كارآموزي در شركت الكتروتكنيك رازي

فهرست مطالب

عنوان صفحه

موتورهاي القائي 1

راه اندازي 2

ترمز الكتريكي 3

كنترل سرعت 9

محركه هاي موتور القايي كنترل شده با فركانس 15

بادهي ترانسفورماتور 21

تنظيم ولتاژ 26

مراقبت و نگهداري از ترانسهاي قدرت 30

روشهاي خشك كردن ترانسها 35

دژنكتور 36

سكسيونرها 40

ترانسفورماتور هاي ولتاژ P.T 45

ترانسفورماتورهاي جريانCT 47

 

 

 

موتورهاي القائي :

موتورهاي القايي بخصوص موتورهاي قفس سنجابي مزايايي نسبت به موتورهاي DC دارند . از مواردي نظير نياز به نگهداري كمتري , قابليت اطمينان بالاتر , هزينه, وزن , حجم و اينرسي كمتر , راندمان بيشتر , قابليت عملركد در محيط هاي با گرد و غبار و در محيط هاي قابل انفجار را مي توان نام برد. مشكل اصلي موتورهاي DC وجود كموتاتور و جــاروبك است , كه نگهداري زياد و پر هزينه و نامناسب بودن عملكرد موتور در محيط هاي بار گرد و غبار بالا و قابل انفجار را بدينال دارد. با توجه به مزاياي فوق در تمامي كاربردهاي , موتورهاي القايي بطور وسيع بر ساير موتورهاي الكتريكي ترجيح داده مي شوند . با اينحال تا حدي پيش از موتورهاي القايي فقط در كاربردهاي سرعت ثابت استفاده شده است . و در كابردهاي سرعت متغيير موتورهاي DC ترجي داده شده اند. اين امر ناشي از آن است كه روشهاي مرسوم در كنترل سرعت و موتوهاي القايي هم غير اقتصادي و هم داراي راندمان كم بوده است .

با بهبود در قابليت ها و كاهش در هزينه تريستورها و اخيراً در ترازيستورهاي قدرت و GTO ها امكان ساخت محركه هاي سرعت متغيير با استفاده از موتورهاي القايي بوجود آمده است كه در برخي موارد حتي از نظر هزينه و عملكرد از محركه هاي با موتور DC نيز پيشي گرفته اند. در نتيجه اين پيشرفت ها , محركه هاي موتورهاي القايي در برخي كاربردهاي سرعت متغيير بجاي محركه هاي DC مورد استفاده قرار گرفته اند . پيش بيني مي شود در آينده موتورهاي القايي بطور گسترده در محركه هاي سرعت متغيير مورد استفاده قرار خواهند گرفت .

راه اندازي :

زمانيكه موتور القايي بطور مستقيم به ولتاژ خط متصل مي شود . جريان راه اندازي بزرگي را مي كشد. در شرايطي كه امپدانس داخلي منبع تغذيه بزرگ و يا ظرفيت جريان خروجي آن محدود باشد و راه اندازي موتور موجب افت ولتاژ خط مي شود . در نتيجه ساير بارهاي متصل به آن منبع تغذيه دچار اشكال مي گردند . لذا لازم است . با استفاده از روشهايي جريان راه اندازي محدود شود . رفتار موتورهاي فقس سنجابي در شـــــرايط راه اندازي با توجه به نوع آن (كلاس موتور ) متفاوت مي باشد. راه اندازي موتورهاي روتور ســـــيم پيــــچي شده با افزايش مقاومت خارجي روتور انجام مي شود و جريان راه اندازي نيز محدود مي شود . روش هاي ديگري هم وجود دارد كه هم در مورد موتورهاي قفس سنجابي و هم در مورد روتور سيم بندي شده كاربرد دارند . بطور مثال مي توان از كاهش ولتاژ تغذيه , تغيير فركانس استاتور و يا افزايش امپدانس استاتور نام برد. در موتورهاي رتور سيم بندي شده همچنين از تزريق ولتاژ در مدار رتور نيز به منظور كاهش جريان راه اندازي مي توان استفاده نمود . از اين روشها بجز روش افزايش امپدانس استاتور در كنترل سرعت موتورها نيز استفاده مي شود كه در قسمت هاي بعدي مورد بحث قرار مي گيرند . از روشهاي متعارف كاهش جريان را اندازي , كاهش ولتاژ تغذيه است كه توسط كليه ستاره ـ مثلث و يا اتوترانس انجام مي شود . با تغيير سيم بندي از مثلث به ستاره وجريان و راه اندازي با ضريب 3/1 و گشتاور راه اندازي با ضريب3/1 تقليل مي يابند . موتورهاي بزرگ معمولاً با دو سيم بندي در استاتور طراحي مي شوند. بطوريكه در حالت عادي معمولاً هر دو سيم بندي بطور موازي در مدار قرار مي گيرند و در طي مرحله راه اندازي فقط يكي از سيم بندي در مدار قرار مي گيرند . اين كار باعث افزايش امپدانس معادل موتور شده و در نتيجه جريان راه اندازي محدود مي شود . اين روش بنام روش راه اندازي با سيم بندي كسر (PORT WINDING STARTING) ناميده مي شود .

