ایران ترجمه – مرجع مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

تعمیم تئوری تابع سیم پیچ برای شکاف هوایی غیر یکنواخت در ماشین‌آلات الکتریکی

تعمیم تئوری تابع سیم پیچ برای شکاف هوایی غیر یکنواخت در ماشین‌آلات الکتریکی

تعمیم تئوری تابع سیم پیچ برای شکاف هوایی غیر یکنواخت در ماشین‌آلات الکتریکی –  ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق - الکترونیک - ایران ترجمه - Irantarjomeh

شماره
۲۱
کد مقاله
ELC21
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
تعمیم تئوری تابع سیم پیچ برای شکاف هوایی غیر یکنواخت در ماشین‌آلات الکتریکی
نام انگلیسی
Extension of Winding Function Theory for Nonuniform Air Gap in Electric Machinery
تعداد صفحه به فارسی
۱۸
تعداد صفحه به انگلیسی
۴
کلمات کلیدی به فارسی
برون مرکزی، ماشین آلات الکتریکی ، شکاف هوایی غیر یکنواخت، تئوری تابع سیم پیچ
کلمات کلیدی به انگلیسی
Eccentricity, electric machinery, nonuniform air gap, winding function theory
مرجع به فارسی
IEEE
مرجع به انگلیسی
IEEE
قیمت به تومان
۵۰۰۰
سال
۲۰۰۲
کشور
ایالات متحده

 

 تعمیم تئوری تابع سیم پیچ برای شکاف هوایی غیر یکنواخت در ماشین‌آلات الکتریکی
IEEE
۲۰۰۲
 
چکیده
این مقاله نسبت به تعمیم تئوری تابع سیم پیچ برای شکاف هوایی غیر یکنواخت در ماشین آلات الکتریکی چرخشی اقدام می‌نماید. این مقاله نشان می‌دهد که تابع سیم پیچ با آنچه در مورد قضیه متقارن بکار گرفته می‌شود متفاوت می‌باشد، با وجود آنکه چندین مقاله نسبت به بکار گیری تابع سیم پیچ شکاف هوایی یکپارچه جهت مطالعه عملکرد موتور الکتریکی تحت شرایط خطا اقدام نموده‌اند. تئوری تعمیم داده شده بطور خاص در مطالعه موتورهای القایی قفس سنجابی با یک شکاف هوایی غیر یکنواخت همانند موردی که بواسطه حالت برون مرکزی روتور و استاتور موجب می‌شود بعنوان یک کمک مطرح می‌باشد.
کلمات کلیدی : برون مرکزی، ماشین آلات الکتریکی ، شکاف هوایی غیر یکنواخت، تئوری تابع سیم پیچ.
 اصطلاحات تخصصی
 تعداد جفت‌های قطب
 طول پشته
 میانگین شعاع شکاف هوایی
 طول شکاف هوایی غیر یکنواخت
 ضریب شکاف هوای غیر یکنواخت
 دانسیته جریان و جریان سیم پیچ
 توزیع شکاف هوایی
 توزیع معکوس شکاف هوایی
 تابع چرخش سیم پیچ  
  تابع سیم پیچ،  سیم پیچ
 میدان مغناطیسی دانسیته سیم پیچ
 اندوکتانس بین سیم پیچهای x و y
 یک زاویه فرضی در فریم یا قالب مرجع استاتور
 زاویه چولگی

 

