دانلود گزارش کارآموزی در شرکت الکتروتکنیک رازی

موتورهای القائی :

موتورهای القایی بخصوص موتورهای قفس سنجابی مزایایی نسبت به موتورهای DC دارند . از مواردی نظیر نیاز به نگهداری کمتری , قابلیت اطمینان بالاتر , هزینه, وزن , حجم و اینرسی کمتر , راندمان بیشتر , قابلیت عملرکد در محیط های با گرد و غبار و در محیط های قابل انفجار را می توان نام برد. مشکل اصلی موتورهای DC وجود کموتاتور و جاروبک است , که نگهداری زیاد و پر هزینه و نامناسب بودن عملکرد موتور در محیط های بار گرد و غبار بالا و قابل انفجار را بدینال دارد. با توجه به مزایای فوق در تمامی کاربردهای , موتورهای القایی بطور وسیع بر سایر موتورهای الکتریکی ترجیح داده می شوند . با اینحال تا حدی پیش از موتورهای القایی فقط در کاربردهای سرعت ثابت استفاده شده است . و در کابردهای سرعت متغییر موتورهای DC ترجی داده شده اند. این امر ناشی از آن است که روشهای مرسوم در کنترل سرعت و موتوهای القایی هم غیر اقتصادی و هم دارای راندمان کم بوده است .

با بهبود در قابلیت ها و کاهش در هزینه تریستورها و اخیراً در ترازیستورهای قدرت و GTO ها امکان ساخت محرکه های سرعت متغییر با استفاده از موتورهای القایی بوجود آمده است که در برخی موارد حتی از نظر هزینه و عملکرد از محرکه های با موتور DC نیز پیشی گرفته اند. در نتیجه این پیشرفت ها , محرکه های موتورهای القایی در برخی کاربردهای سرعت متغییر بجای محرکه های DC مورد استفاده قرار گرفته اند . پیش بینی می شود در آینده موتورهای القایی بطور گسترده در محرکه های سرعت متغییر مورد استفاده قرار خواهند گرفت .

راه اندازی :

زمانیکه موتور القایی بطور مستقیم به ولتاژ خط متصل می شود . جریان راه اندازی بزرگی را می کشد. در شرایطی که امپدانس داخلی منبع تغذیه بزرگ و یا ظرفیت جریان خروجی آن محدود باشد و راه اندازی موتور موجب افت ولتاژ خط می شود . در نتیجه سایر بارهای متصل به آن منبع تغذیه دچار اشکال می گردند . لذا لازم است . با استفاده از روشهایی جریان راه اندازی محدود شود . رفتار موتورهای فقس سنجابی در شرایط راه اندازی با توجه به نوع آن (کلاس موتور ) متفاوت می باشد. راه اندازی موتورهای روتور سیم پیچی شده با افزایش مقاومت خارجی روتور انجام می شود و جریان راه اندازی نیز محدود می شود . روش های دیگری هم وجود دارد که هم در مورد موتورهای قفس سنجابی و هم در مورد روتور سیم بندی شده کاربرد دارند . بطور مثال می توان از کاهش ولتاژ تغذیه , تغییر فرکانس استاتور و یا افزایش امپدانس استاتور نام برد. در موتورهای رتور سیم بندی شده همچنین از تزریق ولتاژ در مدار رتور نیز به منظور کاهش جریان راه اندازی می توان استفاده نمود . از این روشها بجز روش افزایش امپدانس استاتور در کنترل سرعت موتورها نیز استفاده می شود که در قسمت های بعدی مورد بحث قرار می گیرند . از روشهای متعارف کاهش جریان را اندازی , کاهش ولتاژ تغذیه است که توسط کلیه ستاره مثلث و یا اتوترانس انجام می شود . با تغییر سیم بندی از مثلث به ستاره وجریان و راه اندازی با ضریب 3/1 و گشتاور راه اندازی با ضریب3/1 تقلیل می یابند . موتورهای بزرگ معمولاً با دو سیم بندی در استاتور طراحی می شوند. بطوریکه در حالت عادی معمولاً هر دو سیم بندی بطور موازی در مدار قرار می گیرند و در طی مرحله راه اندازی فقط یکی از سیم بندی در مدار قرار می گیرند . این کار باعث افزایش امپدانس معادل موتور شده و در نتیجه جریان راه اندازی محدود می شود . این روش بنام روش راه اندازی با سیم بندی کسر (PORT WINDING STARTING) نامیده می شود .