ترمز الكتريكي :

در بخش هاي گذشته ضرورت استفاده از ترمز الكتريكي مورد بررسي قرار گرفت . همانند موتورهاي DC روشهاي متفاوتي در ترمز الكتريكي موتورهاي القايي مورد استفاده قرار مي گيرند . كه به سه دسته زير تقسيم مي شوند :

1- ترمز ژنراتوري

2- ترمز با معكوس كردن تغذيه

3- ترمز ديناميكي يا رئوستايي

1- در حالت ترمز ژنراتوري ماشين القايي همانند ژنراتور آسنكرون رفتار مينمايد و انرژي مكانيكي ناشي از بار و موتور به انرژي الكتريكي تبديل مي شود. انري فوق به منبع تغذيه باز گردانده مي شود كه مي توان از آن بطور مفيد استفاده نمود. واضع است كه اگر منبع تغذيه امكان جذب انرژي بازگشتي ناشي از ترمز الكتريكي را نداشته باشد عملكرد محركه در حالت ترمز ژنراتوري عملي نخواهد بود . زمانيكه سرعت موتور در بالاتر از سرعت سنكرون قرار مي گيرد . سرعت نسبي بين ميدان گردان رتور و استاتور منفي است . لذا ولتاژ و جهت جريان رتور عكس حالت موتوري خواهد گرديد. بنابراين جهت جريان استاتور نيز عكس مي گردد تا تعادل آمپر دور فاصله هوايي حفظ گردد. در نتيجه جهت قدرت الكتريكي نيز تغيير كرده و قدرت از سوي ماشين به منبع تغذيه جاري مي شود و موتور همانند يك ژنراتور القايي عمل نمايد . جريان مغناطيس كنندگي مورد نياز براي ايجاد ميدان گردان از منبع تغذيه استاتور تامين مي شود. لذا عملكرد ژنراتور القايي امكانپذير نمي باشد . مگر آنكه استاتور به منبع تغذيه متصل باشد براي قرار گرفتن در شرايط ترمز ژنراتوري لازم است سرعت موتور از سرعت سنكرون بيشتر باشد . زماني كه استاتور به منبع تغذيه با فركانس ثابت متصل باشد . حالت ژنراتوري تنها با افزايش سرعت موتور به بالاتر از سرعت سنكرون امكان پذير مي گردد . ولي درصورتي كه از منبع فركانس متغيير استفاده شود. مي توان فركانس منبع را به گونه اي تنظيم نمود كه سرعت ميدان گردان همواره از سرعت موتور كوچكتر باشد .بنابراين ترمز ژنراتوري تا سرعت هاي كم عملي خواهد بود . زمانيكه با استفاده از ترمز ژنراتوري سرعت بارهاي فعال ثــابت نــگاه داشته مي شود افت كوتاه مدت ولتاژ تغذيه و يا افزايش لحظه اي گشتاور بار ممكن است نقطه كار را به ناحيه ناپايدار ببرد. لذا براي حفظ ايمني در چنين وضعيتي از ترمز مكانيكي در كنار ترمز ژنراتوري استفاده مي شود تا از افزايش شديد سرعت جلوگيري بعمل آيد. در روش ديگر از خازن كه با موتور سري مي شود استفاده مي شود . اين عمل باعث مي شود گشتاور ترمزي افزايش يابد . اگر از موتور با رتور سيم بندي شده استفاده شود. افزايش مقاومت روتور محدود ناحيه پايدار را افزايش مي دهد.

2- در اين حالت S>1 مي باشد . اگر موتور به تغذيه با توالي مثبت متصل شود . S>1 وقتي بدست مي آيد كه رتور در جهت عكس ميدان استاتور دوران نمايد. از آنجايي كه سرعت نسبي ميدان گردان روتور و استاتور مثبت است, گشـــتاورمــــوتور مثــبت است و موتور قدرت الكتريكي را از منبع جذب مي­نمايد. چون موتور در جهت عكس دوران مي كند يك گشتاور مثبت حالت ترمزي را ايجاد مي كند , قدرت مكانيكي بار و اينرسي موتور با قدرت الكــتريكتــي تبــديل شده و همچنين قدرت تغذيه شده توسط منبع در مقاومت هاي موتور بصورت حرارت تلف مي شود . بنابراين در اين روش تمامي انرژي ترمزي بصورت حرارتي تلف مي شود . لذا اين روش يك روش بي بازده است . با ولتاژ توالي منفي وقتي موتور در جهت مثبت دوران كند. تغيير توالي ولتاژ استاتور باعث ايجاد حالت ترمزي مي شود. تغيير توالي ولتاژ استاتور با جابجايي دو فاز تغذيه به سادگي انجام مي شود. گشتاور موتور در سرعت صفر مخالف صفر است لذا براي توقف كامل موتور. در نزديكي يا روي سرعت صفر بايستي موتور از تغديه جدا شود . بنابراين لازم است از عناصر و يا وسايلي براي تشخيص صفر شدن سرعت و قطع موتور از منبع استفاده شود . چرا كه در غير اين صورت موتور در جهت عكس شروع به شتاب گيري مي كند . لذا بطور كلي اين روش براي حالت توقف كامل مناسب نيست بلكه در جهت عكس شروع به شتاب گيري مي كند . لذا بطور كلي اين روش براي حالت توقف كامل مناسب نيست بلكه براي تغيير جهت گردش موتور مناسب است .

3- در اين روش موتور از منبع تغذيه AC قطع و به منيع تغذيه DC متصل مي شود . جريان DC كه در سيم بندي استاتور جاري مي شود . ميدان مغناطيسي ساكن را در فاصله هوايي ايجاد مي كند . اختلاف سرعت ميان ميدان ساكن استاتور و ميدان گرداني ايجاد مي كند كه در جهت عكس حركت روتور دوران مي نمايد تا ميدان نتيجه آن نسبت به استاتور ساكن گردد . لذا بواسطه آنكه دو ميدان گردان رتور و استاتور ساكن مي گردند و جريان رتور معكوس حالت موتوري مي باشد لذا در كليه سرعتهاي گشتاور ترمزي ايجاد ميگردد در سرعت صفر ( در حالت سكون ) گشتاور ترمزي صفر مي گردد . مقدار جريان DC كه در استاتور جاري است به مقاومت استاتور , كه داراي مقدار كوچكي , بستگي دارد لذا براي محدود ساختن جريان در حد مجاز يك ولتاژ DC كوچك كافي است . براي اين منظور از ترانس كاهنده و پل ديودي استفاده مي شود . در شرايطي كه گشتاور ترمزي كنترل شده اي مورد نياز باشد ( گشتاور ترمز متغيير با سرعت ) از پل تريستوري بجاي پل ديودي استفاده مي شود . در شرايطي كه به ترمز سريع نياز باشد گشتاور ترمزي بزرگي توليد شود. لذا در اين حالت جريان استاتور مي تواند تا ده براي جريان نامي نيز براي مدت كوتاه افزايش يابد. اما به محض توقف موتور بايستي منبع قطع شود يا جريان به زير جريان نامي تقليل يابد . در غير اينصورت موتور دچار اضافه حرارت خواهد شد .

