این پروژه اثرات هارمونیک ها بر عملکرد، تلفات و راندمان موتورهای القایی سه فاز را با بررسی دقیق منابع و فیلترهای کاهش بررسی می کند.
مقدمه :
وجود هارمونیک ها در سیستم های قدرت، یکی از چالش های مهم در بهره برداری بهینه از تجهیزات الکتریکی به شمار می رود. منابع غیرخطی در شبکه، مانند مبدل های الکترونیک قدرت و بارهای غیرخطی صنعتی، از جمله عوامل اصلی تولید هارمونیک ها هستند. این مؤلفه های فرکانسی ناخواسته می توانند به شکل مستقیم یا غیرمستقیم بر عملکرد ماشین های الکتریکی تأثیرگذار باشند و بهره وری آن ها را کاهش دهند.
سری های فوریه ابزار قدرتمندی برای تحلیل سیگنال های پیچیده محسوب می شوند که درک ساختار هارمونیک ها را ممکن می سازند. با استفاده از این ابزار، می توان توابع دوره ای موج ها را به مؤلفه های فرکانسی تجزیه کرد و تأثیر هر مؤلفه بر سیستم را به طور جداگانه بررسی نمود. در تحلیل های دقیق مهندسی، این شیوه موجب شناخت بهتر دینامیک رفتار ماشین های القایی در حضور اعوجاجات هارمونیکی می شود.
موتورهای القایی سه فاز به عنوان یکی از اجزای کلیدی در صنایع، نسبت به هارمونیک ها حساس اند. این اعوجاجات منجر به بروز تلفات اضافی در اجزای مختلف مانند استاتور، روتور و هسته آهنی می شوند. افزایش تلفات موجب بالا رفتن دمای موتور، کاهش راندمان و کاهش عمر کاری آن می گردد. از این رو بررسی دقیق نحوه توزیع تلفات هارمونیکی از دیدگاه طراحی و بهره برداری بسیار حائز اهمیت است.
تحلیل مدار معادل موتورهای القایی تحت تأثیر جریان های هارمونیکی، اطلاعات دقیقی از نحوه توزیع انرژی، گشتاورهای ساکن و ضربانی و شرایط کاری غیرمتعارف ارائه می دهد. حضور مؤلفه های مثبت، منفی و صفر در ساختار جریان ها، بر رفتار مغناطیسی شکاف هوایی و توزیع mmf اثر گذاشته و عملکرد نهایی ماشین را تغییر می دهد.
در ادامه، گشتاورهای ناشی از هارمونیک ها به طور جداگانه مورد توجه قرار گرفته اند. این گشتاورها می توانند نوسانات غیرعادی یا لرزش هایی در ساختار مکانیکی موتور ایجاد کنند. تحلیل دقیق موج های mmf زمانی و مکانی و تعیین دامنه های مختلف هارمونیکی از جمله ابزارهای کلیدی در ارزیابی این اثرات محسوب می شوند.
برای مقابله با تأثیرات منفی هارمونیک ها، استفاده از فیلترهای هارمونیکی به منظور اصلاح خروجی یکسوسازها و محدودسازی مؤلفه های مزاحم، از راهکارهای متداول است. طراحی صحیح این فیلترها نقش مؤثری در بهبود عملکرد موتورهای القایی داشته و زمینه را برای استفاده پایدار از آن ها در محیط های صنعتی فراهم می کند.
فهرست مطالب:
فصل اول
مقدمه
1-1- سری های فوریه
1-2-1- توابع دوره ای،سری های فوریه
1-2-2- سریهای فوریه،فرمولهای اویلر
1-2-3- موج مربعی
1-3- منابع هارمونیکها
1-4- اثرات هارمونیکها بر تجهیزات
1-4-1- اثرات هارمونیکها بر خازنها
1-4-2- اثر هارمونیک ها بر تلفات دی الکتریک خازن ها
1-4-3- اثر هارمونیکها بر لامپهای روشنایی و المانهای حرارتی
1-4-4- اثر هارمونیکها بر کلیدها
1-4-5- اثر هارمونیکها بر عایقها
1-4-6- اثر هارمونیکها بر فیوزها
1-4-7- اثر هارمونیکها بر سیستمهای مخابراتی
فصل دوم (ماشینهای ACچند فازه )
2-1- مدار معادل موتورالقایی
2-1-1- معادل گشتاور
2-1-2- پخش توان در روتور
2-1-3- دیاگرام فازوری
2-2- هارمونیکهای mmfشکاف هوایی
2-2-1- موجهای mmfزمانی هارمونیکها
2-2-2- موجهای mmfمکانی هارمونیکها
2-2-3- دامنه هارمونیکهای mmf
2-2-4- هارمونیکهای مولفه های مثبت منفی و صفر
2-3- رفتار هارمونیکی موتورهای AC
2-3-1- مدار معادل هارمونیک
2-3-2- جریانهای هارمونیک
2-4- تلفات موتور هنگام کار با منبع غیر سینوسی
2-4-1- تلفات مسی استاتور
2-4-2- تلفات مسی روتور
2-4-3- تلفات هارمونیکی هسته
2-4-4- راندمان موتور
2-5- گشتاورهای هارمونیک
2-5-1- گشتاورهای هارمونیک ساکن
2-5-2- گشتاورهای هارمونیک ضربانی
فصل سوم(فیلترهای هارمونیک)
3-1- تعدیل خروجی یکسوساز
3-2- فیلتر کردن خروجی اینورتر
3-3- فیلترهای خط AC
نتیجه
ضمیمه 1
ضریب توزیع
ضمیمه 2
هارمونیک های شیار در ماشینهای AC
فهرست اشکال و جداول