۱- مقدمه
تئوری تابع سیم پیچ که برای محاسبه اندوکتانس‌های مغناطیسی موتور القایی در سال ۱۹۶۵ بکار گرفته شده است، ارائه دهنده راه حل معادلات الکترو مغناطسی جفت شده می‌باشد، که بوسیله قوانین ساده تئوری مدار الکتریکی بدست آمده‌اند. یک بخش الزامی این تئوری محاسبه اندوکتانس‌های موتور می‌باشد. این اندوکتانس‌ها با استفاده از توابع سیم پیچ و معادلات دیگر در محدوده این تئوری مورد ارزیابی قرار می‌گیرند.
این تئوری به منظور آنالیز موتورهای القایی دو فاز در سال ۱۹۶۲ (۲)، موتور القایی خطی در در سال ۱۹۷۹ (۳)، موتور القایی قفس سنجابی سه فاز با سیم پیچ متحدالمرکز در سال ۱۹۹۱(۴)، مطالعه ماشین‌های القایی اشباع شده در سال ۱۹۹۲(۵)، و نهایتاً، موتور رلوکتانس همزمان (۶) بکار گرفته شد.  برای اولین بار، در سال ۱۹۹۲، این تئوری برای مطالعه عملکرد موتور القایی با خطاهای متفاوت بکار گرفته شد( ۷). از آنجاییکه این تئوری قابلیت به حساب آوردن هر توزیع سیم پیچ یا توزیع شکاف هوایی اطراف روتور را دارا می‌باشد، این تئوری قابلیت مدل سازی و آنالیز شرایط خطا را دارا می‌باشد. این قابلیت منجر به استفاده از تابع سیم پیچ در اتصال کوتاه داخلی سیم پیچ استاتور، محورهای شکسته شده روتور، شکستگی حلقه انتهای روتور، و حالت برون مرکزی استاتور و رتور می‌گردد(۸)-(۱۱).
شکل ۱- تاثیر شکاف هوایی غیر یکنواخت بر روی توزیع شار یک سیم پیچ ساده
این مقاله نسبت به بررسی  این تئوری اقدام نموده است و نشان داده است که تعمیم این تئوری برای یک شکاف هوایی غیر یکنواخت منجر به اندوکتانس محاسبه شده می‌گردد، که با با مورد محاسبه شده برای شکاف هوایی یکنواخت متفاوت است.
تابع سیم پیچ تغییر یافته برای شکاف هوایی نامتقارن در یک ماشین همزمان قطب برجسته که در (۱۲) پیشنهاد شده است،  بوسیله چندین مقاله دیگر در این تئوری برای آنالیز موتور القایی با شکاف هوایی غیر یکنواخت بکار گرفته شده است، در حالیکه اندوکتانس محاسبه شده تنها برای یک شکاف هوایی یکنواخت معتبر می‌باشد. این امر به وضوح معرف آن می‌باشد که تساوی  در (معادله ۱۰) مشاهده نگردیده است. موارد نشان داده شده در معادله‌های ۱۰ و ۱۱ معرف این مورد می‌باشند. بوسیله تعمیم تئوری تابع سیم پیچ که در این مقاله عرضه شده است، مشاهده می‌شود که تساوی ذکر شده فوق برای هر یک از موارد توزیع شکاف هوایی، همانگونه که در مدار مغناطیسی خطی مد نظر می‌باشد، نگهداری شده است. بنابراین، دلایل ارائه شده در (۱۰) و (۱۱) شک بر انگیز هستند.
۲- شکاف هوایی غیر یکنواخت در ماشین آلات الکتریکی
عدم یکنواختی شکاف هوا در ماشین‌آلات الکتریکی چرخشی منجر به ایجاد شکاف هوایی پایدار غیر یکنواخت می‌شود، و درصورتیکه، در همان زمان، شکاف هوایی نامتقارن وجود داشته باشد، کشش مغناطیسی نامتوازن (UMP)، و نیروهای نامتقارن بکار رفته بر روی روتور رخ می‌دهد. در چنین حالتی، شار شکاف هوایی همچنین به صورت غیر یکنواخت و نامتقارن می‌باشد. شکل ۱ نشان دهنده توزیع شار یک سیم پیچ ساده در شکاف هوای غیر یکنواخت می‌باشد.
بسیاری از خطاهای مکانیکی نظیر عدم انطباق، پیچیدگی شاف روتور و حتی یاتاقان ضعیف منجر به شکاف‌های هوایی غیر یکنواخت مختلف می‌گردند، شامل حالت برون مرکزی استاتور و روتور. بمنظور آنالیز این موارد، شکاف هوایی را می‌توان بوسیله دو عبارت اول سری‌های فوریه همانند ذیل تقریب زد:
 (۱)              
شکل ۲- لوپ بسته برای کاربرد قانون مدار آمپر برای شکاف هوایی غیر یکنواخت
 جاییکه  شاخصهای شکاف هوایی غیر یکنواخت می‌باشند که معمولاً بعنوان توابع موقعیت زاویه‌ای روتور بشمار می‌آیند. بمنظور مثبت نگه داشتن ، شرط می‌بایست همیشه ابقا شود. تقریب بکار رفته شده در (۱) برای کلیه ماشین ‌آلات الکتریکی چرخشی همراه با استاتور و روتور استوانه‌ای معتبر می‌باشد. حالت پایدار شکاف هوایی را می‌توان با استفاده از معادله ۱ به شرح ذیل تعمیم داد:
(۲)           
جاییکه
(۳)           
بر این اساس پیشنهاد می‌شود که معادله ۲ بوسیله اولین عبارات p برای سیم پیچ دارای ۲p قطب تقریب زده شود.
 