كنترل سرعت :

در اين بخش اصول كنترل سرعت محركه هاي الكتريكي كه در آنها از مبدل هاي نيمه هادي كنترل شده استفاده مي شود. مورد بررسي قرار مي گيرد. روشهاي مرسوم عبارتنداز:

1- كنترل با منبع ولتاژ متغير فركانس ثابت

2- كنترل با منبع ولتاژ فركانس متغير

3- كنترل مقاومت رتور

4- كنترل از روش تزريق ولتاژ در مدار رتور

روشهاي 3 و 4 فقط در موتورهاي رتور سيم بندي شده قابل استفاده هستند .

1- گشتاور فاصه هوايي در موتورهاي القايي منتاسب با مجذور ولتاژ تغذيه است . شكل كلي منحني هاي سرعت گشتاور مشابه است ولي با مجذور ولتاژ تغيير مي نمايد . كنترل سرعت با تغيير ولتاژ تغذيه به گونه اي انجام مي شود كه در سرعت مورد نظر گشتاور بار بوسيله موتور تامين مي شود . از آنجايي كه افزايش ولتاژ به بالاتر از ولتاژ نامي مجاز نمي باشد بنابراين در اين روش افزايش سرعت تا سرعت نامي امكان پذير است. چون گشتاور در لغزش مشخص با مجذور ولتاژ متناسب است لذا جريان رتور مستقيماً متناسب با ولتاژ تفذيه است. در نتيجه نسبت گشتاور به جرسان با كاهش ولتاژ تغذيه كاهش مي يابد . همچينين گشتاور موجود براي يكي بارگذاري حرارتي مشخص براي موتور كاهش مي يابد . گشتاور شكست نيز با مجذور ولتاژ كم مي شود . بنابراين بهره برداري در سرعت هاي پايين و با شرايط حرارتي طبيعي موتور در صورتي امكان پذير است كه گشتاور بار بار كاهش شرعت تقليل بايد بطور مثال مي توان به بارهاي پنكه اي بعنوان اين دسته از بارهاي متغيير اشاره نمود . براي داشتن محدوده وسيعي از تغييرات سرعت لازم است از موتورهاي با لغزش نامي بالا استفاده شود . بنابراين موتورهاي كلاس D افقي سنجابي با لغزش بين 10 تا 20 درصد يا بار نامي و يا موتورهاي رتور سيم بندي شده با مقاومت خارجي بالا بكار گرفته مي شوند . در موتورهاي روتور سيم بندي شده بواسطه آنكه تلفات مسي رتور در مقاومت خارجي ايجاد ايجاد مي شود نسبت به موتورهاي كلاس D مناسب تر مي باشند . لذا مي توان از موتورهاي كوچكتري نيز استفاده نمود .

2- سرعت سنگرون مستقيماً با فركانس تغذيه متناسب است لذا با تغيير فركانس تغذيه سرعت موتور به كمتر و بيشتر از سرعت نامي تغيير مي نمايد . ولتاژ القايي E متناسب با حاصل ضرب فركانس و شار فاصله هوايي است . اگر از لغت ولتاژ استاتور طرف نظر شود مي توان ولتاژ ورودي موتور را متناسب با حاصل ضرب شار و فركاس در نظر گرفت اگر فركانس بدون هيچ تغيير در ولتاژ تغذيه كاهش يابد شار فاصله فاصله هوايي افزايش مي يابد . موتورهاي القايي به گونه اي طراحي شوند كه در نزديكي ناحيه زانويي منحني اشباع مغناطيسي قرار گريند . بناباين افزايش شار باعث مي گردد كه موتور با اشباع مواجه شود كه در نتيجه , منجر به افزايش جريان مغناطيسي , افزايش تلفات هسته , ايجاد هارمونيك در شكل موج جريان و ولتاژ و افزايش نويز صورتي مي گردد همانطور كه افزايش شار باعث بروز شكلات ناشي از اشباع ميگردد. كاهش شار نيز مناسب نمي باشد زيرا ظرفيت گشتاور موتور تقليل مي يابد . لذا تغيير فركانس با تغيير ولتاژ تغذيه همراه است به گونه اي كه شار در موتور ثابت باقي بماند. افزايش فركانس به بيش از فركانس اصلي در ولتاژ ثابت انجام مي شود .

3- در گشتاور بار مشخص , سرعت موتور با افزايش مقاومت رتور كاهش مييابد . ولي سرعت بي باري موتور از تغييرات مقاومت رتور تاثير نمي پذيرد . با كاهش سرعت روتور راندمان موتور و لتفاتت مسي رتور به ترتيب كاهش و افزايش مي يابند . لذا روش كنترل مقاومت روتور همانند روش تغيير ولتاژ تغذيه موتور از نقطه نظر تلفات روش غير مفيدي مي باشد با اينحال سبت به روش كنترل تغذيه مزاياي دارد . از جمه ايجاد گشتاور ثابت و نسبت گشتاور به جريان بالا را مي توان نام برد . كنترل مقاومت رتور با استفاده از يك پل ديودي و يك برشگر پياده سازي مي شود .

