J 4 نوع E1 30 S 30 5 / 9 = 73 برابر هسته ضخامت و است f =22mm آن در که باشد می EI66 ٣ ٦٦ شکل جدول از استاندارد EI نوع با: است هسته ضخامت 2 s 5 / 9 10 mm = = = 26 / 81mm f 22mm ورق تعداد 26 / 81 EI = 54 0/ 5 عدد فاز تک ترانسفورماتور قرقره طراحی 22 3 ورقهای سیمپیچیها شدن آماده از پس میشود. پيچيده قرقره يک روی ابتدا ترانسفورماتور هر سیمپیچهای رد قرقرهها اين میشوند. انتخاب هسته ابعاد با متناسب قرقرهها میشوند. داده قرار قرقرهها درون در هسته مونتاژ و برش از يا شوند می ساخته استاندارد های قالب در پارچه يک بهصورت ترموپالست مواد از پايين توانهای میسازند. استخوانی فيبرهای از را قرقرهها زياد کار دمای و باال توانهای در میشوند. درست برشمان کاغذهای 31(. )شکل میکنند تحمل را زيادی دماهای و برخوردارند باال مکانيکی استحکام از استخوانی فيبرهای فعالیت استخوانی فیبر و ترموپالست قرقرههای 31 شکل شود. گرفته نظر در بايد تعیینکننده عامل دو ترانسفورماتورها قرقره و هسته های ورق انتخاب در ثانویه و اوليه سیمپیچ برای کافی سطح 1- قرقره فضای از بهرهبرداری حداكثر 2 ثانويه و اوليه سیمپیچ موردنیاز سطح آن پنجره سطح که نمود انتخاب بايد را ورقی هسته ورق انتخاب در اقدام آن پنجرههای سطح کفایت قرقره تعیین در هنرجو راهنماي كتاب جدول به مراجعه با کند کفايت را كنيد. الكتريكي مدار يك بخش دو جداسازي و ايزوله براي برابر خروجي و ورودي ولتاژ با ترانسفورماتور دارد. كاربرد 118

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور در شكل نقش ترانسفورماتور حفاظتي چيست L N E L ترانسفورماتور ايزوله N E شكل 32 ترانسفورماتور ايزوله 23 3 تهیه مغزی قرقره یک قطعه چوب به شکل مکعب مستطیل براساس ابعاد نشان داده شده در شکل 33 تهیه کنید. چراکه در زمان سیمپیچی الزم است تا این قطعه چوب در داخل قرارگرفته و سپس روی بوبین پیچ بسته شود. f h e شکل 33 ابعاد مغزي قرقره کار عملی 2 هدف : ساخت ترانسفورماتور تک فاز با یک ورودی و یک خروجی وسایل و مواد الزم قرقره ترانسفورماتور از نوع EI 48 یک عدد ورق EI 66 به ضخامت 0/5 mm به تعداد 60 عدد سیم الکی 0/20mm و 0/80 mm دستگاه بوبین پیچ سیم چین دم باریک سیم افشان 1/5 و 1 شكل 34 تجهیزات سیم پیچی ترانسفورماتور 119

وارنیش نمره 1 2 2/5 هویه و دریل لحیم و ژاک )جای فیش( چهارعدد کاغذ پرشمان 0/20 و 0/15 چسب نواری کاغذ سنباده 1 با توجه به مشخصات الکتریکی داده شده و بهره گرفتن از ورق هسته مرغوب با چگالی باال و فرکانس کاری 50 هرتز تعداد دورسیمپیچ ها قطر سیم های اولیه و ثانویه ابعاد و نوع ورق EI را با احتساب افت ولتاژ مناسب در سمت اولیه و ثانویه به دست آورده و سپس به کمک مربی خود اقدام به پیچیدن آن نمایید. vمشخصات 1 = 220V, v 2 = 12V, I 2 = 3A ترانسفورماتور 2 برای پیچیدن سیم روی قرقره الزم است تا ابتدا مغزی چوبی ساخته شده را به داخل قرقره هدایت کنید و سپس مجموعه را روی بوبین پیچ سوار کرده و اقدام به سیمپیچی کنید. شکل 35 مغزي قرقره 3 سیمپیچ اولیه را مرتب روی قرقره بپیچید و پس از هدایت سرسیم ها به ژاک )جای فیش( مربوطه روی آن را باکاغذ پرشمان 0/15 یا 0/1 بپوشانید و با چسب کاغذی محکم کنید سپس سیم ثانویه را به تعداد دور الزم بپیچید وپس از هدایت سرسیم هاي ثانویه به ژاک )جای فیش( مربوطه روی سیم ها را با کاغذ پرشمان 0/20 پوشانده با چسب محکم کنید. شکل 36 سيم پيچي ترانسفورماتور 120

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور با راهنمایی مربی کارگاه ورق های EI را مطابق شکل 37 به صورت یک در میان در داخل قرقره قرار دهید و در خاتمه پیچ ورق ها را محکم کنید. در نهايت ترانسفورماتور براي آزمايش بي باري و اتصال كوتاه آماده است )شكل 38(. شكل 37 جا زدن هسته فعالیت اگر سیمپیچي اوليه و ثانويه نامرتب باشد هنگام جا زدن هسته چه مشكلي پيش مي آيد 5 پس از سیمپیچی با نظارت مربی خود اوال : ولتاژ اولیه و ثانویه را به ازای یک بار مناسب اندازه گیری کنید. 6 آزمایش بی باری و اتصال کوتاه ترانسفورماتور ساخته شده را انجام داده و تعیین مقدار تلفات هسته و سیمپیچی راندمان ترانسفورماتور را نیز محاسبه کنید. شكل 38 ترانسفورماتور آماده شده ایمنی هنگام جا زدن هسته ترانسفورماتور مراقب نوك تيز گوشه هسته باشيد. تذکر بسياري از مواقع هنگام سیمپیچي اوليه ترانسفورماتور در اثر عجله يا بي دقتي سر سيم اوليه قطع مي شود. پيدا كردن مجدد سرسيم و اتصال مجدد آن وقت گير است براي جلوگيري از اين اتفاق سرسيم اوليه را با سيم افشان اتصال دهيد و از شيار قرقره بيرون بياوريد. فیلم مراحل عملي سیمپیچي ترانسفورماتور از لحظه 11:40 تا 20 121

24 3 ترانسفورماتورهای با چند ورودی و خروجی سیمپیچ اوليه ترانسفورماتورها ممکن است در شبکه های مختلف به ولتاژهای مختلف متصل شود. مثال در ولتاژهایV 110 V 220 V 380 به کار گرفته مي شود. همچنين ممكن است ولتاژهای مختلف 48 V 24 V 12 V 9 V 6 V 4/5V 3 V 1/5V وV 110 از خروجی ترانسفورماتورها دريافت شود. سیمپیچ های ثانويه ممکن است مستقل از هم يا مشترک باشند. )شکل 39 و 40 ( فیلم ترانسفورماتورهاي چند سر از لحظه 24 تا 26:40 معموال از روش سیمپیچهاي مشترک در ترانسفورماتورهای با ولتاژهای پايين کمتر استفاده میشود. همچنين ممکن است در یک ترانسفورماتور از سیمپیچهای ثانويه بهصورت همزمان و يا غير همزمان استفاده شود که این مسئله در محاسبات عملی ترانسفورماتور مؤثر است. به كارگيري روش سيمپيچي مستقل باعث افزايش حجم ترانسفورماتور ميشود و بنابراين صرفه اقتصادي نيست )شكل 39( ميتوان تعداد دور سيم پيچ اوليه را براي باالترين ولتاژ در اوليه و تعداد دور سيم پيچ ثانويه را نيز براي بيشترين ولتاژ ثانويه پيچيده و براي ولتاژهاي ديگر در دورهاي معين سرسيم پيچها را خارج كرد )شكل 36 (. قطر سيمپيچ را نيز ميتوان بر مبناي بيشترين جرياني كه از سيم پيچ عبور ميكند انتخاب كرد و براي همۀ سيم پيچهاي ثانويه يا اوليه يكي باشد اما چون جريان هر قسمت از سيم پيچها با قسمتهاي ديگر تفاوت دارد بهتر است براي هر قسمت سيمي با قطر متفاوت پيچيده شود مگر اينكه جريانها بسيار نزديك به هم باشند. براي محاسبۀ قدرت ترانسفورماتورهايي كه داراي شکل ٣9 ترانسفورماتور با سیم پیچ های مجزا در اولیه و ثانویه V 12 V 11 V 12 V 11 V 23 V 22 V 21 V 23 V 22 V 21 مشترک 0 مشترک 0 شکل 40 ترانسفورماتور با سیمپیچهای مشترک در اولیه و ثانویه چندين ولتاژ در ثانويه هستند درصورتي كه از همۀ خروجي ها به طور هم زمان استفاده مي شود مي توان از جمع همۀ قدرت هاي خروجي قدرت ثانويه و از روي آن قدرت اوليه را به دست آورد. اما اگر از همۀ ولتاژهاي ثانويه به طور هم زمان استفاده نشود بايد با بررسي حالت هاي ممكن بيشترين توان خروجي را انتخاب كرد و محاسبات را بر مبناي آن انجام داد. 122

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور V 12 = 380 V V 11 = 220 V 0.5 A A 2.3 V 23 = 110 V,I 23 =0.5 A V 22 = 24 V,I 22 =0.8 A 1.3 A V 21 = 12 V, I 21 =1 A مثال 6: شكل 41 را درنظر بگيريد اگر از مصرف كنندۀ 12 ولتي جريان يك آمپر و از مصرف كنندۀ 24 ولتي جريان 0/8 آمپر و از مصرف کنندۀ 11 ولتي جريان 0/5 آمپر عبور كند و تمام مصرف كننده ها نيز هم زمان به ترانسفورماتور وصل شوند توان كل خروجي برابر است با : P2 = V21 I21 + V22 I22 + V23 I23 مشترک 0 شکل 41 ترانسفورماتور چندسر مشترک 0 P 2 = 12 1+ 24 0/ 8 + 110 0/ 5 = 86 / 27 قطر سيم ها نيز براي قسمت اول )از صفر تا 12 ولت( بر مبناي جريان 2/3=)1+0/8+0/5( آمپر و براي قسمت دوم )از 12 تا 24 ولت( براي جريان 1/3= )0/8+0/5( آمپر و براي قسمت سوم از )24 تا 110 ولت( بر مبناي جريان 0/5 آمپر حساب مي شود. در اين مثال اگر فرض كنيم كه از سه خروجي تنها دو خروجي بتوانند به طور هم زمان كار كنند بايد قدرت هاي خروجي را دو به دو با يكديگر جمع كنيم و مقدار بزرگ تر را براي قدرت خروجي ترانسفورماتور منظور درنظر بگيريم. بنابراين براي اين ترانسفورماتور قدرت ثانويۀ 74/278= 2 P به دست مي آيد. قطر سيم نيز با بررسي جريان ها در شرايط مختلف پيدا مي شود. به طوري كه از قسمت اول سيم پيچ حداكثر 1/8 آمپر و از قسمت دوم آن حداكثر جريان 1/3 آمپر و از قسمت سوم نيز جريان 0/5 آمپر عبور مي كند. با توجه به چگالي جريان مي توان قطر سيم ها را مشخص كرد. سطح مقطع آهن خالص و دور بر ولت را مي توان پس از محاسبۀ قدرت ترانسفورماتور از طريق روابط قبلي به دست آورد. تعداد دورهاي اوليه و ثانويه به همان روش قبلي محاسبه مي شود. ليكن در هنگام به دست آوردن درصد افت ولتاژ بايد براي قسمت خروجي قدرت همان قسمت را در جدول قرار دهيم و افت ولتاژ را پيدا كنيم. در هنگام سيم پيچي ابتدا سيم با قطر d 11 براي ولتاژ كمتر )يعني U( 11 و به اندازۀ N 11 دور پيچيده شده و پس از بيرون آوردن يك سر خروجي مجددا براي دومين ولتاژ يعني U 12 سيم با قطر d 12 و به اندازۀ (- 11 N 12 ( N دور پيچيده شود تا در هنگام وصل شدن به ولتاژ بيشتر هر دو سيم پيچ ) 11 ( N و (- 11 N 12 ( N با يكديگر سري شوند و مجموع حلقه هاي آنها برابر با N 12 شود. بدون ترتيب در مرحله قطر سيم نيز كمتر مي شود. براي سيم پيچ ثانويه ابتدا ولتاژها را از كم به زياد مرتب كرده و براي ولتاژ U 21 تعداد دور N ٢١ و براي ولتاژ U 22 و U 23 و... تعداد دورهاي N 22 و N 23 و... را محاسبه مي كنيم و سپس مانند طرف اوليه عمل مي نماييم. در عمل بايد دقت كنيم كه سيم پيچ هاي ثانويه همه در يك جهت پيچيده شوند تا ولتاژ آنها با يكديگر جمع شوند. براي توضيح بيشتر به بررسي و حل كامل مثال ذكر شده مي پردازيم. سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور موردنظر بايد به ولتاژ 220 ولت با 380 ولت با فركانس 50 هرتز اتصال يابد و ثانويۀ آن نيز داراي سه خروجي 12 ولت با جريان يك آمپر. 24 ولت با جريان 0/8 آمپر و 110 ولت با جريان 0/5 آمپر باشد. فرض مي كنيم كه از هر سه خروجي به طور 123

V 12 = 380 V I 23 = 0.5 A I 22 = 0.8 A هم زمان استفاده شود. حل اين مثال را در 9 مرحله توضيح مي دهيم. راه حل مرحله اول : در اين مرحله معلومات مورد نياز را مرتب كرده و شكل آن را رسم مي كنيم )شكل 42(. V 11 = 220 V I 21 =1 A V 22 V 23 V = 220V, V = 380V 11 12 V 21 V = 12V, I = 1A 21 21 مشترک 0 شكل 42 مقادير ترانسفورماتور چندسر V = 24V, I = 0/ 8A 22 22 V = 110V, I = 0/ 5A 23 23 مرحله دوم : قدرت اوليۀ ترانسفورماتور را با توجه به اينكه خروجي ها به طور هم زمان مورد استفاده قرار مي گيرند محاسبه مي كنيم. P2 = V21 I21 + V22 I22 + V23 I23 P 2 = 12 1+ 24 0/ 8 + 110 0/ 5 = 86 / 2VA همان طور كه قبال گفتيم ضريب بهره براي يك ترانسفورماتور با قدرت از 20 ولت آمپر تا 125 ولت آمپر حدود 80 تا 90 درصد است. پس مي توانيم براي اين ترانسفورماتور ضريب بهرۀ 89 درصد انتخاب كنيم. P P = η 2 1 P S2 P S1 = η P S 2 درنظر گرفته شود مي توان نوشت : = و P 1 P S 1 هرگاه = P 1 P S2 P S 1 به دست مي آوريم. مرحله سوم : سطح مقطع واقعي هسته را با توجه به قدرت 86 / 2 96 ولت آمپر = 97 = = 0/ 89 85 S = 1/ 2 P = 1/ 2 97 = 11/ 8cm F e S1 2 124

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور سطح مقطع ظاهري هسته برابر است با : S Fe 11/ 8 S F = = = 13 / 11cm e K 0/ 9 Fe 2 مرحله چهارم : دور بر ولت براي اين ترانسفورماتور برابر است با : دور 37 / 54 37 / 54 N V = = = 3 / 18 S 11/ ولت 8 مرحله پنجم : براي تعيين دورهاي اوليه بايد ابتدا درصد افت ولتاژ را بهدست آوريم. در جدول 2 درصد افت ولتاژ براي قدرت 75 ولت آمپر 10 درصد و براي قدرت 100 ولت آمپر 9 درصد است يعني با افزايش 25 ولت آمپر به قدرت ترانسفورماتور يك درصد از افت ولتاژ كاسته شده است. قدرت خروجي ترانسفورماتور موردنظر 86 ولت آمپر است يعني از 75 ولت آمپر = ١١ (٧٥-٨٦) ولت آمپر بيشتر است. با يك تناسب ساده مي توان مقدار كاهش افت ولتاژ را از 1 درصد بهدست آورد كه برابر با = 0 / 44 1 11 ميشود. بنابراين 25 افت ولتاژ براي اين ترانسفورماتور برابر با 56/٩= )10-0/44( درصد ميشود. از اين مقدار با توجه به نسبت تقريبي مقاومت سيم پيچهاي اوليه و ثانويه حدود 6 درصد براي اوليه و 3/5 درصد براي ثانويه منظور ميكنيم. بنابراين تعداد دور اوليه براي هر ولتاژ جداگانه برابر است با : N = n V ( 1 % V) = 3 / 18 220( 1 0/ 06) دور = 658 11 11 1 N = n V ( 1 % V) = 3 / 18 380 ( 1 0/ 06) = 1135 / 9 1136 12 12 1 دور سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور داراي دو سيم پيچ سري است كه قسمت اول 658 دور و قسمت دوم 478= )1136-658( دور مي باشد. مرحله ششم : چون از هر سه خروجي ترانسفورماتور به طور هم زمان استفاده مي شود درصد افت ولتاژ براي V 23 =110 V V 12 = 380 V V 11 = 220 V V 21 =12 V V 22 =24 V %3.5 %3.5 %3.5 125 شكل 43 درصد افت ولتاژ در ترانسفورماتور

هر سه ولتاژ از سيم مشترك تا هر يك از خروجي هاي 12 و 24 و 110 ولت 3/5 درصد برآورد مي شود كه در شكل 39 مشخص شده است بنابراين تعداد دور ثانيه براي هر ولتاژ جداگانه برابر است با : 3/ 5 N11 = n V 11( 1 % V) 1 = 3 / 18 12 ( 1+ ) = 38 100 N = n V ( 1 % V) 22 22 2 3/ 5 N 22 = 3 / 18 24 ( 1+ ) 77 100 دور 3/ 5 N23 = n V 23 ( 1 % V) 2 = 3 / 18 110 ( 1+ ) = 362 100 دور بدين ترتيب براي 12 ولت بايد 38 دور و براي 24 ولت = ٣٩ (٣٨-٧٧) دور و براي 110 ولت = (٧٧-٣٦٢) ٢٨٥ دور سيم به صورت سري پيچيده شود. مرحله هفتم : ابتدا قطر سيم را براي سيم هاي اوليه حساب مي كنيم. اگر اوليه را به 220 ولت وصل كنيم جريان آن برابر است با : P1 97 I 11 = = = 0/ 44A V 220 11 P1 97 I 12 = = = 0/ 25A V 380 12 و اگر آن را به 380 ولت وصل كنيم جريان آن برابر خواهد شد با : / = I است. لذا قطر سيم قسمت اول برابر A چگالي جريان براي قدرت 50 تا 100 ولت آمپر برابر با 3 5 2 mm مي شود با : I 11 0/ 44 d 11 = 1/ 13 = 1/ 13 = 0/ 40mm J 3/ 5 I 12 0/ 25 d 12 = 1/ 13 = 1/ 13 = 0/ 30mm J 3/ 5 بنابراين با توجه به تعداد دورهاي اوليه بايد 658 دور از سيم 0/40 و به دنبال آن 478 دور سيم 0/30 پيچيده شود. A /3 است بنابراين قطر سيم براي قسمت مرحله هشتم : چگالي جريان براي ثانويه نيز برابر با 5 mm 2 126

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور اول سيم پيچ كه هرسه جريان از آن عبور مي كند برابر است با : d 21 1/ 13 I + I + I J = 21 23 23 1+ 0/ 8+ 0/ 5 d 21 = 1/ 13 = 0/ 91mm 3/ 5 در اينجا نيز با تقريب سيم 0/90 را انتخاب مي كنيم. از قسمت دوم سيم پيچ ثانويه مجموع جريان I 23 و I 23 عبور مي كند. بنابراين قطر آن برابر است با : d 23 1/ 13 I + I J = 23 23 0/ 8+ 0/ 5 d 23 = 1/ 13 = 0/ 68mm 3/ 5 براي اين قسمت نيز با توجه به جدول اندازه های قطر سيم استاندارد 0/70 را انتخاب مي كنيم. از قسمت سوم سيم پيچ ثانويه فقط جريان I 23 عبور مي كند. بنابراين قطر آن برابر است با : d 23 1/ 13 I J = 23 0/ 5 d 23 = 1/ 13 = 0/ 43mm 3/ 5 N=478 d=0.30 mm N=658 d=0.40 mm 127 N=285 d=0.45 mm N=39 d=0.70 mm N=38 d=0.90 mm اين مقدار از جدول 0/45 mm به دست مي آيد. مرحلۀ نهم : در اين مرحله بهتر است براي كاهش خطا در محاسبه نتايج به دست آمده را براي پيچيدن ترانسفورماتور بر روي شكل بنويسيم و با توجه به آن نوع ورق ترانسفورماتور را انتخاب كنيم. نتايج محاسبات الزم براي سيم پيچي هر قسمت از ترانسفورماتور مورد نظر در شكل 44 نشان داده شده است. پس از مشخص كردن كامل تعداد دور سيم ها و قطر آن بايد سطح پنجرۀ الزم براي آنها را به دست آورد و ورق ترانسفورماتور استاندارد را انتخاب كرد. سطح شکل ٤4 ترانسفورماتور با چندسر ورودی و چند سر خروجی

658 d 11 = 0/ 40 450 F 11 = = 1/ 46cm 2 cm 450 478 d 12 = 0/ 30 770 F 12 = = 0/ 62cm 2 cm 770 F = 1/ 35 F T 2 2 مورد نياز براي هر سيم پيچ به قرار زير است. به همين ترتيب F 21 و F 22 و F 23 به دست مي آيد و در نتيجه سطح كل مورد نياز برابر است با F= F11 + F12 + F21 + F23 + F23 F=1/46+0/62+0/38+0/24+0/77=3/47cm 2 F = 1/ 35 3 / 47 = 4 / 68cm T دور دور از جدول از جدول 2 با مراجعه به جدول ابعاد هسته ورق )EI78( كه پنجرۀ آن داراي ابعاد 3/9= e و 1/3= g سانتي متر است به دست مي آيد. g e 4 / 68 3/ 9 1/ 3= 5/ 07> 4/ 68cm 2 پس از پيدا كردن نوع ورق بايد قرقره را مطابق روش هاي گذشته طراحي كرد. مثال ٦ : ترانسفورماتور تک فاز با ولتاژهاي اولیه 380 وV V 220 و ولتاژهای ثانویه 12 وA V 5 و 6 ولت 1 A که سیمپیچ های آن مستقل از هم بوده و هم زمان مورد استفاده قرارمی گیرد مورد نیاز است. هسته این ترانسفورماتور از ورق های آب دیده با چگالی 10000 گوس و ضخامت ورق ها 0/5 میلی مترساخته می شود. فرکانس شبکه 50 هرتز است. تمام مراحل طرح این ترانسفورماتور را انجام دهید. حل: P = 12 5 = 60V.A, P = 6 1= 6V.A 21 22 P = + = کار هم زمان سیم های ثانویه 2 60 6 66 S = 1/ 2 66 = 9/ 75cm 2 128

