Electrical Machines الكهربية اآلالت

: مقدمة

من أساستين ظاهرتين على والساكنة منها الدوارة سواء الكهربية اآلالت فعل يرتكن الكهرومغناطيسية ظواهر

induction phenomena اإلستنتاج – ظاهرة1

وأخرى مغناطيسية : دائرة أساسين عنصرين وجود من البد كهربية دافعة قوة لتوليد> إحداثها يمكن الحركة . هذه بينهما نسبية حركة إحداث مع متداخلتين كهربية أو ديناميكيا

< : إستاتيكيا

Dynamically induced e.m.f ديناميكيا% المستنتجة أ- ق.د.ك

> يقطع موصل في المستنتجة ق.د.ك أل قيمة إيجاد يمكن منتظمة وبسرعة عموديا: اآلتية بالعالقة مغناطيسي لمجال المغناطيسية الخطوط

E = BLµ volts (1)Where :

B := Flux density webers/m2

L := Conductor Length mµ := Conductor Speed m/s

وإال األخر علي عمودي كل المجال وخطوط والحركة الموصل اتجاه يكون أن شريطة: منهم أثنين آي بين الزاوية جيب ( في1) المعادلة ضربت

E = BLµsin σ volts (2)

> المتولدة ق.د.ك ال اتجاه تحديد ويمكن اليمنى لليد فلمنج لقاعدة طبقا

.Statically induced e.m.f > استاتيكيا المستنتجة ب- ق.د.ك

< موصالت يقطع الذي المغناطيسي الفيض قيمة في الناشئ التغير معدل على اعتمادا األتية بالعالقات الناشئة ق.د.ك ال قيمة إيجاد نكيم ، كهربية دائرة

E = -Tc (dΦ/dt) volts (3)WhereTc: = number of turns in the electric circuit Φ: = magnetic flux webers

. بعينها حالة على طبقتا لو النتيجة نفس إلى ( تؤديان3) ( ،1) العالقتين اوكل

Interaction Phenomena التفاعل – ظاهرة2

n

t

sinnFig (1)

> )متر( يحملe طوله موصل يوضع كثافته مغناطيسي مجال ( فيمبير )أi تياراB(2ر/مترويب< عمودي اتجاه ( فينيوتن )F ميكانيكية قوة ينشأ فإنه اتجاهه على ( عموديا

> على مقدارها والمجال التيار من كالF = BLi Newtons (4)

الذي الموصل في تيار مرور عن الناشئ والمجال األصلي المجال -أ( يبين2) الشكل الجهة في وخلخلته الموصل جهتى إحدى في المحصل المجال تزاحم إلى تفاعلهما يؤدي

المجال خطوط أن -ب( حيث2) شكل المبين االتجاه في بالموصل يدفع مما األخرى تأثير ( يبين -جـ2) . الشكل طريق أقصر تأخذ أن تحاول قوة خطوط يهـ المغناطيسي

. الموصل في التيار اتجاه عكس فعل أو الميكانيكية القوى نشوء في أساسية خاصية هو المجال في الحادث التشويه هذا

. الكهربية المحركات في الحركة

والمحرك المولد في الطاقة تحويل

> هناك أن يفترض المولد في > يقطع ملفا > مجاال > تمرر ق.د.ك به فتتولد مغناطيسيا تيارا مجال تكوين إلى بالملف التيار هذا مرور ويؤدي ، الخارجية الدائرة قفل عند بالملف

> األصلي المجال مع بدوره يتفاعل به خاص مغناطيسي اتجاه تضاد ميكانيكية قوة محدثا لكوبذ الناشئة القوة هذه على للتغلب تكفي أكبر بقوة يدار أن يجب والذي الملف حركة

. الملف علي المبذولة الميكانيكية للطاقة نتيجة تنشأ الكهربية الطاقة أن نجد ,مغناطيسي مجال في موضوع ملف في المار الكهربي التيار عن ينشأ المحرك في

بمجردالملف. حركة مسببا األصلي المجال مع يتفاعل به خاص مغناطيسي مجال. األصلي التيار تضاد كهربية دافعة قوة به تنشأ المغناطيسي المجال في الملف دوران

يوصل أن يجب الحركة استمرار ضمان وبالتالي بالملف التيار مرور استمرار ولضمان العكسية ق.د.ك ال على للتغلب به الخاص الضغط يكفي خارجي بينبوع الملف

FF.

Fig 2

ميكانيكية طاقة ليعطي كهربية طاقة إلى الكهربي المحرك يحتاج هنا . ومن المتولدة. تناظرها

كمولد عامة بصفة تشغيلها يمكن الدوارة الكهربية ( فآللة3) شكل إلى وبالنظر ذلك من. كمحرك أو

: البسيط المولد

يدور واحدة لفة من مكون ملف ( من4) شكل صورة أبسط في الكهربي المولد يتكون المتولدة ق.د.ك ال واتجاه قيمة ويتحدد منتظم مغناطيسي مجال في منتظمة بسرعة> بالملف > جيبا منحنيا تبعي حيث المجال في لوضعه طبقا ( 2) للعالقة طبقا

مغناطيسي مجال في منتظمة بسرعة تدور لفة في المتولدة ( ق.د.ك4) )شكلمنتظم(

من زوج طريق عن خارجية دائرة في بها االستفادة يمكن المتغيرة ق.د.ك ال هذه> الناتج التيار ويكون ، الكربونية الفرش من زوج يالمسها االنزالق حلقات > لذلك تبعا تيارا< وعض استخدام يمكن واالتجاه القيمة ثابت أي مستمر تيار على . وللحصول متغيرا> التوحيد . االنزالق حلقتي من بدال منها سواء للمولدات مبسطة صورةGramme-ring generator الحلقي المولد ويمثل

> بها األوجه عدد يتغير والتي المتغير أو المستمر التيار مولدات االتصال نقط لعدد تبعا. االنزالق حلقات وعدد االستنتاج وعض على

> ( يمثل –أ5) شكل > مولدا متقابلتين اتصال نقطتي وبه واحد وجه ذو للتيار بسيطا ثالثة توصيل فيمكن اوجه ثالثة ذو متغير تيار على وللحصول ، انزالق بحلقتي متصلتين

إنزالق حلقات بثالث وتتصل ْ 120 األحرى عن تبعد منها كل االستنتاج وعض على نقط( . - ب5) شكل

ثابتة وأقطاب دائر استنتاج وعض من تبنى وأن البد التي المستمر التيار ألة إلى وبالقياس المتغير التيار مولدات تبني ان الممكن من نهفإ ، بوظيفته يقوم أن للمبدل يمكن حتى المغناطيسية األقطاب يحمل دائر و وعضStationary armature ثابت استنتاج وعض من

التيار مولدات معظم وتبنى ، والمجال الموصالت بين النسبية الحركة على للحصول األوجه ثالثية اليوم المتغير

: األقطاب وعدد والسرعة التردد بين العالقة

للقوة ذبذبة أو واحدة موجة بذلك تنشأ فإنه واحدة ( دورة4) شكل في الموصل دورانب الثانية في الدورات عدد مع مباشرة الذبذبات عدد ويتناسب ، المتولدة الكهربية الدافعة

التردد أو الناشئة الذبذبات عدد فإن /ث دورة50 هو الدورات عدد كان : فإذا للموصلFrequency إلى األقطاب عدد وبازدياد ، قطبين ذو لمولد وذلك /ث ذبذبة50 يكون

، األقطاب من زوجين أمام الموصل لمرور وذلك ذبذبتين دورة كل في تنشأ فإنه أربعة: ان نجد ذلك من

f = pn cycle/sec (5)

Where:

f: = Frequency ,cpsp: = no of pole pairs = P/2

n: = speed rps, =

: مثال؟ /ق لفة3000 بسرعة يدور أقطاب عشرة ذو لمولد التردد هو ما

: الحل

250 cp: s التردد

: مثال> ليعطي المولد بها يدار أن يجب التي السرعة هي ما ؟ ذ/ث50 تردده ضغطا

الحل :

120fالسرعةN=

P

=600 rpm.(120()

50)= 10

.Synchronous Genr المتزامن بالمولد المتغير التيار مولد ويسمى عدد باختالف تختلف والتيSynchronous speed N المتزامنة بالسرعة يدار أن يجب حيث

: المطلوب التردد على للحصول وذلك لآللة األقطاب

Synch. Speed ,rpmNo. of poles

25cps50cps60cps150030003600275015001800450010001200637575090083006007201025050060012

37516

300202003015040

المستمر التيار أآلت

الطاقة بتحويل تقوم التي المستمر التيار آلة " علىDynamo " دينامو اسم عادة يطلق تصلح أله أنها أي – ميكانيكية إلى الكهربية الطاقة بتحويل أو ، كهربية إلى الميكانيكية

تصمم أن عادة المستحسن من أنه ولو كمحرك للعمل أو مولدك : للعمل الغرضين لكال الحالة هذه في عليها ويطلق ، والجودة األداء معامالت لتحسين فقط الغرضين ألحد اآللة

التسميتين إحدى Direct current generator المستمر التيار – مولد1Direct current Motor المستمر التيار محرك – أو2

Essential Construction of a.d.c المستمر التيار آللة األساسي التركيبmachine

التيار آلة وتتركب ، للمحرك عنه المستمر التيار لمولد األساسي التركيب يختلف ال: رئيسين جزأين من عامة المستمر