4- فرض مي كنيم ولتاژ تزريق شده در فاز رتور باشد . حالت بي باري ايده آل را در نظر مي گيريم كه در آن جريان I بايستي صفر باشد . اگر V جود نداشته باشد جريان I در صورتي صفر است كه موتور در سرعت سنكرون قرار داشته باشد . سرعت موتور در بي باري تا تغيير ولتاژ V از صفر تا E/AT1 به ترتيب از سرعت سنكرون تا سكون تغيير مي نمايد . همچنين اگر V معكوس شود S منفي بوده و در نتيجه سرعت بي باري مي تواند از سرعت سنكرون نيز بالاتر رود . در اين شرايط سرعت نسبي بين ميدان گردان استاتور و ميدان گردان روتور نسبت به حالت موتوري در زير سرعت سنكرون معكوس مي باشند . نتيجتاً جهت و توالي ولتاژ القايي رتور معكوس مي شود . بنابراين براي كار در بالاتر از سرعت سنكرون هم پلاريته و هم توالي فاز ولتاژ تزريق شده به رتور بايستي عوض شوند . همچنين با تغيير شرعت , فركانس ولتاژ اتلقايي رتور نيز عوض مي شود . لذا ولتاژ تزريق شده به روتور بايستي فركانس ولتاژ القايي استاتور را دنبال نمايد.

كنترل با كنترل كننده هاي ولتاژ AC تغييرات ولتاژ تغذيه توسط كنترل كننده ولتاژ AC بدست مي آيد . لازم به يادآوري است كه اين كنترل كننده از يكي منبع AC ثابت يك ولتاژ AC متغيير فركانس ثابت ايجاد مي كند . با اينجال در اين تبديل ضريب قدرت كوچك است و مقدار قابل ملاحظه اي از هارمونيك ها نيز در ولتاژ خروجي كنترل كننده ايجاد مي شود . با كاهش ولتاژ خروجي , ضريب قدرت كاهش و محتويات هارمونيكي افزايش مي يابند . افزايش هارمونيك هات باعث افزايش تلفات و افت ظرفيت موتور ميشوند . گشتاور موتور كه در ولتاژهاي پايين كوچك است كاهش بيشتري مي يابد .

موتورهايي القايي كه با كنترل كننده هاي ولتاژ AC كنترل مي شوند در بارهاي پنكه اي پمپ ا و جرثقيل ها بكار گرفته مي شوند . از كنترل كننده هاي ولتاژ AC در راه اندازي موتورهاي القايي نيز استفاده مي شود . بدليل كنترل غير پله اي ولتاژ موتور و انعطاف پذيري كنترل ناشي از پايين بودنقدرت مدار كنترلي كنترل كننده هاي ولتاژ AC در راه اندازي مزاياي بيشتري نسبت به روشهاي راه اندازي مرسوم همچون راه اندازي با اتوترانسفورمر , راه اندازي با كليه ستاره ـ مثلث و غيره دارند . بري از مزايا عبارتند از : شتاب گيري و كاهش سرعت يكنواخت سادگي در پياده سازي كنترل جريان , حفاظت آسان در مقابل تك فاز كار كردن يا كار بصورت نامتقارن , نياز به نگهداري كمتر در كاربردهايي كه راه اندازي و توقف مكرر خودكار دارند عدم حضور جريان هاي هجومي كه در زمان قطع و وصل ولتاژ خط در اتوترانسفورماتور و راه اندازي ستاره ـ مثلث وجود دارند . هنگاميكه شرايط كاري مناسب هستند. در راه اندازي با كنترلب كننده هاي ولتاژي AC صرفه جويي انرژي هم وجود دارد چونكه موتور را مي توان با ولتاژ بهينه تغذيه نمود. در چنـــين كاربــردهايي كنترل ولتاژ براي كاهش تلفات است نه براي كنترل سرعت. صرفه جويي در انرژي به سه عامل بستگي دارد : بارگذاري موتور , دامنه ولتاژ اعمال شده و كيفيت ساختماني موتور صرفه جويي در انرژي در حالت موتورهاي تك فاز بيش از موتورهاي سه فاز

محركه هاي موتور القايي كنترل شده با فركانس :

در بــــخش هــاي قبل دريافتيم كه با كنترل فركانس موتوراي القايي قفس سنجابي مشخصه هاي ناسبي در شرايط دائم و گذرا بدست مي آيد . يك موتور القايي قفس سنجابي زير نسبت به يك موتور DC دارد . از جمله قيمت ارزان , طول عمر زياد ,. استحكام و قابليت اطمينان بالا را مي توان نام برد . ساختمان رتور موتور فوق سنجابي بگونه اي است كه مي توان آن را در سرعت , قدرت و ولتاژ بالاتر طراحي نود . با اينحال هزينه سيستم كنترل فركانس متغيير به مراتب بيش از هزينه يكسو كننده قابل كنترل ميباشد. در كاربردهاي خاص كه نياز به تعمير و نگهداري نبايستي وجود داشته باشد همچون كاربرد در تاسيسات زير دريايي و زير زميني و همچنين كاربرد در محيط هاي قابل انفجار و آلوده نظير معادن و صانيع شيميايي استفاده از محركه هاي القايي با فركانس متغيير عموميت پيدا كردن است . در اين بخش محركه هاي فركاني متغيير مورد بررسي قرار مي گيرند كه در آنها از مبدلهاي نيمه هادي قدرت استفاده مي شود . اين مبدلها به 3 دسته زير تقيبم بندي مي شوند .