ترمز الکتریکی :

در بخش های گذشته ضرورت استفاده از ترمز الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت . همانند موتورهای DC روشهای متفاوتی در ترمز الکتریکی موتورهای القایی مورد استفاده قرار می گیرند . که به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

ترمز ژنراتوری

ترمز با معکوس کردن تغذیه

ترمز دینامیکی یا رئوستایی

در حالت ترمز ژنراتوری ماشین القایی همانند ژنراتور آسنکرون رفتار مینماید و انرژی مکانیکی ناشی از بار و موتور به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. انری فوق به منبع تغذیه باز گردانده می شود که می توان از آن بطور مفید استفاده نمود. واضع است که اگر منبع تغذیه امکان جذب انرژی بازگشتی ناشی از ترمز الکتریکی را نداشته باشد عملکرد محرکه در حالت ترمز ژنراتوری عملی نخواهد بود . زمانیکه سرعت موتور در بالاتر از سرعت سنکرون قرار می گیرد . سرعت نسبی بین میدان گردان رتور و استاتور منفی است . لذا ولتاژ و جهت جریان رتور عکس حالت موتوری خواهد گردید. بنابراین جهت جریان استاتور نیز عکس می گردد تا تعادل آمپر دور فاصله هوایی حفظ گردد. در نتیجه جهت قدرت الکتریکی نیز تغییر کرده و قدرت از سوی ماشین به منبع تغذیه جاری می شود و موتور همانند یک ژنراتور القایی عمل نماید . جریان مغناطیس کنندگی مورد نیاز برای ایجاد میدان گردان از منبع تغذیه استاتور تامین می شود. لذا عملکرد ژنراتور القایی امکانپذیر نمی باشد . مگر آنکه استاتور به منبع تغذیه متصل باشد برای قرار گرفتن در شرایط ترمز ژنراتوری لازم است سرعت موتور از سرعت سنکرون بیشتر باشد . زمانی که استاتور به منبع تغذیه با فرکانس ثابت متصل باشد . حالت ژنراتوری تنها با افزایش سرعت موتور به بالاتر از سرعت سنکرون امکان پذیر می گردد . ولی درصورتی که از منبع فرکانس متغییر استفاده شود. می توان فرکانس منبع را به گونه ای تنظیم نمود که سرعت میدان گردان همواره از سرعت موتور کوچکتر باشد .بنابراین ترمز ژنراتوری تا سرعت های کم عملی خواهد بود . زمانیکه با استفاده از ترمز ژنراتوری سرعت بارهای فعال ثابت نگاه داشته می شود افت کوتاه مدت ولتاژ تغذیه و یا افزایش لحظه ای گشتاور بار ممکن است نقطه کار را به ناحیه ناپایدار ببرد. لذا برای حفظ ایمنی در چنین وضعیتی از ترمز مکانیکی در کنار ترمز ژنراتوری استفاده می شود تا از افزایش شدید سرعت جلوگیری بعمل آید. در روش دیگر از خازن که با موتور سری می شود استفاده می شود . این عمل باعث می شود گشتاور ترمزی افزایش یابد . اگر از موتور با رتور سیم بندی شده استفاده شود. افزایش مقاومت روتور محدود ناحیه پایدار را افزایش می دهد.