The Field Poles : المجال - أقطاب1

ما أو أقطاب , ستة , أربعة قطبين ذات آلة , فهناك اآللة تصميم باختالف عددها ويختلف . المغناطيسية الدوائر بين مماثل عدد ليتكون العدد زوجية تكون أن بشرط ذلك عن يزيد

Pole. القطب قلب حول موضوعة كهربية ملفات من عادة المغناطيسي المجال وينشأCoreكما اإلعصارية التيارات تأثير من لإلقالل مغناطيسية رقائق من يصنع , الذي ,

> المجال جعل على القطب حذاء يساعد Yoke مغناطيسي غالف األقطاب ويحمل منتظماالكبيرة. اآلالت في المسبوك الصلب ومن الصغيرة اآلالت في الزهر من يصنع

The Armature االستنتاج ضو - ع2

يحمل الصلب من إدارة عامود من ويتركب المستمر التيار آلة في المتحرك الجزء وهو المنتج قلب ويصنع Commutator والمبدلarmature Core المنتج قلب وهي األجزاء بقية

الورنيش أو الورق من رقيقة بطبقة البعض بعضها عن معزولة مغناطيسية رقائق من المقاومة قليل مغناطيسي مسار ولخلق اإلعصارية التيارات بسبب الفقد من لإلقالل

الموصالت . وتوضع باآللة المغناطيسية الدائرة من جزء االستنتاج عضو قلب أن حيث صلتلت المنتج بسطح الطولية المجاري في ملفات هيئة على االستنتاج بعضو الخاصة, للمبدل النحاسية بالقطاعات األمام من أطرافها

> الملفات عزل ويالحظ من بطبقة الداخل من المجاري بتكسية المنتج قلب عن جيدا من وأحزمة عازلة مادة من خوابير بواسطة جيد> مكانها في تثبت أنها كما العازل الورق

> الصلب عضو رقيقة . وتصنع الدوران أثناء المركزية الطاردة القوة من عليها خوفا عدة من مصنوعة تكون ( أو - أ1) شكل الصغيرة اآلالت في واحدة قطعة من االستنتاج

فتحات بينها يكون بحيث ( وتجمع - ب1) الشكل في كما برامق على تحمل أجزاء ذات النحاس من قطاعات ( من - ء1) شكل المبدل ( . ويصنع - ج1) شكل للتهوية تسمي والشيالك الميكا من برقائق اإلدارة محور وعن البعض بعضها عن تعزل غنفاري

> لتكون البعض بعضها مع وتثبت micanite الميكانيت > سطحا به تحتك أملس اسطوانيا. المنتج إلى أو من التيار لتوصيل الكربونية القطع

بالمنتج تحيط أقطاب أربعة ذات مستمر تيار آللة األساسية األجزاء ( يوضح2) والشكل> صغيرة مسافة وبينه بينها تحصر , air gap الهوائية الثغرة عليها يطلق أمكن ما جدا

> نجد إحداها تتبعبو مغناطيسية دوائر أربعة وجود ويالحظ المغناطيسية الخطوط أن مثال إلى لتنقسم المنتج قلب إلى الهوائية الثغرة عبرلت الشمالية األقطاب أحد من تخرج

ليعودا الجنوبية األقطاب أحد إلى أخرى مرة الهوائية الثغرة عبر منها جزء كل يتجه جزأين من جزء الهوائية فالثغرة , لذا الشمالي القطب ذات إلى الخارجي الغالف خالل ذلك بعد

( لإلقالل بوصة4/1 إلى16/1) أمكن ما صغيرة تكون أن ويجب المغناطيسية الدائرة. ةالالزم المغناطيسية الدافعة القوة من

آلة تركيب في الرئيسية األجزاء تلك إلى باإلضافة بحامل وتثبتان اآللة وجهي فهناك المستمر التيار

للعمود التحميل كراسي ويحمالن األقطاب هذين بأحد ويثبت االستنتاج بعضو الخاص

بحيث المبدل ناحية من الفرش حامل الوجهين> يكون األطراف . وتمتد اآللة جسم عن معزوال

تجمع حيث األستنتاج وعضو باألقطاب الخاصة بالدائرة لآللة توصيل لسهولة األطراف بصندوق. الخارجية

: االستنتاج أعضاء لف لتضاف بالتوالي جانباها يتصل واحدة لفة من – رأينا أن سبق كما – البسيط المولد يتكون

فإنه ق.د.ك ال قيمة زيادة أريد , وإذا األخر جانب إلى جانب في المتولدة ق.د.ك ال , ولكن المطلوبة ق.د.ك ال قيمة مع يتناسب اللفات من آخر عدد اللفة هذه إلى تضاف

نبضية المتولدة ق.د.ك ال تكون حيث كهربية ألسباب بالمرة مرغوبة غير الطريقة هذه> غير الدائر العضو يكون حيث ميكانيكية وألخرى بالمستمرة وليست فإنه لذا متزنا

يقال , وما بأخرى أو بطريقة الخارجي سطحه على المنتج موصالت توزع أن يستحسن> يقال المولد عن بما العكسية ق.د.ك ال قيمة تكون أن يجب حيث المحرك عن أيضا

اللف طرق فإنه ذلك . من المحرك به لتصسي الذي الكهربي المصدر ضغط مع يتناسب> تصلح ذكرها األتي > سيكون الشرح أن ولو والمحرك المولد من لكال استعمال مع متمشيا. كمولد اآللة

الحلقي: اللف> يعد لم أنه ولو االستنتاج أعضاء لف في المستخدمة الطرق أوائل من اآلن مستخدما

هيئة على الطريقة هذه في االستنتاج عضو , ويكون بعد فيما ستذكر التي لألسباب> الموصالت من الفعال الجزء يكون بحيث الملفات حولها تلف مفرغة اسطوانة موازيا

اتصال نقطة وتوصل مستمرة كهربية دائرة بينها فيما الملفات . وتكون األسطوانة لمحور بـ اللف من النوع هذا مثل في استنتاج عضو .ويعرف المبدل قطاعات بإحدى بآخر ملف

Gramme ring armature قطبين ذو لمولد الملف هذا ( مثل , ب - أ3) شكل في ويرى . أقطاب أربعة ذو وآخر

>, وفي المتولدة ق.د.ك ال تكون حيث األقطاب بين يكون الفرش وضع أن ويالحظ صفرا وتكون الخارجية للدائرة نبسلكي توصل أثنين الفرش عدد يكون قطبين ذو المولد حالة

تحت الموصالت من كل في التيار يتجه حيث لآللة الموجب الطرف هي السفلى الفرشة

> الشمالي القطب هي لتكون العليا الفرشة من ليدخل منها للخروج الجنوبي وأيضا. السالب الطرف

المتولدة ق.د.ك ال فيها تكون مواضع أربعة فهناك أقطاب األربعة ذلت لآللة بالنسبة أما< توصل سالبة واألخرى موجبة منها أثنين فرش أربعة إلى الحاجة هناك تكون وبذا صفرا

> بالشكل كما . الطرفين ذات الخارجية بالدائرة لالتصال داخليا سطح على التوازي دوائر من عدد ( تكون , ب - أ4) شكل المكافئة الدوائر من ويالحظ عدد كذلك اثنتان بها الفرش عدد يكون القطبين ذات : فاآللة األقطاب لعدد مماثل المنتج توازي دوائر وأربعة فرش أربعة لها أقطاب األربعة ذات اآللة وبالمثل أثنين التوازي دوائر

لف ذو بها االستنتاج عضو األقطاب من مختلف عدد ذات أخرى آلة أية تكون وبالمثل. حلقي

> المكافئة الدوائر إلى وبالنظر من بالرغم ك ق.ء أية بها تتولد ال ملفات هناك أن نجد أيضا بها تتولد التي الملفات من التيار لتوصيل بالنسبة أهمية ذات الملفات بها- هذه تيار مرور

> تساعد كما الفرش إلى ق.د.ك الخارجية الدائرة طرفي على الضغط ثبات على أيضا تحت من للخروج ق.د.ك بها تتولد التي الملفات أحد فيه يستعد الذي الوقت في ألنه نفس تحت للدخول مستعد ق.د.ك به تتولد ال آخر ملف هناك , ويكون األقطاب أحد

. المستوى نفس في المتولدة ق.د.ك ال تظن وبذا القطب

: الحلقي اللف عيوب

العزل في صعوبة فهناك مفرغة اسطوانة حول ملفوفة الملفات أن حيث-1. واإلصالح

مسارها تجد والتي مغناطيسية خطوط أية تقطعها ال االسطوانة بداخل الموصالت-2 على النحاس نصف يكون , وبذا بالداخل الفراغ تعبر وال االسطوانة جدار في

فائدة. أية بدون المنتج سطع كانت لو مما مساحة أصغر المغناطيسية القوى خطوط لمسار العرضي المقطع-3

. مصمتة االسطوانة ينتج مما المنتج حول بالكامل ملفوفة أنها حيث للملفات التأثيرية المقاومة زيادة-4

. التوحيد عملية صعوبة عنه. االسطواني اللف في العيوب هذه مثل تالفي أمكن وقد

Drum winding االسطواني اللف

> بها وتثبت معزولة جاريم داخل في المنتج سطح على الموصالت توزع وفيه وتشكل جيدا> تعزل النحاس من قضبان أو أسالك من ملفات هيئة على الموصالت > عزال > جيدا ما وغالبا

بطريقة األخرى تلو الواحد المجاري في وتسقط فورمة بواسطة الملفات هذه تشكل> لتكون طريقتين بإحدى بالمبدل األطراف توصل , ثم معينة > إما > لفا Lap winding انطباقيا

> أو > لفا االسطواني اللف في المعروفتان الطريقتان وهما Wave Winding تموجيا

االسطواني باللف خاصة تعريفات

coil ملف> لتكون بينها فيما مجمعة المعزول السلك من أكثر أو واحدة لفة عن عبارة . ملفا

coil side ملف جانب جانبي له ملف فكل وبذلك المغناطيسي المجال بقطع تقوم التي الملف جوانب أحد

ملف.

inductor فعال موصل. ق.د.ك به : تتولد الملف لجانب المكونة الموصالت أحد

front end connection أمامي طرفالمبدل. بقطاع الملف نهايات إحدى ويوصل

back end connection خلفية وصلة موصل إلى الملف جانب على فعال موصل بين ما يوصل موصل أو سلك عن عبارة. الملف من األخر الجانب على أخر فعال

Pitch ( Y ) : الخطوة قطاعات أو , المجاري الملفات جوانب به وتقدر اللف عمليات في للقياس طريقة

المبدل.

