التعليم الصناعى كل مايتعلق بمناهج وامتحانات التعليم الصناعى


الملاحظات


إضافة رد
 
أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
  #1  
قديم 11-18-2011
مهندس محمد ابراهيم مهندس محمد ابراهيم غير متواجد حالياً
..:: مهندس محمد ابراهيم ::..
 
تاريخ التسجيل: Oct 2011
المشاركات: 34
افتراضي المولدات التزامنية ( التوافقية )

1- 1 مقدمة :
مولد التيار المتزامن Alternator or Synchronous Generator أو المولد الكهربى عموما هو آلة لتحويل الطاقة الميكانيكية ( الحركية ) إلى طاقة كهربية ويعتمد فى نظرية عمله على الحقيقة التى تقول :
إذا تحرك موصل فى مجال مغناطيسى فإنه تتولد فى هذا الموصل قوة دافعة كهربية (ق.د.ك) (e.m.f) Electromotive Force تتوقف قيمتها على طول الموصل وشدة المجال المغناطيسى ( كثافة الفيضB Flux Density ) وسرعة حركة الموصل واتجاه الحركة ، حيث تكون قيمة القوة الدافعة الكهربية أكبر ما يمكن إذا كان إتجاه الحركة عمودياً على إتجاه المجال المغناطيسى .
وتحدث نفس النتيجة سواء كان الموصل هو المتحرك والمجال ثابت أو الموصل ثابت والمجال هو المتحرك .
فإذا قطع موصل مجال مغناطيسى فإنه يتولد به قوة دافعة كهربية مستنتجه وهذه القوة الدافعة الكهربية تسبب مرور تيار إذا اغلقت دائرة الموصل عن طريق الحمل ويوضح شكل (1-1 أ ، ب) تركيب مبسط لمولد تيار متردد يتكون من ملف متحرك من النحاس ذو لفة واحدة مستطيلة الشكل .
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image003.gif[/IMG]




وتحصل هذه المولدات على الطاقة المحركة اللازمة لإدارتها من عدة مصادر نذكر منها :
أ – طاقة الوضع عن طريق مساقط المياه
ب – الطاقة الحرارية عن طريق حرق بعض أنواع الوقود مثل الفحم أو البترول أو الغاز الطبيعى .
جـ - الطاقة النووية
د – طاقة الرياح
تستعمل المولدات المتزامنة ( أحيانا تسمى التوافقية) الضخمة ذات الثلاثة أوجه فى محطات توليد القدرة الكهربية لتوليد التيار المتغير بجهود تتراوح بين 500 فولت حتى 25 كيلوفولت وقدرات مقننة تصل إلى 750 ميجا فولت أمبير .

1-2 أنواع مولدات التيار المتزامنة :
تنقسم مولدات التيار المتردد المتزامنة من حيث عضو الاستنتاج إلى :
أ – مولد يكون فيه عضو الاستنتاج (المنتج) ثابت والأقطاب هى العضو الدائر
وتمتاز هذه المولدات بقدراتها الكهربية الكبيرة ( قد تصل إلى 1000 ميجاوات وجهد يصل إلى 33 كيلوفولت) وهذا النوع شائع الاستعمال .
ب – مولد يكون فيه عضو الاستنتاج هو الدائر والأقطاب المغناطيسية هى الثابت ويستخدم هذا النوع من المولدات فى حالات خاصة وبقدرات صغيرة وجهد منخفض وهوغير شائع الاستخدام .
وتمتاز المولدات ذات المنتج الثابت عن المولدات ذات المنتج الدائر بالآتى :
1- سهولة تثبيت وربط وعزل ملفات المنتج وعزل أطرافها جيداً
2- سهولة الحصول على التيار الكهربى المستنتج بجهود عالية من أطراف المنتج إلى الدائرة الخارجية مباشرة
3- توفير فى حجم حلقات الانزلاق وسهولة عزلها جيداً حيث تستخدم لتغذية الأقطاب بتيار مستمر D.C ذو جهد منخفض .
4- إتزان المولد وعدم تعرض ملفات المنتج للتفكك نتيجة الحركة الدورانية
لهذه الأسباب نستخدم المولدات ذات المنتج الثابت .