1- اينورتر منبع ولتاژ (VSI)

2- اينوتر منبع جريان (CSI)

3- سيكلوكنوتر

اينورترها DC را به AC با فركانس متغيير تبديل مي كند . اگر خروجي AC اينورتر بصورت يك منبع ولتاژ AC عمل كند به گروه اينورتر منبع ولتاژ تعلق دارد . به همين صورت اگر خروجي AC اينورتر بصورت يك مبع جريان AC عمل كند . ‌آن را اينورتر منبع جريان مي نمايند . سيلكوكنورترها از منبع ولتاژ AC ثابت مي تواند مشخه اي منبع AC فركانس متغيير ولتاژ يا جريان را ايجاد نمايند .

1- به دليل كوچك بودن امپدانس داخلي , ولتار خروجي يك اينورتر منبع ولتاژ با تغييرات بار ثابت باقي مي ماند بنابراين براي محركه هاي تك موتوره و چند موتوره مناسب هستند . با اتصال كوتاه شدن پايانه هاي خروجي جريان به سرعت افزايش مي بايد . زيرا امپدانس داخلي و ثابت زماني ‌آن كوچك هستند. بنابراين حفاظت در برابر اتصال كوتاه توسط سيستم كنترل جريان ميسر سيم و بايستي با فيوزهاي سريع حفاظت انجام شود . براي كنترل سرعت موتور القايي تغييرات همزمان ولتاژ و فركانس لازم است فركاني ولتاژ خروجي اينورتر با تغيير پريود زماني يكي سيكل كنترل مي شود . اينكار بسادگي و با تغيير دادن هادي زماني سيگنالهاي كنترلي انجام مي شود و مولفه اي اصلي ولتاژ خروجي اين اينورتر ثابت است . مولفه هاي اصلي ولتاژ خروجي يك اينورتر را مي توان با تغيير ولتاژ ورودي كنترل نمود . هنگاميكه اينورتر با يكي منبع ولتاژ DC تغذيه مي شوند . وغيره ولتاژ DC ورودي به اينورتر با قرار دادن يكي برشگر بين منبع DC و اينورتر تغيير داده مي شود . بسته به نوع كاربرد از برش افزاينده و يا كاهنده استفاده مي شد . براي حذف اعواجاج ولتاژ DC خرويج برشگر از يكي فيلتر LC بين برگشر و اينورتر استفاده ميشود . فيلتر مزبور از تداخل آثار ولتاژ خروجي برشگر به وردي اينورتر و جريان وردي اينورتر به خروجي برگشت جلوگيري بعمل آيد.

2- به دليل بزرگ بودن امپدانس داخلي يكي اينورر منبع جريان , تغــيير ولتاژ پايانه هاي اينورتر جريان در اثر تغيير بار بسيار بزرگ اس و بنابراين اگر در حالت چند ماشينه از اينورتر جريان استفاده شود . تغيير بار هر يكي از موتورها بر كار ساير موتورها اثر دارد . پي در كاربرد چند ماشينه از اينورتر منبع جريان استفاده نمي شود . خروجي اينورتر منبع جريان مستقل از امپدانس بار است . حفاظت ذاتي در مقابل اتصال كوتاه پايانه هايش دارد. بعلت وجود اندوكتانس پراكندگي ولتاژ لحظه اي بر روي ولتاژ فاز ايجاد مي شود . اضافه ولتاژ فوق در هر لحظه كه جريان فاز تغيير مي نمايد . ايجاد مي شود. اين امر باعث مي شود كه ولتاژ نامي قطعه افزايش يايد . مجموعه هاي خازني مسيري براي عبور در جريان در لحظه اول تغييرات ايجاد مي نمايند . اين امر سبب مي شود كه اضافه ولتاژ تقليل يابد . اضافه ولتاژ فوق با افزايش اندوكتانس پراكندگي موتور افزايش مي يابد . لذا جهت محدود نمودن . اضافه ولتاژ لحظه اي لازم است از خازن با ظـــــرفيت بــزرگتري استفاده شود . در نتيجه زمان لازم جهت يابي جريان از يك فاز به فاز ديگر افزايش مي يابد . همچنين محدود عملكرد فركانس اينورتر تقليل مي بايد. لذا لازم است از موتور با اندوكتانس پراكندگي كوچك استفاده شود . بايد توجه داشت كه نياز فوق بر خلاف نياز مورد نظر در اينورتر ولتاژ مي باشد . در آنجا براي كاهش آثار هارمونيك ها و فيلتر نمودن آنها , موتورهاي بار راكتانس پراكندگي بالاتر ترجيح داده ميشوند. اصلي ترين مشكل يكسوكننده ها منبع جريان ضريب قدرت كم آن در ولتاژ هاي كم اتصال DC مي باشد . مشكل فوق با استفاده از روشهايي نظير يكسو كننده با هرزه گرد كنترل شده يا مدولاسيون پهناي پالس برطرف مي شود .

