موتورهای یونیورسال

یکی از انواع موتورهای DC میدان سیم پیچی شده موتور یونیورسال است. اسم این موتورها از این واقعیت گرفته شده است که این موتورها را می توان هم با جریان DC و هم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً این موتورها با تغذیه AC کار می کنند.

اصول کار این موتورها بر این اساس است که وقتی یک موتور DC میدان سیم پیچی شده به جریان متناوب وصل می شود، جریان هم در سیم پیچی میدان و هم در سیم پیچی آرمیچر (و در میدانهای مغناطیسی منتجه) همزمان تغییر می کند و بنابراین نیروی مکانیکی ایجاد شده همواره بدون تغییر خواهد بود.

در عمل موتور بایستی به صورت خاصی طراحی شود تا با جریان AC سازگاری داشته باشد (امپدانس/رلوکتانس بایستی مدنظر قرار گیرند)، و موتور نهایی عموماً دارای کارایی کمتری نسبت به یک موتور معادل DC خالص خواهد بود.

مزیت این موتورها این است که میتوان تغذیه ی AC را روی موتورهایی که دارای مشخصه های نوعی موتورهای DC هستند بکار برد، خصوصاً اینکه این موتورها دارای گشتاور راه اندازی بسیار بالا و طراحی بسیار جمع و جور در سرعتهای بالا هستند.

جنبه منفی این موتورها تعمیر و نگهداری و مشکل قابلیت اطمینان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ایجاد می شود و در نتیجه این موتورها به ندرت در صنایع مشاهده می شوند اما عمومی ترین موتورهای AC در دستگاه هایی نظیر مخلوط کن و ابزارهای برقی ای که گاهاً استفاده می شوند، هستند.

موتورهای میدان سیم پیچی شده

آهنرباهای دائم در (استاتور) بیرونی یک موتور DC را میتوان با آهنرباهای الکتریکی تعویض کرد. با تغییر جریان میدان (سیم پیچی روی آهنربای الکتریکی) می توانیم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغییر دهیم. اگر سیم پیچی میدان به صورت سری با سیم پیچی آرمیچر قرار داده شود، یک موتور گشتاور بالای کم سرعت و اگر به صورت موازی قرار داده شود، یک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهیم داشت.

می توانیم برای بدست آوردن حتی سرعت بیشتر اما با گشتاور به همان میزان کمتر، جریان میدان را کمتر هم کنیم. این تکنیک برای ترکشن الکتریکی و بسیاری از کاربردهای مشابه آن ایده آل است و کاربرد این تکنیک می تواند منجر به حذف تجهیزات یک جعبه دنده متغیر مکانیکی شود.

موتورهای DC

یکی از اولین موتورهای دوار، اگر نگوییم اولین، توسط میشل فارادی در سال ۱۸۲۱م ساخته شده بود و شامل یک سیم آویخته شده آزاد که در یک ظرف جیوه غوطه ور بود، می شد. یک آهنربای دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود.

وقتی که جریانی از سیم عبور می کرد، سیم حول آهنربا به گردش در می آمد و نشان می داد که جریان منجر به افزایش یک میدان مغناطیسی دایرهای اطراف سیم می شود. این موتور اغلب در کلاس های فیزیک مدارس نشان داده می شود، اما گاهاً بجای ماده سمی جیوه، از آب نمک استفاده می شود.

موتور کلاسیک DC دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس می کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنرباهای الکتریکی، آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند.
سرعت موتور DC به مجموعه ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچهای موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی، بستگی دارد. سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان و با استفاده از تپ ها ( نوعی کلید تغییر دهنده وضعیت سیم پیچ ) در سیم پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر، کنترل می شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می تواند در سرعتهای پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند ، معمولاً از آن در کاربردهای ترکشن (کششی) نظیر لکوموتیوها استفاده می کنند.