1- 3 تركيب المولدات المتزامنة للتيار المتردد :
ملحوظة هامة : تركيب مولدات الوجه الواحد ومولدات الثلاث أوجه لا يختلف إلا فى عددالملفات فى عضو الاستنتاج فقط .
وتتكون المولدات التوافقية ( المتزامنة ) من عضوين رئيسيين هما :
( أ ) العضو الثابت Stator ( ب ) العضو الدائر Rotor
ونظراً لكبر مقادير القدرات المقننة التى تنتجها هذه المولدات فإنها تتطلب نظاماً خاصاً فى التركيب والتصميم بحيث يكون العضو الذى يتولد فيه التيار المتردد ثابتاً لا يدور بينما تكون الأقطاب هى التى تدور – كما يجب أن تكون المواد الداخلة فى صناعة المولدات المتزامنة ذات جودة عالية سواء كانت مواد موصلة أو مواد عازلة أو مواد مغناطيسية .

( أ ) العضو الثابت Stator
العضو الثابت فى المولد المتزامن يحمل الملفات التى يتولد فيها التيار المتردد ويوضح شكل ( 1 – 2 ) رسما توضيحيا للعضو الثابت لأحد المولدات التوافقية



[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image004.gif[/IMG]
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image006.jpg[/IMG]




ويصنع العضو الثابت فى المولد التوافقى من ثلاثة أجزاء رئيسية هى :
أ - الهيكل الخارجى Frame
ب - مجموعة الرقائق Laminations
جـ - ملفات المنتج Armature Windings

أ - الهيكل الخارجى Frame :
يتكون الهيكل الخارجى من مجموعة من الحلقات المصنوعة من الصلب ومتصلة مع بعضها بواسطة أنابيب وقضبان طولية وبها مجارى وفتحات للتهوية شكل ( 1- 3 ) .
يعمل الهيكل على حمل صفائح أو حلقات العضو الثابت داخله ، هذا الهيكل الخارجى ليس له أى فائدة مغناطيسية كما هو الحال فى مولدات التيار المستمر

[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image007.gif[/IMG][IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image009.gif[/IMG]



ب - مجموعة الرقائق Laminations
مجموعة الرقائق تُكون قلب المنتج وتصنع هذه الرقائق من الصلب السليكونى Silicon Steel وتعزل عن بعضها بإستخدام الورق أو الورنيش لمقاومة التيارات الإعصارية ، ويتراوح سمك الصفيحة الواحدة ( الرقيقة الواحدة ) من 0.35 ملليمتر إلى حوالى 0.5 ملليمتر ، تضغط الرقائق مع بعضها جيداً بمسامير البرشام ويرش عليها طبقة من الورنيش العازل لتكون القلب الحديدى لقلب المنتج ، ثم تشحط داخل الهيكل الخارجى وتثبت فيه جيداً بطريقة تمنع الاهتزازات الميكانيكية ، وتمنع كذلك تأثير القوة الطاردة المركزية عليها .
وفى المولدات الكبيرة تصنع هذه الرقائق من عدة قطع ثم تجمع مع بعضها لتأخذ شكلاً دائرياً كما هو موضح فى شكل ( 1- 4 ) .



[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image010.gif[/IMG]
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image012.gif[/IMG]

جـ - ملفات المنتج Armature Windings
تصنع ملفات المنتج من أجود أنواع النحاس وقد توصل مع بعضها لتكون دائرة ذات طرفين إذا كان المولد ذا وجه واحد ( Single Phase ) أو توصل فى ثلاث مجموعات ذات ستة أطراف قد توصل نجمة أو دلتا إذا كان المولد ثلاثى الأوجه (Three Phase) توضع الملفات فى مجارى (Slots) العضو الثابت ، وتوزع على محيط الآلة كما تعزل عن بعضها وكذلك تكون معزولة عن القلب الحديدى بمادة عازلة ، تعتمد المادة العازلة المستخدمة على قيمة الجهد المتولد من المولد التوافقى وكذلك على أقصى درجة حرارة ممكن أن تصل إليها الملفات .
تصنع الملفات إما من طبقة واحدة (Single Layer) أو من طبقتين (Double Layer) فى المجرى الواحدة على المحيط الداخلى للعضو الثابت ، وتعزل عن بعضها بإستخدام الميكانيت وتشبع بالبيتومين المضغوط .