در این حالت S>1 می باشد . اگر موتور به تغذیه با توالی مثبت متصل شود . S>1 وقتی بدست می آید که رتور در جهت عکس میدان استاتور دوران نماید. از آنجایی که سرعت نسبی میدان گردان روتور و استاتور مثبت است, گشتاورموتور مثبت است و موتور قدرت الکتریکی را از منبع جذب می­نماید. چون موتور در جهت عکس دوران می کند یک گشتاور مثبت حالت ترمزی را ایجاد می کند , قدرت مکانیکی بار و اینرسی موتور با قدرت الکتریکتی تبدیل شده و همچنین قدرت تغذیه شده توسط منبع در مقاومت های موتور بصورت حرارت تلف می شود . بنابراین در این روش تمامی انرژی ترمزی بصورت حرارتی تلف می شود . لذا این روش یک روش بی بازده است . با ولتاژ توالی منفی وقتی موتور در جهت مثبت دوران کند. تغییر توالی ولتاژ استاتور باعث ایجاد حالت ترمزی می شود. تغییر توالی ولتاژ استاتور با جابجایی دو فاز تغذیه به سادگی انجام می شود. گشتاور موتور در سرعت صفر مخالف صفر است لذا برای توقف کامل موتور. در نزدیکی یا روی سرعت صفر بایستی موتور از تغدیه جدا شود . بنابراین لازم است از عناصر و یا وسایلی برای تشخیص صفر شدن سرعت و قطع موتور از منبع استفاده شود . چرا که در غیر این صورت موتور در جهت عکس شروع به شتاب گیری می کند . لذا بطور کلی این روش برای حالت توقف کامل مناسب نیست بلکه در جهت عکس شروع به شتاب گیری می کند . لذا بطور کلی این روش برای حالت توقف کامل مناسب نیست بلکه برای تغییر جهت گردش موتور مناسب است .

در این روش موتور از منبع تغذیه AC قطع و به منیع تغذیه DC متصل می شود . جریان DC که در سیم بندی استاتور جاری می شود . میدان مغناطیسی ساکن را در فاصله هوایی ایجاد می کند . اختلاف سرعت میان میدان ساکن استاتور و میدان گردانی ایجاد می کند که در جهت عکس حرکت روتور دوران می نماید تا میدان نتیجه آن نسبت به استاتور ساکن گردد . لذا بواسطه آنکه دو میدان گردان رتور و استاتور ساکن می گردند و جریان رتور معکوس حالت موتوری می باشد لذا در کلیه سرعتهای گشتاور ترمزی ایجاد میگردد در سرعت صفر ( در حالت سکون ) گشتاور ترمزی صفر می گردد . مقدار جریان DC که در استاتور جاری است به مقاومت استاتور , که دارای مقدار کوچکی , بستگی دارد لذا برای محدود ساختن جریان در حد مجاز یک ولتاژ DC کوچک کافی است . برای این منظور از ترانس کاهنده و پل دیودی استفاده می شود . در شرایطی که گشتاور ترمزی کنترل شده ای مورد نیاز باشد ( گشتاور ترمز متغییر با سرعت ) از پل تریستوری بجای پل دیودی استفاده می شود . در شرایطی که به ترمز سریع نیاز باشد گشتاور ترمزی بزرگی تولید شود. لذا در این حالت جریان استاتور می تواند تا ده برای جریان نامی نیز برای مدت کوتاه افزایش یابد. اما به محض توقف موتور بایستی منبع قطع شود یا جریان به زیر جریان نامی تقلیل یابد . در غیر اینصورت موتور دچار اضافه حرارت خواهد شد .

کنترل سرعت :

در این بخش اصول کنترل سرعت محرکه های الکتریکی که در آنها از مبدل های نیمه هادی کنترل شده استفاده می شود. مورد بررسی قرار می گیرد. روشهای مرسوم عبارتنداز:

کنترل با منبع ولتاژ متغیر فرکانس ثابت

کنترل با منبع  ولتاژ فرکانس متغیر

کنترل مقاومت رتور

کنترل از روش تزریق ولتاژ در مدار رتور

روشهای 3 و 4 فقط در موتورهای رتور سیم بندی شده قابل استفاده هستند .