Pole pitch قطبية خطوة. المتجاورة األقطاب على متناظرتين نقطتين بين ةفالمسا

front pitch ( Y f ) أمامية خطوة قطاع بنفس متصلين آخر وجانب ملف جانب بين االستنتاج عضو على المسافة

. المجاري أو الملفات بجوانب وتقاس المبدل

back pitch ( Y b ) خلفية خطوة

تمتدها والتي المجاري أو الملفات بجوانب مقدرة االستنتاج عضو على المسافةالخلفية الوصالت

Commutator pitch Yc المبدل خطوطالملف لنفس األخرى والنهاية ملف نهاية بين المبدل قطاعات عدد

األسطواني اللف أنواع

اإلنطباقي اللف – أ

The simplex lap singly reentrant واحدة دائرة ذو مفرد إنطباقي – لف1winding

> المنتج لف كيفية لبيان أقطاب أربعة ذات ألة إنفراد ( يمثل6) الشكل > لفا يبدأ انطباقيا األقطاب أحد تحت الملف جوانب أحد يكون ( بحيثA) الملفات أحد بإسقاط اللف

سطح على يمتد الملف أن أي التالي القطب من النقطة نفس تحت األخر والجانب . ثم قطبية خطوة بمقدار المنتج>B) الملف يسقط ( مجاورا

ــف ــاA) للمل ــه ( وبم أن يجب أن قطبيــة خطــوة بمقــدار أيضا يمتد ) للملــف األخــر الجــانب أن نجــد

Bللملف األخر الجانب ( يجاور ( Aأن يجب الملفـــات أن ( وحيث

كــانت لــو كمــا بينهــا فيمــا توصل نهايــة فــإن التــوالي على متصــلة

ــف ــ ــل أن ( يجبA) المل ــ تتص> ( ليتصــالB) الملف ببداية ســويا

ــدل قطاعات بأحد األمام من المب.

ــقاط ــف وبإس >C) المل ــاورا ( مج> ( ليتصــالC) الملف ( ببدايةB) الملف نهاية ( توصلB) للملف التــالي بالقطــاع ســويا

ببدايـة األخـير الملف نهاية وتوصل الملفات جميع إسقاط يتم أن إلى وهكذا .، المبدل من. الملفات بجوانب امتألت قد االستنتاج عضو مجاري جميع ( وتكونA) الملف

> نجد الشكل إلى وبالنظر (B) والملف7 ،1 المجاري ( يشغلA) الملف أن فرضا قد الملفات أن نجد وهكذا9 ،3 ( يشغلC) الملف وكذلك8 ،2 المجاري يشغل

> وضعت : األتي للجدول طبقا

Coil Slot Occupied Coil Slot OccupiedA 1 and 7 F 6 and 12B 2 and 8 G 7 and 13C 3 and 9 H 8 and 14D 4 and 10 I 9 and 15E 5 and 11 J 10 and 16 etc,

>7 : فالمجرى ملفين جانبي يشغلها مجرى كل فإن ذلك من ) الملف بجاني مشغولة مثالA، ) (Gوالمجرى ) الملف بجانبي مشغولة8 (B، ) (Hوكذلك ) بها9 المجرى

( وهكذا.I) ( ،C) الملف جانبي

Fig (6)

( وهكذاB) يمين ( علىC) ( وA) الملف يمين ( علىB) الملف بوضع أنه ويالحظ في اللف ويسمى ، المبدل جهة من ناظرين الساعة عقرب اتجاه في يتقدم اللف فإن> الحالة هذه > لفا ( ،A) يسار ( علىB) الملف وضع إذا . أماprogressive winding تقدميا

(Cعلى ) يسار (Bوهكذا ) ويسمى الساعة عقارب عكس يتقدم الناشئ اللف فإن تقدميا كان ( سواء6) شكل في المعطي اللف وretrogressive winding التراجعي باللف

> أو ) الملف أن من تأتي انطباقي : الكلمة واحدة دائرة ذو مفرد انطباقي لف فهو تراجعياBالملف ( يطابق (Aأي ) الملف وكذا فوقه يستقر يكاد (Cيطابق ) الملف (B)

> وضع ( قدB) الملف أن من تأتي مفردsimplex .. وكلمة وهكذا (A) للملف مجاورا>C) وكذلك على واحد لف وجود إلى النهاية في يؤدي مما ( وهكذاB) للملف ( مجاورا توصيل عند أنه يعني فإنه واحدة دائرة ذوsingle reentrant اللف كون أما ، المنتج سطح الملفات وكونت امتألت قد المجاري جميع كانت األول الملف ببداية األخير الملف نهاية واحدة كهربية دائرة بينها فيما

دائرتين ذو مزدوج انطباقي – لف 2

تكون بحيث السابق النوع في ( كماA) الملف يوضع االنطباقي اللف من النوع هذا في

) الملف من اليمين إلى ( مجرتينB) الملف ويوضع قطبية ةخطو إمتداد على جوانبهA< > ( لتوصيلهماB) الملف ( ببدايةA) الملف نهاية توصل ثم ، خالية مجرى ( تاركا معا

> ( يوضع C) . الملف التوحيد قطاعات بأحد ويتصال بالتوالي من اليمين إلى مجرتين أيضا نقطة ( وتوصلB) بالملف بالتوالي يوصل ثم خالية المجاري أحد بترك ( أيB) الملف

> القطاعات أحد ترك بعد التالي التوحيد وعض بقطاع اإلتصال يتم أن إلى .. وهكذا خاليا تكون بحيث األستنتاج وعض ويظهر األول الملف ببداية باللف األخير الملف نهاية توصيل

بذلك وينشأ التوحيد وعض وكذا خالية لها والتالية الملفات بجوانب مشغولة المجاري أحد في يبدأ الخالية المجاري وفي اآلن اإلستنتاج وعض على مستمرة كهربية دائرة اللف األخير الملف نهاية توصيل يتم أن إلى األول للف مماثلة بطرقة الثاني اللف ملفات وضع

دائرة األستنتاج عضو على بذلك وتنشأ اللف نفس من األول الملف ببداية الثاني باللف ذو المزدوج االنطباقي باللف يسمى ما شرحه السابق اللف هذا ثانية مستمرة كهربية

هناك أن من مزدوج كلمة وتأتي ،The duplex lap doubly reentrant winding الدائرتين هناك كانت ألنه أخر بمعنى أو األستنتاج عضو سطح ( على Tow windings) لفين

دائرتين نشأت أنه واضح أنه كما ، لفة إلتمام مرتين األستنتاج عضو حول للذهاب الحاجة> منفصلة منهما كل مستمرتين كهربيتين اللف في أنه مالحظة ويجب األخرى عن تماما

اإلستنتاج عضو سطح على التوازي دوائر عدد يتضاعف الدائريتين ذو المزدوج اإلنطباقي( 7) شكل اإليضاحي الرسم في يظهر وكما الفرش بواسطة ذلك ويتم

Duplex lap singly : واحدة دائرة ذو مزدوج إنطباقي – لف3reentrant winding

يوضع أي السابقة الطريقة في كما مرتين اإلستنتاج عضو حول بالذهاب اللف هذا يتحقق جميع إسقاط يتم وهكذا بينهما خالية مجرى ( وتركA) يمين إلى ( مجرتينB) الملف

مع بالمبدل توصل كما البعض بعضها مع بالتوالي وتوصل األولى الدورة في الملفات> القطاعات أحد ترك مراعة الملف إلى الوصول يتم أن إلى توصيل نقطتي كل بين خاليا

(Aفتترك ) الملف بداية توصل ال أي مفتوحة الدائرة (Aمع ) في األخير الملف نهاية ببعضها وتوصيلها الخالية المجاري في الملفات إسقاط عملية وتستمر األولى الدورة ) ألملف إلى الوصول يتم أن إلى ثانية دورة في الخالية التوحيد عضو وبقطاعات البعض

Aثانية ( مرة .