اما به هرحال در طراحی کلاسیک محدودیتهای متعددی وجود دارد که بسیاری از این محدودیت ها ناشی از نیاز به جاروبک هایی برای اتصال به کموتاتور است. سایش جاروبک ها و کموتاتور، ایجاد اصطکاک می کند و هرچه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبک ها می بایست محکم تر فشار داده شوند تا اتصال خوبی را برقرار کنند.

نه تنها این اصطکاک منجر به سر و صدای موتور می شود بلکه این امر یک محدودیت بالاتری را روی سرعت ایجاد می کند و به این معنی است که جاروبک ها نهایتاً از بین رفته نیاز به تعویض پیدا می کنند. اتصال ناقص الکتریکی نیز تولید نویز الکتریکی در مدار متصل می کند. این مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بیرون آن از بین می روند، با قرار دادن آهنرباهای دائم در داخل و سیم پیچ ها در بیرون به یک طراحی بدون جاروبک می رسیم.

برقگیر LA Lighting Arrester

برای جلوگیری از امواج اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه و کلید زنی استفاده میشود . برای اطمینان بیشتر تمام تجهیزات یک پست در حدود 650 KV را می توانند تحمل کنند (برای مدت کوتاه) ولی برقگیر از ولتاژ 500 KV به بالا را برش داده و نمی گذارد به تجهیزات آسیبی برسد . ورود اضافه ولتاژها به تجهیزات باعث آسیب رسیدن به عایق تجهیزات می رسد. 
محل نصب برقگیر برابر طراحی صورت می گیرد ، ابتدای ورود خط، نزدیک ترانس، باسبار و ... 
وسایل مهم در پست مانند ترانسفورماتور قدرت در دو طرف آن( ورودی و خروجی) برقگیر نصب می کنند. 
برقگیرهای مورد استفاده عموماً از نوع برقگیر با مقاومت غیر خطی است که از یک یا چند خازن سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است. 
وجود این خازنها و فواصل هوایی لازم است چون در زمان کار عادی از وجود جریان الکتریکی ، برقگیر جلوگیری به عمل می آید. 
زمانی که ولتاژ سیستم به علتی بالا رود ، فواصل هوایی بین خازنها هادی جریال الکتریسیته خواهد شد و قوس الکتریکی در این فواصل تشکیل می شود . از این پس جریانی که از مقاومت غیر خطی عبور می کند میزان افت ولتاژ در دو سر برقگیر و در نهایت در دو سر سیستم مورد حفاظت را تعیین می نماید. 
معمولاً مقاومت های غیر خطی که در برقگیرها به کار برده می شوند از کاربید سیلیسیوم ساخته می شوند . 
این مقاومت های غیر خطی در برابر موج جریان اصلی از صاعقه یا عوامل دیگر مقاومت کمی نشان می دهند و بدین ترتیب این امواج را داخل خود هدایت کرده و سطح ولتاژ را در حد معینی نگه می دارند. اما زمانی که موج ولتاژ از داخل برقگیر عبور کرده و به حالت عادی برگردد مقاومت های غیر خطی ، به یک مقاومت بزرگ تبدیل شده و جریان عبوری از داخل برق گیر به طور قابل ملاحظه ای کاهش مییابد. کم شدن جریان باعث می شودکه قوس الکتریکی در فواصل هوایی ناپایدار شده و در لحظه ای که ولتاژ سیستم از صفر عبور کند ـ قوس به طور کامل خاموش می شود . 
فواصل هوایی موجود در یک برقگیر باید در برابر بیشترین مقدار ولتاژ سیستم مقاومت نموده بدون اینکه امکان تخلیه الکتریکی این فواصل هوایی وجود داشته باشد. همچنین این فواصل هوایی باید بنحوی باشند که پس از هدایت موج جریان زیاد حاصل از عاعقه با عوامل دیگر ، موقعی که ولتاژ سیستم به حالت عادی بر میگردد جریان حاصله را در اولین نقطه صفر و ولتاژ را قطع کند. 
کنتور برقگیر: 
جهت مشخص شدن تعداد دفعات عملکرد برقگیر را از داخل دستگاهی بنام کنتور برقگیر عبور می دهند. 
نکاتی که در مورد نصب برقگیر ها باید مورد توجه قرار گیرد: 
اثر حفاظتی حتی برقگیر های خوب در اثر کاربرد نامتناسب بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد، در موقع نصب برقگیر باید نکات زیر مورد توجه قرار گیرد: 
1-باید اختلاف پتانسیل زمین برقگیر کامل باشد. 
2- برقگیر باید در مجاورت دستگاه حفاظت شونده قرار داده شود ، هر قدر که برقگیر به دستگاه مورد حفاظت نزدیکتر باشد اختلاف پتانسیل کمتری بین ترمینال برقگیر و دستگاه وجود دارد. 
3- سیم زمین برقگیر باید به اتصال زمین مشترک پست وصل شود. 
4- سیم اتصال زمین نباید هیچگونه پیچش یا حلقه ای داشته باشد زیرا این باعث می شود که اندوکتانس اضافه در مقابل جریان تخلیه بوجود آید. 
5- در موقع نصب برقگیر باید توجه داشت که هرگونه هادی فازی ، چه دارای ولتاژ متفاوتی با ولتاژ سیستم و چه زمین باشد در خارج یک کره فرضی به شعاع R و دور برقگیر باشد.