توصل ملفات العضو الثابت بعد إتمام عملية اللف إما على شكل نجمة (Star Y) وإما على شكل دلتا (Delta ∆ ) وعموماً تفضل توصيلة النجمة للمولدات التوافقية للاسباب الآتية :
أ – فى حالة توصيلة النجمة تكون قيمة جهد الوجه Phase Voltage مساوية لقيمة جهد الخط Line Voltage مقسومة على ([IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image014.gif[/IMG] ) أى أن قيمة جهد الوجه تساوى 0.577 من قيمة جهد الخط وبالتالى تقل عدد اللفات فى حالة توصيلة النجمة بمقدار 0.577 عنها فى حالة توصيلة الدلتا .
ب- تقل أيضا كمية المادة العازلة المستخدمة فى حالة توصيلة النجمة وبالتالى تقل كذلك تكاليف العزل
جـ - فى حالة توصيلة النجمة تنعدم التوافقيات الثالثة ومضاعفاتها وبالتالى يتحسن شكل موجتى الجهد والتيار .
د – تعمل توصيلة النجمة للمولد التوافقى على اتاحة الفرصة لتوصيل سلك رابع من نقطة النجمة يسمى خط التعادل ( الحياد ) ويعتبر خط التعادل ميزة كبيرة لتوزيع القدرة الكهربية على أربعة أسلاك فى بعض الأحمال مثل الإنارة .

مما سبق يمكن استخلاص الخصائص الآتية لملفات المولدات التوافقية :
1- فى حالة الملفات الثلاثية الأوجه تكون بينها إزاحة وجه مقدارها 120 درجة .
2- توصيل الملفات الثلاثية الأوجه يكون غالبا على شكل نجمة Y
3- ممكن أن توضع الملفات من طبقة واحدة – ولكن وضع الملفات طبقتين بالمجرى هو الأكثر استخداماً .


( ب ) العضو الدائر Rotor
يمثل العضو الدوار فى المولدات المتزامنة – عضو التوليد – حيث يتم فيه توليد الفيض المغناطيسى (Magnetic Flux) والدوران به أمام موصلات العضو الثابت ، يختلف تصميم هذا العضو بإختلاف نوع الآلة المحركة وسرعتها كما يختلف عدد الأقطاب المغناطيسية المركبة عليه طبقاً لإختلاف تردد التيار المطلوب وسرعة دوران العضو الدوار ، تتم تغذية ملفات الأقطاب المغناطيسية (Field Winding) من منبع للتيار المستمر لتوليد خطوط قوى مغناطيسية (فيض مغناطيسى) ثابتة القيمة ، يمكن تقسيم أنواع العضو الدائر فى مولدات التيار المتغير إلى النوعين التاليين :
أ - العضو الدائر ذو الأقطاب البارزة
ب - العضو الدائر الأسطوانى (ذو الأقطاب الغاطسة)

أولاً : العضو الدائر ذو الأقطاب البارزة :
وهو عبارة عن طارة كبيرة تبرز منها الأقطاب المغناطيسية التى قد يصل عددها إلى ثمانين قطباً موزعة على محيطها الخارجى كما هو موضح فى شكل (1-5) .
لا يصلح هذا النوع إلا فى السرعات المتوسطة والبطيئة والتى تتراوح من 80 لفة فى الدقيقة إلى 600 لفة فى الدقيقة ، يرجع السبب فى عدم استعمال هذا النوع من الأقطاب فى السرعات العالية بسبب مفاقيد الاحتكاك بين الهواء والأقطاب البارزة مما ينتج عنه فقد جزء كبير من القدرة الكهربية المتولدة ، كذلك فإن دوران الأقطاب البارزة عند السرعات العالية يسبب حدوث صفير مزعج بالإضافة إلى أنه يصعب صنع أقطاب بارزة تكون متينة بدرجة كافية لتقاوم الجهود الميكانيكية الكبيرة التى تنشأ عن السرعات العالية .