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور 45 45 N V = = = 4 / 62 S 9 / 75 دور = 1755 2 + 739 / 1016 = 62 4 / 220) 380 ( + 11 N12 = N دور = 1016 62 220 4 / = 11 N P= 5 V = 0/ 2 P= 10 V = 0/ 17 10 5 = 5 0/ 2 0/ 17 = 0/ 03 چون P = 6V.A در جدول نیست از تناسب افت ولتاژ آن را به دست می آوریم: 5 0/ 3 1 0/ 03 6 5 = 1 = X = = 0/ 006 V = 0/ 2 0/ 006 = 0/ 194 1 x 5 P= 10 V = 0/ 12 P= 25 V = 0/ 10 75 50= 25 V = 0/ 12 0/ 10= 0/ 02 25 0/ 02 16 0/ 02 66 50= 16 V= X = X = = 0/ 0128 16 X 25 V = 0/ 12 0/ 0128 = 0/ 1072 N 21 = 6 4 / 62 ( 1+ 0/ 194) دور = 33 N 22 = 12 4 / 62 ( 1+ 0/ 1072) دور = 62 P2 66 73 حداکثر جریان P2 = 66V.A P1= = = 73V.A I 1= = 0/ 33A η 0/ 9 220 A 0/ 33 2 J = 3 / 5 A 11 = = 0/ 09mm d 11 = 1/ 13 0/ 09 = 0/ 34mm از جدول 2 mm 3/ 5 / / = فضای موجود در EI84 51 1 32 6 41= 3 / 79 2 بنابراین EI84 برای ترانسفورماتور فوق مناسب نمی باشد و قرقره مناسب EI96a می باشدکه دارای ابعاد زیر است. a = 62 / 4mm b = 32 / 6mm h = 37 / 5mm L = 50mm 62 / 4 32 / 6 2 2 A F = 50= 745mm = 7 / 45cm > 6 / 25 2 کفایت سطح را دارد 129

عملی 3 کار مشترک سیمپیچ با خروجی چند فازدارای تک ترانسفورماتور ساخت : هدف الزم ومواد وسایل عدد یک EI 48 نوع از ترانسفورماتور قرقره عدد 60 تعداد به 0/5 ضخامتmm به EI 66 ورق 0/80 mm و 0/20mm الکی سیم پیچ بوبین دستگاه چین سیم باریک دم و 1 1/5 افشان سیم 1 2 2/5 نمره وارنیش ودریل هویه چهارعدد ) فیش جای ( وژاک لحیم 0/15 و 0/20 پرشمان کاغذ نواری چسب سنباده کاغذ کاری فرکانس و باال باچگالی مرغوب هسته ورق از گرفتن بهره و شده داده الکتریکی مشخصات به توجه با 1 ولتاژ افت احتساب با را EI ورق نوع و ابعاد ثانویه و اولیه های سیم قطر ها دورسیمپیچ تعداد هرتز 50 نمایید. آن پیچیدن به اقدام خود مربی کمک به سپس و آورده دست به ثانویه و اولیه سمت در مناسب V = 220V, V = 110V, V = 6V, V = 9V, V = 12V 11 12 21 22 23 I = 5A, I = 4A, I = 3A, f = 50Hz, B = 12000Gs 21 22 23 ابتدا تا است الزم قرقره روی سیم پیچیدن برای 2 هدایت قرقره داخل به را شده ساخته چوبی مغزی کرده سوار پیچ بوبین روی را مجموعه سپس و کنید. کنید سیمپیچی به اقدام و و بپیچید قرقره روی مرتب را اولیه سیمپیچ 3 آن روی مربوطه ژاک به ها سرسیم هدایت از پس چسب با و 0/15 یا 0/1 بپوشانید پرشمان کاغذ با را تعداد با را ثانویه سیم سپس کنید محکم کاغذی اوليه پيچي سيم 45 شكل 130

ترانسفورماتور پیچی سیم سوم: پودمان ثانویه سیم سرهای هدایت از پس و بپیچید الزم دور 0/20 پرشمان کاغذ با را ها سیم روی مربوطه ژاک کنید. محکم چسب با پوشانده مطابق را EI های ورق کارگاه مربی راهنمایی با 4 قرار قرقره داخل در میان در یک صورت به 47 شکل کنید. محکم را ها ورق پیچ درخاتمه و دهید منظم پيچي سيم 46 شكل. د ی ن ک ری ی گ دازه ان مناسب بار یک ازای به را ه ی ثانو و اولیه ولتاژ : اوال د و خ بی ر م ت ر ا ظ ن ا ب چی ی یمپ س از س پ ٥ چيني هسته 47 شكل و هسته تلفات مقدار تعیین و داده انجام را شده ساخته ترانسفورماتور کوتاه اتصال و باری بی آزمایش 6 کنید. محاسبه نیز را ترانسفورماتور راندمان سیمپیچی ترانسفورماتور اتو 25 3 اي وسيله عنوان به ترانسفورماتور از كه مواردي در ترانسفورماتور و جداكننده )ترانسفورماتور حفاظتي جدا براي الزامي اصوال يا شود نمي استفاده كم( ولتاژ مانند ندارد وجود آن ثانويۀ و اوليه هاي پيچ سيم بودن آسنكرون موتورهاي اندازي راه ترانسفورماتورهاي علت به كرد. استفاده اتوترانسفورماتور از توان مي مقدار همچنين و هسته آهن حجم در جويي صرفه ترانسفورماتور ترانسفورماتورها اين به مصرفي سيم شود. مي گفته نيز اي صرفه اتوترانسفورماتور با معمولي ترانسفورماتورهاي تفاوت الف معمولي ترانسفورماتور 48 شكل 131

در اين است كه ترانسفورماتورهاي معمولي دو سيم پيچ اوليه و ثانويۀ مجزا از يكديگر دارند اما در اتوترانسفورماتور سيم پيچ مربوط به ولتاژ كمتر حذف شده است و به جاي آن از قسمتي از سيم پيچ مربوط به ولتاژ بيشتر استفاده مي شود. ب در شكل 48 يك ترانسفورماتور با دو سيمپيچ جداگانه و در شكل 49 )ب( همان ترانسفورماتور پ با سيمپيچهاي مشترك نشان داده شده است. در اين شكل ولتاژ اوليه از ولتاژ خروجي بيشتر است. در شكل 49 )پ( اتوترانسفورماتوري ديده ميشود كه ولتاژ ثانويۀ آن از ولتاژ اوليهاش بيشتر است. در ترانسفورماتورهاي صرفهاي دو سيمپيچ از نظر شكل 49 اتو ترانسفورماتور و ترانسفورماتور الكتريكي با يكديگر در ارتباط هستند و لذا نميتوان از آنها بهعنوان ترانسفورماتور حفاظت حتي در ولتاژهاي كم استفاده كرد. قدرتي كه هستۀ آهن ترانسفورماتورهاي صرفهاي بر مبناي آن حساب ميشود با قدرت خروجي یا ورودي تفاوت دارد و از آنها كمتر است. محاسباتي كه در اينجا بيان ميشود تنها برای بهدست آوردن قدرتی است که برای محاسبه هسته باید از آن استفاده كرد. به اين قدرت در اصطالح»قدرت تيپ«ترانسفورماتور ميگويند و آن را با P T یا P ST نشان ميدهند. قدرت خروجي ترانسفورماتور صرفهاي برابر است با P 2 = V 2 I 2 كه آن را ميتوان با قدرت ورودي تقريبا برابر گرفت. همانطور كه در شكل 45 )ب( مشاهده مي شود از قسمت uv سيمپيچ كه به بار وصل ميشود و داراي اختالف پتانسيل V 2 است جريان I2-I1 و در جهت I 2 عبور ميكند. درحالي كه از قسمت V v كه داراي اختالف پتانسيل - V 2 ١ V است جريان I 1 عبور ميكند. بنابراين قسمت uv سيمپيچ كه از آن بهعنوان ثانويه نيز استفاده ميشود داراي ظاهري V 2 I 2 - I 1 و باقيمانده سيم پيچ يعني قسمت Vu داراي قدرت ظاهري V) 1 V- 2 ) * I 1 است. اين دو قدرت با يكديگر برابرند و هستۀ آهن ترانسفورماتور بر مبناي يكي از آنها محاسبه ميشود. بنابراين : P = V (I I ) = I (V V ) ST 2 2 1 1 1 2 P = V I S2 2 2 P V (I I ) (I I ) P V I I ST 2 2 1 2 1 = PST = PS2 S2 2 2 2 V1 P2 P1= نيز ميتوان نوشت : با استفاده از رابطۀ I1 132

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور P I (V V ) (V V ) P V I V ST 1 1 2 1 2 = PST = PS2 S2 1 1 1 اگر V ١ از V 2 بزرگتر باشد )مانند شكل الف( رابطۀ باال را بهصورت زير میتوان نوشت. (V1 V 2) (VH V L) PST = PS2 PST = PS2 V1 VH اگر V ١ از V 2 كوچكتر باشد )مانند شكل ب( رابطۀ باال بهصورت زير درميآيد. V V VH V P P P P V 2 1 ST = S2 ST = S2 V2 H L يعني در ترانسفورماتور صرفه اي نسبت قدرت تيپ به قدرت ورودي برابر نسبت تفاوت اختالف سطح ها به اختالف سطح بزرگتر است. بنابراين هرچه تفاوت دو ولتاژ كمتر باشد قدرت تيپ نيز كاهش مي يابد. درنتيجه براي ساختن ترانسفورماتورهايي كه تفاوت ولتاژ اوليه و ثانويۀ آنها كم است استفاده از اين روش بسيار باصرفه خواهد بود زيرا عالوه بر قيمت ارزان تلفات الكتريكي آن نيز از ترانسفورماتور با دو سيم پيچ جداگانه كمتر خواهد شد. با مشخص كردن قدرت تيپ ترانسفورماتور و محاسبۀ سطح مقطع آهن از روي آن ساير محاسبات را مي توان براساس روش گذشته انجام داد. با اين تفاوت كه در اينجا براي پيدا كردن چگالي جريان از جدول توان به جاي P 2 قدرت تيپ P T درنظر گرفته مي شود. مثال 7: در يك اتو ترانسفورماتور با ولتاژ خروجي 150 ولت قدرت 3 كيلوولت آمپر و ولتاژ ورودي 220 ولت قدرتي كه بايد براي محاسبۀ سطح مقطع آهن )قدرت تيپ( به دست آيد برابر است با : P S2 = 3 KVA =3000 VA V V P P ( ) 1 2 ST = S2 V1 P S 1 3000 I 1 = = = 13 / 63 A V 220 1 220 150 P ST = 3000( ) = 954 220 جريان هاي اوليه و ثانويۀ آن نيز با فرض P S1 = P S2 برابر است با : I 2 P S 2 3000 = = = 20 V 150 2 A S = S = 1/ 2 954 = 37 cm fe 2 بدين ترتيب اين اتو ترانسفورماتور داراي سطح مقطع آهن است و سطح مقطع سيم قسمت مشترك سيم پيچ اوليه و ثانويه بايد بر مبناي جريان 6/37= ) 13/63 20( آمپر و قسمت بعدي كه فقط جريان اوليه از آن عبور مي كند برمبناي 13/63 آمپر محاسبه مي شود. با دقت در اين مثال متوجه مي شويد كه استفاده از اين نوع ترانسفورماتور خصوصا درحالتي كه اختالف ولتاژ 133

اوليه و ثانويه كم باشد تا چه حد مقرون به صرفه است. براي ساختن ترانسفورماتورهاي قابل تنظيم نيز از اين روش استفاده مي شود. فیلم نمايش اتو ترانسفورماتور از لحظه ʺ26:45 تا ʺ28:23 2٦ 3 تعيين دور سیمپیچ اوليه و ثانويه حل: برای محاسبه تعداد دور سیم پیچ های اولیه و ثانویه در اتوترانسفورماتورها مشابه ترانس های معمولی از همان روابط قبلی می توان استفاده کرد. مثال 8: اتوترانسفورماتوري به مشخصات 220 V V 110 به جريان خروجي 10 آمپر مورد نياز است اين دستگاه در شبکه با فرکانس 50 هرتز کار می کند و هسته آن از جنس مرغوب با چگالی ميدان 12000 گوس ساخته می شود مراحل طراحی آن را انجام دهيد. V = 220V, V = 110V, B = 12000Gs, f = 50Hz 1 2 m P2 = V2 I 2 = 110 10= 1100 V.A VH VL 220 110 PT = P2 = 1100 = 550 V.A V 220 H S = 1/ 2 P = 1/ 2 550 = 28 / 14cm T 2 37 / 5 37 / 5 N V = = = 1/ 332 S 28 / 14 دور بر ولت N V N / دور = 293 332 220 1 = V 1 1= جدول افت ولتاژ در اتوترانسفورماتورها 5 توان تیپ VA 10 25 50 75 100 150 200 300 400 500 1000 2000 V به درصد 10 8/5 7/5 6 5 4/5 4 3/75 3/5 3/25 3 2 1 134

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور = % 3 V از جدول N V N ( V) / ( / ) دور = 151 03 1+ 0 332 110 1 = 1+ V 2 = 2 NS سیم پیچ سری = N1 N2 = 293 151= 142 محاسبه قطر سیم چگالی جریان ازجدول A J = 2 mm 2 بهعلت ناچیز بودن افت ولتاژ در اتوترانسفورماتورها آنها را تقریبا ایدهآل فرض میکنند. I1 V2 V2 110 I2 = 10 A = I1= I2 = 10= 5 A I V V 220 2 1 1 Ic = I2 I1= 10 5 = 5 A P1= P2 = 1100V.A جریان سیم مشترک و سیم پیچ سری با هم برابر هستند بنابراین قطر سیم آنها برابر است. 5 5 2 A S = A C = = = 2 / 5mm d s = d c = 1/ 13 2 / 5 = 1/ 78mm = 1/ 80mm J 2 تعیین ابعاد قرقره EI < نوع 30 S = 30 28 / 14 = 159mm استاندارد EI = EI150 f = 50mm f = 2814 = 56 28 50 = 62 / 9mm 28 1 56 / = 1/ ضخامت ظاهری هسته / S ضخامت هسته بررسی فضای الزم از جدول مشخصات سیمهای الکی مشخص است که در سانتیمتر مربع 18 دور سیم 1/80 جای میگیرد. 151 141 A / cm A / cm A / ( / / ) / cm 18 18 2 2 2 1= = 8 39 2 = = 7 83 F = 1 35 8 39 + 7 83 = 21 9 135

کار عملی 4 نیمه تجویزی هدف : ساخت اتوترانسفورماتور تک فاز وسایل و مواد الزم قرقره ترانسفورماتور از نوع EI 48 یک عدد ورق EI 66 به ضخامتmm 0/5 به تعداد 60 عدد سیم الکی 0/02mm و 0/80 mm دستگاه بوبین پیچ سیم چین دم باریک سیم افشان 1/5 و 1 وارنیش نمره 1 2 2/5 هویه و دریل لحیم و ژاک )جای فیش( چهارعدد کاغذ پرشمان 0/20 و 0/15 چسب نواری کاغذ سنباده 1 با توجه به مشخصات الکتریکی داده شده و بهره گرفتن از ورق هسته مرغوب با چگالی باال و فرکانس کاری 50 هرتز تعداد دورسیمپیچ ها قطر سیم های اولیه و ثانویه ابعاد و نوع ورق EI را با احتساب افت ولتاژ مناسب در سمت اولیه و ثانویه به دست آورده و سپس به کمک مربی خود اقدام به پیچیدن آن نمایید. V = 180V, V = 220V, I = 8A 11 12 2 V = 220V, V = 240V, f = 50Hz, B = 12000Gs 21 22 2 برای پیچیدن سیم روی قرقره الزم است تا ابتدا مغزی چوبی ساخته شده را به داخل قرقره هدایت کنید و سپس مجموعه را روی بوبین پیچ سوار کرده و اقدام به سیمپیچی کنید. شکل 50 سيم پيچي با نوع ديگر بوبين پيچ 136

پودمان سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور 3 سیمپیچ اولیه را مرتب روی قرقره بپیچید و پس از هدایت سرسیم ها به ژاک مربوطه روی آن را با کاغذ پرشمان 0/15 یا 0/1 بپوشانید و با چسب کاغذی محکم کنید سپس سیم ثانویه را با تعداد دور الزم بپیچید و پس از هدایت سرهای سیم ثانویه ژاک مربوطه روی سیم ها را با کاغذ پرشمان 0/20 پوشانده با چسب محکم کنید. شکل 51 جا زدن هسته 4 با راهنمایی مربی کارگاه ورق های EI را مطابق شکل به صورت یک در میان در داخل قرقره قرار دهید و در خاتمه پیچ ورق ها را محکم کنید. 5 پس از سیمپیچی با نظارت مربی خود ولتاژ اولیه و ثانویه را به ازای یک بار مناسب اندازه گیری کنید. 6 آزمایش بی باری و اتصال کوتاه ترانسفورماتور ساخته شده را انجام داده و تعیین مقدار تلفات هسته و سیمپیچی راندمان ترانسفورماتور را نیز محاسبه کنید. 137

ارزشیابی شایستگی سيم پيچي ترانسفورماتور شرح کار: محاسبات ترانسفورماتور يك فاز سيم پيچي ترانسفورماتور يك فاز يك ورودي يك خروجي سيم پيچي ترانسفورماتور يك فاز يك ورودي چند خروجي سيم پيچي اتوترانسفورماتور استاندارد عملکرد: سيم پيچي ترانسفورماتور با رعايت موارد ايمني در كار و استفاده از ابزار شاخص ها: سيم پيچي ترانسفورماتور يك فاز )دو سر وچند سرخروجي( سيم پيچي اتوترانسفورماتور استفاده صحيح از ابزار براي اتصاالت و رعايت ايمني شرایط انجام کار و ابزار و تجهیزات: شرایط: فضاي مناسب ابزار مناسب مدت زمان متناسب با حجم كار ابزار و تجهیزات: ابزار سيم پيچي سيم الكي قرقره وهسته كوليس وميكرومتر مولتي متر ميز تست و اندازه گيري معیار شایستگی: * حداقل میانگین نمرات هنرجو برای قبولی و کسب شایستگی 2 می باشد. ردیف مرحله کار حداقل نمره قبولی از 3 نمره هنرجو ٢ 1 سيم پيچي ترانسفورماتور يك فاز يك ورودي يك خروجي 1 2 سيم پيچي ترانسفورماتور يك فاز يك ورودي چند خروجي 1 3 سيم پيچي اتوترانسفور ماتور 2 شایستگی های غیرفنی ایمنی بهداشت توجهات زیست محیطی و نگرش: كسب اطالعات كارتيمي مستند سازي ويژگي شخصيتي * میانگین نمرات 138

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز پودمان 4 سيم پيچي الكتروموتور سه فاز 139

واحد یادگیری 4 سيم پيچي الكتروموتورهای سه فاز آیا می دانید: كاربرد الكتروموتورهاي سه فاز چيست اجزاي الكتروموتورهاي سه فاز كدام اند ميدان دو ار چگونه تشكيل مي شود اساس كار موتورهاي آسنكرون چيست بازپيچي الكتروموتورهاي سه فاز از چه مراحلي تشكيل شده است تفاوت سيم پيچي گام كامل و كسري چيست استاندارد عملکرد پس از اتمام این واحد یادگیری هنرجویان قادر خواهند بود پس از شناسايي اجزاي الكتروموتور سه فاز بازپيچي الكتروموتور را به طور كامل انجام دهند. همچنين آنها قادر خواهند بود محاسبه و رسم دياگرام و سيم پيچي براي الكتروموتور سه فاز يك طبقه و دو طبقه را انجام دهند. 140

فاز سه الکتروموتور پیچی سیم چهارم: پودمان مه مقد * تأمین را تولیدی کارگاههای و کارخانهها مکانیکی انرژی اعظم بخش القايي فاز سه آسنکرون موتورهای يلصا جزء دو از الكتروموتورها است دسته اين از آن نظاير و فنها تسمهنقالهها آسیابها باالبرها میکنند مغناطيسي دوار حوزه تولید اساس بر الكتروموتورها اين شوند. مي تشكيل تور( )رو متحرك و )استاتور( ساكن فاز سه برق با شده ایجاد دوار حوزه توسط روتور مفتولهای در الکتریکی جریان القای و استاتور سطح در تأمین الکترومغناطیسی القای طریق از مفتولها جریان الكتروموتورها این در میکنند. کار استاتور سطح در روتور گردش است الزم جریان تأمین برای میشود. گفته القایی موتورهای آنها به علت این به میشود سرعت از کمی روتور سرعت لذا شود. امکانپذیر مفتولها در مغناطيسي شار تغییر تا افتد تأخير به کمی گفته زمان( هم )غیر آسنکرون الكتروموتورهای الکتروموتورها این به علت این به میافتد عقب دوار حوزه میشود. فیلم ʺ30:ʹ31 تا ʺ30:ʹ30 لحظه از الكتروموتورها آشنايي مقدمه آسنکرون موتورهای داخلی ساختمان 1 4 استاتور يا ثابت قسمت درون در ها یاتاقان و ها پوش در توسط کم هوایی فاصله یک با رتور يا متحرک قسمت 1( )شكل. شود می نصب استاتور فن درپوش رتور آسنکرون موتور یک ساختمان 1 شکل استاتور 1 1 4 این شود(. می گفته دیناموبلش ها ورق نوع این به )اصطالحا شود می ساخته دار سیلیس آهن های ورقه از استاتور 141