للدورة األخير الملف نهاية توصيل يتم المرة هذه في كهربية دائرة بذلك ( وينشأA) الملف ببداية الثانية اللف هذا وفي االستنتاج عضو سطح على واحدة

> يزداد الواحدة الدائرة ذو المزدوج االنطباقي عدد أيضا شكل من يتضح وكما االستنتاج عضو على التوازي دوائر

أربعة لتصنع اللف تالمس وكأنها الفرش تبدو ( حيث8) . توازي دوائر

The triplex lap ثالثي انطباقي – لف4winding

األستنتاج عضو حول مرات ثالثة بالدوران اللف هذا يتم السابق الشرح من يتضح كما مجرتين بترك ( أيA) الملف يمين إلى مجاري ( ثالثB) الملف بإسقاط ذلك ويكون

دوائر ثالثة ذو أوSingly reentrant واحدة دائرة ذو اللف هذا عمل . ويمكن بينهما خاليتينTriply reentrant الحصول يمكن التوازي دوائر عدد أن كما ( ، ب – أ9) بشكل كما

. ثالثة في األصلية التوازي دوائر عدد بضرب هعلي

التموجي اللف – ب

The simplex wave singly واحدة دائرة ذو مفرد تموجي – لف1reentrant winding

األخر بالجانب يتصل الشمالي القطب تحت ملف جانب أن اإلنطباقي اللف في يالحظ الملف وهذا ، الخلفية الوصالت طريق عن بالتوالي جنوبي قطب تحت والموجود للملف اللف في أنه غير ، األقطاب من الزوج نفس تحت أخر ملف مع بالتوالي يتصل بدوره

من التالي الزوج تحت أخر ملف مع بالتوالي يتصل الملفات أحد أن سنجد التموجي األستنتاج عضو سطح على قطبية خطوة ( يعملA) ( الملف10) شكل : في األقطاب

> قطبية خطوة يعمل ( الذيB) الملف مع بالتوالي ويتصل تحت موجود ولكنه أيضا تحت ( الموجودC) الملف مع بالتوالي بدوره يتصل والذي األقطاب من التالي الزوج

بجوار ( يقعC) الملف أن نجد أقطاب أربعة ذات اآللة أن وحيث األقطاب من تالي زوج الملف بجوار ( سيقعC) الملف مع بالتوالي يتصل ( الذيD) الملف ( وكذاA) الملف

(Bويتوالى . ) أخر نهاية تصلتو اللف إنهاء يتم أن إلى الطريقة بهذه الملفات وضع مستمرة كهربية دائرة األستنتاج عضو سطح على تكونت ( لA) الملف ببداية ملف

> بذلك اللف ويكون > لفا > تموجيا . واحدة دائرة ذو مفردا

> قطبين ذات آله لف أريد ولو > لفا > ليصبح يعود فأنه تموجيا > لفا . إنطباقيا> يكون أن التموجي اللف يمكن فإنه اإلنطباقي اللف حالة في وكما > أو تقدميا . تراجعيا

: التموجي اللف من أخرى – أنواع 2

التموجي اللف عمل يمكن فإنه الواحدة الدائرة ذو المفرد التموجي اللف إلى باإلضافة ذو يكون أن يمكن أنه كما ، اإلنطباقي اللف في كما الكيفية بنفس ثالثي أو مزدوج ليكون

> دوائر ثالثة أو دائرتين طبقا الكهربية الدوائر لعدد

. اإلستنتاج عضو مع المستمرة التموجي اللف خواص

:

اللف أنوع جميع بمالحظة خاصية له أن سنجد التموجي

مجال أي تقطع ال والتي األقطاب بين الموجودة الملفات أن في تتمثل مميزة> البعض بعضها مع القطبية نفس ذات الفرش جميع بتوصيل تقوم مغناطيسي كهربيا

ولو األقطاب عدد كان مهما إثنتان عن الفرش عدد يزيد ان يجب ال ( وبذلك11) شكل> الملفوفة اآلالت بعض في أنه > لفا وكذلك موجبة واحدة فرشة من أكثر سيكون تموجيا

> الفرشة مقطع يكون ال لكي فقط وذلك سالبة . كبيرا عدد كان مهما أثنتان عن يزيد ال التوازي دوائر عدد أن التموجي للف األخرى الخاصية دوائر عدد فيكون المزدوج اللف حالة في أما المفرد اللف حالة في وذلك األقطاب. األقطاب عدد عن النظر بغض الثالثي اللف حالة في ستة يكون أو أربعة التوازي

chorded winding المقصر اللف

تكون أن يجب للملفات الخلفية الخطوة أن ذكر بنوعية اإلسطواني اللف مناقشة أثناء القطب منتصف تتح يقع الملفات أحد جانب أن لو انه آي ، قطبية خطوة بمقدار

> الشمالي التالي الجنوبي القطب منتصف تحت يكون أن يجب األخر الجانب فإن تماما< بحيث بها بأس ال مساحة يغطي الجنوبي القطب أن المالحظ من . ولكن األخر هو تماما> اليسار إلى للملف األخر الجانب وضع يمكن الخطوة تكون بحيث القطب محور من قليال

يسمى ما ذلك عن وينشأ الكاملة القطبية الخطوة % من80 عن عامة تقل ال المقصرة كمية في نقص وبالتالي الخلفية الوصالت أطوال في نقص إلى يؤدي وهو المقصر باللف

. المتولدة ق.د.ك ال قيمة في طفيف نقص على يؤدي كما ، المستعمل النحاس

Equalizer Connections التعادل توصيالت

االستنتاج عضو سطح على التوازي دوائر من عدد اإلنطباقي اللف استعمال عن ينشأ المكافئة بالدائرة تمثيله يمكن ما وهو ، المفرد اللف حالة في األقطاب عدد مع يتساوى

أقطاب أربعة ذو ( لمولد - أ12) شكل

بعضها تساوي التوازي أفرع من فرع كل في المتولدة ق.د.ك ال أن المفروض ومن الخطوط من العدد نفس يقطع توازي دائرة كل في موصل كل أن أي ، البعض

لكل المغناطيسية المقاومة تساوي لعدم حدوثه ضمان يمكن ال شيء وهو المغناطيسية: اآلتية األسباب ألحد المغناطيسية الدوائر من دائرة الثغرة كبر يسبب مما تآكلها أو اإلدارة لعمود التحميل كراسي وضع اختالل-1

الجوانب. أحد في الهوائية للدوائر المكونة األجزاء منها المصنوعة المغناطيسية المادة نقاء عدم-2

المغناطيسية.للغالف. الداخلي السطح على األقطاب تثبيت في الدقة عدم-3

بالتالي وتؤدي توازي دائرة كل في المتولدة ق.د.ك الـ اختالف إلى تؤدى األسباب هذه في وفقد المنتج حرارة درجة ارتفاع تسببcirculating current محلية تيارات حدوث إلى

> بعضها تحميل زيادة إلى مؤدية بالفرش تمر التيارات هذه أن كما – الطاقة كهربياالمبدل. سطح على الشرر وحدوث توصل التيارات هذه ولمالفاة

فيها المفروض من التي النقط كل على لها الجهد فرق تساوي

بموصل التوازي دوائر من دائرة ( – ب12) بشكل كما واحد

الموصالت هذه وتسمى بالجهة وتوجد التعادل بموصالت

إلى وتؤدي المنتج من الخلفية> االتزان عدم تيارات مرور داخليا

إلى يؤدى التعادل بموصالت التيار مرور أن كما ، الشرارة فتنعدم الفرش إلى تتجه وال ذلك عن وينتج القوية األقطاب بعض مغناطيسية من يضعف مغناطيسي مجال نشوء اللف . باستعمال البعض بعضها مع تتساوى أن التوازي لدوائر ق.د.ك ال اتجاه

توازي دائرتي سوى هناك يكون لن ألنه التعادل موصالت إلى حاجة ال فإنه التموجي دائرة لكل والمكونة بالتوالي المتصلة الموصالت وتكون األقطاب عدد عن النظر بغض

ذلك تأثير فأن األقطاب بين اختالف أي هناك كان فلو وبذا ، األقطاب جميع تحت تقع> يكون تساوى منهما لكل المتولدة ق.د.ك ال وتكون الدائرتين من كل على متساويا. محلية تيارات أية تنشآ وال البعض بعضها

winding calculations باللف خاصة حسابات

إنفراد رسم في بها ولالستعانة المناسب اللف نوع الختيار األساسية العالقات بعض هناك: اآلتي في وتتلخص االستنتاج ألعضاء اللف

: اإلنطباقي اللف أ-

> قطبية خطوة يساوي بما Yb الخلفية الخطوة تقدر Yf األمامية الخطوة أما ، تقريبا

: اآلتية بالعالقة فتعطىYf = yb ± 2m in terms of coil sides (1-a)

and for only 2 coil sides per slot, it becomesYf = yb ± m in terms of slots (1-b)

Where:

Yf := front pitch in coil sides or slots,Yb:= back pitch in coil sides or slotsm := multiplicity of winding ( 1 for simplex , 2 for duplex, 3for triplex ,etc.)