۳ – تعمیم تئوری تابع سیم پیچ برای توزیع فرضی شکاف هوایی
با استفاده از مسیر بسته نشان داده شده در شکل ۲ و قانون مدار آمپر برای سیم پیچ  خواهیم داشت:
(۴)           
در صورتیکه  معرف تعداد چرخش در موقعیت مختلف باشد، می‌توان معادله را بصورت ذیل نوشت:
(۵)               
از آنجاییکه نفوذ پذیری نسبی آهن به میزان قابل توجهی بزرگتر از مورد مربوط به شکاف هوایی می‌باشد، افت نیروی محرکه مغناطیسی (MMF) آهن ممکن است نادیده گرفته شود. همچنین، طول شکاف هوایی کوتاه بوده و شدت فیلد مغناطیسی در زاویه فرضی مستقل از شعاع می‌باشد و مساوی مرکز شکاف هوایی خواهد بود. از اینرو،
 (۶)          
با انجام تعدیلاتی در معادله‌های فوق خواهیم داشت:
 (۷)              
و نهایتاً جامعیت مرتبط با آن نتیجه ذیل را بدست می‌دهد.
 (۸)              
برای محاسبه ، شکل استوانه‌ای گاوس در عمق شکاف هوایی مد نظر خواهد بود، بنابراین:
(۹)              
با انجام تعدیلات معادله فوق خواهیم داشت
 (۱۰)         
و بر اساس معادلات ۸ و ۹ خواهیم داشت:
 (۱۱)         
عملگر  بعنوان میانگین تابع  بر فراز محدوده  بشرح ذیل تعریف می‌گردد:
 (۱۲)             
با مراجعه به معادله ۱۱، تابع پچشی سیم پیچ x یا  به شرح ذیل کاهش می‌یابد:
 (۱۳)         
این تابع سیم پیچ مشابه با معادله ۱۲ می‌باشد که بعنوان تابع سیم پیچ موتور همزمان معرفی شده است. بهنگامی که توزیع شکاف هوایی یکنواخت باشد، معادله ۱۳ را می‌توان بشرح ذیل ساده نمود:
 (۱۴)                
با این وجود، معادله ۱۴ برای شکاف هوایی غیر یکنواخت معتبر نمی‌باشد، جاییکه معادله ۱۰ و ۱۱ از این معادله برای یک شکاف هوایی غیر یکنواخت بهره برده‌اند. با مراجعه به معادله ۱۱، دانسیته شار مغناطیسی تولید شده بوسیله سیم پیچی  بشرح ذیل خواهد بود:
 (۱۵)                 
از اینرو، شار تولیدشده بوسیله سیم پیچ  و لینک‌های مرتبط با سیم پیچ مجاور  بشرح ذیل می‌باشد:
 (۱۶)     
از آنجاییکه نسبت طول شکاف هوایی و شعاع میانگین بسیار کوچک می‌باشد، برای شکاف هوایی یکنواخت شعاع میانگین شکاف هوایی را می‌توان با یک تقریب مناسب بکار گرفت. با مراجعه به معادله ۱۶، القای جفتی سیم پیچ x و y بشرح ذیل است:
 (۱۷)         
شکل ۳- توزیع معکوس شکاف هوایی. (-) دقیق. (-) تقریب دو عبارتی (….) تقریب سه عبارتی
و شکل نهایی آن عبارت است از:
(۱۸)      
معادله ۱۸ دارای ویژگی تجمعی می‌باشد. بنابر این، شرط ذیل همیشه ابقا می‌گردد:
 (۱۹)                
معادله فوق در مدارهای مغناطیسی خطی موجود می‌باشد. در صورتیکه توابع سیم پیچ بعنوان موردی که در معادله ۱۰ و ۱۱ گزارش شده است بکار گرفته شوند، تساوی معادله ۱۹ را نمی‌توان به دست آورد. علی رغم خطای موجود در معادله ۱۰ و ۱۱، طیف فرکانس شبیه سازی شده باعث افزایش هارمونی‌های بوجود آمده به وسیله حالت برون مرکزی می‌گردد. این نتیجه منطبق با نتایج تجربی می‌باشد. این مورد را در این مطالعه می‌توان بدین صورت توضیح داد که تابع سیم پیچ (۱۳) بوسیله معادله (۱۴) تقریب زده شده، که بصورت مبالغه آمیز می‌باشد. با این وجود، گوناگونی‌های طیف فرکانس جریان خط موتور در این معادله ذکر گردیده و مدل سازی شده است. بطور آشکار، این گوناگونی‌ها را می‌توان بصورت دقیق‌تری به حساب آورده و  بر این اساس شرط  تامین می‌گردد. در صورتی که  قضیه  مرتبط با محورهای روتور بحساب آورده شود، حالت القایی بشرح ذیل ارزیابی می‌گردد:
 (۲۰)             
۴- محاسبه اندوکتانس برای یک حالت ساده
شکل ۳ نشان دهنده یک ارزش دقیق معکوس شکاف هوایی برای حالت برون مرکزی استاتیک همراه با درجه برون مرکزی   و زاویه برون مرکزی  (خط پیوسته) می‌باشد. تقریب‌های دو و سه عبارتی معادله ۲ در این شکل نشان داده شده‌اند، که معرف آن است که تقریب سه عبارتی دارای دقت بیشتری در مقایسه با تقریب دو عبارتی می‌باشد.
شکل ۴ تابع چرخشی دو سیم پیچ فرض را تعمیم می‌دهد: یکی بر روی استاتور و دیگری بر روی روتور. شکل ۵ مشخص کننده تابع  چرخشی سیم پیچ روتور در موقعیت‌های سه ضلعی می‌باشد. بهنگامی که شکاف هوایی بصورت یکنواخت است، این تابع تنها در امتداد محور افقی همراه با تغییر موقعیت زاویه روتور قرار داده می‌شود. همانگونه که در شکل ۵ نشان داده شد، شکاف هوایی غیر یکنواخت، ارزش تابع با موقعیت روتور تغییر می‌نماید. شکل  ۶ نشان دهنده اندوکتانس متقابل سیم پیچ‌های ذکر شده در مقابل موقعیت  زاویه‌ای روتور می‌باشد.
شکل ۴- توابع سیم پیچ دو لوپ فرضی. بالا: یک استاتور. پایین : یک روتور
شکل ۵- تابع سیم پیچ  در سه موقعیت زاویه‌ای روتور.
شکل ۶- اندوکتانس جفتی سیم پیچ x و y (-) شکاف هوایی یکنواخت، (…) شکاف هوایی غیر یکنواخت.