گشتاور فاصه هوایی در موتورهای القایی منتاسب با مجذور ولتاژ تغذیه است . شکل کلی منحنی های سرعت گشتاور مشابه است ولی با مجذور ولتاژ تغییر می نماید . کنترل سرعت با تغییر ولتاژ تغذیه به گونه ای انجام می شود که در سرعت مورد نظر گشتاور بار بوسیله موتور تامین می شود . از آنجایی که افزایش ولتاژ به بالاتر از ولتاژ نامی مجاز نمی باشد بنابراین در این روش افزایش سرعت تا سرعت نامی امکان پذیر است. چون گشتاور در لغزش مشخص با مجذور ولتاژ متناسب است لذا جریان رتور مستقیماً متناسب با ولتاژ تفذیه است. در نتیجه نسبت گشتاور به جرسان با کاهش ولتاژ تغذیه کاهش می یابد . همچینین گشتاور موجود برای یکی بارگذاری حرارتی مشخص برای موتور کاهش می یابد . گشتاور شکست نیز با مجذور ولتاژ کم می شود . بنابراین بهره برداری در سرعت های پایین و با شرایط حرارتی طبیعی موتور در صورتی امکان پذیر است که گشتاور بار بار کاهش شرعت تقلیل باید بطور مثال می توان به بارهای پنکه ای بعنوان این دسته از بارهای متغییر اشاره نمود . برای داشتن محدوده وسیعی از تغییرات سرعت لازم است از موتورهای با لغزش نامی بالا استفاده شود . بنابراین موتورهای کلاس D افقی سنجابی با لغزش بین 10 تا 20 درصد یا بار نامی و یا موتورهای رتور سیم بندی شده با مقاومت خارجی بالا بکار گرفته می شوند

در موتورهای روتور سیم بندی شده بواسطه آنکه تلفات مسی رتور در مقاومت خارجی ایجاد ایجاد می شود نسبت به موتورهای کلاس D مناسب تر می باشند . لذا می توان از موتورهای کوچکتری نیز استفاده نمود .

سرعت سنگرون مستقیماً با فرکانس تغذیه متناسب است لذا با تغییر فرکانس تغذیه سرعت موتور به کمتر و بیشتر از سرعت نامی تغییر می نماید . ولتاژ القایی E متناسب با حاصل ضرب فرکانس و شار فاصله هوایی است . اگر از لغت ولتاژ استاتور طرف نظر شود می توان ولتاژ ورودی موتور را متناسب با حاصل ضرب شار و فرکاس در نظر گرفت اگر فرکانس بدون هیچ تغییر در ولتاژ تغذیه کاهش یابد شار فاصله فاصله هوایی افزایش می یابد . موتورهای القایی به گونه ای طراحی شوند که در نزدیکی ناحیه زانویی منحنی اشباع مغناطیسی قرار گریند . بناباین افزایش شار باعث می گردد که موتور با اشباع مواجه شود که در نتیجه , منجر به افزایش جریان مغناطیسی , افزایش تلفات هسته , ایجاد هارمونیک در شکل موج جریان و ولتاژ و افزایش نویز صورتی می گردد همانطور که افزایش شار باعث بروز شکلات ناشی از اشباع میگردد. کاهش شار نیز مناسب نمی باشد زیرا ظرفیت گشتاور موتور تقلیل می یابد . لذا تغییر فرکانس با تغییر ولتاژ تغذیه همراه است به گونه ای که شار در موتور ثابت باقی بماند. افزایش فرکانس به بیش از فرکانس اصلی در ولتاژ ثابت انجام می شود .

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 .

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 .

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 .

اينورتر منبع ولتاژ (VSI)

اينوتر منبع جريان (CSI)

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 .

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.

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 .

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 .

ترانسهاي روغني

ترانسهاي خشك

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.

ترانس هاي روغني

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 :

كليه ترانس ها بايد داراي گروه هاي اتصال يكسان باشند.

ولتاژ نامي ونسبت تبديل ترانس ها بايد يكسان باشد .

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 .