3- مبدل هايي دوبل به صورت همزمان و يا غير مزمان قابل كنترل مي باشند . يكسوكننده هاي 1 و 2 بصورت يكسوكننده هاي تمام كنترل شده و نيمه كنترل شده متصل مي شوند . مبدل 2 امكان عملكرد در چهار ربع را دارد . اين عمل با ولتاژ و فركانس مختلف انجام مي شود. جريان مثبت با توسط يكسو كننده 1 تغذيه مي گردد . جريان منفي باز نير توسط يكسو كننده 2 تغذيه ميشود . در شرايطي كه يكسو كننده ها بصورت غير همزمان كنترل شوند . فقط يكي از يكسو كننده ها در هر لحظه هدايت جريان را به عهده دارد . يكسو كننده 1 براي جريان مثبت كنو يكسو كننده 2 براي جريان منفي هدايتي جريان بار را به عهده مي گيرند . يكسوكننده 1 در شرايطي كه ولتاژ مثبت با شد به صورت يكسو كننده و در شرايطي كه ولتاژ منفي است به صورت اينورتري عمل مي نمايد. عكس شرايط فوق براي يكسو كننده 2 صادق است. در شرايطي كه از كنتترل همزمان استفاده مي شود . هر دو مبدل بطور همزمان در مدار قرار دارند. زماني كه جريان AC گردشي در نتيجه اختلاف لحظه اي ولتاژ پايان هاي يكسو كننده هاي ايجاد مي گردد . از اندوكتانسهاي L2 , L1 براي محدود نمودن . جريان گردشي AC استفاده مي شود . مبدل دوبل فوق همانند يك سيلكوكنورتر تك فاز عمل مي كند . سيستم فوق اين امكان را فراهم مي سازد كه از منبع ولتاژ فركاني ثابت منبع ولتاژ فركانس متغير بدست مي آيد . سيلكوكنورتر سه فاز از سه سيلكوكنورتر تك فاز كه سيگنالهاي مرجع آن 120 درجه اختلاف فاز دارند بدست مي آيد . براي جلوگيري از واكنش بين دو مبديل هر مبدل با سيم بندي مشتق از يكي ترانسفورماتور سه فار تغذيه مي شود . فركانس ولتاژ خروجي سيلكو كنوتر از فركانس تغذيه كمتر است با هر افزايش در فركانس بار , هارمونيك هاي جريان و ولتاژ افزايش مي يابند . متناسب با اينكه بار تا چه حد مي توان هارمونيك هاي جريان را تحمل كند . حداكثر فركانس خروجي محدود مي گردد . يك سيلكو كنورتر سه فاز 36 عدد تريستور نياز دارد. كه تعداد تريستورها را ميتوان به عدد 1 نيز تقليل محركه هاي موتور القايي كنترل شده با سيلكوكنورتر در محركه هاي قدرت بالا با محدوده سرعت پايين , همچون صنايع نورد فلزات و در ماشينهاي حفاري در معادن استفاده مي شود .

باردهي ترانسفورماتور

ابتدا بايد گفته شود كه مطلوب ترين شرايط براي كار يك ترانس اين است كه با تمام ظرفيت تحت سرويس بوده و ايزولاسيون آن نيز نبايد از حد مجاز تجاوز ننمايند.

اضافه بار مجاز

عملا منحني مصرف بار الكتريكي كه در طول شبانه روز غير يكنواخت بوده و در فاصله زماني مشخصي مقدار ماكزيمم خود را خواهد داشت .

از طرف ديگر با توجه به اين حقيقت كه عمر مفيد هر نوع از عايق هاي الكتريكي پس از جذب ميزان معيني حرارت به اتمام مي رسد , مي توان در ماقع پيك بار , ترانس را به صورتي تحت اضافه بار قرار داد كه اضافه فساد عايق در اين پريود درست به اندازه كمبود فساد آن در زمان مينيمم بار باشد .

به اين ترتيب عايق عمر مفيد معين شده خويش را حفظ نموده و دچار خرابي زودرس نخواهد گرديد . اين اضافه بار كه معمولا به صورت درصدي از بار نامي بيان مي شود , بستگي به ميزان غير يكنواختي منحني بار , روش خنك كردن ترانس و ضريب انتقال حرارت آن دارد . اضافه بار مجاز براي زمان هاي كوتاه براي ترانس به شرح زير مي باشد .

1) ترانسهاي روغني

30	45	60	75	100	اضافه بار مجاز (درصد)
120	80	45	20	10	زمان اضافه بار (دقيقه)

2) ترانسهاي خشك

20	30	40	50	60	اضافه بار مجاز (درصد)
60	45	32	18	5	زمان اضافه بار (دقيقه)

در شرايط اضطراري ممكن است ترانسها را حتي روزانه 6 ساعت و حداكثر تا 5 روز متوالي تحت 40 درصد 40 درصد اضافه بار قرار داد. البته در اين صورت بار ميانگين ترانس در طول 24 ساعت نبايد از 93/0 بارنامي تجاوز نمايد.

شرايط پار الل كردن و باردهي اقتصادي براي ترانسفورماتورها

وقتي كه ترمينالهاي مشابه اوليه و ثانويه دوترانس (يا بيشتر ) به يكديگر متصل شوند گفته مي شود كه آنها بصورت پارالل كارمي كنند.

اين عمل معمولاً ا زطريق باسهاي ويژه و يا مستقيماً روي شبكه انجام مي گيرد. براي پارالل كردن چند ترانس شرايط زير بايد برقرار باشد.

1) ترانس هاي روغني

2) ترانس هاي خشك

در شرايط اضطراري ممكن است ترانس ها را حتي روزانه 6 ساعت و حداكثر تا 5 روز متوالي تحت 40 درصد اضافه بار قرار دارد . البته در اين صورت بار ميانگين ترانس در طول 24 ساعت نبايد از 93/0 بار نامي تجاوز نمايد .

شرايط پارالل كردن و باردهي اقتصادي براي ترانسفورماتورها

وقتي كه ترمينال هاي مشابه اوليه و ثانويه دو ترانس (يا بيشتر) به يك ديگر متصل شوند گفته مي شود كه آن ها به صورت پارالل كار مي كنند .

اين عمل معمولا از طريق باس هاي ويژه و يا مستقيما روي شبكه انجام مي گيرد .براي پارالل كردن چند ترانس بايد برقرار باشد :

1) كليه ترانس ها بايد داراي گروه هاي اتصال يكسان باشند.

2) ولتاژ نامي ونسبت تبديل ترانس ها بايد يكسان باشد .

3) ولتاژ اتصال كوتاه (امپدانس اتصال كوتاه ) ترانسفورماتورها بايد برابر باشند .

اگر در يك پست برق چند ترانسفورماتور به طور پارالل وجود داشته باشد , شرايط كار اقتصادي ايجاد مي نمايد كه بر حسب مقدار بار مصرفي , تعداد مشخصي از ترانسفورماتورها در مدار قرار گيرند .