ما حالة في فقط وذلك المجارى بعدد مقدرة األمامية الخطوة ( تعطى ب – ) أ العالقة. مجرى كل في ملف جانبي هناك كان إذا

. وللحصولYb من أقلYf تكون ) - ( وبذا عالمة تستخدم تفدمي لف على للحصول.Yb أكبر Yf تكون حتى الموجبة اإلشارة تستخدم تراجعى لف على

: كاآلتي فهى المبدل خطوة لتقدير الملف طرف يوصل حيثsimplex المفرد للف بالنسبة واحد قطاع عن عبارة-1

. التالي بالقطاع الملف لنفس اآلخر والطرف القطاعات بأحد> القطاعات أحد بترك duplex المزدوج اللف حالة في قطاعين-2 بين خاليا

الملف طرفي بهما المتصل القطاعين القطاعين بين خاليين قطاعين بتركtriplex الثالثي اللف حالة في قطاعات ثالثة-3

أن ويجب التضاعف درجات لجميع بالنسبة .... وهكذا الملف طرفى بهما المتصل أن يجب ، الملفات جوانب بعدد مقدرة الخلفية أو األمامية الملف خطوة تكون في له اآلخر الجانب يكون مجرى أعلى في ملف جانب كان إذا حتى فردية تكون في الخطوتان تتساوى أن يمكن ال أنه صحيح. كما والعكس أخري مجرى أسفل. اإلنطباقي اللف

Example:

A simplex lap winding is to be installed in a four-pole dynamo that requires 21 inductors per path. If there are 3 turns per coil and 2 coil sides per slot, determine (a) number of coils,(b) number of slots ; (c) number of commutator segments ; (d) back pitch ; (e) front pitch,(f) commutator pitch and draw a developed view of the proposed winding.Solution:

a) No of parallel paths = no of poles = 4 Total no of inductors = 4 paths x 21 inductors/path

= 84 inductors Each coil has 3x2 = 6 inductors

no of coils = 84

= 14 coils6

b) No of coil sides = 14 x 2 = 28 coil sides, each slot has 2 coil sides:

no of slots = 28

= 14 slots2

c) Simplex lap winding requires only one commutatar segment per coil, then the no commuter segments is 14.

d) back pitch Yb a pole pitch = 28 coil sides

= 7 coil sides4 poles

e) Front pitch Yf = Yb ± 2m , m = 1 = 9 coil sides for retrogressive winding= 5 coil sides for progressive winding

f) The commutator pitch is the same as the multiplicity of the winding: Yc = 1 commutator segment.

الفرش : موضع تحديد

. . ونوع االستنتاج عضو حركة التجاه < طبقا ملف جانب لكل ك د ق الـ اتجاه افتراض يتم , أو , من التيار منه يخرج أو إليه يدخل قطاع كل عند فرشة موضع ويتحدد المؤثر القطب

مواضع . أربعة هناك نجد السابق المثال في وكما به المتصلين الملفين طرفي إلىمتوقع . هو كما فرش ألربعة

التموجي- : اللف ب

والخلفية األمامية الخطوتين من < كال متوسط بأنها المتوسطة الخطوة :تعرف

Y =Yb + Yf (2)

2

واحدة دورة بعد اللف يقفل أال يجب التموجي الملف في فإن الخطوة هذه وبافتراضأن , يجب ال أنه أي االستنتاج عضو سطع على

PY = Ź

و , Pحيث( األقطاب عدد يجب ) Źهو بل الملفات جوانب ان عدد

PY = Ź±2 , Or

Y =Ź±2

(3)P

وفي , < مفردا اللف وكان مجرى لكل ملف جانبي هناك كان إذا ما حالة في العالقة هذهفإن : المتعدد اللف حالة

Y =Ź±2m

In coil sides (4)P

P = 2pفإن NC =Ź الملفات عدد كان وإذا2

ومنها : NC = PY ± m (5)

المبدل خطوة عادة المتوسطة YCوتؤخذ للخطوة > Yمساوية عددا تكون أن ويجب. < صحيحا

YC =NC± m

In commutator segments (6)P

Example:

A simplex wave winding is to be installed in a four-pole dynamo whose armature has 14 slots. Determine (a) Yb , (b) Yf , (c) Yc and draw the developed winding

Solution :

(As in the lap winding Yb one pole span)Since there are 14 slots , assume that 14 coils will be needed and 14 commutator segments are required :

YC =NC± m

=14±1

= 71

Or 61

SegmentsP 2 2 2

The commutator pitch is not a whole number; therefour 14 coils can not be used. Reduce the no. of coils by 1 and repeat

YC =13± 1

= 7 segments for progressive winding 2

= 6 segments for retrogressive winding The no. of coils required = 13 cols

Yb13*2

= 61

Can be taken as 7 coil side 4 2

= 7 or 626± 2

=Ź ±2

Y= 4P

Yf = 2Y-Yb = 14-7 = 7 for progressive winding= 12-7 = 5 for retrogressive winding

Yb = 7 , Yf =7 , Yc =7 ( progressive )Winding Table

In slot ( َ4)NC± m

and Y= 2NC±2m

Y= P2p

الخاملة Dead or dummy coils الملفات

أن بحيث < وثيقا < ارتباطا المبدل قطاعات بعدد الملفات عدد يرتبط التموجي اللف فيالملفات عدد أنقصنا كذلك يكن لم وإذا < صحيحا < عددا تكون أن يجب المبدل خطوة

ولكن المعطي بالمثال حدث كما مقفله كهربية لدائرة < مكونا اللف ليجئ واحد بمقداراتصال أي لهما ليس بها ملف جانبي وضع الحالة هذه في ويجب خالية المجاري أحد تظل

االستنتاج عضو على اللف شكل انتظام عل للمحافظة < وضعا ولكن الكهربية بالدائرةالخاملة , . بالملفات الملفات هذه مثل وتسمى له الميكانيكي واالتزان

واالنطباقي : التموجي اللف استخدامات

طريق عن يمكن بأنه التموجي اللف . هيمتاز . من العدد لنفس أكبر ك د ق على الحصولالمرتفع , – الضغط ذات الصغيرة لآلالت استخدامه يفضل لذا والموصالت 600األقطاب

وصالت – إلى حاجة هناك ليست وبذا محلية تيارات حدوث بعدم يمتاز أنه كما فولتالتعادل .

على الفرش من زوج استخدام يساعد حيث الجر لمحركات التموجي اللف يفضل كماالكربونية . للفرش بالنسبة ورخصها الصيانة سهولة

دوائر لتعدد االنطباقي اللف يفضل كبيرة تيارات على الحصول هو المطلوب كان إذا إماأن به التوازي علمنا ما إذا خاصة األقطاب لعدد < الحد 200طبقا هو توازي دائرة لكل أمبير

لآلالت , يستخدم اللف من النوع هذا فإن لذا التصميم أثناء به يؤخذ والذي المعقول . الكبير التيار ذات الكبيرة

االستنتاج عضو في المتولدة الكهربية الدافعة e.m.f. induced in the القوةarmature

No of slot=14 , no of commutater segment=13

< مجاال < عموديا يقطع موصل في المتولدة الكهربية الدافعة القوة قيمة إيجاد يمكنكثافة ( < منتظما < متر/ يبو ) Bمغناطيسيا المعروفة 2ر بالعالقة

e = BLυ Voltبالمتر , Lحيث الموصل / υطول ث بالمتر سرعته

فإن حقيقي مولد في , توزيع لكنه المجال يبلغ حيث < منتظما يكون ال المغناطيسي المجالاألقطاب بين < صفرا تبلغ حيث األطراف اتجاه في تتناقص األقطاب تحت له قيمة أقصى

و) 13شكل ( األقطاب تحت المغناطيسية الكثافة منحنى يرى سطح عليحيث طولوب ( ) . المتصل المنحنى االستنتاج قيمة فعضو فإن الموصل وطول السرعة ثبوت رض

. . المغناطيسي المجال كثافة مع مباشرة تتناسب موصل كل في المتولدة ك د ق الوجود , هلحظة القطب هذا بنوع االتجاه يتحدد كما ما قطب سطح تحت معينة نقطة في

) . . شكل الموصالت مجموعة في المتولدة ك د ق ال منحنى فإن ذلك يأتي) 13منبالمنحنى م يرى وكما المغناطيسي الكثافة لمنحنى < الموجبة, eشابها المساحة أن حيث

شمالي قطب من < متجها < فيضا تمثل الكثافة منحنى االستنتاج – Nفي عضو قطب إلىق حوالمسا من < متجها < فيضا تمثل السالبة > لبة جنوبيا < قطبا ليدخل االستنتاج .Sعضو

. . على تعتمد االستنتاج عضو سطح على المتولدة ك د ق ال قيمة فإن ذلك إلى باإلضافةالمنتج على الموجودة التوازي دوائر عدد على وبالتالي بالتوالي المتصلة الموصالت عدد

. . االستنتاج عضو سطح على المتوسطة ك د ق ال إيجاد بواسطتها يمكن عالقة وإليجادشكل ( المغناطيسية الكثافة منحنى استبدال يمكن مساوية ) 13فإنه بمستطيالت

تكون ( بحيث سالبة ألجزائه مساوية وأخرى الموجبة الكثافة ) Bألجزائه هيمسافة الموصالت أحد خاللها يعبر والتي المتوسطة خطوة abالمغناطيسية مقدارها

: . . الموصل بهذا المستنتجة المتوسطة ك د ق ال إليجاد قطبيةEav = BLυ Volt

Where:

B : = average flux density per pole pitch , weber / mL : = active length of the conductor , in m,

υ : = velocity of conductor , in m/sec =abt

t : = time required for the conductor to travel the distance ab , equal to the pole pitch .