شکل 2 ورقه ها وقتی روی هم قرار می گیرند شیار هایی را پدید می آورند )شكل 2(. در داخل شیارهای استاتور سیم پیچ های مسی با اختالف فاز 120 درجه مکانی سیم پیچی می شوند. باعبور جریان از داخل این سیم پیچ ها چون جریان های الکتریکی سه فازه خود دارای اختالف فاز الکتریکی 120 درجه بوده و دائما در حال تغییر هستند به همین دليل یک میدان مغناطیسی در حال چرخش در سطح داخلی استاتور پدید می آید که اصطالحا به آن میدان»مغناطیسی دوار«می گویند. سرعت چرخش میدان مغناطیسی دوار با فرکانس شبکه و قطب های موتور متناسب است. در شکل کلی به قسمت تولیدکننده میدان مغناطیسی دوار در موتورهای الکتریکی القاکننده می گویند. در شکل 3 یک استاتور سیم پیچی شده دیده می شود. سیم پیچی هسته مغناطیسی شکل 3 استاتور موتورهای سه فاز 2 1 4 روتور روتور موتورهای القایی از میله ها یا کالف هایی از جنس مس یا آلومینیوم تشکیل می شود. این میله ها یا کالف ها در داخل شیارهای ايجاد شده با ورقه های دیناموبلش قرارمی گیرد. میله ها یا کالف های روتور وقتی در داخل تغییر شار مغناطیسی میدان دوار استاتور قرار می گیرند. بر اساس قانون فارادی در آنها جریان القایی جاری می شود به این علت این موتور ها را موتورهای القایی می گویند. از آنجایی که برای تغییر شار در مفتول های روتور الزم است تا اختالف سرعت بین میدان دوار و سرعت حرکت روتور وجود داشته باشد )معموال سرعت روتور از سرعت میدان دوار کمتر است( به همین دلیل به این موتورها»آسنکرون )غیرهم زمان(«می گویند. در واقع روتور قسمت القاشونده موتور آسنکرون است. روتورهاي موتورهای القایی آسنکرون به صورت یک پارچه )روتور قفسی( یا روتور سیم پیچی شده )روتور رینگی( ساخته می شوند )شکل 4(. ورقه های آهنی رینگ محور رینگ اجزای داخلی روتور قفسی میله روتور قفسی شکل 4 انواع روتور موتورهای سه فاز 142

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز تحقیق تحقيق كنيد فرايند ساخت روتور قفسي چگونه است فیلم اجزاي موتور از ʺ30:ʹ31 تا ʺ45:ʹ32 2 4 چگونگی ایجاد میدان دوار مغناطیسی در استاتور موتورهای سه فاز آسنکرون استاتور موتورهای سهفاز با برق متناوب سهفاز تغذیه میشوند. فازهای شبکه سهفاز متناوب با یکدیگر L 3 درشکل 5 نشان داده شده است. فرض, L 2, L 1 120 درجه الکتریکی اختالف فاز دارند. نمودار فازهای W 1 را تغذیه میکنند. در کنید فاز L سیمپیچ U, U فاز L سیمپیچ V, V و فاز L سیمپیچ, W 2 3 1 2 2 1 2 1 چند موقعیت برق متناوب سهفاز جهت جریان سیمپیچها را با توجه به وضعیت فازهای تغذیه در نظر بگيريد و با استفاده از قاعده دست راست مکان قطبها را در سطح استاتور مشخص كنيد. شکل 5 تغذیه موتور سه فاز با برق سه فاز در زمانهایی که ولتاژ یا جریان متناوب در نیمسیکل مثبت است جریان از فاز مربوطه خارج شده و به سر سیم موتور وارد میشود که ما طبق قاعده دست راست آن را باعالمت نشان داده و در زمانهایی که جریان در نیم سیکل منفی است جریان به فاز مربوطه وارد شده و در واقع از سر سیم موتور خارج میشود که طبق قاعده دست راست باید آن را باعالمت نشان داد. U 1 جریانی عبور نمیکند., U 2 در موقعیت )ωt = )0 I مقدار جریان فاز L برابر صفر در نتیجه از سیمپیچ 1 W( 1 و از انتهای سیمپیچ L 3 در نیمسیکل مثبت بوده و جریان از سر سیمپیچ سوم یعنی وارد ( جریان فاز ( W( خارج میشود. پس ورودی W عالمت و خروجی W عالمت خواهد داشت. در همین 2 1 2 V( 1 خارج شده و L 2 در نیمسیکل منفی است در نتیجه جریان الکتریکی از سر سیمپیچ دوم ( موقعیت فاز 143

V( 2 وارد می شود پس ورودی V 1 عالمت و خروجی V 2 عالمت خواهد داشت. از انتهای سیم پیچ ( در انتها باید با توجه به قاعده دست راست جهت میدان مغناطیسی در اطراف سیم هایی که دارای یک جهت جریان هستند را مشخص کرده و مطابق شكل 6 میدان مغناطیسی پدید آمده در فضای داخلی استاتور را تعیین کرد. موقعیت I شکل 6 تشکیل قطب ها در موقعیت I براي خالصه نویسی تحلیل وضعیت میدان مغناطیسی در موقعیت های مختلف اين تحليل را به شکل خالصه تری نیز می توان نوشت. در اینجا سایر موقعیت ها به اين شكل بیان شده است. موقعیت )ωt = )90 II در شكل 7 نشان داده شده است. شکل 7 تشکیل قطب ها در موقعیت II 144

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز موقعیت )ωt = )210 III در شكل 8 نشان داده شده است. شکل 8 تشکیل قطب ها در موقعیت III موقعیت )ωt = )360 IV در شكل 9 نشان داده شده است. شکل 9 تشکیل قطب ها در موقعیت IV سؤال جابه جايي جريان فازها چند بار در ثانيه اتفاق مي افتد 3 4 سرعت میدان دوار )سرعت سنکرون( هنگام بررسی وضعیت قطب ها با تغییر موقعیت فازها مشخص شد که در یک سیکل کامل تغییرات هر فاز قطب ها یک دور کامل سطح استاتور را می پیمایند. با توجه به فرکانس جریان متناوب که در هر ثانیه f سیکل کامل دارد میدان مغناطیسی دوار نیزدر هر ثانیه f بار سطح استاتور را خواهد پیمود. به عبارت دیگر سرعت گردش میدان مغناطیسی دوار با فرکانس f رابطه مستقیم دارد. از طرف دیگر بین دو قطب متوالی N, S اختالف فازالکتریکی 180 درجه الکتریکی وجود دارد اگر موتور دو قطب داشته باشد قطب های N, S در یک سیکل یک دورکامل سطح استاتور را می پیمایند و اگر موتور چهار قطب داشته باشد با وجود 360 درجه الکتریکی قطب های N, S درسطح استاتور نیم دور یعنی 180 درجه مکانیکی جابه جا می شوند و هر چه تعداد قطب ها بیشتر شود جابه جایی مکانیکی کمتر خواهد شد. به عبارت دیگر سرعت میدان مغناطیسی دوار با تعداد نصف قطب ها رابطه معکوس دارد )شكل 10(. 145

موتور دو قطب جابه جایی الکتریکی 90 درجه و جابه جایی مکانیکی 90 درجه موتور چهار قطب جابه جایی الکتریکی 90 درجه و جابه جایی مکانیکی 45 درجه شكل 10 با افزايش قطب ها سرعت موتور كاهش مي يابد. فعالیت دو نفر روي دو صندلي مقابل هم قرار گيريد و به تناوب جاي خود را با هم عوض كنيد. حاال اين كار را با چهار صندلي و چهار نفر انجام دهيد و به ترتيب جاي خود را در يك جهت عوض كنيد در كدام حالت زودتر به صندلي قبلي بر مي گرديد چرا اگر تعداد صندلي و افراد بيشتر شود چه اتفاقي در زمان اين جابه جايي رخ مي دهد با توجه به بررسی مطالب اشاره شده میتوان نتیجه گرفت که سرعت میدان مغناطیسی دوار در هر ثانیه از N S را سرعت سنکرون نیز میگویند. در صنعت سرعت سنکرون بر حسب بهدست میآید. f NS رابطه = p f 60 1 بیان میکنند. r.p. m دور در دقیقه NS = دقیقه بیان میشود لذا رابطه آن را به صورت p f فرکانس p تعداد نصف قطبها )تعداد زوج قطب( f 60 NS سرعت سنکرون = r.p.m p مثال 1 4 استاتور موتور سهفاز آسنکرون 6 قطب دارد. سرعت سنکرون آن در فرکانسهای 50 هرتز و 60 هرتز چند دور در دقیقه است f 60 2p= 6 p = 3, N حل : S = p 50 60 f = 50Hz NS = = 1000r.p.m 3 60 60 f = 60Hz NS = = 1200r.p.m 3 1- round per minute 146

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز فعالیت سرعت ميدان دوار مولد هاي نيروگاه آبي كارون سه استان خوزستان 187/5 r.p. m است. اين مولد نيروگاهي چند قطب است 4 4 اساس کارموتورهای آسنکرون تصور كنيد یک صفحه آلومینیومی قادر است حول محور خود گردش کند اين صفحه در داخل دو قطب مغناطیسی مطابق شکل 11 قرار داده شده و قطب های مغناطیسی به گردش درآورده می شود. مشاهده می شود صفحه آلومینیومی نيز به دنبال قطب ها ولی با سرعت کمتر از سرعت قطب ها به گردش می آید. سرعت کم صفحه آلومینیومی باعث می شود تا صفحه آلومینیومی با تغییر شار مغناطيسي مواجه شود و در آن جریان القا شود. جریان القا شده در صفحه آلومینیومی در میدان حوزه دوار گشتاور ایجاد نموده و صفحه حول محور خود به گردش درمی آید. پس می توان نتیجه گرفت : 1 جریان داخل صفحه آلومینيومی ازطریق القای مغناطیسی تأمین می شود به همين دليل اين موتورها را موتورهای القایی می گویند. 2 صفحه آلومینیومی الزم است اندکی از حوزه دوار عقب بیفتد تا با تغییر شار مواجه شود در آن جریان القا شود بنابراین سرعت صفحه آلومینیومی با سرعت حوزه دوار برابر نیست به این نوع موتورها موتورهای آسنکرون )غیر هم زمان( می گویند. جهت گردش قطب ها صفحه آلومینیومی شکل 11 صفحه آلومینیومی N S در موتورهای صنعتی جریان متناوب سه فاز به سه سیم پیچ سه فاز متصل می شود و یک حوزه دوار در سطح f 60 استاتور با سرعت سنکرون = p به وجود می آید. این میدان مغناطیسی دوار مفتول های روتور را 147

قطع كرده و در آنها جریان القا می کند و مفتول های جریان دار در میدان دوار ایجاد گشتاور نموده و مجموعه N r به گردش درمی آید )شکل 12(. روتور را حول محورش به گردش درمی آورد و روتور نیز با سرعت L1 L1 L2 L3 L3 L2 شکل 12 حوزه دوار در سطح استاتور 5 4 سرعت لغزش N( r را سرعت لغزش می گویند و با n نشان می دهند. N( S با سرعت روتور ( اختالف سرعت حوزه دوار ( n = N S - N r 6 4 لغزش نسبت سرعت لغزش به سرعت سنکرون را لغزش یا ضریب لنگی میگویند و آن را با S نشان داده و برحسب درصد بیان میکنند. n NS Nr %S = 100= 100 NS NS مثال 2 4 موتور سهفاز آسنکرون 2 قطب در هر دقیقه 2850 دور میزند. لغزش موتور در فرکانس 50 هرتز شبکه چند درصد است در لغزش 8 درصد سرعت روتور چند دور در دقیقه خواهد شد حل : 2p = 2, f = 50Hz, N = 2850 r.p.m N S = f 60 r.p.m P = 50 60 = 3000 1 S r NS Nr 3000 2850 %S = 100= 100 %S = % 5 N 3000 NS Nr S = SNS = NS Nr Nr = N S( 1 S) N r S N = 3000( 1 0/ 08) = 2760 r.p.m 148

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز فعالیت تغييرات لغزش )S( و سرعت لغزش )n ( به چه عاملي بستگي دارد 7 4 بررسی اثر میدان مغناطیسی دوار در تغییر جهت گردش موتورهای آسنکرون W 1 موتور,V 1,U 1 دو الكتروموتور مشابه دو قطب مانند شكل 13 را در نظر گرفته ميشود. اگر سیمپیچهای L 3, L 1, L 2 W 1 موتور دوم به ترتیب فازهای,V 1,U و سیمپیچهای L, L, L 1 اول به ترتیب فازهای 3 2 1 را تغذیه کند و دو موقعیت وضعیت قطبها در سطح استاتور آنها تعیین شود. مشاهده میشود كه در موتور اول جابهجایی قطبها راستگرد و در موتور دوم جابهجایی قطبها چپگرد میباشد. از آنجایی که گردش روتور در جهت جابهجایی قطبها انجام میشود بنابراین درموتورهای سهفاز آسنکرون با تعویض جای دوفاز در سیمپیچ موتورها جهت گردش موتورها عوض میشود. موتور اول راست گرد موتور دوم چپ گرد شكل 13 تغيير جهت گردش موتور سه فاز با تعويض دوفاز سؤال تغيير جهت چرخش رتور چه كاربردهايي دارد نام ببريد. 8 4 باز کردن الکترو موتورها و استخراج اطالعات سیم پیچی برای بازکردن الکتروموتورها استخراج اطالعات سيم پيچي مجدد و نصب مجدد قطعات آن به ابزارهای خاصی نیاز است که در شکل 14 تصویر چند نمونه از آنها مشاهده می شود. 149

انواع سمبه نشان انواع پیچ گوشتی انواع چکش پالستیکی آچار فرانسه و بکس زاویه دار انواع پولی کش و بلبرینگ کش کولیس ورنیه میکرومتر )ریزسنج( شکل 14 ابزار مورد نیاز باز کردن الکتروموتورها 9 4 خارج كردن و مونتاژكردن قطعات الکتریکی و مکانیکی در موتورهای الكتريكی قطعات الكتريكی و مكانيكي ماشين های الكتريكی بيشتر به سه طريق از هم جدا و سپس به همديگر مونتاژ می شوند. 1 روش گرم كردن 2 روش بريدن سيم پيچ ها و پرچ ها 3 روش پرس كردن عالمت گذاري قطعات هنگام پياده كردن قطعات مكانيكی توصيه مي شود بهتر است بين قسمت های 150

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز جداشونده و قسمت اصلي مشابه شكل 15 عالمت گذاری شود تا در مونتاژ اين قطعات با تطبيق عالئم مشابه بين قسمت اصلي و قطعات جدا شده سرعت عمل باال رفته و از جای گذاری اشتباه قطعات جلوگيری شود. برای عالمت گذاری بيشتر از سمبه نشان استفاده مي شود. شکل 15 عالمت گذاری قطعات جداشونده موتور با سمبه نشان برای دسترسی به اطالعات الكتروموتور برای سیم پیچی موجود یا تغییر در وضعیت سیم پیچی یا طراحی سیم پیچی جدید بهتر است برای الكتروموتور یک شناسنامه تهیه کرد و اطالعات را در آن ثبت کرد و نقشه موتور را از سیم پیچی موجود در شناسنامه موتور پیاده کرد. شناسنامه موتور Style: Frame: kw یا Hp Ph R. P. M یا NO. Poles Cycles یا c.p.s Volts Amps T یا Deg c Rise Tim یا Hours Code: S. F(Amps( Service Factor Housing Type Serial Type )تعداد شیارها(.Z S تعداد دور هر کالف کارخانه سازنده قطر سیم حفاظت گام هرکالف pitch cosϕ = رسم نقشه موتور شکل 16 تشکیل شناسنامه موتور برای بازپیچی موتورهای الکتریکی الزم است تا کارهای مختلف )مکانیکی و الکتریکی( را انجام دهید. در این کتاب مراحل مورد نظر طی چند مرحله توضیح داده شده است. 151

10 4 مرحله 1 بازپیچی موتور مرحله اول: باز كردن قطعات مكانيكي و آماده كردن استاتور 1 ابتدا با پولی کش پولی موتور را از محور جدا کنيد شکل ( 17 (. شکل 17 درآوردن پولی از محور موتور 2 بعد با سمبه درپوش بدنه را عالمت گذاري كنيد. سپس پیچ های موتور را با انتخاب آچار مناسب باز کرده و پس از باز کردن جعبه اتصاالت با قلم درپوش ها را جدا کنید )شكل 18(. ایمنی هنگام استفاده از قلم و چكش مراقب انگشتان دست خود باشيد. بدنه استاتور را از گرد و خاك و چربي كامال پاك كنيد. شکل 18 باز کردن پیچ های موتور و درپوش ها شکل 19 ترتیب و توالی باز کردن قطعات موتور 152

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز 3 قطعات بازشده را در یک وان آب گرم قرار داده و آنها را كامال شست وشو دهید. پس از بازکردن و شست وشوی قطعات قطعات باز شده را مطابق شکل جمع آوری کنید مجموعه را تا وصل مجدد آنها به استاتور در یک محل امن قرار دهید تا از آسیب دیدن قطعات و گم شدن آنها جلوگیری شود )شكل 20(. شکل 20 شست وشو و جمع کردن قطعات باز شده 4 در این مرحله بايد با قلم و چکش سیم های داخل استاتور را از یک سمت ببريد تا آماده خارج شدن از داخل شیار باشد. در زمان ضربه به قلم دقت کنيد تا نوک قلم به ورق دیناموبلش استاتور صدمه وارد نکند )شكل 21(. شكل 21 بريدن سيم ها توسط قلم 5 برای خارج كردن راحت تر سیم پیچی و عایق روی شیارها بهتر است استاتور را به مدت الزم در داخل کوره حرارتی قرار دهيد یا اینکه آن را در داخل وان حالل الک سیم پیچی غوطه ور كنيد تا سیم ها و عایق های داخل استاتور نرم شده و به راحتی از داخل شیار خارج شوند )شكل 22(. سؤال آيا ضربه و حرارت بيش از حد روي مشخصه مغناطيسي ورقه ديناموبلش تأثير منفي دارد شكل 22 گرم كردن سيم پيچ 153

6 چون سیم پیچی گرم و انعطاف پذیر شده است. حاال می توانيد مطابق شکل 23 عایق روی سیم پیچی ها را خارج کنيد. شكل 23 خارج كردن پرسپان از شيار 7 پس از خارج کردن عایق ها می توانيد سیم پیچ های سوخته داخل موتور را مطابق شكل 24 از داخل استاتور خارج کنيد. شكل 24 سیم های خارج شده از شیارها 8 برای سیم پیچی مجدد داخل استاتور الزم است تا داخل آن را به طور کامل تمیز کرد. )شکل 25( شكل 25 2 داخل شيارها را باهوای متراکم بادگیری کنید شكل 25 1 داخل شيارها را با برس تمیز کنید 9 در این مرحله باید اوال : قطر سیم های خارج شده از استاتور را توسط میکرومتر اندازه گیری کرده و ثانیا : تعداد دور یک بازو از پیچکی را شمارش نموده و سپس مقدار آنها را به پرونده موتور انتقال دهید. 154

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز شكل 26 اندازه گيري قطر سيم و شمارش تعداد دور يك بازو 10 در اين قسمت مطابق شکل 27 طول و قطر داخلی استاتور را اندازه گیری کرده و در شناسنامه موتور ثبت كنيد. قطر دهانه استاتور شكل 27 اندازه گيري طول و قطر داخلي استاتور فیلم بازپيچي الكتروموتور از لحظه ʺ50:ʹ32 تا ʺ30:ʹ38 11 داخل شیارهای استاتور را باید با کاغذ عایق )کاغذ پرشمان یا پرسپان( متناسب با ولتاژ فازی موتور و بر اساس جدول 1 انتخاب کرده و عایق بندی كنيد. با توجه به اینکه ولتاژ خطی شبکه ایران 400 ولت و ولتاژ فازی 230 ولت است لذا ضروری است شیارها را با کاغذ به ضخامت 0/3 یا 0/5 عایق بندی کرد تا سیم ها در داخل استاتور با هسته استاتور تماس نداشته باشند. این مرحله باید با دقت کافی انجام شود تا فضای کامل داخل شیارها برای جا زدن سیم ها به کار گرفته شود. جدول 1 ضخامت عايق مناسب با ولتاژ فازي 1000 800 800 600 600 450 450 300 300 200 200 100 100 0 ولتاژ فازی ]V[ 0/2 ضخامت عایق ]mm[ 0/3 0/5 0/6 0/75 0/75 1 155

12 نحوه تهيه و جا زدن کاغذهای پرشمان را در تصاویر شکل )28( مشاهده می کنید. الف( اندازه گیری سطح داخل شیار ب( برش کاغذ پرسپان با کاتر ایمنی هنگام کار از صندلی سیستم تهویه و نور مناسب استفاده کنید و هنگام تمیز کردن شیارها از ماسک برای جلوگیری از تنفس غبار استفاده کنید. موقع استفاده از کاتر و گیوتین مراقب انگشتان خود باشید. طول شیار میلی متر 10 طول شیار میلی متر 10 پ( اندازه گذاري كاغذ پرسپان با 10 ميلي متر اضافي ت( برش كاغذ پرسپان ث( از هر طرف 5 ميلي متر عالمت گذاري شود ج( از محل عالمت گذاري تا مي شود چ( شكل عايق پس از تا شدن ح( عايق آماده شده شکل 28 عایق کاری داخل شیارها 156

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز 13 مطابق الگوي نشان داده شده در مرحله قبل باید برای تمامی شیارهای موتور عایق کاغذی )کاغذ پرشمان( را ساخته و در شیارها قرار دهيد )شكل 29(. 29 2 استاتور عایق کاری شده 29 1 عایق در داخل شیار قرار می گیرد فیلم عايق كاري داخل شيارهاي استاتور از لحظه ʺ40:ʹ38 تا ʺ45:ʹ41 ایمنی هنگام كار از صندلي سيستم تهويه ونور مناسب استفاده كنيد و هنگام تميز كردن شيارها از ماسك براي جلوگيري از تنفس غبار استفاده كنيد. موقع استفاده از كاتر وگيوتين مراقب انگشتان خود باشيد. کار عملی 1 هدف: خارج كردن سیم پیچی سوخته از داخل استاتور تهیه شناسنامه مشخصات عایق کاری شیارها موتور 1 تحت نظارت مربی خود موتور سیم پیچی شده ای را تحویل گرفته و بر اساس مراحل و نکاتی که فراگرفته اید سیم های سوخته را از داخل شیارها خارج کنید. 2 استاتور الكتروموتور را تمیز کنید. 3 با اندازه گیری طول و اندازه دهانه شیار عایق های کاغذی )کاغذ پرشمان( شیارهای موتور را با راهنمایی مربی خود بسازید. 4 عایق تمامی شیارهای موتور را در شیارها جا زده و سپس روتور را در داخل آن جا زده و با دست یک دور بچرخانید تا در صورت تماس هر یک از عایق ها با روتور آن را بررسی کرده و رفع عیب نمایید. 5 موارد ايمني مانند برخورد قلم و چكش به انگشتان دست حفاظت دست از نوك سيم الكي بريده شده و برس سيمي را به كار گيريد. 6 مس فلزي گرانبها و ارزشمند است. براي بازيافت و برگشت مجدد سيم هاي الكي مستعمل به صنعت آنها را در يك مخزن جمع آوري كنيد و به هيچ وجه دور نريزيد. 157