تستخدم الأقطاب البارزة فى المولدات المتزامنة التى تدار بالتوربينات المائية ، وقطر العضو الدوار فى هذه الحالة يكون كبيراً إذ قد يصل إلى أربعة أمتار لكى يستوعب على محيطه العدد الكبير من الأقطاب البارزة ، وعمود الادارة المحورى صغير وقد يكون عمود الادارة إما أفقياً وإما رأسياً طبقاً لنوع التصميم .
يتم تغذية ملفات الأقطاب بالتيار المستمر عن طريق وضع حلقتى انزلاق (Slip Rings) على عمود الادارة (Shaft) .
تصنع حلقتا الانزلاق من النحاس ويتم عزلهما عن بعضهما وعن عمود الإدارة بإستخدام الميكانيت .




[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image015.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image017.jpg[/IMG]
( أ ) ( ب ) ( جـ )
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image019.jpg[/IMG]
(د)











ثانياً : العضو الدائر الأسطوانى (ذو الأقطاب الغاطسة) :
يصنع من قلب اسطوانى عبارة عن رقائق من الصلب السليكونى بالإضافة إلى محور يثبتان معاً كقطعة واحدة ، ثم تفتح مجارى طولية (Slots) موازية لمحور العضو الدائر وذلك لتكوين قلوب الأقطاب المغناطيسية التى تلف حولها ملفات التغذية ، تحزم ملفات التغذية بسلك رباط يلف حول الجسم الاسطوانى للعضو الدائر وذلك لمنع الملفات من الخروج من المجارى عند السرعات العالية كما هو موضح بشكل (1-6) .
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image020.gif[/IMG]


[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/XPPRES%7E1.USE/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image022.gif[/IMG]





يوضع بالمجارى ملفات تتصل مع بعضها فى النهاية لتكون أقطاب شمالية وجنوبية ، وتكون الملفات مرتبه بحيث تجعل كثافة الفيض المغناطيسى أكبر ما يمكن عند خط مركز القطبية .

ملفات الإخماد Damper Windings :
تصنع من قضبان من النحاس وتوضع فى مجارى بأحذية الأقطاب ثم تقصر من الأطراف بقضبان نحاسية مكونه (قفص سنجاب) وفائدة هذه الملفات :
1- تلاشى تأثير رد فعل عضو الاستنتاج
2- إخماد الاهتزازات التى تؤثر على سرعة التزامن فى المولدات
3- تستخدم كعضو دائر قفص سنجاب لبدء حركة المحرك التوافقى فى حالة استخدام الآلة كمحرك
وجدول (1-1) يوضح مقارنة بين المولد ذو العضو الدائر ذو الأقطاب البارزة والمولد ذو العضو الدائر ذو الأقطاب الغاطسة .

جدول ( 1 – 1 )
رد مع اقتباس
اقرأ ايضا جديد الأخبار لحظه بلحظه على ايجي لفرز
قديم 11-18-2011   #2
.:: Mr.KaRiM ::.
.:: الإشــراف العــام ::.
 
تاريخ التسجيل: Feb 2010
الدولة: الشرقية/مشتول السوق
المشاركات: 1,104
افتراضي رد: المولدات التزامنية ( التوافقية )

بتغييب تغيب وتجيجى بمواضيع جامدة
تسلم ايدك

.:: Mr.KaRiM ::. غير متواجد حالياً   رد مع اقتباس
إضافة رد

الكلمات الدلالية (Tags)
المولدات, التزامنية, التوافقية
تعليقات زوار الموقع على الفيس بوك


أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

الانتقال السريع


الساعة الآن 01:15 AM.


Follow @elmaazon تابع ايجى لفرز على الفيس بوك وتويتر لحظه بلحظه