کتاب ماشین های الکتریکی چاپمن فارسی
تقریباً تمام ماشین های الکتریکی حول محوری به نام شفت ماشین می چرخند. به دلیل ماهیت چرخشی ماشین ها، داشتن درک اولیه ً () () -ً () () 
(-) =/:
—
:
(-) =(-) =/-(-) =/(-) =/-) = () ؟ “” ً (-)، (-)، () () =() ()
=()()
(-) =(-).
– –
-(-) ====-(-) =- – – – (-) =∫▒-(-) =- (-) =∫▒(-) =(-) =/ً () – (-) =/=/()=(/)==/=/()=(/)=(-) =(-) – حسب رادیان بر ثانیه اندازه گیری شود، رابطه صحیح بین توان، گشتاور و سرعت معادله (1-15) است. اگر از واحدهای دیگری برای اندازه گیری هر یک از کمیت های فوق استفاده شود، باید یک ثابت برای ضرایب تبدیل واحد وارد معادله شود. اندازهگیری گشتاور بر حسب پوند – فوت، سرعت بر حسب دور بر دقیقه و توان بر حسب وات یا اسب بخار در روش مهندسی ایالات متحده هنوز رایج است. اگر ضرایب تبدیل مناسب در هر جمله گنجانده شود، معادله (1-15) به صورت زیر تبدیل می شود
(16-1) P (وات) =(τ(1b-ft)n(r/ min ))/7.04
(17-1) P (بخار اسب) =(τ(1b-ft)n(r/ min ))/5252
که در آن گشتاور بر حسب پوند – فوت و سرعت بر حسب :
-()
()
()
:
(-) ∮▒∙ =
–() ً -(-) =(-) =/”” (-) ====:
-بر متر، واحدهای نفوذپذیری هنری بر متر و واحدهای چگالی شار حاصل، وبر بر متر مربع است که به تسلا (T) معروف است.
نفوذپذیری فضای آزاد μ_0 نامیده می شود و مقدار آن برابر است با
(22-1) μ_0=4π×10^(-7) H/m
نفوذپذیری هر ماده دیگری نسبت به نفوذپذیری فضای آزاد را نفوذپذیری نسبی آن می نامند:
(23-1) μ_r=μ/μ_0
نفوذپذیری نسبی روشی مناسب برای مقایسه مغناطیس پذیری مواد است. به عنوان مثال، فولادهای مورد استفاده در ماشین های مدرن دارای نفوذپذیری نسبی 2000 تا 6000 یا حتی بیش تر هستند. این بدان معناست که برای مقدار مشخصی جریان، 2000 تا 6000 برابر بیش تر در یک قطعه فولادی نسبت به یک منطقه هوای مربوطه، شار ایجاد می شود. (نفوذپذیری هوا معماری کامپیوتر موریس مانو مانند نفوذپذیری فضای آزاد است.) بدیهی است که فلزات موجود در یک ترانسفورماتور یا هسته موتور نقش بسیار مهمی در افزایش و تمرکز شار مغناطیسی در دستگاه دارند.
هم چنین، به دلیل این که نفوذپذیری آهن بسیار بالاتر از هوا است، اکثریت شار در یک هسته آهنی مانند شکل 1-3 به جای عبور از هوای اطراف، که نفوذپذیری بسیار کم تری دارد، در داخل هسته باقی میماند. شار نشتی کوچکی که از هسته آهنی خارج می شود در تعیین اتصالات شار بین سیم پیچ ها و خودالقایی سیم پیچ ها در ترانسفورماتورها و موتورها بسیار مهم است.
در هسته ای مانند آن چه که در شکل 1-3 نشان داده شده است، بزرگی چگالی شار برابر است با:
(24-1) B=μH=μNi/l_c
در حال حاضر شار کل در یک منطقه داده شده با رابطه زیر داده می شود
(25-1 الف) φ=∫_A▒B⋅dA
شکل 1-4
الف) مدار الکتریکی ساده. (ب) آنالوگ مدار مغناطیسی به یک هسته ترانسفورماتور.
که در آن dA واحد دیفرانسیل مساحت است. اگر بردار چگالی شار بر صفحه ای با مساحت A عمود باشد، و اگر چگالی شار در سرتاسر منطقه ثابت باشد، این معادله به صورت زیر کاهش می-یابد.
(25-1 ب) φ=BA
بنابراین، کل شار در هسته در شکل 1-3 ناشی از جریان i در سیم پیچ است.
(26-1) φ=BA=μNiA/l_c
که در آن A سطح مقطع هسته است.
مدارهای مغناطیسی
در معادله (1-26) می بینیم که جریان در سیم پیچی که به دور یک هسته پیچیده شده است، شار مغناطیسی در هسته ایجاد می-کند. این به نوعی مشابه ولتاژ یک مدار الکتریکی است که شار جریان را تولید می کند. می توان یک “مدار مغناطیسی” تعریف کرد که رفتار آن توسط معادلات مشابه با معادلات یک مدار الکتریکی کنترل می شود. مدل مدار مغناطیسی رفتار مغناطیسی اغلب در طراحی ماشینهای الکتریکی و ترانسفورماتورها برای سادهسازی فرآیند طراحی بسیار پیچیده استفاده میشود.
در یک مدار الکتریکی ساده مانند آن چه در شکل 1-4 الف نشان داده شده است، منبع ولتاژ V جریان I را از طریق مقاومت R به حرکت در می آورد. رابطه بین این مقادیر با قانون اهم ارائه می شود:
V=IR
در مدار الکتریکی، این امر، ولتاژ یا نیروی الکتروموتور است که شار جریان را به حرکت در می آورد. بر اساس قیاس، کمیت متناظر در مدار مغناطیسی را نیروی محرکه مغناطیسی (mmf) می نامند. نیروی محرکه مغناطیسی مدار مغناطیسی برابر است با جریان موثر اعمال شده به هسته یا
(27-1) F=- -ً : (-).
(= ). (-) ====()
– :
(-) =/(-) =-؟ (-) :
(-) ==/=(/)
(-) =(/)
(-) (-) (-) =/:
(-) =+++⋯
(-) /=/+/+/+⋯
() –