Volts

=Bl(ab)Eav = tt

Where : BL(ab) : = total flux per pole , and

t = 1 Sec.

npthe average e.m.f. per conductor is

Eav =

np volts 1/npand the total induced e.m.f. between brushes is

E = npZ

Volts ( 7) a

Where Z: = total no. of conductors on the armaturea : = number of parallel paths , andZ/a : = no. of conductor in series If the speed in rpm , eq (7) becomes

E = NPZ

Volts ( 7`) 60a

Example:

A 900-rpm 6-pole generator has a simplex lap winding. There are 300 conductors on the armature . the flux per pole is 0.05 weber . Determine the e.m.f. induced between brunches .

Solution:

= 0.05 weber , n=900

= 15 rps60

no. of paths = no. of poles = 6

E = 0.05 * 15 *6 * 300

225 volts6

المغناطيسية : الدائر حساب

الضروري من كان االستنتاج أعضاء أحد طرفي على الكهربية الدافعة القوة لحسابالمغناطيسي الفيض مقدار قيمة , معرفة على للحصول فإنه أخرى بطريقة أو قطب لكل

للقيمة < مساويا قطب لكل الفيض يكون أن يجب بعينها آلة من المتولدة الكهربية الدافعة للقوة معينةبالعالقة المعطاة

= a E

( 8 )n p Z

المعادلة ( من ) .7والمأخوذةيجب والتي األقطاب على الموجودة التغذية أو التنبيه لفات بسبب ينشأ الفيض هذا

قيمة مع يتناسب بما لها لفات األمبير قيمة المطلوبة .حساب

الشكل ( إلى مسارات ) 2وبالرجوع أربعة تكونت قد أنه نجد < مثال أقطاب أربعة ذات آللةالدوائر , من مماثل عدد سيتكون أنه سنجد األقطاب متعددة آللة وبالمثل مغناطيسية

تقع دائرة كل أن أو متجاورتين دائرتين في < مؤثرا يكون قطب كل وأن المغناطيسيةمتجاورين . قطبين تأثير تحت

شكل ( إلى يمثل ) 14وبالنظر أحدهما المغناطيسية الدوائر من نوعان هناك أن نجدالنافع ليقطع , الفيض االستنتاج عضو إلى الهوائية الثغرة يعبر الذي الفيض وهو

, إلى طريقه يأخذ ال الذي وهو الهارب الفيض يمثل واألخر عليه الموجودة الموصالتالدافعة القوة وإليجاد مباشرة األقطاب أطراف بين الفراغ يعبر بل االستنتاج عضو

مثل) mmfالمغناطيسية ( االعتبار في أخذها يجب كثيرة عوامل هناك فإن قطب لكلا وعدم األقطاب وشكل الهارب أسنان مانتظالفيض شكل بسبب الهوائية الثغرة

حقيقي تصميم عند تراعي أن يجب كثيرة أخرى عوامل من ذلك إلى وما المجاريهذه مثل إجراء عن بسيطة فكرة نأخذ أن هنا يكفي ولكن المغناطيسي المجال ألقطاب

الدائرة في تؤثر التي األقطاب ألحد الالزمة لفات األمبير إليجاد abcdefالحساباتبشكل ( اآلتي) .14المبينة الجدول طريق عن

Ampere turns

Length, meter

Ampere turns per

meter

Flux density weber/m2

Area square meter

Flux , weber

MaterialPart

H1.L1L1H1K1(λ/A1)A1λDynamo steel sheet

Core ab

H2.L2L2H20.5 λ/A2A20.5λCast steel

Yoke bc

H1.L1L1H1K1(λ/A1)A1λDynamo steel sheet

Core cd

H3.L3L3H3/A3A3AirGap de

H4.L4L4H4)0.5

K2(A40.5Dyn. Steel sheet

Armature ef

A4

H3.L3L3H3/A3A3AirGap fQ

INTotal ampere-turns for 2 – ples =

IN/2Total ampere- turns per pole

Where:

λ : = leakage coefficient = Core Flux

1.1 – 1.2Armature Flux

K : = Correction factor to allow for the thickness of the oxide on the surface of the lamination and the air-duct speed = 1.1-1.25

المستمر التيار D.C. Generators مولدات

األقطاب تغذية Types of Field Excitation: طرق

المغناطيسي : المجال لتكوين الالزم بالتيار األقطاب لتغذية طريقتان هناكاألقطاب , بتغذية فتقوم الثانية أما خارجي منبع من األقطاب تغذية على وتعتمد األولى

نفسها . لآللة االستنتاج عضو طريق عنشكل ( المنفصلة التغذية ذو بالمولد المولد يسمى األولى الحالة أ- ) 15في

Separately Excited d. c. Generators شكل ( النفسية التغذية ذو المولد يسمى الثانية الحالة , 15وفي , ء- ج هـ ) ،ب

Self – Excited d. c. Generators

المنفصلة التغذية

اتصال , أي هناك ليس أنه ويالحظ الخاصة األعراض ذات اآلالت بعض في تستخدمملفات تحتوي به المتصل الحمل أو االستنتاج عضو ودائرتي المجال دائرة بين كهربي

وتشير ، صغير مقطع ذو سلك من اللفات من كبير عدد على المصدر bالمجال إلىأما ، المستمر للتيار المجال r الخارجي تيار قيمة لضبط Ifفتستخدم

الذاتية التغذية

ملفات توصيل طريقة باختالف خصائصها وكذلك المستمر التيار مولدات تسمية تختلففهناك : االستنتاج عضو بدائرة المجال

التوازي – 1 ، : Shunt generatorمولد المجال ملفات تتصل المولدات من النوع هذا فيعضو بطرفي ، صغير مقطع ذو سلك من اللفات من كبير عدد على تحتوي التي

المجال تيار ويكون في Ifاالستنتاج بالتغير < كثيرا يتأثر وال االستنتاج عضو تيار من < جزءاتغ . يمكن كما متغير Ifير يالحمل مقاومة طريق شكل rعن المجال ملفات مع بالتوالي

ب – ) 15( التولي – 2 عدد – ) 15شكل : ( Series Generatorمولد ذات المجال ملفات وتكون جـ

من ليتكون المتصل والحمل االستنتاج بعضو وتتصل ، كبير مقطع ذو سلك من قليلالمجال تيار أن البديهي ومن ، توالي دائرة > سالجميع مساويا الحمل لتيار < مساويا يكون

الحمل . اتصال قبل تيار أي المجال بدائرة يمر لن أنه كما االستنتاج عضو لتيارالمركب – 3 مجال : Compound Generatorالمولد إلى باإلضافة المولد هذا يحتوي

التوالي Fshالتوازي مجال خصائص له أخر إما . Fseمجال هذا التوالي مجال ويتصلهذه في المولد ويسمى طرفيهما على التوازي مجال ليتصل االستنتاج عضو مع بالتوالي

شكل ( الطويل المركب بالمولد ليتصل – ) 15الحالة الحمل مع بالتوالي تتصل أو ، ءبالمولد الحالة هذه في المولد ويسمى االستنتاج عضو طرفي على التوازي مجال

القصير . المركب

المولدات : Characteristic of Generatorsخواص

المختلفة التشغيل ظروف عند وسلوكها المستمر التيار آلة خصائص إلى التعرف يمكنالخواص بمنحنيات تعرف منحنيات عدة طريق الخواص curves Characteristicعن هذه

من أو اآللة على التجارب إجراء من المستمرة المعلومات بواسطة رسمها يمكنآلة . من المنحنيات هذه ألحد الحقيقي الشكل يختلف وقد بالتصميم الخاصة المعلومات

. , < واحدا يظل العام الشكل ولكن واحد نوع من أنهما في يشتركان ألخرى

الداخلية - 1 الخواص : منحنى internal characteristic curve , open – circuit characteristic , or no-load magnetization curve

بالقوة , الخاصة المعدلة كتابة يمكن والموصالت األقطاب من ثابت عدد ذات بعينها آللةالكهربية اآلتية : الدافعة الصورة على المستنتجة

E = KN (9)Where :

: = constant1

.P. Z

K =60a

: = Flux per pole , in weber N: = speed of armature , in rpm

الفيض على قيمتها في تعتمد المستنتجة الكهربية الدافعة القوة فإن ذلك منوب . والسرعة بشكل ( فالمغناطيسي كما اآللة وتوصيل السرعة ثبوت فإنه- ) 16رض أ

تغ بتغ ييمكن الفيض قيمة التغذية . يير بملفات المار التيار قيمة ير

المستنتجة بو الكهربية الدافعة القوة بين العالقة المجال, Eتتبع عندما - Ifوتيار أنه نجد. – (هذا يكون . بالنقطة , ممثلة مستنتجة ك د ق هناك تكون < صفرا المنحني) 1التيار على

المتبقية- ) 16شكل ( المغناطيسية عن وتنشأ المقدار في صغيرة residualبmagnetism بطريقة المتولدة الكهربية الدافعة القوة قيمة تزداد المجال تيار قيمة بتزايد

< مستقيما < خطا تتبع تكاد ال – 3إلى 2من المسافة. ملحوظة قيمة في الزيادة تبدأ بعدها – . من. المنحني المجال تيار في الكبيرة الزيادة مع تتناسب ال ك د راجع – 4إلى 3ق وهذا