11 4 مرحله 2 بازپیچی موتور 14 در این مرحله بايد اقدام به تهیه اندازه کالف الگو برای تنظیم دستگاه کالف پیچ نمود. به همین خاطر بر اساس اطالعاتی که از روی سیم پیچی سوخته برداشته شده یا بر پایه محاسباتی که با آنها آشنا خواهیم شد گام سیم پیچی را مشخص کرده و به دست آوريد. سپس از یک روش تجربی که توصیه شده است کمک بگیرید تا بین سیم اندازه و هسته دو انگشت فاصله باشد ابتدا با سیم های مستعمل یک اندازه کالف تهیه و در داخل شیارهای استاتور قرار دهید. با بررسی اندازه کالف و کم یا زیاد کردن آن )در صورت نیاز( اندازه کالف مناسب برای تنظیم قالب را به دست آورید )شكل 30(. 15 پس از تهیه اندازه مناسب کالف بايد قالب ها را به اندازه تهیه شده بر روی دستگاه کالف پیچ تنظیم کرده و سپس فک ها را با پیچ مهره روی بدنه محکم کنید تا تنظیم قالب ها به هم نخورد )شکل 31(. 16 پس از مشخص شدن اندازه کالف الگو و تنظیم کالف پیچ می توانيد اقدام به پیچیدن کالف های موتور کنيد. با توجه به تعداد دور شمارش شده شکل سیم پیچی و به تعداد q كه در مورد آن صحبت خواهد شد باید اقدام به پیچیدن کالف ها كنيد. شکل 30 روش تجربی تهیه قالب شکل 31 تنظیم فك های کالف پیچ بر اساس قالب تهیه شده شكل 32 كالف الگو و كالف پيچي ایمنی هنگام سيم پیچی بايد دقت كنيد كه سيم ها به موازات يكديگر پيچيده شوند و از روي هم عبور نكنند چون در اين صورت جا زدن آنها در داخل شيار دشوار است. عالوه بر اين احتمال ساييدگي سيم ها بر هم افزايش مي يابد و در اثر از بين رفتن عايق خطر اتصال كوتاه حلقه ها به يكديگر نيز وجود دارد. 158

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز در شكل 33 يك كالف كه به طور صحيح پيچيده شده و يك كالف كه به طور غلط پيچيده شده و حلقه هاي آن در هم است مشاهده مي كنيد. 33 1 کالف صحیح 33 2 کالف غلط 17 پس از اتمام کار سيم پيچي کالف ها باید بازوهای کالف ها را با نخ یا سیم های مستعمل بست تا در هنگام جا زدن بازوها در داخل شیارها رشته سیم های کالف باز نشده و مزاحمتی ایجاد نکنند )شکل 34(. شکل 34 بستن کالف های پیچیده شده روی قالب 18 در اين مرحله مهره کالف پیچ را شل نموده و فک های کالف پیچ را جمع کنید تا کالف ها آزاد شوند سپس کالف ها را به گونه ای تقسیم کنید که هر کالف q پیچک داشته باشد و از کالف پیچ جدا کنید. 159 شکل 35

19 پس از سيم پيچي كالف موتور مرحله جا زدن کالف ها در شیارهای موتور است. جا زدن کالف ها باید به ترتیب خاص و با حوصله و دقت کافی انجام شود تا سیم ها زخمی نشوند و کالف ها در درون شیارها جای گیرند. برای این کار باید استاتور را بر روی یک پایه مناسب قرار دهیم. سپس یکی از کالف ها را طوری در دست بگیریم که دو سر کالف به طرف راست باشد )شکل 36 (. پس از آن نوار با سيم نگهدارندۀ يك بازوي كالف را به سمت چپ يا راست حركت دهيد تا تمام سيم هاي يك بازوي كالف آزادانه در بين انگشتان قرار گيرند. آنگاه كالف را به دقت به داخل استاتور مي بريم و به آرامي شروع به قرار دادن سيم ها در داخل شيار استاتور كنيد. معموال ضخامت يك كالف از دهانۀ يك شيار بيشتر است. بازوي كالف را نمي توان يك باره درون شيار قرار داد. به همين دليل هادي هاي بازوي كالف در دسته هاي چندتايي در درون شيار جاي می گیرند. شكل 36 كالف مناسب به اين ترتيب كه هر سمت كالف را بين انگشت شست و انگشت نشانۀ دو دست قرار دهيد و با حركت انگشتان نشانۀ دو دست به طور متناوب به باال و آن را در درون شيار قرار مي دهيم. در ضمن بايد با انگشت شست فشار بسيار كمي بر روي سيم ها وارد كرد. براي تمرين كردن شيوۀ انجام اين كار ابتدا انگشتان خود را مطابق شكل 37 طوري قرار دهيد كه انگشتان اشاره )سبابه( بر روي شست قرار گيرد و سه انگشت ديگر به كف دست بچسبد. شكل 37 1 حالت دست در كالف گذاري )1( شكل 37 2 حالت دست در كالف گذاري )2( سپس مطابق شكل 38 دو انگشت نشانه را به آهستگي به طرف پايين حركت دهد. اين حركت براي تخت و صاف کردن بازويي از كالف است كه بايد درون شيار جاي گيرد و در شكل 38 نشان داده شده است. توجه داشته باشيد كه اين عمل به همراه كالف در داخل استاتور انجام گيرد. 160

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز شكل 38 1 طريقه در دست گرفتن كالف شكل 38 2 مرتب كردن سيم ها جهت كالف گذاري 20 جا زدن کالف های موتور را خود تا تکمیل شدن تمامی شیارها باید ادامه داده و تمامی شیارهای استاتور را کامل کنيد شکل )39(. شكل 39 جا زدن سيم پيچ 21 هنگام جا زدن با قرار دادن سيم ها در درون شيار استاتور بايد دقت داشت كه مانند شكل 40 الف يك يا چند حلقه از كالف كشيده نشود يا به صورت متقاطع قرار نگيرد زيرا در اين صورت عالوه بر اينكه زيبايي سيم پيچ از بين مي رود خطر پاره شدن يا اتصال كوتاه بين سيم ها نيز وجود دارد. در عين حال زمان بيشتري صرف جا زدن بازوها در داخل شيار خواهد شد. الف( غلط شكل 40 جا زدن كالف ب( صحیح 161

22 پس از جا زدن هر كالف براي اينكه براي كالف هاي بعدي جا باشد و عالوه بر آن در هنگام جا زدن و چرخيدن موتور نيز به سيم ها صدمه اي وارد نشود بايد به كمك انگشتان شست و سبابه مانند شكل 41 در دو محلي كه كالف از شيار خارج مي شود كالف را به سمت خارج از استاتور فشار دهيد تا كالف در دو لبۀ شيار تا خورده و فضاي خالي مناسب براي كالف هاي بعدي ايجاد شود. شكل 41 طريقه كالف گذاري گوۀ عایق 23 پس از جا زدن كالف ها در شيارهاي استاتور بايد روي سيم ها را با عايق هاي كاغذي يا گوۀ چوبي كه به فرم فضاي داخلي شيار در آمده پوشانده شود تا سيم ها در داخل شيار موتور كامال محكم شوند و از ارتعاش يا خارج شدن آنها جلوگيري شود )شكل 42(. شكل 42 محكم كردن سيم ها در داخل شيار با گوۀ عايق فیلم ادامه بازپيچي سيم پيچي الكتروموتور از لحظه ʺ42:ʹ50 تا ʺ06:ʹ01:00 12 4 آشنایی با محاسبات ترسیم دیاگرام و جداول سیم پیچی الكتروموتورهای سه فاز برای اجرای سیم پیچی موتورهای سه فاز الزم است تا تعاريف و محاسبات اوليه آورده شود. الف( تعداد شیار )Z(: تعدا شیارهای داخل پوسته موتور که قابل شمارش است. ب( تعداد فازها )m(: تعداد فازهای شبکه برق شکل 43 گام قطبی 162

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز جدول 2 تعداد قطب براي فركانس 50Hz سرعت سنکرون )ns( تعداد قطب )2P( 2 3000 r p m 4 1500 r p m 6 1000 r p m 8 750 r p m که به الكتروموتور اتصال داده می شود و اغلب براي تک فاز 1= m و سه فاز = 3 m است. پ( تعداد قطب های موتور )2P(: تعداد قطب های الكتروموتور موتور معموال به صورت از پیش تعیین شده است. اما اگر مشخص نباشد می توان از روی سرعت روتور که روی پالک حك شده است آن را تعيين كرد. همیشه از روي مقدار سرعت روتور كه کمتر از سرعت سنکرون است مي توان تعداد قطب موتور را به دست آورد )جدول 2(. 10 12 600 r p m 500 r p m فعالیت تعداد قطب الكتروموتور هاي شكل 44 را تعيين كنيد. شکل 44 پالک چند الکتروموتور y(: p تعداد شیارهایی از سطح استاتور که توسط یک قطب پوشانده میشود را گام قطبی ت(گام قطبی ( گویند و از رابطه زير محاسبه میشود. Z YP = 2P y(: z عبارت است از فاصله بین دو بازوی یک کالف برحسب تعداد شیار را گام ث( گام سیمپیچی ( سیمپیچی گویند. 163

روش به دست آوردن گام سیمپیچی در سیمبندیهای مختلف متفاوت است. در قسمتهای بعد با آن آشنا خواهید شد. ه ) تعداد شیار در هرقطب از هر فاز )q(: اصطالحا به حداقل تعداد کالفها برای ایجاد یک جفت قطب متناسب با تعداد فازهای جریان متناوب را گویند و از رابطه زير محاسبه میشود. z q = 2p.m د( زاویه الکتریکی بین دو شیار مجاور هم ez( (: α اختالف فاز الکتریکی هر شیار با شیار مجاور را زاویه الکتریکی شیارها گفته و از رابطه زیر تعیین میشود. P 360 α ez = z ذ( شیار شروع فازها: چون شروع فازها نسبت به هم 120 درجه الکتریکی اختالف فاز دارند لذا شروع کالفهای هر فاز نسبت به فاز دیگر 120 درجه اختالف فاز مکانی دارند که بر اساس روابط زیر میتوان محاسبه کرد. 1= شروع فاز اول 120 +1 α = شروع فاز دوم ez = شروع فاز سوم 240 1+ α ez (: γ تعداد کالفها در هر فاز را با γ نشان میدهند و به صورت زیر میتوان ر( تعداد کالفهای هر فاز ( m m محاسبه کرد. Z t γ m = 2 m t تعداد طبقات سیمپیچی )سیمپیچی موتورهای سهفاز بهصورت یک یا دو طبقه هستند(. فیلم محاسبه و ترسيم دياگرام سيم پيچي از لحظه ʺ50:ʹ41 تا ʺ55:ʹ44 y y P Z = 2P Z Z = yp = 2P 13 4 انواع روشهای سیمپیچی موتورهای سهفاز موتورهای الکتریکی سهفاز در قالب یکی از دو نوع 1 گام کامل و 2 گام کسری سیمپیچی میشوند که در اینجا به تفکیک هر یک مورد بررسی قرار میگيرد. 1 13 4 سیمپیچی گام کامل اگر در سیمپیچی ابتدا و انتهای یک کالف 180 درجه الکتریکی اختالف فاز رعایت شود و نیروی محرکه القایی بازوهای رفت و برگشت کالفها جمع جبری شوند سیمبندی را گام کامل گویند. در این سیمبندی تعداد شیارهای موجود بین رفت و برگشت هر کالف y P شیار خواهد بود. در این سیمپیچی گام سیمپیچی شکل 46 4 گام قطبی )گام کامل( 164

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز با گام قطبی برابر است و از رابطه روبرو میتوان محاسبه کرد. Z yz = yp در موتورهای الکتریکی اگر شار مغناطیسی در سطح استاتور به طور سینوسی = 2P و یکنواخت توزیع شود کارکرد موتور بسیار مطلوب خواهد شد ولی در عمل به علتهای مختلف از قبیل عکسالعمل میدان روتور پسماند مغناطیسی و تجمع خطوط میدان در نوک تیز شیارها باعث میشود که شار مغناطیسی در سطح استاتور از حالت سینوسی و یکنواخت خارج و کارکرد موتور از یکنواختی خارج شده و ضمن لرزش با سروصدا همراه شود. به اين دليل راندمان و عمر موتور کاهش مییابد. هر موج سینوسی متناوب از یکسری ریزموجها تشکیل شده است که اصطالحا به این ریزموجها «هارمونی هارمونیک«گفته میشود. بر پایه تحقیقات به عمل آمده مشخص شده که دلیل عدم کارکرد یکنواخت و دارای سروصدا بودن موتورهای سهفاز در برخی موتورها هارمونیها هستند. ریزموجها مضارب زوج و فرد از موج اصلی است. ریزموجهای فرد که فرکانس آنها مضربی از موج اصلی است مانند هارمونی سوم و پنجم و هفتم و... در موتورهای الکتریکی بیشتر باعث غیریکنواختی میدان مغناطیسی میشود. 2 13 4 سیم پیچی گام کسری اگر در سیم پیچی ابتدا و انتهای یک کالف کمتر از 180 درجه الکتریکی اختالف فاز داشته باشد سیم بندی با «گام کسری«گفته مي شود. درگام کسری نیروی محرکه های الکتریکی بازوی های کالف ها جمع برداری می شوند )شكل 47(. چون جمع برداری از جمع جبری کمتر است بنابراین نیروی محرکه موتور در سیم بندی گام کسری کاهش می یابد و توان موتور کمتر می شود. به همین خاطر برای جبران کاهش نیروی محرکه تعداد دور کالف های موتور را به تناسب کوتاهی گام تقویت می کنند. در این سیم پیچی گام سیم پیچی را از رابطه زیر می توان محاسبه کرد. شکل 47 مقایسه سیم بندی گام کامل و گام کسری 165 P Z = 2P yz = y p( 1 1 ) n yz = y p( 1 1 ) n گام کامل y گام کسری 1 2 13 4 خصوصیات سیمپیچی گام کسری در کنار معایبی که برای سیمبندی گام کسری بیان شد میتوان به مزایای این نوع سیمپیچی اشاره کرد که از جمله آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد. 1 امکان حذف هارمونی مزاحم برای حذف هارمونی سوم گام سیمپیچی یک سوم و برای حذف هارمونی پنجم سیمپیچی یک پنجم و برای گام را کسری میپیچند. حذف هارمونی n ام n 1 n شماره هارمونی است که در سیمپیچی گام کسری هدف حذف آن است. 2 کاهش تلفات و هزینه ساخت موتور درسیمبندی گام کسری پیشانی کالفها کوتاهتر میشود در نتیجه سیم مصرفی کاهش یافته موتور سبکتر

شده تلفات حرارتی کاهش یافته و هزینه ساخت موتور کاهش می یابد. 3 افزایش راندمان موتور همان گونه که اشاره شد در سیم پیچی صرف سیم کاهش می یابد و در نتیجه با کاهش تلفات حرارتی راندمان موتور افزایش می یابد. 4 افزایش عمر موتور با کاهش گام سیم پیچی و حذف هارمونیک های مزاحم لرزش های موتور کاهش یافته و عمر موتور افزایش می یابد. 14 4 جدول سیم پیچی ترسیم جدول سیم پیچی رسم دیاگرام سیم پیچی را ساده تر می کند و نشان می دهد که در هر شیار سیم های کدام فاز قرارگرفته است و کدام شیارها توسط یک فاز اشغال می شوند. تعداد ستون های جدول برابر تعداد فاز ها و تعداد سطر های جدول برابر تعداد قطب ها است. هر ستون جدول به q قسمت تقسیم می شود و شروع 240 انجام میشود. 120 و شروع فاز سوم از شیار + 1 فاز اول از شیار 1 شروع فاز دوم از شیار + 1 α α ez ez جدول سیم پیچی به دو صورت جدول عملی و جدول علمی ترسیم می شود. در جدول عملی حروف سرهای موتور در فاز دوم و سوم جابه جا شده و طبق توضیحات داده شده و براساس y z از عدد یک تا آخرین شماره شیار در داخل ستون های جدول به طور y p و مقادیر محاسبه شده برای q و y p یعنی یک گام قطبی متوالی پشت سر هم نوشته می شوند. اعداد هر سطر با اعداد سطر باالیی به اندازه فاصله دارند )شكل 48(. جدول علمی m 2p N S N S Y P U 1, U 2 Y P V 1, V 2 Y P W 1, W 2 جدول عملی m 2p N S N S U 1, U 2 Y P W 1, W 2 Y P V 1, V 2 Y P q=2, 2p=4, m=3 q=3, 2p=4, m=3 15 4 دیاگرام سیم پیچی شکل 48 تشکیل جدول علمی و عملی دیاگرام سیم پیچی نقشه و مسير سيم پيچي الكتروموتور است كه به شکل های مدور )دایره ای( یا گسترده رسم می شود. این دیاگرام ها ممکن است به صورت کالف مساوی یا متحدالمرکز باشند در سیم بندی کالف 166

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز مساوی گام سیم بندی همه کالف ها یکسان هستند ولی گام کالف های سیم پیچی متحدالمرکز برابر نیستند )شكل 49(. توجه: معموال سيم پيچي متحدالمركز براي الكتروموتورهاي يك فاز استفاده مي شود. 1 2 3 7 8 9 1 2 3 7 8 9 1 2 3 7 8 9 1 2 3 1 2 3 7 8 9 7 8 9 گروه کالف متحدالمرکز گروه کالف متساوی )زنجیره ای( شکل 49 دیاگرام گسترده کالف مساوی گروه کالف متحدالمرکز مدور شکل 50 دیاگرام مدور کالف مساوی و متحدالمرکز گروه کالف مساوی مدور فیلم حالت و فرم كالف سيم پيچي از لحظه ʺ00:ʹ45 تا ʺ40:ʹ46 16 4 سیم پیچی موتورهای یک طبقه در سیم پیچی یک طبقه در هر شیار یک بازو از هرگروه کالف مربوط به هر فاز قرار می گیرد. سیم پیچی موتورهای الکتریکی تعداد گروه کالف های هر فاز با G نشان داده مي شود. نوع سیم پیچی ها دو حالت درنظر 167

گرفته مي شود. در حالت اول تعداد گروه کالف ها در هر فاز برابر تعداد نصف قطب ها می باشد. این نوع سیم پيچی را سیم پیچی به ازای زوج قطب ) G=P (می گویند. در این حالت سربندی کالف ها با اتصال نزدیک صورت می گیرد به این نوع اتصال اصطالحا اتصال سر به ته یا ته به سر گفته می شود. بیشتر موتور ها در سیم پیچی یک طبقه به ازای زوج قطب سیم پیچی می شوند. در حالت دوم تعداد گروه کالف ها در هر فاز برابر تعداد قطب ها می باشد این نوع سیم پيچی سیم پیچی به ازای قطب )2P= G( گفته مي شود. در این حالت سربندی کالف ها با اتصال دور صورت می گیرد به این نوع اتصال اصطالحا اتصال سر به سر یا ته به ته گفته می شود. بیشتر موتورها در سیم پیچی دو طبقه به ازای قطب سیم پیچی می شوند. در شکل های 51 به ازای زوج قطب و به ازای قطب و طریقه سربندی آنها نشان داده شده است. G 2P= سیم بندی به ازای قطب اتصال نزدیک )سر به سر ته به ته( G=P سیم بندی به ازای زوج قطب اتصال نزدیک )سر به ته ته به سر( شکل 51 سیم بندی به ازای قطب و زوج قطب اتصال دور و نزدیک مثال استاتور یک موتور 36 شیار 4 قطب را در نظر گرفته و محاسبات رسم دیاگرام موتور به صورت یک طبقه گام کامل را نوشته و رسم کنید. Z=36, 2P=4, Y Z =Y P Z 36 YP = = = 9 2P 4 Y = Y = 9 Z P α P ez = 360 Z = 2 360 = 20 36 Z q = P m = 36 = 3 2 4 3 1= شروع فاز اول شروع فاز دوم 120 120 = 1+ = 1+ = 7 αez 20 = 240 شروع فاز سوم 1+ = 13 20 168

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز جدول سیم پیچی: برای ترسیم جدول سیم پیچی باید به تعداد فازها ستون و به تعداد قطب ها ردیف باز کنید و هر ستون را به q قسمت تقسیم کرد. جدول عملی سیم پیچی m 2p U 1, U 2 W 1, W 2 V 1, V 2 N S N S m 2p U 1, U 2 W 1, W 2 V 1, V 2 m 2p U 1, U 2 w 1, w 2 V 1, V 2 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 S yp S 10 11 12 13 14 15 16 17 18 N N 19 20 21 22 23 24 25 26 27 S S 28 29 30 31 32 33 34 35 36 خانه های جدول را تا آخرین شماره شیار به ترتیب کامل می کنیم. اعداد را از شروع فازها به اندازه q پشت سر هم می نویسیم. شکل 52 تکمیل جدول سیم بندی خانه های ردیف های پایین را به فاصله یک گام قطبی کامل کنید. بر پایه اعداد محاسبه شده در جدول سیم پیچی دیاگرام گسترده کالف های فاز اول موتور به صورت شکل 53 رسم مي شود. 169 شکل 53

به همین ترتیب با توجه به اعداد محاسبه شده در جدول سیم پیچی دیاگرام گسترده کالف های فاز دوم موتور را به صورت شکل 54 می توان رسم کرد. شکل 54 فاز دوم به همین ترتیب با توجه به اعداد محاسبه شده در جدول سیم پیچی دیاگرام گسترده کالف های فاز سوم موتور را به صورت شکل 55 می توان رسم کرد. شکل 55 در شکل 56 دیاگرام گسترده تکمیل شده موتور مشاهده می شود. شکل 56 170