اين تعداد بر اين اساس انتخاب مي شوند كه تلفات انرژي به حداقل ممكن برسد و البته مناسب ترين وضعيت حالتي است كه در اين انتخاب علاوه بر تلفات در خود ترانسفورماتورها تلفات بار اكتيو و راكتيو در شبكه نيز مد نظر قرار گيرد .

ارقام 0 تا 11 مبين گروه اتصال بوده و مشخص مي كند كه بردار ولتاژ يك فاز (در اتصال ستاره ) در فشار قوي چند برابر 30 درجه نسبت به ولتاژ همان فاز (دراتصال ستاره) در طرف فشار ضعيف و در جهت مثبت متلتاتي اختلاف فاز دارد .

اتصال ترانسفورماتورها با گروه هاي اتصال غير مشابه به همديگر به هيچ وجه امكان پذير نمي باشد . براي درك حادثه هاي كه ممكن است در اثر اتصال چنين ترانسفورماتورهايي پيش آيد كافي است متذكر شود كه اگر بردارهاي ثانويه دو ترانس فقط 30 درجه اختلاف فاز داشته باشند , جريان متعادل كننده از 3 تا 5 برابر جريان نامي تجاوز خواهد نمود .

همچنين اختلاف كوچكي در نسبت تبديل دو ترانس پارالل شونده , منجر به جريان متعادل كننده نسبتا زيادي شده و ترانسفورماتوري كه داراي ولتاژ ثانويه بيشتر است بار زيادتري به خود جذب مي نمايد .اگر چند ترانس با امپدانس اتصال كوتاه هايي مختلف به صورت پارالل بسته شوند توزيع بار بين آن ها به طور مستقيم با ظرفيت نامي و به طور معكوس متناسب با امپدانس اتصال كوتاه خواهد بود .

نسبت بين ظرفيت نامي ترانس هايي كه قرار است به طور پارالل كار كنند نبايد از 3:1 تجاوز نمايد , زيرا اگر چه امپدانس اتصال كوتاه دو ترانس تيز مساوي باشند , مولفه هاي اكتيو و راكتيو آندو معمولا با هم اخلتاف داشته و اين اختلاف در ترانسفورماتورهاي با ظرفيت پايين بارزتر مي باشد .

حال چنانچه امپدانس هاي اتصال كوتاه نيز بيش از 10 درصد تفاوت داشته باشد , اختلاف بين مولفه هاي فوق شديد تر بوده و نتيجتا كار پارالل كردن آن ها به خاطر وجود جريان متعادل كننده با اشكال مواجه خواهد شد .پس از اتمام عمليات نصب و يا تعميرات اساسي معمولا ترانسفورماتورها مورد تست هاي مخصوص قرار داده و بعد از اطمينان از حصول شرايط كار پارالل تحت سرويس قرارمي دهند .

تنظيم ولتاژ

تنظيم ولتاژ در شبكه برق به كمك تپ چنجر و يا با كم يا زياد كردن تعداد دورهاي سيم پيچ ترانسفورماتور صورت مي گيرد . اغلب ترانسفورماتورهاي اصلي شبكه برق مجهز به تپ چنجر چنجر هايي هستند كه زير بار كار كرده و در طرف فشار قوي ترانس نصب مي شوند . اين تپ چنجرها در واقع وقتي كه ولتاژ فشار قوي از حد مجاز انحراف پيدا كند , با تغيير دادن نسبت ولتاژ طرف فشار ضعيف را در مقدار نامي تثبيت مي نمايند . از نطر نوع تپ چنجرها را به دو دسته مي توان تقسيم نمود . در نوع اول نسبت تبديل ترانسفورماتور در حالت قطع كامل از شبكه و به كمك چند حلقه سيم پيچ اضافي تغيير داده شده ودر نوع دوم تغيير نسبت تبديل در حالت اتصال كامل به شبكه و زير بار انجام مي گيرد .

مثلا در ترانسفورماتورهاي كاهنده توزيع برق , چهار تپ وجود دارد كه به كمك آن ها مي توان نسبت تبديل ترانسفورماتور را در حالت بي باري و به ميزان 5+ , 5/2 + , 5/2 _ , و 5_ درصد مقدار نامي تغيير داد .

تپ چنجر ها معمولا در مخزن جداگانه اي در مجاورت تانك ترانس (به طوري كه از بيرون به صورت يكپارچه ديده مي شوند) نصب شده و محور عمل كننده آن ها در بالاي ترانس قرار دارد . طبيعي است كه در لحظات تغيير يك تپ به تپ ديگر مدار ترانسفورماتور قطع خواهد شد . براي تثبيت ولتاژ وقتي كه ولتاژ در ترمينال هاي طرف فشار ضعيف افزايش مي يابد , بايد تعداد دور سيم پيچ فشار قوي را به ميزان مناسب كاهش داده و برعكس اگر ولتاژ در طرف فشار ضعيف كاهش يابد بايد تعداد دور در طرف فشار قوي را به ميزان مناسب افزايش داد .

بيشترين حوادثي كه براي يك ترانس پيش مي آيد ناشي از عيوبي است كه در سيتم تپ چنجر آن بروز مي نمايد . اين عيوب عمدتا عبارتند از :

گرم كردن و سوختن كنتاكت ها , جام كردن محور تپ چنجر , شل و لق شدن اتصالات مكانيكي و ضعيف شدن كنتاكت هاي الكتريكي .

به همين جهت مكانيزم تپ چنجر بايد به طور مرتب و دوره اي تحت مراقبت و بازرسي قرار گيرد . در تپ چنجرهاي زير بار معمولا با استفاده از يك زير بار معمولا با استفاده از يك تپ كمكي مانع قطع مدار جريان در پريود تعويض تپ مي شوند كه اين عمل كه به كمك سوئيچ مخصوصي در داخل مخزن مخصوص تپ چنجر صورت مي گيرد .