ي حيث المغناطيسية الدائرة خاصية الدافعة يزاتإلى القوة بتزايد المغناطيسي المجال دالفيض مقدار في الزيادة تكون بعده التشبع حد إلى األقطاب تصل أن إلى المغناطيسية

المغناطيسية الدافعة القوة في الكبيرة الزيادة تناظر ال .المغناطيسيالمغناطيسي التشبع لمنحني < مشابها يأتي الداخلية الخواص منحني فإن ذلك من

النقطة ( من ابتداء المجال تيار >) 4ويتناقص مطابقا يأتي ال المتناقص المنحني فإناالحتفاظ , لظاهرة نتيجة منه أعلى بل المتزايد للمادة retentivelyللمنحني

من . – المتناقص المنحني ويكون من – 5إلى 4المغناطيسية < جزءا المتزايد المنحني معالمغناطيسي التعويق في Hystresis loopمنحني التجربة هذه إجراء أثناء ويالحظ

التشبع نقطة إلى المنحنى يصل حتى < دائما واحد اتجاه في المجال تيار يتزايد أن المعملإلى – الحالتين كلتا في رجوع ال أي < أيضا واحد اتجاه في التناقص في التيار يبدأ بعدها

اختال إلى تؤدي محلية تعويق منحنيات تنشأ ال حتى القراءات لالوراءال الصعوبات على , مومن الحصول إمكانية عدم هو التجربة هذه تقابل قد التي عملية

لن – الكهربية الدافعة للقوة المأخوذة القراءات أن يعني وهذا إجراءها أثناء ثابتة سرعةتغ أن حيث الكافية بالدقة الصعوبة يتكون هذه على وللتغلب قيمتها من يغير السرعة ير

اآلتية . العالقة تطبيق يمكنAt N1 rpm the induced voltage is E1 = KN1 andAt N2 rpm the induced voltage is E2 = KN2

E1 =KN1 and

E1 =N1

E2 KN2 E2 N2

أن أن , Kحيث كما المولد لنفس >من ثابت كال عند ثابتةمنحني رسم يمكن السابقة العالقة طريق وعن السرعتين

سرعة عن يختلف السرعات من آخر لعدد الداخلية الخواصبشكل ( يرى وكما )16المولد اآللة ج- توصيل من واضح هو وكما

من- ) 16شكل ( لها الالزم التيار تستمد المجال ملفات فإن أعضو – طرفي على المجال ملفات بتوصيل ألنه خارجي مصدر . . كالهما يصبح المجال وتيار المستنتجة ك د ق ال فإن االستنتاج

االستنتاج , بعضو المجال تيار مرور أن كما اآلخر على يعتمد

تطابق ال اآللة طرفي على للضغط المأخوذة القراءات وتكون الضغط في < نقدا سيحدث. . المستنتجة. ك د الق

المجال مقاومة Field – resistance lineخط

بشكل ( في كما المجال ملفات عن- ) 17بتوصيل المستمر للتيار خارجي بمصدر أبين , عالقة رسم يمكن أوضاع عدة المقاومة هذه باتخاذ فإنه متغيرة مقاومة طريق

بشكل ( بين هو كما حده على وضع لكل بها المار والتيار المجال لفات طرفي مع الضغطكلما- ) – -. 17 أكبر المقاومة قيمة كانت كلما أنه ويالحظ أوم لقانون مباشر تطبيق ب

طرفي , على الضغط من معينة لقيمة أنه كما أكبر المناظر المستقيم ميل المجال كانالخطوط . هذه وتسمى األقل المقاومة حالة في أكبر تكون المار التيار قيمة فإن

المجال . مقاومة بخطوط

النفسية : التغذية ذات المولدات في الضغط The build –upبناءprocess

النفسية التغذية ذات المولدات في الضغط بناء كيفية إليضاح وسيلة التوازي مولد باتخاذبدء- ), 18شكل ( عند أنه نجد ملحوظة حركة أ قيمة هناك تكون السكون من المولد

هي – القيمة هذه صغيرة أنها ولو المولد طرفي على الخواص oaللضغط منحني علىلآللة . الداخلية

وباسقاط , الداخلية الخواص منحني مع المجال مقاومة خط لإلحداثي abوبرسم < موازياتكون المقاومة خط على تمر `obاألفقي سوف والتي المناظرة المجال تيار قيمة هي

. . ك – د ق ال لتكون المغناطيسي المجال من بالتالي سيزيد التيار هذا المجال ملفات فيل مساوية مع . , ` cbالمتولدة االستنتاج عضو طرفي على الضغط في الزيادة هذه

ليصبح , للزيادة المجال بتيار ستدفع االستنتاج عضو بداخل الضغط في الفقد `odإهمال . . هي الجديد التيار لهذا المقابلة المستنتجة ك د ق ال بناء .... `edوتكون يستمر وهكذا

النقطة إلى نصل أن إلى االستنتاج عضو طرفي على خط Fالضغط تقاطع نقطة وهيلو , < فرضا ألنه اآللة طرفي على الضغط بناء يتوقف بعدها التشبع منحني مع المقاومة

النقطة إلى الوصول يكون gأردنا أن يجب المناظر المجال تيار فإن التشبع منحني على0g ` , أن يجب التيار هذا لدفع الالزم الضغط أن نجد المقاومة خط إلى بالرجوع ولكن

من `Kgيكون أكبر التقاطع ` ggوهو نقطة بعد فإنه في fلذا يستمر لن المولد فإنطرفيه . علي الضغط زيادة

وبمالحظة , مفاجئة بطريقة يكون لن المولد طرفي على الضغط بناء أن ويالحظال يالفولتم المجال في التغير أن حيث متأنية بطريقة سيكون الضغط زيادة فإن تر

يكون أن األحوال من حال بأي .لحظيايستطيع

الحرجة : المجال Critical Field Resistance مقاومة

ليصبح المجال مقاومة بزيادة فإنه سبق oa مماسيتوقف . المولد فإنه المناظر المقاومة خط هو

النقطة بعد الضغط بناء تقاطع `aعن نقطة وهيoa . < تدريجيا المقاومة وبإنقاص التشبع منحني مع

المناظر المقاومة خط لمنحني obليصبح < مماساالنقطة بعد فإنه الداخلية يزداد bالخواص لن

مقاومة وتسمي المولد طرفي على الضغطللخط المناظرة المجال obالمجال بمقاومة

شكل ( المجال- ) 18الحرجة مقاومة وبزيادة جأي بناء المولد يستطيع لن الحرجة القيمة عنعلى للضغط مناسبة قيمة إلى وللوصول ضغط

أن يجب المولد أقل تطرفي المجال مقاومة كونال قد األحيان بعض وفي الحرجة المقاومة من

اآلتية : األسباب ألحد وذلك الضغط بناء من المولد يتمكنالمجال- 1 أن إلى يؤدي االستنتاج عضو على المجال لطرفي ئ خاطئ توصيل

المتبقية . المغناطيسية من يضعف المجال بملفات التيار مرور عند الناشئالحرجة .- 2 المقاومة من أكبر المجال مقاومة يكون قدحيث - 3 المجال مقاومة يزيد مما المبدل على الكربونية للفرش جيد غير تالمس

متشابهة , حالة إلى نصل وبذا االستنتاج عضو طرفي على الوحيد الحمل أنهالسابقة .. للحالة

عل - 4 متبقية مغناطيسية هناك تكون ال ا قد من ي كبيرة فترة لمرور نتيجة إلطالقالمولد . تشغيل فيها تم مرة آخر منذ الزمن

مفتوحة .- 5 المجال دائرة تكون قد

االستنتاج : عضو فعل Armature Reactionرد

االستنتاج , عضو فعل رد ظاهرة المولدات تشغيل على فعال تأثير لها التي الظواهر منتيار لمرور نتيجة االستنتاج بعضو الخاص المجال بين المتبادل للتفاعل نتيجة تحدث وهي

لألقطاب , . الرئيسي والمجال به

قطبين : ذات آللة االستنتاج عضو فعل رد

أن- ) 19الشكل ( بفرض بها التيار مرور عن والناتج باألقطاب الخاص المجال يعطي أمحور . حول بانتظام ينتشر الرئيسي المجال هذا < صفرا يساوي االستنتاج عضو تيار

المتجه من يرى وكما الحياد مستوى على < عموديا الدافعة Fاألقطاب القوة يمثل الذيواتجاه قيمة األقطاب لمجال .االمغناطيسية

يشكل ( المبينة االتجاهات في االستنتاج عضو بموصالت التيار يمر المولد ب- 19بتحميلاتجاه يحيث) في التيار فيها يمر الحياد مستوي يسار على الموجودة الموصالت أن رىواحد ,

في التيار فيها يمر المستوى يمين على الموجودة كذلكتيار , أن وبفرض المضاد االتجاه ولكنه < أيضا واحد اتجهاألقطاب لمجال وجود ال أي < صفرا يساوي الرئيسي المجال

الحياد مستوى ويمين يسار على الموصالت مجموعتي فإنمنطبق أسفل إلى متجه < مغناطيسيا < مجاال محور اتكون على

لتالمس الحياد منطقة في توضع أن يجب التي الفرشالمتجه كهربية دافعة قوة أية بها تتولد ال التي FAالموصالت