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز شکل 56 دیاگرام گسترده کالف مساوی با گام کامل سیم بندی در هر فاز دو گروه کالف 3 پیچکی قرار دارد 3=q دیاگرام مدور )دایره ای(: دياگرام دايره اي در شكل 57 نشان داده شده است. فیلم استفاده از جدول براي ترسيم دياگرام از لحظه ʺ40:ʹ46 تا ʺ42:ʹ48 فیلم ترسيم نقشه هاي سيم پيچي سه فاز از لحظه 48ʹ:44ʺ تا 50ʹ:40ʺ 17 4 مرحله 3 بازپیچی موتور شکل 57 دیاگرام مدور کالف مساوی با گام کامل سیم بندی 24 با توجه به نقشه سربندی سر و ته کالف ها را در هر فاز پیدا کرده و الک سرسیم های را به اندازه 2 سانتی متر پاک کنید. این کار را می توان با کاتر تراش داد یا در حالل الک قرار داد یا با شعله سوزاند. سپس یک سر را از وارنیش عبور دهید.با دقت زیاد محل الک برداری شده سر سیم ها به اندازه 1 الی 1/5 سانتی متر روی هم بپیچید و لحیم کاری کنید و وارنیش را به محل لحیم کاری هدایت کنید تا وارنیش کامال محل لحیم کاری را بپوشاند. ابتدا و انتهای هر فاز را به سیم افشان اتصال داده و پس از لحیم کاری و گذرانیدن آنها از وارنیش به جعبه اتصال )تخته کلم( هدایت کنید. مراحل انجام كار مطابق شكل 58 است. هادی الک برداری شده سنباده هادی با عایق الکی روکش برداری 171 سرسیم های تابیده شده قرار دادن وارنیش ها

نوک هویه لحیم کاری قسمت تابیده شده پوشش محل لحیمکاری شده با وارنیش اتصال سیم افشان به سرفازها هدایت سیم فازها به تخته کلم و نامگذاری آنها شکل 58 عایق برداری سربندی وارنیش گذاری لحیم کاری و هدایت سیم ها به تخته کلم 25 برای جمع بندی سیم ها و محکم کردن آنها را نخ بندی می کنند. در نخ بندی از نخ مخصوص سیم پیچی یا کنف استفاده می شود )شكل 59(. 26 پس از نخ بندی استاتور در کوره حرارتی قرار می دهیم تا به مدت حدود 2 ساعت در دمای 140 درجه سلسیوس رطوبت سیم ها گرفته شود )شكل.) 60 شکل 59 نخ بندی سیم پیچی موتور 27 برای افزایش خاصیت عایقی سیم ها و یک پارچه شدن آنها روی سیم ها شارالک می ریزند. شارالک باید به اندازه رقیق باشد که بتواند در داخل سیم ها کامال نفوذ کند. ضمنا از خاصیت عایقی خوب برخوردار باشد. برای شارالک زدن بهتر است استاتور را بر روی یک وان مطابق شکل 61 قرار داده سپس شارالک را از هر دو طرف بر روی سیم ها ریخته تا از هر قسمت موتور سیم ها به حد کافی شارالک دریافت کنند. شکل 60 قرار دادن استاتور درکوره حرارتی برای گرفتن رطوبت سیم ها شکل 61 شارالک زدن سیم پیچی استاتور 172

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز 28 با قرار دادن استاتور شارالک خورده در کوره حرارتی یا با اتصال سیم ها خروجی به ولتاژ حدود نصف ولتاژ نامی و عبور جریان الکتریکی و گرم شدن سیم ها شارالک را خشک می کنند )شكل 62(. شکل 62 خشک کردن شارالک سیم پیچی استاتور 29 پس از خشک شدن شارالک سیم پیچی روتور و درپوش ها را بر روی استاتور سوار کنید و با توجه به نوع اتصال که در پالک موتور نوشته شده اتصال ستاره یا مثلث را برقرارکنید ابتدا اتصال بدنه موتور را آزمایش کنید. در صورت نداشتن اتصال بدنه موتور را به تابلوی برق وصل کنید. سپس جریان و دور موتور را اندازه گیری کنید )شكل 63(. اتصال ستاره موتور جمع کردن موتور اتصال موتور به تابلو برق و اندازهگیری جریان فازها آزمایش تست بدنه موتور با دستگاه میگر و دور موتور شکل 63 آزمایش موتور سیمپیچی شده 173

فیلم سربندي كالف ها از لحظه ʺ12:ʹ01:00 تا ʺ50:ʹ01:07 فیلم مراحل نهايي سيم پيچي از لحظه ʺ43:ʹ01:08 تا ʺ13:ʹ01:12 پس از جا زدن همه سیم پیچ ها بايد کالف ها را سربندی کرد. چون سیم بندی موتور به ازای جفت قطب است )G=P( لذا سربندی موتور بايد به صورت اتصال نزدیک انجام شود )ته به سر سر به ته( اين سربندي در دياگرام شكل 64 نشان داده شده است. شکل 64 دیاگرام سربندی کالف ها همان گونه که اشاره شده است زمانی می توان سربندی را درست دانست که با اعمال فازها و تحلیل جریانی مدار سیم پیچ ها در یک لحظه خاص از موج سه فاز قطب سازی موتور به همان تعداد قطب تعریف شده در موتور برسد. تشكيل قطب در لحظه اي كه فاز اول و دوم مثبت و فاز سوم منفي است در شكل 65 ترسيم شده است و در شكل 66 دياگرام دايره اي ترسيم شده است. سؤال سيم پيچي الكتروموتور از روي دياگرام چند قطب است 174

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز شکل 65 سربندی کالف ها در دیاگرام گسترده و تشکیل قطب ها در موقعیت 0< 3 L 1 0>, L 2 0>, L شكل 66 سربندی کالف ها در دیاگرام مدور 175

در تصاویر شکل های 67 تا 72 مراحل جا زدن گروه کالف های موتور نشان داده شده است. اولین گروه کالف را در داخل شیارهای 1 2 3 و 10 11 12 قرار دهید )شكل 67(. شکل 67 قرار گرفتن اولین گروه کالف در شیارهای استاتور گروه کالف دومی را در شیارهای 7 8 9 و 16 17 18 قرار دهید )شكل 68(. شکل 68 قرار گرفتن دومین گروه کالف در شیارها گروه کالف سومی را در شیارهای 13 14 15 و 22 23 24 قرار دهید )شكل 69(. شکل 69 قرار گرفتن سومین گروه کالف در شیارها 176

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز باتوجه به دیاگرام سیم بندی گروه کالف های بعدی را مطابق روال فوق در داخل شیارها قرار دهید تا به آخرین گروه کالف برسید. در این حالت بازوهای قرارگرفته شده در شیارهای 1 2 3 را درآورده و به روی سیم ها خم کنید )شكل 70(. شکل 70 درآوردن بازوهای 1 2 3 برای قرار دادن کالف آخر گروه کالف آخر در شیارهای 31 32 33 و 4 5 6 قرار دهید. شکل 71 قرار گرفتن آخرین گروه کالف در شیارهای استاتور پس از جا زدن بازوهای کالف آخر حال بازوهای 1 2 3 را به جای اولیه برگردانید. شکل 72 برگرداندن بازوهای 1 2 3 به جای اول خود 177

کار عملی 2 هدف: محاسبه ترسیم دیاگرام و سیم پیچی موتور آسنکرون سه فاز )24 یا 36 شیار 4 قطب( به ازای جفت قطب به صورت یک طبقه زنجیری وسایل مورد نیاز: پوسته استاتور 24 شیار یا 36 شیار یک عدد خالی از سیم پیچی استاتور نگهدار یک عدد کالف پیچ یک عدد قالب کالف مساوی یک عدد سیم الکی با قطر مورد نیاز موتور سیم افشان نمره 1 یا 2 1/5 متر هویه یک عدد روغن لحیم سیم لحیم با قلع %50 یا %60 عایق پرشمان 0/5 و 0/35 از هر کدام یک برگ وارنیش با نمره های مورد نیازسیم ها تابلوی آزمایش موتورهای الکتریکی آچار تخت و آچار رینگی و آچار بوکس هر کدام یک ست کامل انبر دست یک عدد پیچ گوشتی تخت و چارسو کوچک متوسط و بزرگ هر کدام یک عدد دم باریک یک عدد سیم چین یک عدد سیم لخت کن یک عدد چاقو یا کاتر یک عدد سنباده نرم یک برگ نخ موتور پیچی یا کنف یک کالف خط کش یک عدد کولیس یک عدد میکرومتر یک عدد چکش پالستیکی یک عدد دورسنج موتور یک عدد رعایت نکات ایمنی و بهداشتی: صندلی و میز کار مناسب لباس کار سالم کفش ایمنی 178

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز پاک بودن محیط کار و بدنه استاتور از هرگونه چربی روغن و سایر آالینده ها دستکش یک دست کامل. دقت کافی و حوصله زیاد. نبودن ابزار و وسایل غیرضروری در روی میزکار. استاتور یک موتور 36 شیار یا 24 شیار را تحویل گرفته و تحت نظارت مربی خود محاسبات رسم دیاگرام موتور به صورت یک طبقه گام کامل )به ازای جفت قطب( 4 قطب نوشته و رسم کنید. 18 4 سیم پیچی یک طبقه به ازای قطب )G=2P( در سیم پیچی یک طبقه به ازای قطب که با گام کسری پیچیده می شوند سیم پیچی هر فاز در سطح استاتور پخش می شود و وضعیت خوبی از نظر تهویه حاصل می شود چون در این سیم پیچی G=2P می باشد اتصال کالف ها اتصال دور خواهد بود. این سیم پیچی با یک موتور 24 شیار که پالک آن مطابق شکل 73 است. لغزش %4 کار می کند )%4 =S( شروع می کنیم. شکل 73 پالک موتور 24 شیار 1 محاسبات سیم پیچی 380V Z = 24, nr = 1440R.P.M, f = 50Hz, I = 4A, 220V P2 = 2HP = 2 746 = 1492W, m = 3, η= 80% d = 0/ 80mm,COS ϕ= 0/ 78 N N r r = N S( S) NS = R.P.M S = 1440 1 / = 1500 1 1 0 04 f f P NS = 120 P P = 2 N = 50 120 2 = 4 2 S 1500 Z YP = P = 24 = 6 2 4 179

در موتورهای یک طبقه به ازای قطب کسری گام اغلب برابر نصف q میباشد. Z 24 q = = = 2 2P m 4 3 α p ez = 360 z = 2 360 = 30 0 24 q 2 YZ = YP = 6 = 5 2 2 = 1 شروع فاز اول = شروع فاز دوم 120 120 1+ = 1+ = 5 αez 30 = شروع فاز سوم 240 1+ = 9 30 m 2p N Y P S N S U 1, U 2 1 7 13 19 Y Z 24 6 12 18 w 1, w 2 3 2 9 8 15 14 21 20 V 1, V 2 5 4 11 10 17 16 23 22 2 تشکیل جدول تشکیل جدول در سیم بندی به ازای قطب یک طبقه اعداد متوالی در شروع فازها به اندازه نصف q می باشد )شكل 74(. در پر کردن خانه های جدول از شماره شروع هر فاز خانه های کج را با Y Z و خانه عمودی را با فاصله پر می کنیم. مثال در فاز اول که از شیار 1 شروع می شود خانه کج = 6 5 1+ و خانه عمودی =7 6 1+ پر می شود. شکل 74 تشکیل جدول 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 3 رسم دیاگرام مدور ترسيم دياگرام مدور طبق جدول ترسيم شده مطابق شكل 75 است. شکل 75 دیاگرام مدور موتور 24 شیار چهارقطب یکطبقه به ازای قطب 180

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز رسم دیاگرام گسترده با دياگرام گسترده مطابق با شكل 76 است. شکل 76 دیاگرام گسترده موتور 24 شیار چهارقطب یک طبقه به ازای قطب کار عملی 3 هدف: محاسبه ترسیم دیاگرام و سیم پیچی موتور آسنکرون سه فاز )24 یا 36 شیار 6 قطب( به ازای قطب به صورت یک طبقه زنجیری وسایل مورد نیاز : پوسته استاتور 24 شیار کالف پیچ یک عدد قالب کالف مساوی یک عدد سیم الکی با قطر مورد نیاز موتور سیم افشان نمره 1 یا 1 به 5/ طول 2 متر 181

هویه یک عدد روغن لحیم سیم لحیم با قلع 50 %یا %60 عایق پرشمان 0/5 و 0/35 از هر کدام یک برگ وارنیش با نمره های مورد نیاز سیم ها تابلوی آزمایش موتورهای الکتریکی آچار تخت و آچاررینگی و اچاربوکس هرکدام یک ست کامل انبر دست یک عدد پیچ گوشتی تخت و چارسو کوچک متوسط و بزرگ هر کدام یک عدد دم باریک یک عدد سیم چین یک عدد سیم لخت کن یک عدد چاقو یا کاتر یک عدد سنباده نرم یک برگ نخ موتور پیچی یا کنف یک کالف خط کش یک عدد کولیس یک عدد میکرومتر یک عدد چکش پالستیکی یک عدد دورسنج موتور یک عدد 19 4 سیم پیچی دو طبقه سیم پیچی دو طبقه مانند سیم پیچ یک طبقه با گام کامل و گام کسری اجرا می شود. اغلب موتور های صنعتی به صورت دو طبقه با گام کسری اجرا می شود و این به خاطر مزایایی است که سیم پیچی دو طبقه با گام کسری دارد این مزایا را می توان به صورت زیرطبقه بندی نمود. 1 در سیم پیچی دو طبقه سیم های هر فاز در سطح استاتور به طور یکنواخت توزیع می شود. 2 میدان مغناطیسی یکنواخت تر نسبت به سیم پیچی یک طبقه در سطح استاتور ایجاد می شود. 3 تهویه سیم ها بهتر شده و موتور کمتر گرم می شود. 4 با وجود میدان یکنواخت موتور نرم تر کار می کند و عمر موتور بیشتر می شود. 5 باکاهش دمای موتور راندمان موتور افزایش می یابد. 6 با انتخاب کسری گام مناسب هارمونی مزاحم حذف شده و کارکرد موتور مالیم و لرزش های آن گرفته می شود. محاسبات و رسم دیاگرام سیم پیچی و سایر مشخصات موتور در سیم دو طبقه تقریبا با موتور های یک طبقه مشابه است این قسمت با مثال همراه با کار عملی معرفي مي شود. 182

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز در شكل روبه رو يك نمونه سيم پيچي دو طبقه نشان داده شده است. فیلم سيم پيچي دو طبقه از لحظه ʺ13:ʹ01:12 تا ʺ52:ʹ01:14 مثال استاتور یک موتور 36 شیار 6 قطب را در نظر گرفته و شكل 73 سيم پيچي دو طبقه محاسبات رسم دیاگرام موتور به صورت دو طبقه برای حذف هارمونیک سوم را نوشته و رسم کنید. حل: محاسبات سیم پیچی Z = 36, Nr = 940R.P.M,f = 50Hz, 380V 220V P 2 = 1/ 5KW = 1500W, m = 3, η= 80% N N r r = N S( S) NS = R.P.M S = 940 1 / = 1000 1 1 0 04 f f P NS = 120 P P = 2 N = 50 120 2 = 6 2 S 1000 Z YP = P = 36 = 6 2 6 Z 36 q = = = 2 2P m 6 3 ez = شروع فاز سوم 240 1+ = 9 30 سیم پیچی دوطبقه α P ez = 360 Z = 3 360 = 30 0 36 1 1 YZ = Y P( 1 ) = 6 ( 1 ) = 4 3 3 = شروع فاز دوم = 1 شروع فاز اول 120 120 1+ = 1+ = 5 30 1 19 4 تشکیل جدول سیم پیچی موتورهای دو طبقه در سیم بندی دو طبقه مانند سیم پیچی یک طبقه به تعداد هر فاز ستون و به تعداد هر قطب ردیف باز می شود. سپس هر ستون به دو قسمت تقسیم می شود و قسمت چپ هر ستون را در هر فاز به طبقه اول )رویی( و سمت راست هر ستون را به طبقه دوم )زیرین( منظور می کنیم. ستون های ایجاد شده در هر قسمت فاز ها را به q قسمت تقسیم می شود. شماره هایی که در ستون ها در سمت چپ قرار گرفته اند بازوهای طبقه رویی را نشان می دهند و ستون هایی که در قسمت سمت راست قرار گرفته اند بازوهای طبقه زیرین را نشان می دهند. برای تفکیک شماره ها و بازوهای طبقه رویی با طبقه زیرین شماره های طبقه زیرین را با پريم و 183

بازوهای طبقه زیرین را با خطچین نشان میدهند. با توجه به شروع فازها شماره شروع فازها در قسمت سمت چپ نوشته ميشود و به تعداد q عدد درخانههای طبقه رویی نوشته ميشود. بازویهای طبقه رویی Y Z به به بازوهای طبقه زیرین با فاصله گام سیمبندی مرتبط میشوند. بنابراین از اعداد طبقه رویی با گام اعداد طبقه زیرین فاصله خواهد بود. فاصله اعداد خانههای طبقه رویی با اعداد خانههای باالیی همان طبقه Y P میباشد. با توجه به شروع فازها جدول تشکیل میشود )شكل 77(. گام قطبی = شروع فاز دوم = 1 شروع فاز اول 120 120 = شروع فاز سوم = 5 1+ = 1+ 240 1+ = 9 α 30 30 2P m U 1, U 2 ez W 1, W 2 V 1, V 2 N S 1 2 Y Z =4 Y P 7 8 35 5 36 6 3 9 Y Z 4 10 1 7 2 8 Y P 5 11 Y Z 6 12 3 9 4 10 N 13 14 11 12 Y P 15 16 13 14 17 18 15 16 S 19 20 17 18 21 22 19 20 23 24 21 22 N 25 26 23 24 27 28 25 26 29 30 27 28 S 31 32 29 30 33 34 31 32 35 36 33 34 شکل 77 جدول موتور 36 شیار 6 قطب دو طبقه با گام کسری حذف هارمونی سوم رسم دیاگرام گسترده: چنان كه دياگرام گسترده ديده مي شود در هر شيار دو بازوي كالف قرار گرفته است. بازوي رفت با خط پرو بازوي برگشت با خط چين در شكل 78 نشان داده شده است. شکل 78 دیاگرام گسترده 184

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز کار عملی 4 هدف: محاسبه ترسیم دیاگرام و سیم پیچی موتور آسنکرون سه فاز )24 یا 36 شیار 4 قطب(برای حذف هارمونیک سوم به صورت دوطبقه زنجیری الکتروموتور سه فاز که طول استاتور آن 100mm و قطر استاتور آن 120mm است مورد نظر است. این موتور با حذف هارمونی سوم با لغزش %6 کار می کند و اطالعات رو پالک آن مطابق شکل 79 است. شکل 79 پالک موتور محاسبات مورد نیاز را انجام داده سیم پیچی آن را در کارگاه اجرا کنید. سپس آن را به شبکه برق اتصال داده جریان بی باری و تعداد دور آن را مشخص کرده در گزارش کار یادداشت کنید. 20 4 تعیین معادل سیم ها بعضی مواقع ممکن است که سیم مورد نیاز در کارگاه موجود نباشد یا برای راحت قرار دادن سیم ها در داخل شیار ها از سیم هاي با مقطع پایین و قابل انعطاف استفاده می شود. در این حالت ممکن است از چند رشته سیم یکسان با مقطع پایین نيز استفاده شود یا از سیم های با مقاطع مختلف معادل سیم مورد نیاز به كار برده شود. 1 20 4 تعیین معادل یک سیم از چند رشته سیم مشابه اگر قطر سیم مورد نیاز را با D قطر سیم معادل را با d و تعداد رشته های سیم معادل را با n نشان دهیم از رابطه زیر قطر سیم معادل با دانستن تعداد رشته آن به دست می آید. قطر سیم معادل 185 d = D n در صورتی که بخواهیم تعداد رشته سیمهای موازیشده با هم را بهدست آوریم بر اساس رابطه فوق میتوان 2 D تعداد رشته سیمها چنین نوشت: n = d

2 2 مثال 8 4 چند رشته سیم 0/80 mm معادل سیم 1/37 mm می باشد. حل: D / n 1 37 = = d رشته 3 0/ 80 2 20 4 تعیین معادل یک سیم از چند رشته سیم غیرمشابه رابطه بین قطر سیمهای غیرمشابه معادل سیم مورد نظر به صورت زیر بیان میشود. 2 2 2 2 1 1 2 2 3 3 n n D= n d + n d + n d + + n d D قطر سیم مورد نیاز n تعداد رشته ها و d قطرهای سیم های غیرمشابه می باشد. مثال 9 4 چند رشته سیم 0/50 mm را با دو رشته سیم 0/80 mm موازی کنیم تا معادل سیم 1/37 mm شود 2 2 2 1 1 1/ 37 = n ( 0/ 45) + 2 ( 0/ 80) 1/ 37 = 0/ 2025 n + 2 0/ 64 رشته 1 3 n 21 4 استخراج مشخصات از پالک موتور سازندگان موتورهای الکتریکی مشخصات موتورها را روی پالک موتورها درج می کنند. در اینجا یک نمونه پالک موتور را در نظرگرفته و با شماره گذاری هر قسمت آن مطابق شکل 80 اطالعات مربوط به آن را مورد بررسی قرار گرفته است. 18 AC Motor style 1 Serial 16 Frame 2 Type 15 Type 17 HP 4 Ph 3 Housing 14 RPM 5 13 Cycles 6 12 Volts 7 Amps 8 Code 11 Drg c Rise 9 Hours 10 IP44 19 S5 20 شکل 80 پالک الکتروموتور 186