سکسیونر زمین ES یا EDS

Earth Disconnector Switch 

سکسیونر ارت سکسیونری است که خط یا باسبار را ارت می نماید . این سکسیونرمعمولاً در روی پایه سکسیونر خط نصب می شود و با آن اینترلاک میباشد . 
معمولاً در هنگام تعمیرات به منظور تخلیه بارهای موجود از قبل و جلوگیری از القای الکتریسیته از خطوط مجاور و بی خطر کردن عملیات تعمیراتی روی دستگاهها توسط سکسیونر زمین، اتصال زمین برقرار می شود قبل از وصل سکسیونر زمین رعایت موارد زیر ضروری است: 
1- منبع انرژی دارجدا شده باشد که وصل سکسیونر زمین باعث بروز حادثه نگردد. 
2- سکسیونر مورد عمل کاملاً شناخته شده باشد و برای انجام عملیات قطع و وصل از دستکش عایق متناسب با ولتاژ استفاده گردد. 
3- از نظر ایمنی قبل از انجام عملیات مکانیزم هوایی و اتصالات سکسیونر فوق قبل از عمل، دقیقاً مورد بازرسی قرار گیرد. 
4- پس از وصل سکسیونر ارت هر سه فاز بازرسی شود که بطور کامل بسته شده باشند. 
لازم به توضیح است که بسته شدن سکسیونر زمین در حالی که خط برق دار است ، باعث آسیب رسیدن به اپراتور و وارد شدن خسارات به دستگاهها و بروز اختلال در برق رسانی می گردد. 
برای مما نعت از این اتفاقات سیستم اینترلاک بین سکسیونر خط و سکسیونر زمین وجود دارد و فقط هنگامی که سکسیونر خط قطع باشد ، امکان وصل سکسیونر زمین وجود دارد . 
اگر چه سیستم اینترلاک مانع بروز حادثه می گردد ولی این وسیله کافی نبوده و اپراتور می بایست دقیقاً بازرسی لازم از شرایط موجود به عمل آورد تا مطمئن شود که دستگاه مجزا شده از طریق منابع دیگر برقدار نمی شود. جهت محدود کردن خطا هایی که اپراتورها سهواً مرتکب آن می شوند ، بهترین روش استفاده از دستورالعمل هایی است که برای مجزا نمودن دستگاههای مختلف توسط سرپرست پست تهیه و معمولاً در اتاق فرمان موجود است .