مكانيزم تپ چنجر زير بار ممكن است از طريق تابلوي كنترل مربوطه فرمان داده شده ويا بطور اتوماتيك وتحت كنترل رله هاي ولتاژي عمل نمايد .

مشخصات فني و ويژگي هاي ترانسفورماتورهايي كه عمومادر شبكه هاي توزيع و انتقال برق به كار برده مي شوند در استانداردهاي معتبر بين المللي بيان شده است .

تپ چنجرهاي زير بار در بعضي از ترانس ها مجهز به سيستمهاي كنترل اتوماتيك بوده و ولتاژ شبكه را بر حسب تغييرات بار تا 15=درصد تنظيم مي نمايد .

اكر سيستم كنترل اتوماتيك يك تپ چنجر معيوب شود بايد ترانس را كلا از مدارخارج كرده و تحت تعمير قرار داد.

تپ چنجر زي بار بايد اصولا داراي فرمان از راه دور بوده و هيچگونه تغيير تپ دستي براي ترانسفورماتورهاي مجهز به سيستم تپ چنجر زير بار مجاز دانسته نشده است.

امروزه رگولاتورهاي ولتاژ كريستالي به جاي رگولا تورهاي الكترومكانيكي كاربرد وسيعي جهت تنظيم ولتاژ در شبكه ها ي برق پيدا كرده اند.

اين رگولاتورهاكه مستقما به تپ چنجر فرمان مي دهند معمولا داراي سيستم حفاظت و سينگال ويژه اي بوده و در صورت لزوم مي توان مجموعه رگولاتور را از مدار خارج نمود .

ضمنا تنظيم نقطه كار اين رگولاتورها نيز از راه دور مسير مي باشد .تپ چنجرهاغالبا مجهز به كنتورشمارنده هستند كه تعداد دفعات عملكرد ان رانشان مي دهدو طبق دستور العمل كارخانه برحسب مورد پس ازهر

10000تا20000كليد زني ,كنتاكتهاي تپ چنجر بايد بازرسي شده وعيوب احتمالي آن بر طرف گردد

براي انجام اين عمل بايد روغن مخزن تپ چنجر را تخيله نمود ,البته علاوه بر اين تپ چنجر هاي زير بايد حداقل سال يك بار مورد بازرسي وتست قرار گرفته و قسمتهاي گردنده ومحلهاي كه تحت اصطكاك قراردارند نيز هر شش ماه يكبار روغن كاري شوند.اگر چند ترانس كه به صورت پارالل كار مي كنند داراي رگولاتورهاي اتوماتيك باشند , بايد توجه نمود كه عملكرد رگولاتورها بايد كاملا همزمان ومشابه باشند واگر رگولاتور اتوماتيك وجود نداشته باشد ,براي به حداقل رساندن جريان متعادل كننده ,تغيير تپ بايد قدم به قدم صورت گرفته واختلاف بيش از يك تپ بين دو ترانس ايجاد نگردد.

تنظيم ولتاژ ممكن است توسط اتوترانسفورماتورها و يا بوستر ترانسفورماتورها نيز صورت گيرد . بوستر ترانسفورماتور از يك و يا به ترانس سري و يك ترانس تغذيه كننده ان تشكيل مي شود بطوريكه سيم پيچ ثانويه ترانس با سيم پيچ ترانسفورماتورهاي كه لازم است ولتاژ آن تنظيم شود بطور سري بسته شده و اوليه ان به ثانويه ترانس تغذيه كوپل مي شود

مراقبت و نگهداري از ترانسهاي قدرت

زمين زير ترانس هاي روغني بايد به طرف چاهك مخصوص روغن شيببندي شده و روي ان رابا قلوه سنگ تميز به ارتفاع حداقل 25سانتيمتر پر شود .چاهك روغن كه لوله تخليه نيز براي ان پيش بيني مي شود معمولا در كنار ديوار ساخته شده وبايد به طور مرتب توسط اپراتور بازديد شود .

بايد مراقبت نمود كه روغن قابل اشتغال در ترنچهاي كابل و يا منولهاي ديگر موجود در محوطه نفوذ ننموده وضمنا در اتاق ترانس بايد شن خشك در جبعه هاي مخصوص و همچنين لوازم ديگر اطفا حريق وجود داشته باشد .

يك ترانس رابعد از اتمام عمليات نصب ,بايد تحت تست ها و بررسيهاي لازم قرارداده وپس از ان در سرويس گذاشت هدف از اين تست ها عبارت از حصول اطمينان از عملكرد صحيح رله ها ومدارات حفاظتي اينتر لاكهاي دژنكتورها ,چك كردن كليه ترمومترها , چك كردن سطح روغن در كنسرواتور و اطمينان از بر قرار بودن ارتباط ان با تانك ترانس .

قبل از اتصال ازمايشي ترانس كه در ان فقط دژنگتورهاي طرف اوليه بسته مي شود, اپراتور بايد كليه شير هاي روغن رادياتورها و كنسرواتور را بازديد كرده و از عدم وجود هوا در رله بوخهلتز اطمينان حا صل نمايد .

همچنين قسمتهاي مختلف ترانس وتجهيزات جانبي انرا كه در فضاي ازاد قرار دارند تا سر دژنكتورها باز بيني كرده ودقت نمايد كه روي ترانسفورماتور اشيا اضافي وجود نداشته باشد ,تانك ترانس به طور محكم وموثر به زمين وصل شده باشد ,روغني از ترانس نشت ننمايد واتصالات برقگيرهاي حفاظتي كه معمولا در جلوي ترانس وروي خط فشار قوي نصب ميشوند برقرارباشد .