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز 1 21 4 شرح پالک موتور 1 : style سبک تولید موتور که شامل مشخصات مکانیکی و الکتریکی میباشد با شماره یا عالئمیکه در این قسمت نوشته میشود برای کارخانه سازنده قابل شناسایی است. در صورت سفارش خاص یا تولید مجدد این نوع موتور کارخانه سازنده قادر به ساخت آن خواهد شد. 2 : frame چهارچوبی است که موتور توسط انجمن ملی تولیدکنندگان شناسایی میشود. برای موتورهای کوچک فرمهای 56 48 42 و... را میتوان نام برد. 3 : ph تعداد فازهای موتور در این قسمت نوشته میشود. تکفاز دوفاز و سهفاز. 4 : Hp توان خروجی موتور که توان مفید مکانیکی موتوراست به اسب بخار نوشته میشوند یک اسب بخار انگلیسی 736 وات ویک اسب بخار امریکایی 746 وات میباشد. 5 : R..P M سرعت گردش روتور را در هر دقیقه بیان میکند. 6 : cycles فرکانس کار موتور را نشان داده در بعضی موارد به جای frequency cycles نوشته میشود. 7 : volt ولتاژکاری موتور را نشان میدهد. توضیح در انتخاب ولتاژ کاری نحوه اتصال موتورها به منابع تغذیه الزم است دقت کافی نمود. اگر غیر از ولتاژ نامی سیمپیچهای موتور تغذیه شوند احتمال سوختن سيم پيچ الكتروموتور وجود دارد. اگر روی پالک موتور 380v 220v/ نوشته شود این موتور الزاما در شبکه ایران اتصال ستاره خواهد داشت و اگر روی پالک موتور 660v 380v/ نوشته شود اتصال موتور برای تحویل توان نامی باید با اتصال مثلث به شبکه وصل شود ولی برای دریافت یک سوم توان نامی میتوانیم آن را با اتصال ستاره به شبکه ایران وصل کنیم ولی راندمان کار کم است. 8 : Amps جریان نامی موتور را در ولتاژ نامی و فرکانس نامی نشان میدهد. 9 :Deg C Rise درجه حرارت بدنه موتور را در زمان کار موتور نشان میدهد. دمای بدنه موتورها نباید بیش از 70 درجه سانتیگراد افزایش یابد دمای کار بدنه موتورها در اندازه 40 الی 50 درجه سانتیگراد معمولی است. دمای بدنه موتورها در کالسهای متفاوت با استانداردهای متفاوت ارائه میشود. 10 :Hours مدت زمان کار موتور را در حالت نرمال نشان میدهد. 11 :Code حروف نوشته شده در این قسمت بیانگر آن است که موتور برای هر اسب بخار چند کیلو ولت آمپر توان راکتیو )در حالت روتور قفل شده( از شبکه دریافت میکند. معروفترین استانداردهای مربوط به این قسمت.N E..M A میباشد.به عنوان مثال برای حرف M در محدوده 5/5 الی 10 کیلو ولتآمپر راکتیو برای هر اسب بخار در حالت روتور قفل شده توان راکتیو از شبکه دریافت میکند. 12 :)Amps(.s f جریان مجاز موتور در بار کامل موتور است. 13 : Service Factor ضریب حداکثر بار مجاز را نشان میدهد. به عبارت دیگر اگر بار نامی به این ضریب ضرب شود حداکثر باری که موتور برای مدت کوتاه تحمل میکند مشخص خواهد کرد. 14 :Housing محیط کار موتور را از نظر فضای باز یا سر پوشیده نشان میدهد. 15 :Type حروف نوشته شده برای کارخانه سازنده نوع )تکفاز سهفاز موتورخازنی و...( ساختمان قدرت موتور دور موتور را مشخص میکند. 16 :Serial تاریخ تولید نوع تولید شماره تولید و... در این قسمت برای کارخانه سازنده معلوم میشود. 17 :Type نوع نگهداری و نصب موتور را مشخص میکند. )در داخل حروفی نوشته میشود( به عنوان 187

مثال: حرف A نشان دهنده تنظیم اتوماتیک موتور است. حرف D نشان دهنده تنظیم اتوماتیک موتور با تأخیر زمانی است. حرف M نشان دهنده تنظیم مجدد موتور با دست است. حرف X نشان دهنده تنظیم مجدد موتور با دست یا اتوماتیک است. 18 برچسب و مارک کارخانه سازنده نصب می شود. 19 در پالک موتور ها عالوه بر اطالعات فوق عالئم حفاظتی با حروف IPXX را نشان می دهند. در عالمت مشخصه IPXX اولین رقم X پس از IP مشخصه کننده درجه حفاظت موتور در مقابل اجسام خارجی و دومین رقم X مشخصه کننده درجه حفاظت موتور درمقابل ایمنی آب می باشد. جدول )IP( در کتاب هنرجو آورده شده است. 20 زمان کار ماشین را نشان می دهد. فعالیت مشخصات پالك هاي الكتروموتور داده شده در شكل 81 را استخراج كنيد. شكل 81 چند نمونه پالك الكتروموتور 188

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز 22 4 عيب يابي الكتروموتور براي تشخيص و رفع عيوب احتمالي در راه اندازي الكتروموتور ها مي توان از جدول 3 انواع معيوب و علت و رفع آنها را مورد بررسي قرار داد. جدول 3 عیب یابی موتورهای القایی عالئم عیب نوع عیب علل عیب چگونگی رفع عیب برق به موتور نمی رسد فیوز سوخته است آمپراژ فیوزها بررسی شود که نباید کمتر از 125 %جریان نامی بار کامل موتور باشد. موتور را از شبکه قطع کنید. فیوزها را تعویض کنید. موتور را به شبکه مجددا وصل کنید. اگرفیوزها نسوزند خرابی از فیوزها است. وسیله حفاظتی اضافه بار قطع کرده است وسیله حفاظتی اضافه بار )بی متال( را وصل کنید اگر دوباره قطع شد مدار الکتریکی را بررسی کنید. موتور راه اندازی نمی شود ولتاژ کافی نیست تغییر ولتاژ شبکه ولتاژ شبکه با ولتاژ نامی موتور یکی نیست. مشخصات موجود در پالک موتور را از قبیل ولتاژ فرکانس و تعداد فازها را با مشخصات شبکه مطابقت دهید. در صورت مشاهده تفاوت ها در صدد هماهنگی تالش شود. مثال موتور ac در جریان dc راه اندازی نمی شود. موتور تک فاز با شبکه سه فازه از طریق فاز و نول راه اندازی می شود موتورهای سه فاز با برق تک فاز راه اندازی نمی شوند مگر به کمک خازن ها. قطع یا تغییر ولتاژ شبکه ولتاژ ترمینال های موتور را با بستن کلید اصلی اندازه گیری کنید. مقدار ولتاژ با %10 اختالف باید برابر ولتاژ اسمی موتور باشد در غیر این صورت شبکه تغذیه مناسب یا تغییر اتصاالت موتور الزم است. اتصاالت شبکه صحیح نیست سرسیم ها جابه جا شده است اتصاالت موتور را با نقشه موتور تطبیق دهید. دیاگرام ها را از کتاب های مطالعه شده در اختیار بگیرید و طریق اتصال را با اتصال موتور تطبیق دهید. ممکن است سر سیم ها مطابق نقشه به تخته کلم هدایت نشده باشد. هدایت سیم ها را در تخته کلم تصحیح کنید. سر کالف ها را با اهم متر پیدا کنید و محل اتصال صحیح را بررسی کنید و اصالح کنید. 189

جدول عیب یابی موتور های القایی عالئم عیب نوع عیب علل عیب چگونگی رفع عیب موتور داغ می کند موتو راه اندازی نمی شود کنترل کننده معیوب است کنترل کننده های خارجی موتور را بررسی کنید و عیب را رفع کنید. کلید راه انداز معیوب است تعمیر کلید راه انداز مناسب است کلید راه انداز عوض شود. کشش تسمه خیلی زیاد و یا عدم انطباق تسمه عیب مکانیکی را رفع کنید. تسمه ها جایی که مسطح یا V شکل باشند باید دارای کشش کافی برای جلوگیری از لغزش باشد. موتور به هنگام کار سروصدا می کند ساییدگی یاتاقان ها و یا دنده ها اتصال نامتعادل دنده های درگیر سنگینی بیش از حد چرخ تایر یا بارها دنده ها را از نظر اندازه کنترل کنید. انتخاب موتور مناسب با بار محور از مرکز خارج شده درپوش را بردارید و محور را در مرکز تقارن تنظیم کنید. یاتاقان ها کثیف و بیش از حد ساییده شده محیط کثیف و ذرات معلق زیاد است اگر شرایط بد باشد حفاظی برای جلوگیری از ورود مواد زائد به موتور تهیه گردد یا موتور مناسب موقعیت مکان تهیه شود. روان کاری غیرکافی یاتاقان های استوانه ای در شرایط کار عادی سالی یک بار با روغن ماشین سبک و خوب روانکاری شود و در شرایط کار دائم باید دفعات روانکاری بیشتر شود. اتصاالت شبکه صحیح نیست اتصاالت را یک بار دیگر کنترل کنید موتور داغ می کند جریان زیاد می کشد یا جریان فازها با هم برابر نیستند ابزار محرکه تسمه )اتصاالت مکانیکی( بین موتور و بار بررسی شود که موتور با قدرت مناسب به کار گرفته شده یا نه بار اضافی عمر موتور را به شدت کاهش می دهد. 190

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز جدول عیب یابی موتور های القایی عالئم عیب نوع عیب علل عیب چگونگی رفع عیب موتور سوخته است یاتاقان ها گیر کرده است کاربرد غلط تجدید سیم بندی و آزمایشات الزم سروصدای موتور خیلی زیاد است روتور نامتعادل نامتعادل شدن یا کج شدن موتور ساییدگی یاتاقان ها روتور نامتعادل سبب ایجاد لرزش می شود که می توان آن را به سادگی احساس کرد. برای رفع آن بایستی روتور را به طور دینامیکی با وسایل موجود متعادل کرد. همچنین محور کمی تاب برداشته باشد باید صاف شود. در موتور های تک فاز یاتاقان های ساییده و خشک شده سبب افزایش سروصدا می شود. سروصدا با فرکانس لغزش ترکیب شده در بی باری صدای خرخرگربه را می دهد. روغن کاری سروصدا را کم می کند و گرنه یاتاقان ها باید تعویض شوند. کلید تلق تلق می کند کلید از جای خود باز شده کلید بررسی شود در صورت شکستن باید تعویض شود. لقی بیش از حد دو سر موتور جابه جا شدن بوش ها یا بلبرینگ ها موتور را پیاده کرده واشر های مناسب برای رفع لقی در طرف کلید گریز از مرکز اضافه شود اگر موتور در دو طرف محور جا داشته باشد واشرها را در دو طرف برای رفع لقی اضافه می کنند. بار با ماشین تطابق کامل ندارد موتور مناسب انتخاب نشده است شرایط مکانیکی بار اصالح شود. موتور در جای خود لرزش بیشتری دارد اتصال موتور به پایه ها کامل نیست وسایل یدکی روی موتور خوب بسته نشده شرایط مکانیکی نصب اصالح شود. درپوش های خود موتور و جعبه اتصاالت درپوش روغن در پوش خازن و لوله روغن محکم شوند. 191

جدول عیب یابی موتورهای القایی عالئم عیب نوع عیب علل عیب چگونگی رفع عیب موتور داغ می کند موتور جریان زیاد می کشد یا جریان فازها یکسان نیست اشکال در تهویه ولتاژ مدار زیاد است فرکانس شبکه با فرکانس نامی موتور یکسان نیست راه اندازی به دفعات زیاد مسیر تهویه مسدود شده یا کامل نیست دمای بدنه خیلی زیاد است ولتاژ ترمینال های موتور در حالت بار داری و حین کار اندازه گیری شود. اگر ولتاژ اندازه گیری شده بیش از %10 ولتاژ نامی باشد ولتاژ تغذیه اصالح شود و گرنه آزمایش اشباع بار کامل را انجام دهید اگر توان ورودی بیش از توان نامی باشد به احتمال زیاد ولتاژ شبکه درست نیست. فرکانس شبکه را با فرکانس موجود در پالک موتور مقایسه نموده و هماهنگي الزم به عمل آید. در صورت کنترل اتوماتیک موتور ممکن است. این شرایط به وجود آید در صورت امکان کنترل را برای طوالنی کردن سیکل تنظیم کنید. مسیر تهویه را کامال تمیز کنید. هدایت هوای خنك كننده را با سیستم موجود اصالح کنید و اطمینان حاصل کنید که در مسیر هوای خنک مانعی وجود ندارد. دمای بدنه بیش از 40 درجه سانتی گراد یا 104 درجه فارنهایت برای موتورهای استاندارد خیلی زیاد است اگر موتور در داخل محفظه از دمای محیط کار می کند دمای این محفظه از دمای محیط کار چند درجه باالتر است معموال دماهای اطراف زیاد تعيین کننده نیستند. یاتاقان های معیوب اتصال کوتاه کالف ها سیم پیچ با کلید راه انداز زمین شده است کلید راه انداز عمل نمی کند ساییدگی یاتاقانها سوختن سیمها خرابی عایق خرابی کلید راهانداز تعویض یاتاقان ها این حالت توسط سروصدای مغناطیسی غیرعادی با قدرت بی باری بیش از حد مشخص می شود. اگر محل زمین شدن قابل تشخیص نیست موتور باید دوباره سیم پیچ شود. تعویض کلید راه انداز )تعمیر توصیه نمی شود( 192

پودمان چهارم: سیم پیچی الکتروموتور سه فاز جدول عیب یابی موتور های القایی عالئم عیب نوع عیب علل عیب چگونگی رفع عیب فاصله هوایی غیر یکنواخت است کجی محور مواد زائد در فاصله هوایی محور موتور خم شده محور را صاف کنید و مواد زائد روی محور را پاک کنید یا باربرداری کنید. سروصدای بی قاعده متناوبی و خراشیده می باشد موتور را پیاده و تمیز کنید. سر و صدای موتور خیلی زیاد است سروصدای موتور تقویت می شود. متعلقات نصب فرسوده شده اند در چنین شرایطی موتور را از بار جدا کرده و آن را بدون بار بچرخانید. اگر سروصدا پا برجا باشد پیچ ها را شل کرده و موتور را در حالی که کار می کند به آرامی بلند کنید اگر موتور آرام گرفت پایه های نصب تشدیدکننده صدا عمل می کنند با روش نصب فنری می توان سروصدا را ازبین برد. زوزه در تکیه گاه های محور شکستگی محور نامناسب بودن شرایط نصب بار محور را بررسی کنید و نارسایی های مکانیکی را برطرف کنید. 193

ارزشیابی شایستگی سیم پیچی الکتروموتورهای سه فاز شرح کار: شناسايي قطعات ساختمان الكتروموتور باز كردن الكتروموتور محاسبه و رسم دياگرام تئوري ميدان دو ار بازپيچي الكتروموتور استاندارد عملکرد: بازپيچي و سيم پيچي الكتروموتور سه فاز در كارگاه سيم پيچي با رعايت موارد ايمني شاخصها: شناسايي قطعات الكتروموتور مراحل بازپيچي آشنايي با ميدان دوار رسم دياگرام شرایط انجام کار و ابزار و تجهیزات: شرایط: فضاي مناسب ابزار مناسب مدت زمان متناسب با حجم كار ابزار و تجهیزات: بوبين پيچ الكتروموتور شيار خالي و سوخته ميز تست الكتروموتور لباس كار دستكش معیار شایستگی: ردیف مرحله کار حداقل نمره قبولی از 3 نمره هنرجو 2 بازپيچي الكتروموتور سه فاز 1 2 سيم پيچي و رسم دياگرام 2 1 بازكردن 1 3 1 بازكردن 2 4 2 شایستگی های غیرفنی ایمنی بهداشت توجهات زیست محیطی و نگرش: كسب اطالعات كارتيمي مستندسازي ويژگي شخصيتي * میانگین نمرات * حداقل میانگین نمرات هنرجو برای قبولی و کسب شایستگی 2 می باشد. 194

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز پودمان 5 سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز 195

واحد یادگیری 5 سيم پيچي الكتروموتور تك فاز آیا می دانید: كاربردهاي الكتروموتورهاي تك فاز كجاست انواع الكتروموتور تك فاز كدام اند تشكيل ميدان دو ار در الكتروموتور تك فاز با سه فاز چه تفاوتي دارند چرا از سيم پيچي متحد المركز در اين الكتروموتورها بيشتر استفاده مي شود سيم پيچ راه انداز و كمكي چه تفاوتي دارد سيم پيچي الكتروموتور كولر از نوع سيم پيچ راه انداز است يا كمكي استاندارد عملکرد پس از اتمام این واحد یادگیری هنرجویان قادر خواهند بود دياگرام انواع الكتروموتورهاي تك فاز را ترسيم كرده و سيم پيچي آن را انجام دهند. همچنين آنها قادر به سيم پيچي الكتروموتور كولر آبي و عيب يابي آن خواهند بود. 196

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز * مقدمه الكتروموتورهاي تک فاز براي تغذيه با منبع AC تک فاز طراحي و ساخته مي شدند. اين نوع از الكتروموتورها در وسايل الكتريكي مختلفي از قبيل ماشين هاي مته خياطي جاروبرقي تهويه خدمات خانگي اداري كارخانجات فروشگاه ها ماشين هاي حسابگر وسایل نقليه فضايي هواپيما و غيره استفاده مي شود. اغلب موتورهاي تک فاز با قدرت كسري از اسب بخار ساخته مي شود. اندازه هاي بزرگ تر 3 2 1/5 و 5 اسب بخار براي ولتاژهاي 115 و 220 و حتي براي 440 ولت در اندازه هاي 7/5 و 10 اسب بخار نيز ساخته مي شود. اصول كار موتورهاي تک فاز اغلب بر اساس اصول القايي كه در موتورهاي سه فاز شرح داده شده استوار است. اصوال مشخصه سرعت گشتاور قيمت مناسب سرويس آسان تر كنترل دور و امكان تغيير جهت چرخش موتور تک فاز است كه مصرف كننده را در انتخاب و خريد آن كمك مي نمايد. راندمان و ضریب توان این موتورها کمتر از موتورهای سه فاز است. به همين دليل این موتورها کاربرد صنعتی ندارند. از آنجایی که برق خانگی تک فاز است لذا از این موتورها بیشتر در مصارف خانگی استفاده می شود. 1 5 ساختمان داخلی موتورهای تک فاز ساختمان موتورهای تک فاز القایی مشابه موتورهای سه فاز القایی آسنکرون است با این تفاوت که برخی موتورهای تک فاز داراي ساختمان پیچیده تر و تأسیسات بيشتري هستند. ازجمله وسایل اضافی این موتورها می توان به کلیدهای گریز از مرکز سیم پیچ استارت خازن های راه انداز و تصحیح کننده ضریب قدرت اشاره کرد )شكل 1(. شكل 1 كاربرد موتور تك فاز در لوازم خانگي سؤال: چند نمونه از ديگر كاربردهاي الكتروموتورهاي تک فاز را نام ببريد. 2 5 انواع موتورهای تک فاز موتورهای آسنکرون تک فاز را از دیدگاه های مختلف می توان دسته بندی کرد که در اینجا یک نمونه آن بیان شده است. الف( موتور القایی با فاز شکسته ب( موتور تک فاز با خازن دائم کار 197

پ( موتور تک فاز با خازن راه انداز ت( موتور دو خازنی )دائم کار و راه انداز( ث( موتور اونیورسال ج( موتور با قطب چاکدار دراین فصل طرزکار و نحوه سیم پیچی تعدادی از الكتروموتورهای تک فاز ارائه شده است و اطالعات بيشتر در کتب تخصصی سال های آینده آورده خواهد شد. فیلم معرفي اجزا و عملكرد الكتروموتور تک فاز از لحظه 01 19 : 50 : تا 01 21 : 03 : 3 5 اساس کار موتورهای تک فاز اساس کار موتورهای القایی سه فاز را میدان دوار تشکیل می دهد. به طوری که این میدان دوار نیز به دليل خاصیت ذاتی تغییرات متناوب شبکه سه فاز در اطراف سیم پیچی های موتور سه فاز پدید می آید. در موتورهای تک فاز چون یک گروه سیم پیچی در استاتور قرار دارد. با اتصال این یک گروه سیم پیچی به شبکه تک فاز در فضای داخلی استاتور میدان دوار پدید نمی آید و امکان چرخش موتور وجود نخواهد داشت. اگر استاتور یک موتور القایی را به جریان متناوب وصل کند مالحظه می شود که با عبور جریان از یک سیم پیچ در نیم سیکل مثبت یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود که ساکن است و فقط دامنه آن کم و زیاد می شود و در نیم سیکل منفی نیز به همین ترتیب با عبور جریان از داخل سیم پیچ یک مغناطیسی ساکن ایجاد می شود که فقط دامنه آن کم و زیاد می شود اما نسبت به نیم سیکل مثبت این تفاوت را دارد که جای قطب های مغناطیسی عوض شده است. منظور از ساکن بودن میدان مغناطیسی اين است که محل قرارگرفتن قطب های مغناطیسی در هر دو نیم سیکل روی استاتور در یک نقطه است )شکل 2(. B T N t 1 t 2 t 3 الف( جریان متناوب سینوسی تکفاز N S S S N L 1 لحظه L 2 لحظه L 3 لحظه ب( وضعیت میدان مغناطیسی در یک استاتور با سیمپیچ تکفاز شكل 2 ميدان مغناطيسي ساكن 198

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز در حالت فوق اگر در داخل استاتور يك رتور قفسي قرار داشته باشد در هادي هاي آن جريان القايي به وجود مي آيد ولي گشتاور چرخشي تشكيل نمي شود. چنانچه رتور را به وسيله دست با هر عامل ديگري در جهتي به چرخش درآيد مالحظه مي شود كه با حذف عامل گرداننده )مثال نيروي دست( رتور همچنان در جهت گردانده شده به چرخش ادامه مي دهد. اين پديده را دانشمندي به نام لبالن تحت عنوان تئوري دو ميدان گردان به اين شرح بيان مي كند. ميدان مغناطيسي ناشي از جريان متناوب تک فاز در داخل استاتور با يك سيم پيچ از دو ميدان با دامنه برابر تشكيل مي شود كه با سرعت مساوي در خالف يكديگر گردش مي كنند. نتیجه اين دو ميدان در هر لحظه از زمان دارای دامنه ای متغیر ولي بر روي يك محور ثابت است )شكل 3(. o A B + φ m o A + θ _ θ B φ m cosθ A B γ γ پ( وضعیت میدان ها پس از 90 درجه چرخش ب( وضعیت میدان ها بعد از θ± درجه چرخش الف( وضعیت میدان ها در لحظه صفر _ φ m B A + θ o _ θ _ φ m A B o B A ج( وضعیت میدان ها پس از 270 درجه چرخش ث( وضعیت میدان ها پس از 180 درجه چرخش ت( وضعیت میدان ها پس از ±90 θ درجه چرخش Φ B در شرایط مختلف )تئوری لبالن( Φ A و شکل 3 میدان ناشی از دو میدان دوار به همین خاطر در موتورهای تک فاز در کنار سیم پیچ اصلی از یک گروه سیم پیچی دیگر تحت عنوان»سیم پیچ کمکی«استفاده می شود. این سیم پیچی کمکی با اختالف فاز 90 درجه ای نسبت به سیم پیچی اصلی در شیارهای موتور قرار داده می شود. در برخی موتورهای تک فاز سیم پیچ کمکی از ابتدای وصل موتور به برق تا انتهای کار موتور به همراه سیم پیچ اصلی به شبکه متصل است. اما در انواع دیگر پس از راه اندازی موتور سیم پیچ کمکی به واسطه تجهیزات اضافی از شبکه جدا شده و برق آن قطع می شود در چنین مواردی به این سیم پیچ کمکی که فقط در ابتدای راه اندازی موتور مورد استفاده قرار می گیرد»سیم پیچ راه انداز«گفته می شود. در بخش های بعد با جزئیات و نحوه سیم پیچی این موتورها آشنا خواهید شد. در شکل 4 تصویر سیم پیچی های اصلی و کمکی موتورهای تک فاز مشاهده می شود. با توجه به شكل هاي فوق مالحظه مي شود چنانچه ميدان هاي ΦA و ΦB به اندازه 360 0 بچرخند و به جاي اول خود برسند مجددا وضعيت ميدان ها به صورت شكل )الف( خواهد بود. پس تئوري دو ميدان گردان نتيجه اي مشابه بررسي شكل 3 دارد. به اين ترتيب در مجموع ميدان دواري وجود ندارد تا روي رتور گشتاور چرخشي الزم را ايجاد كند. اما اگر رتور در جهتي گردانده شود در همان جهت به حركت خود ادامه خواهد داد. بنابراين اگر رتور به گونه اي راه اندازي شود مثال در جهت عقربه هاي ساعت چرخانده شود گشتاور موجود در جهت عقربه هاي ساعت شروع به زياد شدن كرده و در همان موقع گشتاور موجود در جهت عكس عقربه هاي 199