 

۵- نتیجه گیری
این مقاله تئوری تابع سیم پیچ برای شکاف هوایی غیر یکنواخت در ماشین آلات الکتریکی چرخشی را مورد بررسی قرار می‌دهد . این مطالعه نشان می‌دهد که تابع چرخشی شکاف هوایی غیر یکنواخت با مورد ذکر شده در حالت متقارن متفاوت می‌باشد، در حالیکه چندین مقاله دیگر از تابع سیم پیچ شکاف هوایی یکنواخت بمنظور بررسی عملکرد موتورهای الکتریکی بهره گرفته‌اند. این مورد علی الخصوص در زمینه مطالعه موتور القایی قفس سنجابی در شکاف هوایی غیر یکنواخت صادق می‌باشد. تعمیم تابع سیم پیچ معرف تساوی اندوکتانس‌های جفتی می‌باشند که در هر یک از موارد توزیع شکاف هوایی وجود دارند. از اینرو، شبهه‌هایی در زمینه نتایج ارائه شده در معادله ۱۰ و ۱۱ موجود می‌باشد. نکته قابل توجه آن است که در معادله ۱۱ اندوکتانس‌های نادرست در آنالیز حالت برون مرکزی دینامیک بکار گرفته شده‌اند، اما هارمونی اضافه، بر روی این خط، همانگونه که انتظار می‌رود، همانند هارمونی یافت شده در حالت برون مرکزی دینامیکی می‌باشد.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.