ساعت شروع به كم شدن مي كند. بنابراين يك مقدار معيني گشتاور خالص در جهت عقربه هاي ساعت وجود دارد كه به موتور شتاب داده و سرعت آن را به سرعت كامل مي رساند. بنابراين براي راه اندازي موتورهاي تک فاز احتياج به يك راه اندازي اوليه است. نحوه اتصال سیم پیچ های اصلی و کمکی موتورهای تک فاز به صورت موازی و مطابق شکل 5 است. سر کالف سر کالف سیمپیچ اصلی سیمپیچ کمکی ته کالف ته کالف شكل 4 سيمپيچي اصلي و كمكي تحقیق آيا سيم پيچ كمكي از نظر ضخامت و تعداد دور با سيم پيچ اصلي برابر است سیم پیچ اصلی سیم پیچ کمکی شكل 5 اتصال سيم پيچي اصلي و كمكي L1 N در این گروه از سیم پیچ های موتور تک فاز چون سیم فاز به دو شاخه موازی تقسیم شده و جریان را به دو مسیر سیم پیچ اصلی و کمکی می فرستد. لذا به این گروه از موتورهای تک فاز»موتورهای طرح دو فاز«یا _ 1 اسب بخار دارند اختالف 2»موتورهای با فاز شکسته«گفته می شود. در این موتورها که اغلب توان کمتر از فاز بین سیم پیچ اصلی و استارت را از طریق افزایش مقاومت اهمی سیم پیچ استارت تأمین می کنند. به این موتورها موتورهای با راه انداز مقاومتی نیز می گویند. شکل )6( وضعیت شکل موج جریان های جاری در دو سیم پیچی را به همراه وضعیت میدان مغناطیسی فضای داخلی استاتور نشان می دهد. شكل 6 وضعیت حوزه دوار در سطح استاتور موتور تک فاز از نوع طرح دوفاز 200

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز شکل دیگری از این موتورها بدین صورت است که در مسیر سیم پیچی کمکی آنها از یک کلیدی به نام کلید گریز از مرکز استفاده می شود. از آنجایی که موتورهای تک فاز پس از راه اندازی می توانند به حرکت دورانی خود ادامه دهند لذا می توان پس از راه اندازی سیم پیچی های کمکی را از مدار خارج کرد )شكل 7(. I I n V + V _ کلید گریز از مرکز رتور قفسی سیم پیچ اصلی I m I m I I n سیم پیچ کمکی دیاگرام برداری ولتاژ و جریان های موتور شكل 7 محل قرار گرفتن كليد گريز از مركز در مدار این کلید روی محور موتور قرار می گیرد و با سرعت رتور می چرخد. عملکرد کلید بدین صورت است که وقتی سرعت موتور به %75 سرعت نامی خود رسید کلید گريز از مركز تغيير حالت داده و سیم پیچی کمکی را از مدار خارج می کند )شكل 8(. شكل 8 كليد گريز از مركز شکل )9( تصویر دیگری از این کلید را که روی رتور موتور تک فاز نصب شده است نشان می دهد. شكل 9 محل قرار گرفتن كليد گريز از مركز 201

منحنی مشخصه عملکرد موتورهای تک فاز با کلید گریز از مرکز را در شکل )10( مشاهده می کنید. 400 لحظۀ عملكرد کلید سیم پیچ های اصلی و کمکی 300 200 فقط سیمپیچهای اصلی 100 0 0 20 40 60 80 100 شكل 10 منحني مشخصه عملكرد موتور تک فاز تحقیق اگر كليد گريز از مركز به هر دليلي تغيير حالت ندهد چه پيامدي براي الكتروموتور خواهد داشت 4 5 سیم پیچی موتورهای تک فاز طرح دوفاز الكتروموتورهای تک فاز با راه انداز دائم به صورت طرح دوفاز سیم پیچی می شوند. در اين حالت نصف شیارها را سیم پیچ اصلی و نصف دیگر را سیم پیچ راه انداز )سیم پیچ کمکی( اشغال می کند. سیم پیچ کمکی یا سیم پیچ استارت با سیم پیچ اصلی 90 درجه الکتریکی اختالف فاز دارد. برای سیم پیچی موتورهای تک فاز مانند موتورهای سه فاز در سه مرحله باید آن را طراحی و ترسيم کرد. 1 انجام محاسبات سیم پیچی 2 تشکیل جدول سیم پیچی 3 رسم دیاگرام و سربندی الزم به ذکر است سیم پیچی موتورهای طرح دوفاز را به دو صورت گام کامل و گام کسری سیم پیچی می کنند که در این فصل به هر دو مورد اشاره شده است. چند مثال در مورد نحوه سیم پیچی این گروه از موتورهای تک فاز ارائه شده است. تحقیق آيا ممكن است الكتروموتور سه فاز را با اتصال به شبكه برق شهر )تک فاز( راه اندازي كرد 4 5 1 سیم پیچی موتورهای تک فاز با سیم پیچ کمکی دائم در مدار یک طبقه به صورت گام کامل مثال 1 5: الکتروموتور تک فاز 24 شیار 4 قطب مفروض است. دیاگرام سیم بندی این موتور را به صورت سیم پیچ کمکی دائم در مدار يك طبقه با گام کامل به ازای جفت قطب طرح و رسم کنید. حل: براي موتورهای با سیم پیچ کمکی دائم محاسبات طرح دوفاز دنبال می شود. در این حالت تعداد فازها برابر 2=m در نظر گرفته مي شود. اختالف بین دوفاز 90 درجه الکتریکی می باشد. اگر فاز U 1 از شیار شماره 1 شروع شود فاز W 1 از شیار 1 شروع خواهد شد. + α 90 ez 202

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز Z 24 Z = 24,m = 2,YP = = = 6 2P 4 Z 24 q = = = 3,YP = YZ = 6 2P.m 4 2 محاسبات سیم پیچی P 360 2 360 α ez = = = 30 Z 24 90 90 = 4 1+ = 1+ W1= شروع U1 1 شروع αez 30 تشکیل جدول جدول سيمپيچي 4 ردیف )به تعداد قطبها( و 2 ستون )به تعداد فازها( تشکیل میشود و هر ستون به q قسمت تقسیم میشود. موتورهای الکتریکی تک فاز بیشتر به صورت متحدالمرکز سیمپیچی میشوند. انتخاب سیمپیچ متحدالمرکز امکان جداسازی سیمپیچها را از همدیگر فراهم میسازد. بدینترتیب سیمپیچ راهانداز که از قطر سیم کمتر تشکیل میشود آسیبپذیری بیشتری دارد و روی سیمپیچ اصلی قرار میگیرد. در صورت سوختن یا قطع مدار میتوان آن را به سادگی تعویض یا تعمیر کرد. بدون آنکه به سیمپیچ اصلی صدمهای وارد شود. در سیمپیچی متحدالمرکز به سبب تغییر گام سیمبندی در کالفها ضریب کوتاهی گام سیمپیچها تغییر میکند. در این صورت تعداد دور کالفها در هر گروه کالف متفاوت خواهد بود. دور کالفها در هر گروه کالف به نسبت ضریب کوتاهی گام کالفها محاسبه میشود. در سیمبندی طرح دوفاز مانند موتورهای سه فاز سیمپیچی در هر دو حالت کالف مساوی و متحدالمرکز اجرا میشود. در این مثال هر دو مورد سیمپیچی کالف مساوی و متحدالمرکز را دنبال كنيد )شكل 11(. تشكيل جدول آرايش كالفها در سيمبندي )كالف مساوي( آرايش كالفها در سيمبندي )متحدالمركز( شکل 11 تشکیل جدول وآرایش کالفها در سیمبندی کالف مساوی و متحدالمرکز 203

ترسیم دیاگرام گسترده سیم پیچی به صورت کالف مساوی )زنجیری( و مدور دياگرام گسترده كالف مساوي در شكل 12 و دياگرام دايره اي )مدور( در شكل 13 نشان داده شده است. شکل 12 دياگرام گسترده کالف مساوی و یک طبقه موتور تک فاز 24 شیار 4 قطب طرح دوفاز شکل 13 دیاگرام دایره ای )مدور( کالف مساوی و یک طبقه موتور تک فاز 24 شیار 4 قطب طرح دوفاز ترسيم دياگرام گسترده سيم پيچي به صورت متحد المركز و مدور متحد المركز دیاگرام گسترده متحد المرکز و یک طبقه موتور تک فاز 24 شیار 4 قطب طرح دوفاز در شكل 14 نشان داده شده است. برخی موارد دیاگرام های گسترده متحد المرکز موتورهای تک فاز را به صورت شکل 15 نیز رسم می کنند. دياگرام مدور متحد المركز در شكل 16 آورده شده است. 204

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز شكل 14 دياگرام متحد المركز شکل 15 رسم دیاگرام گسترده متحد المرکز به صورت دوایر متحدالمرکز 205 شکل 16 دیاگرام دایره ای )مدور( سیم پیچی متحد المرکز

سؤال: دياگرام گسترده و دايره اي هر كدام از چه نمايي سيم پيچي الكتروموتور را نشان مي دهد تمرين: دياگرام هاي گسترده شكل 12 و 14 را در يك كاغذ شطرنجي ترسيم كنيد. مثال 2 5: الکتروموتور تک فاز 36 شیار 6 قطب مفروض است. دیاگرام سیم بندی این موتور را به صورت سیم پیچ کمکی دائم کار يك طبقه با گام کامل به ازای جفت قطب طرح و رسم کنید. محاسبات سیم پیچی Z 36 Z = 36,m = 2,YP = = = 6 2P 6 z 36 q = = = 3 2p.m 6 2 P 360 3 360 YP = Y Z = 6, α ez = = = 30 Z 36 U شروع 90 90 = 4 1+ = 1+ = W شروع 1 α 30 1 1 ez تشکیل جدول شکل 17 جدول سیم پیچی موتور تک فاز 36 شیار یک طبقه 6 قطب با گام کامل )P G( = طرح دوفاز جدول کالف متحدالمرکز موتور 36 شیار 6 قطب یک طبقه طرح دوفاز جدول کالف مساوی موتور 36 شیار 6 قطب یک طبقه طرح دوفاز شكل 18 جدول کالف مساوی و متحدالمرکز موتور 36 شیار 6 قطب یک طبقه طرح دوفاز 206

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز ترسیم دیاگرام سیم بندی شکل 19 دیاگرام گسترده کالف مساوی موتورتک فاز 36 شیار 6 قطب یک طبقه با گام کامل طرح دوفاز)راه انداز دائم( شکل 20 دیاگرام گسترده متحد المرکز موتورتک فاز 36 شیار 6 قطب یک طبقه با گام کامل طرح دوفاز)راه انداز دائم( فعالیت دياگرام گسترده كالف مساوي )شكل 19( و متحد المركز )شكل 20( سيم پيچي مثال 2 5 را در كاغذ شطرنجي ترسيم كنيد. 4 5 2 سیم پیچی موتورهای تک فاز با سیم پیچ کمکی دائم درمدار یک طبقه گام کسری برای توزیع سیم پیچی در سطح استاتور موتورهای تک فاز باطرح دوفاز نظیر موتورهای سه فاز به صورت گام کسری )کوتاه شده( سیم پیچی می شوند. در حالت هایی که q فردیا زوج است مطابق دستور العمل های موتورهای سه فاز سیم بندی اجرا مي شود. با این تفاوت که در الكتروموتورهای طرح دوفاز دوستون برای دوفاز ترسيم مي شود. اختالف فاز بین فازها 90 درجه الکتریکی می باشد. مثال 3 5: الکتروموتور تک فاز 24 شیار 4 قطب مفروض است. دیاگرام سیم بندی این موتور را به صورت استارت دائم يك طبقه با گام کسری )کوتاه شده( به ازای قطب طرح و رسم کنید. 207

محاسبات Z Z Z =,m =,Y P =,q P = 24 = = P.m = 24 24 2 6 = 3 2 4 2 4 2 q 1 3 1 YZ1 = Y P ( ) = 6 ( ) = 5 2 2 2 2 q 1 3 1 YZ2 = Y P ( + ) = 6 ( + ) = 4 2 2 2 2 q 360 2 360 α ez = = = 30 Z 24 U شروع 90 90 = 4 1+ = 1+ = W شروع 1 α 30 1 1 ez تشکیل جدول براي تشکیل جدول چون q فرد است قواعد انتقال شروع فازها به اندازه 1 q به سمت راست انتقال داده 2 2 q 1 3 1 شیار به سمت راست منتقل میشوند. بهعبارت ميشود. بنابراین شروع فازها به اندازه = 1 = 2 2 2 2 دیگر فاز U 1 U, 2 از شیار 2 و فاز V 1 V, 2 از شیار شماره 5 )بهجاي شيار 4( شروع خواهد شد. براساس مطالب فوق جدول سیمپیچی مطابق شکل 21 تشکیل میشود. جدول کالف متحد المرکز جدول کالف مساوی انتقال فاز شروع به سمت راست شکل 21 جدول موتور 24 شیار 4 قطب طرح دوفاز یک طبقه با گام کسری 208

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز شکل 22 دیاگرام گسترده کالف مساوی و یک طبقه موتور تک فاز 24 شیار 4 قطب گام کوتاه طرح دوفاز فعالیت دياگرام هاي گسترده سيم پيچي كالف مساوي و متحد المركز مثال 3 5 را در كاغذ شطرنجي ترسيم نمایيد. شکل 23 دیاگرام گسترده متحدالمرکز و یک طبقه موتور تک فاز 24 شیار 4 قطب طرح دوفاز گام کسری کار عملی 1 هدف: سیم پیچی موتورهای طرح دو فاز وسایل و تجهیزات: پوسته استاتور 36 شیار یک عدد استاتور نگهدار یک عدد. کالف پیچ یک عدد. قالب کالف متحد المرکز یک عدد. 209

سیم الکی با قطر مورد نیاز موتور. سیم افشان نمره 1 یا 2 1/5 متر. هویه یک عدد. روغن لحیم. سیم لحیم با قلع % 50 یا %. 60 عایق پرشمان 0/5 و 0/35 از هر کدام یک برگ. وارنیش با نمره های مورد نیاز سیم ها. تابلوی آزمایش موتورهای الکتریکی. آچارتخت و آچار رینگی و آچار بوکس هرکدام یک ست کامل. انبردست یک عدد. شارالک. کوره حرارتی یک عدد پیچ گوشتی تخت و چارسو کوچک متوسط و بزرگ هر کدام یک عدد. دم باریک یک عدد. سیم چین یک عدد. سیم لخت کن یک عدد. چاقو یا کاتر یک عدد. سنباده نرم یک برگ. نخ موتور پیچی یا کنف یک کالف. میکرومتر یک عدد. چکش پالستیکی یک عدد. دورسنج موتور یک عدد. استاتور یک موتور 36 شیار یا 24 شیار را تحویل گرفته و تحت نظارت مربی خود محاسبات رسم دیاگرام موتور به صورت طرح دو فاز 6 قطب با سیم پیچ کمکی دائم در مدار را به صورت متحد المرکز ترسیم و سیم پیچی کنید. مراحل اجرای کار عملی باید به صورت زیر باشد: پیچیدن 6 گروه کالف دوپیچکی متحد المرکز و 6 گروه کالف یک پیچکی تهیه کنید )شكل 24(. شکل 24 6 گروه کالف دو پیچکی و 6 کالف تکی 210

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز عایق بندی استاتور را با کاغذهای پرشمان انجام دهید )شكل 25(. شکل 25 6 گروه کالف دو پیچکی و 6 کالف تکی با توجه به جدول متحد المرکز شکل 26 اولین گروه کالف را با گام های 2 به 8 و 3 به 7 در شیارهای استاتور قرار دهید. 1 2 3 7 8 شکل 26 جای گذاری گروه کالف شماره 1 در شیارهای 2 به 8 و 3 به 7 9 13 14 21 )پ( )ب( )الف( 1 27 33 )ث( شکل 27 تکمیل سیمبندی فاز اول U 1 U, 2 )ت( سرسیمی که از شیار شماره 2 خارج شده و مربوط به گروه کالف شماره 1 می باشد پس از عبور از وارنیش به 211

سیم افشان با قطر مناسب اتصال دهید. وارنیش را مطابق شكل 28 روکش آن قراردهید و به آن برچسب U 1 بزنید. U 1 U 1 گروه کالف ها را مطابق شکل 29 سربندی کنید. سربندی با اتصال دور انجام می شود و سرسیم هایی که از شیار 7 خارج شده به سرسیم شیار 13 9 به 19 به 14 21 به 26 25 31 به 1 اتصال می یابند و U 2 از شیار 33 به سیم افشان پس از عبور از وارنیش اتصال داده می شود. شکل 28 هدایت فاز U 1 به سیم افشان 21 26 19 31 33 9 1 7 14 13 U 2 شکل 29 سربندی کالف های فاز U 1 U, 2 فاز دوم W 1 W, 2 را با یک گروه کالف دو پیچکی از شیار 5 شروع کنید و کالف کوچک آن را در شیارهای 10 6 وکالف بزرگ آن را در شیارهای 11 5 قرار دهید. و سیم پیچی را شبیه فاز U 1 U, 2 مطابق مسیرهای سفید رنگ کامل کنید. سراتصاالت را به تخته کلم هدایت و سیم پیچی را نخ بندی کنید )شكل 30(. شکل 30 سیم پیچ فاز دوم هدایت سراتصاالت به تخته کلم و نخ بندی سیم پیچی 212

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز فیلم سيم پيچي الكتروموتور تک فاز از لحظه 00:51 21 : تا 01 20 : 00 : 5 5 سیم پیچی موتورهای تک فاز خازن دار موتورهای تک فاز با توان های کمتر از یک اسب بخار بیشتر با راه انداز لحظه ای طراحی می شوند. سیم پیچ راه انداز این موتورها پس از آنکه سرعت گردش موتور به %75 دور نامی می رسد توسط کلیدهای گریز از مرکز یا رله های مغناطیسی از منبع تغذیه گرفته می شوند و موتور با سیم پیچ اصلی بار را به گردش درمی آورد. چون نقش سیم پیچ استارت در موتورهای تک فاز راه اندازی موتور می باشد زمان اتصال آن به شبکه برق خیلی کوتاه است. ازطرف دیگر هر چقدر مقاومت اهمی سیم پیچ راه انداز بیشتر باشد گشتاور راه اندازی زیاد خواهد بود. برای افزایش مقاومت سیم پیچ استارت قطر سیم آن را کمتر در نظر می گیرند. در عمل قطر سیم استارت در محدوده 40 الی 60 درصد قطر سیم پیچ اصلی انتخاب می شود. در محاسبه تعداد دور سیم پیچ استارت ولتاژ را حدود %20 کمتر از ولتاژ سیم اصلی در نظر می گیرند.این عوامل باعث می شود که سیم پیچ استارت نسبت به سیم پیچ اصلی آسیب پذیرتر باشد. بدین علت موتورهای تک فاز را متحد المرکز سیم پیچی می کنند سیم پیچ استارت را در روی سیم های اصلی در داخل شیارها قرار می دهند تا در صورت آسیب دیدن سیم پیچ بتوانند سیم پیچ استارت را تعویض کنند. مدت زمان کوتاه اتصال سیم پیچ استارت به منبع تغذیه سبب می شود که بیشتر شیارهای _ 1 بقیه را به 3 _ 2 شیارهای استاتور به سیم پیچ اصلی و 3 استاتور را به سیم اصلی اختصاص دهند. بدین منظور سیم پیچ استارت منظور می کنند تا در زمان کار موتور از قسمت زیاد هسته در تولید قدرت بهره برداری شود. در سیم پیچی موتورهای تک فاز با استارت موقت برای ایجاد گشتاور قوی و برقراری حوزه دوار اختالف فاز الکتریکی سیم پیچ اصلی و استارت را از نظر موقعیت مکانی 90 درجه الکتریکی درنظر می گیرند. در عمل برای تأمین اختالف فاز مناسب بین سیم پیچ های اصلی و استارت روش های متفاوتی وجود دارد. از این لحاظ موتورهای تک فاز را طبقه بندی می کنند. در تعدادی از موتورهای تک فاز برای ایجاد اختالف فاز بیشتر بین ولتاژ و جریان سیم پیچی های اصلی و کمکی از خازن در مسیر سیم پیچ کمکی به صورت سری استفاده می شود که این کار معموال درقالب سه شکل انجام می شود. تحقیق چگونه مي توان از صحت خازن اطمينان حاصل كرد خازن ها در انواع دینامیکی و الکترولیتی در راه اندازی موتورهای تک فاز به کار گرفته می شوند. خازن های الکترولیتی در راه اندازهای لحظه ای کاربرد دارند. این خازن ها در ظرفیت های تا 200 میکروفاراد مورد استفاده قرار می گیرند. الف( موتور تک فاز با خازن دائم کار در موتورهای تک فاز با راه اندازی دائم از خازن های دینامیکی که به خازن های خشک نیز معروف هستند 213

استفاده می شود. ظرفیت این خازن ها تقریبا یک سوم خازن های الکترولیتی می باشند )شكل 31(. L 1 N I m I a خازن C رتور I + V _ سیم پیچی اصلی I m خازن C I a I L V I n I m سیم پیچی کمکی شکل 31 اتصال سیم پیچی های اصلی و کمکی با دیاگرام برداری موتور تک فاز با خازن دائم کار ب( موتور تک فاز با خازن راه انداز در موتورهای تک فاز با راه انداز خازنی که سیم پیچ راه انداز موقت نام دارند از خازن های الکترولیتی استفاده می شود که اغلب دارای ظرفیت زیادی هستند تا در شروع راه اندازی اختالف فاز الزم را برای گردش موتور را ایجاد کنند )شكل 32(. L 1 N I m I a کلید گریز از مرکز n> خازن C M= سیمپیچ اصلی A= سیمپیچ استارت با کمکی رتور I سیم پیچی اصلی + V _ I m I n کلید گریز از مرکز خازن C I m I V شکل 32 اتصال سیمپیچیهای اصلیسیمپیچی کمکی I m 214

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز منحنی مشخصه عملکرد موتورهای تک فاز با کلید گریز از مرکز و خازن راه انداز را در شکل )33( مشاهده می کنید. 400 درصد گشتاور 300 مشخصه گشتاور با سیمپیچ 200 کمکی و خازن راهانداز 75 درصد دور نامی 40 60 80 100 درصد سرعت سنکرون 100 مشخصه گشتاور بدون 0 سیمپیچ کمکی 0 20 شكل 33 موتور تك فاز با خازن راه انداز و كليد گريز از مركز همان طوری که در منحنی مشخصه مشاهده می شود گشتاور راه اندازی موتورهای با خازن راه انداز نسبت به موتورهای با سیم پیچ کمکی دائم کار افزایش می یابد و در نتیجه موتور به صورت قوی تر اما با صدای کمتر و نرم تر راه اندازی می شود. فیلم محاسبات سيم پيچي الكتروموتور تک فاز لحظه 01 24 : 00 : تا 01 25 : 56 : پ( موتور تک فاز با خازن راه انداز و دائم کار )موتورهای دو خازنی( در بعضی از موتورها از هر دو نوع خازن خشک و الکترولیتی استفاده می شود. خازن الکترولیتی پس از راه اندازی توسط کلید گریز از مرکز از مدار الکتریکی خارج می شود و خازن دائم کار )دینامیکی( تا زمانی که موتور کار می کند در مدار باقی خواهد ماند )شكل 34(. مشخصه گشتاور با سیم پیچ کمکی کلید گریز از مرکز سیم پیچ اصلی درصد گشتاور 300 200 مشخصه گشتاور بدون سیمپیچ کمکی 100 + V _ I I m I n خازن C 0 0 20 سیم پیچی کمکی 40 60 80 100 درصد سرعت سنکرون الف( مدار الکتریکی ب( مشخصه گشتاور سرعت شكل 34 مشخصه گشتاور دور 215

_ 1 بقیه را به سیم پیچ استارت 3 _ 2 از شیارهای استاتور به سیم پیچ اصلی و 3 همان گونه که در ابتدا اشاره شد اختصاص داده می شود. پس از راه اندازی سیم پیچی کمکی در شرایط سیم پیچ استارت در داخل شیارها _ 1 قدرت استاتور موتور استفاده 3 بدون آنکه خاصیتی داشته باشد غیر فعال باقی می ماند. بنابراین از نمی شود. این خاصیت به نوبه خود بازده ماشین های تک فاز را کاهش می دهد. مثال زیر نحوه محاسبه ترسیم دیاگرام و سیم پیچی موتورهای تک فاز دارای خازن راه انداز را ارائه مي دهد. مثال 4 5: محاسبات سیم پیچی و دیاگرم سیم پیچی موتور تک فاز 24 شیار 2 قطب را با راه انداز لحظه ای انجام داده و دیاگرام آن را ترسيم كنيد. _ 1 بقیه شیارهاي استاتور را برای سیم پیچ راه انداز منظور 3 _ 2 شیارها را برای سیم پیچ اصلی و 3 حل: ابتدا می شود. محاسبات سیم پیچی به شكل زیر دنبال می شود. Z =24, 2P=2, m =1 Zm = 2 Z= 2 24 = 16 3 3 شیارهای اصلی Za = 1 Z= 1 24 = 8 3 3 شیارهای استارت q m Zm 16 qm 8 = = = 8 q m = = = 4 2P m 2 1 2 2 q a Za 8 qa 4 = = = 4 q a = = = 2 2P m 2 1 2 2 P 360 1 360 α ez = = = 15 Z 24 Z YP = = 24 = 12 yzm = Yp q m = 12 4 = 8 2P 2 YZa = Yp q a = 12 2 = 10 تشکیل جدول جدول سیم پیچی مطابق شکل 35 تشکیل می شود. ستون U 1 U, 2 براساس q m Y, P Y, Zm و ستون مربوط به فاز Wرا 1 W, 2 بر اساس q a Y, P Y, ZA کامل می شود. در فاز U 1 U, 2 ستون به دو قسمت تقسیم شده و هر قسمت نيز به q m تقسیم می شود. ازشروع فاز q m عدد متوالی درخانه های جدول ثبت مي شود. در فاز W 1 W, 2 ستون مربوطه به دو قسمت تقسیم شده و هر قسمت به q a تقسیم مي شود از شروع فاز W 1 اعداد متوالی به تعداد q a در 216

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز خانه های مربوطه نوشته مي شود. در فاز U 1 U, 2 گام سیم پیچی Y Zm و در فاز Yدر Za W 1 W, 2 نظر گرفته مي شود. دياگرام گسترده مطابق شكل 36 و دياگرام مدور مطابق شكل 37 خواهد بود. شکل 35 تنظیم جدول موتور 24 شیار 2 قطب با استارت موقت بر اساس سیم پیچی متحد المرکز رسم دیاگرام گسترده 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 شکل 36 دیاگرام گسترده متحد المرکز موتور 24 شیار 2 قطب با راه انداز لحظه ای شکل 37 دیاگرام مدور سیم پیچی موتور تک فاز 24 شیار 2 قطب با راه انداز لحظه ای 217

فیلم تبديل الكتروموتور سه فاز به صورت تک فاز از لحظه 01 21 : 55 : تا لحظه 01 21 : 62: کار عملی 2 هدف: سیم پیچی موتور با سیم پیچ کمکی )راه انداز خازنی( وسایل و تجهیزات: پوسته استاتور 36 شیار یک عدد استاتور نگهدار یک عدد. کالف پیچ یک عدد. قالب کالف متحد المرکز یک عدد. سیم الکی با قطر مورد نیاز موتور. سیم افشان نمره 1 یا 2 1/5 متر. هویه یک عدد. روغن لحیم. سیم لحیم با قلع % 50 یا %60. عایق پرشمان 0/5 و 0/35 از هر کدام یک برگ. وارنیش با نمره های مورد نیاز سیم ها. تابلوی آزمایش موتورهای الکتریکی. آچار تخت و آچاررینگی و آچاربوکس از هرکدام یک ست کامل. انبردست یک عدد. شارالک. کوره حرارتی یک عدد پیچ گوشتی تخت و چارسو کوچک متوسط و بزرگ هر کدام یک عدد. دم باریک یک عدد. سیم چین یک عدد. سیم لخت کن یک عدد. چاقو یا کاتر یک عدد. سنباده نرم یک برگ. نخ موتور پیچی یا کنف یک کالف. میکرومتر یک عدد. چکش پالستیکی یک عدد. دورسنج موتور یک عدد. استاتور یک موتور 36 شیار یا 24 شیار را تحویل گرفته و تحت نظارت مربی خود محاسبات را انجام دهید و دیاگرام موتور به صورت تک فاز 6 قطب را با سیم پیچ کمکی راه انداز خازنی به صورت متحد المرکز رسم و سیم پیچی کنید. 218

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز 6 5 سیم پیچی موتورهای تک فاز دوسرعته با یک سیم پیچ راه انداز در موتورهای دوسرعته با یک سیم پیچ راه انداز عملكرد کلید گریز از مرکز روی کلید تبدیل موجب حذف سیم پیچ راه انداز می شود. به علت اهمیت کلید تبدیل و کارایی عمده آن در صنعت موتور کولرهای آبی ساختمان و عملکرد اين کلید در چند مدار الکتریکی بررسی می شود )شكل 38(. شکل 38 کلید در حالت خاموش شکل 39 اگر کلید Q 1 به وضعیت اتصال برود و کلیدهای Q 2 و Q 3 تغییر نکند. فقط پمپ آب وارد مدار شده و با ریختن آب روی پوشال ها آنها را خیس خواهد کرد 219

شكل 40 موتور در حالت دور كند اگر کلید Q 1 و Q 2 روشن وکلید Q 3 تغییر نکند از کولر دور کمتر درخواست شده است. شکل 40 در این حالت مدار جریان الکتریکی قبل از عملکرد کلید مطابق شکل 41 )راه اندازی با دور تند( می باشد. توجه شود سیم پیچ راه انداز این موتورها بدون خازن و از نوع راه انداز مقاومتی است. خازن C در مدار که با پمپ آب همواره موازی کار می کند برای اصالح ضریب توان شبکه به کار می رود. شكل 41 موتور در حالت دور تند 220

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز پس از تغيير حالت کلید گریز از مرکز جریان الکتریکی در سیم پیچ اصلی و استارت قطع شده مدار سیم پیچ دور ک ند برق دار می شود )شکل 42(. موتور با دور ک ند به کار خود ادامه خواهد داد. شكل 42 موتور در حالت دور كند سؤال: پس از تغيير وضعيت كليد كولر از حالت خاموش به حالت روشن كولر راهاندازي نميشود. به علت آن دركدام مورد اشاره شده است ب( كليد گريز از مركز به حالت اوليه برنگشته است. الف( سيمپيچ راهانداز سوخته است اگر هر سه کلید وضعیت خود را نسبت به حالت خاموش تغییر دهند. از موتور دورتند درخواست میشود. این مدار الکتریکی برای موتورهای کولر با راهانداز خازنی میباشد قبل از عمل کلید گریز از مرکز خازن C 2 برای راهاندازی است و با سیمپیچ استارت سری میشود و از نوع خازنهای الکترولیتی میباشد و در %75 دور نامی همراه با سیمپیچ استارت از مدار خارج میشود )شکل 43 (. شکل 43 وضعیت دور تند پس از عمل کلید گریز از مرکز خواهد بود 221

محاسبات سیم پیچی محاسبات سيم پيچي براي دور تند و سیم پیچ راه انداز مربوط به آن ارائه مي شود. سیم پیچ استارت در بعضی مواقع چهار بوبینه و برخی سه بوبینه مانند سیم پیچ کالف های اصلی دور تند پیچیده می شود. برای این منظور سیم پیچ استارت سه بوبینه نظیر کالف های سیم پیچ اصلی در نظر گرفته مي شود. Z =36, 2P=4, m =1 Zm = 2 Z= 2 36 = 24 3 3 شیارهای سیم پیچ اصلی Za = 2 Z= 2 36 = 24 3 3 شیارهای سیم پیچ استارت q m Zm 24 qm = = = 6 q m = = 3 2P m 4 1 2 q a Za 24 qa 6 = = = 6 q a = = = 3 2P m 4 1 2 2 P 360 2 360 α ez = = = 20 Z 36 Z YP = = 36 = 9 yzm = Yp q m = 9 3 = 6 yza = Yp q a = 9 3 = 6 2P 4 U W 90 90 = 5 W با کسری گام. 55 = 1+ = 1+ = 1 = 1 1 1 αez 20 محاسبات دور کند Z =36, 2P=6, m =1 Zm = 2 Z= 2 36 = 24 3 3 شیارهای سیم پیچ اصلی q m Zm 24 qm 4 = = = 4 q m = = = 2 2P m 6 1 2 2 Z 36 YP = = = 6 yzm = Yp q m = 6 2 = 4,U1= شروع سیمپیچ اصلی 1 2P 6 222

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز تشکیل جدول شکل 44 تنظیم جدول سیم پیچی دورتند )4 قطب( و دور کند )6 قطب( موتور دو سرعته 36 شیار با یک سیم پیچ راه انداز بر اساس سیم پیچی متحد المرکز شکل 45 دیاگرام گسترده موتورشیار 6 و 4 قطب 223

استاتورهای کولرهای آبی طراحی خاصی دارد عمق شیارها بر اساس مقدار سیمی که در خود جای می دهند طرح می شود. در بعضی از شیارها سه بازو یا دو بازو یا یک بازو قرارمی گیرد. بنابراین بعضی شیارها عمیق نیمه عمیق وکم عمق هستند.الزم است شیار شروع صحیح انتخاب شود وگرنه سیم پیچی به نتیجه نخواهد رسید. یک ورق از مجموعه استاتور با عمق های متفاوت و شیار شروع در شكل 46 نشان داده شده است. در عمل برای انتخاب شیار شروع طرف عمیق استاتور را به طرف باال قرار می دهند. پوسته را آن چنان می چرخانند که پنجره ها به طرف سیم پیچ و قسمت بدون پنجره به طرف بیرون باشد. مطابق شیاری که در امتداد اولین پنجره سمت چپ قرار می گیرد. شیار شروع سیم بندی خواهد بود. شیار شروع جهت جای گذاری کالف ها قسمت عمیق جهت سیم پیچی شروع 1 شکل 46 عمق متفاوت شیارها و روش انتخاب شیار شروع سیم پیچی فعالیت یک پوسته استاتور موتور کولر را به کمک مربی كارگاه انتخاب کنید و قطر داخلی استاتور و طول هسته را با کولیس به دقت اندازه بگیرید. به جدول 1 تا 4 مراجعه نموده مشخصات سیم پیچی را تعیین کنید. تعداد هر بوبین و قطر سیم و طول قالب های مورد نیاز را به دست آورید. جدول 1 مشخصات سیم پیچی دور زیاد کولر آبی قطر داخلی استاتور به cm طول هسته به cm طول بوبین کوچک به cm طول بوبین متوسط به cm طول بوبین بزرگ به cm تعداد دور بوبین کوچک تعداد دور بوبین متوسط تعداد دور بوبین بزرگ گام بوبین کوچک گام بوبین متوسط گام بوبین بزرگ قطر سیم مسی به mm قدرت استاتور برحسب اسب بخار 1_ 4 7 3 8 2 0/65 9 1 60 55 45 28/5 23/5 19/5 3/75 8/9 1_ 3 7 3 8 2 0/70 9 1 55 50 40 30 25 21 4/3 8/9 1_ 2 7 3 8 2 0/80 9 1 44 40 33 32 27 23 5/4 8/9 3_ 4 7 3 8 2 0/95 9 1 42 40 32 32/5 27 23 5/4 8/9 224

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز جدول 2 مشخصات سیم پیچی دورکم کولر آبی قطر داخلی استاتور به cm طول هسته به cm طول بوبین کوچک به cm طول بوبین بزرگ به cm تعداد دور بوبین کوچک تعداد دور بوبین بزرگ گام بوبین کوچک گام بوبین بزرگ قطر سیم مسی به mm قدرت استاتور برحسب اسب بخار 1_ 4 5 2 6 1 0/45 90 90 22 18 3/75 8/9 1_ 3 5 2 6 1 0/50 84 84 23/5 20 4/3 8/9 1_ 2 5 2 6 1 0/55 70 70 25/5 22/5 5/4 8/9 3_ 4 5 2 6 1 0/60 65 65 25/5 22/5 5/4 8/9 جدول 3 مشخصات سیم پیچی راه انداز موقت سه بوبینه موتور کولر آبی قطر داخلی استاتور به cm طول هسته به cm طول بوبین کوچک به cm طول بوبین متوسط به cm طول بوبین بزرگ به cm تعداد دور بوبین کوچک تعداد دور بوبین متوسط تعداد دور بوبین بزرگ گام بوبین کوچک گام بوبین متوسط گام بوبین بزرگ قطر سیم مسی به mm قدرت استاتور برحسب اسب بخار 1_ 4 0/40 7 3 8 2 9 1 35 35 20 26 22/5 18/5 3/75 8/9 1_ 3 0/50 7 3 8 2 9 1 34 35 18 28 24 20 4/3 8/9 1_ 2 0/50 7 3 8 2 9 1 34 35 21 29 22/5 22/5 5/4 8/9 3_ 4 0/55 7 3 8 2 9 1 20 20 24 29 25/5 22/5 5/4 8/9 225

جدول 4 مشخصات سیم پیچی راه انداز موقت چهار بوبینه موتورکولر آبی طول بوبین 4 به cm طول بوبین 3 به cm طول بوبین 2 به cm طول بوبین 1 به cm تعداد دور بوبین 4 تعداد دور بوبین 3 تعداد دور بوبین 2 تعداد دور بوبین 1 گام بوبین 4 گام بوبین 3 گام بوبین 2 گام بوبین 1 قطر سیم مسی به mm قدرت استاتور برحسب اسب بخار 1_ 4 0/40 7 4 8 3 10 1 9 2 36 35 35 20 31 26 22/5 18/5 1_ 3 0/45 7 4 8 3 10 1 9 2 32 34 35 22 32 28 24 20 1_ 2 0/50 7 4 8 3 10 1 9 2 31 32 37 20 34 29 25/5 22/5 3_ 4 0/55 7 4 8 3 10 1 9 2 20 20 20 12 34 29 25/5 22/5 7 5 تهیه گروه کالف های سیم پیچی فعالیت چهار گروه کالف 3 بوبینه برای سیم پیچی 4 قطب 6 گروه کالف 2 بوبینه برای سیم پیچی 6 قطب و چهار گروه کالف 3 بوبینه برای استارت سیم پیچ 4 قطب تهیه کنید )شكل 47(. گروه کالف های چهار قطب گروه کالف های شش قطب گروه کالف های استارت شکل 47 تهیه گروه کالف های سیم پیچی 226

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز سؤال: با توجه به تعداد قطب حالت هاي دور كند و تند كولر در هر حالت دور نامي كولر چند دور در دقيقه است یک گروه کالف 3 بوبینه سیم پیچ اصلی 4 قطب را انتخاب کنید و بازوهای آن را به ترتیب در گام ها 3 به 7 2 به 8 و 1 به 9 قرار دهید)شكل 48(. 7 3 1 8 3 1 9 شکل 48 قرار دادن گروه کالف شماره یک از سیم پیچی دور تند درشیارهای استاتور سه گروه کالف بعدی مطابق دستور العمل گروه کالف شماره 1 در شیارهای استاتور قرار دهید )شكل 49(. شکل 49 قرار دادن گروه کالف های دور تند در شیارهای استاتور U 1 U 2 10 7 16 19 1 34 25 28 با اتصال ته گروه کالف اول در شیار شماره 7 به ته گروه کالف دوم در شیار 16 سر گروه کالف دوم در شیار 10 به سر گروه کالف سوم در شیار 19 ته گروه کالف سوم در شیار 25 به ته گروه کالف چهارم در شیار 34 دور تند سیم پیچی را سربندی کنید محل اتصال ها را پس از عبور از وارنیش لحیم کاری کنید. ابتدای دور تند در شیار 1 انتهای آن را در شیار 28 پس از عبور از وارنیش به سیم افشان اتصال دهید و با برچسب های U 2 U, 1 آنها را مشخص کنید )شکل 50(. شکل 50 سربندی کالف های دور تند 227

سیم پیچ دور کند را در شیارهای 2 و 5 1 و 6 8 و 11 7 و 12 14 و 17 13 و 18 20 و 23 19 و 24 26 و 29 25 و 30 32 و 35 30 و 36 قرار دهید )شكل 51(. شکل 51 موقعیت گروه کالف های دور کند از طریق اتصال ته کالف اول در شماره 5 به ته کالف دوم در شماره 11 سر کالف دوم در شماره 7 به سر کالف سوم در شماره 13 ته کالف سوم در شماره 17 به ته کالف چهارم در شماره 23 سر کالف چهارم در شماره 19 به سر کالف پنجم در شماره 25 ته کالف پنجم در شماره 29 به ته کالف ششم در شماره 35 دور کند را سربندی کنید و پس از عبور از وارنیش محل اتصال ها را لحیم کارکنید. وارنیش ها را به محل اتصاالت روکش کنید. سروته دور کند را واقع در شیار شماره 1 و 31 پس از عبور از وارنیش به سیم افشان اتصال دهید آنها را با برچسب های U 22 U, 21 مشخص کنید )شكل 52(. سیم پیچ استارت را از شیار شماره 5 شروع کنید و مطابق شکل 53 سربندی آن را انجام دهید. خروجی های آن را با برچسب های W 2 W, 1 مشخص کنید. شكل 52 سربندی گروه کالف های دور کند شکل 53 سیم پیچی استارت و سربندی آن 228

پودمان پنجم: سیم پیچی الکتروموتورهای تک فاز خروجی های با برچسب های U 22 W, 2 U, 2 را به هم اتصال دهید و مجموعه را به سر سیم C اتصال دهید و W 1 Lo را به سرسیم و U 21 Hi را به سر سیم U 1 را به سر سیم Start هدایت کنید )شکل 54(. شکل 54 سربندي دور كند و تند سیم پیچی را مطابق شکل 55 نخ بندی کنید و با راهنمایی مربی کارگاه موتور را جمع آوری نموده و صحت عملكرد موتور را با اتصال به شبكه برق با رعايت موارد ايمني بررسی کنید. ایمنی قبل از اتصال الكتروموتور از عدم اتصال بدنه سيم پيچ ها مطمئن شويد. شکل 55 نخ بندي موتور كولر شکل 55 نخ بندي موتور كولر فیلم سيم پيچي الكتروموتور تک فاز به صورت دو طبقه و سيم پيچي كولر از لحظه 01 21 : 13: تا 01 26 : 42 : کار عملی 3 كارعملی شماره 3 وسایل مورد نیاز پوسته استاتور 36 شیار یک عدد استاتور نگهدار یک عدد. کالف پیچ یک عدد. قالب کالف متحد المرکز یک عدد. 229

سیم الکی با قطر مورد نیاز موتور. سیم افشان نمره 1 یا 2 متر. 1/5 هویه یک عدد. روغن لحیم. سیم لحیم با قلع % 50 یا %60. عایق پرشمان 0/5 و 0/35 از هر کدام یک برگ. وارنیش با نمره های مورد نیاز سیم ها. تابلوی آزمایش موتورهای الکتریکی. آچار تخت و آچار رینگی و آچار بوکس از هرکدام یک ست کامل. انبردست یک عدد. شارالک. کوره حرارتی یک عدد پیچ گوشتی تخت و چارسو کوچک متوسط و بزرگ هر کدام یک عدد. دم باریک یک عدد. سیم چین یک عدد. سیم لخت کن یک عدد. چاقو یا کاتر یک عدد. سنباده نرم یک برگ. کار عملی 4 يك موتور 36 شیار تک فاز كولري از انبار تحويل بگيريد. این موتور را به صورت 4 و 6 قطب با راه انداز لحظه ای با یک سیم پیچ راه انداز سیم پیچی كنيد. دياگرام سیم پیچی آن را ترسيم و سيم پيچي كامل آن را اجرا کنید )شكل 56(. شکل 56 موتور کولر با راه انداز خازنی 230