لعضو المغناطيسية الدافعة القوة بين الشكل يمن إلىواتجاه قيمة .ااالستنتاج

األقطاب , مجال المجالين بين التفاعل تأثير ولدراسةللتزاحم , الرئيسي بالمجال يدفع االستنتاج عضو مجال أن نجد االستنتاج عضو ومجال

لألقطاب . المتأخرة األطراف عند ويقويه

,Trailing Pole Tips , المتقدمة األطراف عند يرى Leading Pole Tipsويضعفه وكماالم- ) 19بشكل ( المجال أن نجد حيث اتجاه حج نفس يأخذ قد FRصل الحياد مستوى وأن

ي أن يجب الفرش محور فإن وبالتالي الدوران اتجاه في الوضع دقتانحرف نفس إلى مالفر تقوم أن األصلي مكانه في وجوده يؤدي ال الملفات شحتى من مجموعة بقصر

. ذلك . فيؤدي ك ء ق بها المبدل .حدوث تتولد سطح على شررشكل ( الدوران اتجاه في الفرش محور على- ) 20بتقدم بالموصالت التيار توزيع فإن أ

الفرش محور اتجاه نفس االستنتاج عضو مجال ليأخذ بالشكل كما يكون المنتج سطحاالستنتاج لعضو المغناطيسية الدافعة القوة تحليل ويمكن الجديد FAالجديد وضعها في

مركبتين : إلىFD : = demagnetizing component of armature reactionFC : = Cross-magnetizing component of armature reaction

االتجاه تو في أنها حيث لألقطاب الرئيسي المجال إضعاف على األولى المركبة عملاألشكال . ( من ويمكن وانحرافه تشويهه على فتعمل الثانية المركبة أما ، المعاكس

المسببة- ) 20 المنتج سطح على الموصالت تحديد جـ حيث : لكال ب المركبتين منالزاويتين داخل المحصورة الموصالت المضادة, 2βتسبب للمركبة المنتج وأسفل أعلى

عدد– . أن ويالحظ المتعامدة المركبة تسبب الزاويتين تلك خارج األخرى الموصالت أمالكل المسببة موصل األمبير عدد نصف يساوي المركبتين من لكل المسببة لفات األمبير

منهما .الشكل ( في المغناطيسية) 21ويرى الدافعة االستنتاج لمجالي المحصلة FRالقوة عضو

دائم , يكون المنتج مجال اتجاه أن ويالحظ ترى – اواألقطاب كما الفرش محور اتجاه فيو , FAوألن FC, FDالمركبتين االستنتاج عضو سطح على موزعة موصالت عن Fتنتج

اعتبار يمكن ال فإنه األقطاب حول مركزة موصالت عن المجالين FRتنتج لكل محصلةضرب بعد الفراغي .FAإال التوزيع بتصحيح يقوم معامل في

Example:

A 4-pole generator has 288 surface conductors. The armature is lap wound, and the armature current is 120 amp. The brunches are advanced 15 space degrees. Determine demagnetizing and cross-magnetizing armature ampere-turns.

Solution:

β = 15 ْ 2β = 30 ْNo. of brunches = no. of poles ( lap winding ) = 4 total number of degrees covered by the demagnetizing conductors = 120 ْ , this gives that one-third the conductors on the armature , or 96 conductors , are demagnetizing conductors.

no. paths = 4 , current per path = 120/4 = 30 ampDemagnetizing ampere conductors. = 30 * 96 = 2880

Demagnetizing ampere turns =2880

=14402

no. of cross magnetizing conductors = 2

of the no. of conductors on the armature

3

cross magnetizing amperes-turns = 192*30

=28802

األقطاب : متعددة آللة االستنتاج عضو فعل رد

شكل ( األقطاب- ) , 22في ترى حيث األقطاب متعددة آلة من لجزء انفراد يرى أمنه ,N` , S , Nالمتعاقبة إليها ويدخل المنتج سطح إلى الرئيسي المجال منها يخرج

المغناطيسية , الكثافة منحني فإن لذا < صفرا يساوي االستنتاج عضو تيار أن فرض وقد>- ) 22شكل ( منتظما يكون أنه كما القطبية المحاور حول < متماثال المجال توزيع يعطي ب

بين - < صفرا ليصبح األطراف اتجاه في < تدريجيا يتناقص األقطاب تحت القيمة ثابتمنتصف في يكون الفرش وموضع الحياد مستوى فإن حمل الال حالة وفي األقطاب

الشكل .. ( في األقطاب بين حين- ) , 23المسافة في < صفرا يساوي المجال تيار فإن بعضو موصالت بعضو االستنتاجتحمل والخاص المبين المجال يحدث < االستنتاجتيارا

الخطوط بافتراض بين الموصالت ، qrأن st جوانب أحد من التيار يدخل < واحدا < ملفا هتكونهذا منتصف في عظمى نهاية تكون المغناطيسية الدافعة فالقوة لذا األخر من ويخرج

النقط يناظر وهو ، Iالملف j ، k ، h ) شكل المغناطيسية الدافعة القوة منحنى -23فيعلى) موصل لكل أن يفترض حيث األقطاب محاور عند < صفرا تساوي أنها يالحظ كما ب

اإلتجاه نفس في فيهما التيار يسري األخر الجانب على مناظر موصل المحور هذا جانباألقطاب محاور تحت < صفرا تكون المغناطيسية الدافعة القوة محصلة فإن ذلك ومن

النقط ، bوهي d ، f. منحنى الشكل في يشابه األستنتاج لعضو المغناطيسية الكثافة منحنى أن المفروض منزيادة بسبب ولكن ، الهوائية الثغرة انتظام حالة في وذلك المغناطيسية الدافعة القوة

بشكل ( المبين الشكل يأخذ األقطاب بين المغناطيسية ب – ) . 23المعاوقةهنا) 24الشكل ( ويالحظ األستنتاج وعضو األقطاب لمجالي المحصل المجال كثافة يبين

كما لألقطاب المتأخرة األطراف في المجال تكاثف القطبين ذات اآللة حالة في كما < أيضامقدارها بزاوية تقدم قد الحياد مستوى الفرش βأن محور فإن لذا ، الدوران اتجاه في

< نوعا صغيرة أصبحت التي الحياد منطقة في ليظل الزاوية هذه بمثل < أيضا يتقدم أن يجبالتوحيد . عملية صعوبة من يزيد مما

األستنتاج عضو فعل رد تأثير مالفاةالدراس عضو ةمن فعل رد تأثير إيجاز يمكن اآلتية :االستنتاجالسابقة النقاط فيإتجاه - في الحياد منطقة انحراف إلى يؤدي مما لألقطاب األصلي المجال تشويه

المبدل . سطح على الشرر وظهور التوحيد عملية صعوبة يسبب مما الدورانالمضادة - المركبة ظهور إلى يؤدي الجديد الموضع إلى الفرش موضع انحراف

األستنتاج األصلي .FDلعضو المجال إضعاف على تعمل والتيمرتبط - وهذا األستنتاج لعضو المغناطيسية الدافعة القوة في الزيادة تؤدي قد

) < مثال األساسية األقطاب من أجزاء قطبية إنعكاس إلى تؤدي قد ، به المار بالتيارالقطب يسار على األستنتاج لعضو المغناطيسية الدافعة القوة شكل (`Nبزيادة

القيمة – ) 23 عن األستقرار `r`s( ب عدم عنه ينتج ما ،instability تشغيل فيمنها . المحركات سرعات في خاصة األلة

بإنعدام ، األستنتاج عضو فعل رد تأثير لمالفاة < >سهال حال الفرش موضع تغير في يبدو وقدممكن غير هذا ولكن ، المبدل سطح على الشرر أن من ظهور حيث العملية الناحية

عضو : تيار بزيادة اآللة على بالحمل مرتبط للفرش الجديد القوة االستنتاجالوضع تزدادل المغناطيسية االنحراف FA ـالدافعة زاوية كبر إلى يؤدي مما < واتجاها أن – βقيمة كما

عضو فعل لرد األخرى التأثيرات مالفاة على يعمل لن الحل العكس االستنتاجذلك على ، بعضها . ظهور على سيعمل ذلك من

األستنتاج عضو فعل رد تأثير مالفاة في الفعالة الوسائل أحد استخدام فإن ذلك مناألستنتاج بعضو الخاص المجال إضعاف في < جميعا تأثيرها وينحصر ، < ضروريا سيكون

قيمة لألقطاب األصلي المجال على أمكن ما من واتجاهاوالمحافظة اآلتية والوسائل ، السبيل : هذا في المعروفة الطرق

األستنتاج - : 1 عضو مجال أمام المغناطيسية المعاوقة تكبير

األشكال ( في المالحظ ،- ) ( 19من الثغرة – ) 23ب يعبر األستنتاج عضو مجال أن أم بزيادة – رتالهوائية فإنه لذا مساره في األقطاب وقلب أطراف يستخدم أنه كما ، ين

المغناطيسية الدافعة القوة أن وبإفتراض المجال هذا أمام المغناطيسية المعاوقةتأثيره يتناقص وبالتالي القيمة في يقل ، األستنتاج عضو مجال أي ، فإنه ثابتة له المسببة

هنا : المعروفة الطرق ومن

شكل – : - ( الهوائية الثغرة تكبير أ – ) 25 أ

المجال إلضعاف إلى < أيضا تؤدي األستنتاج عضو مجال اضعاف إلى تؤدي كما وهيالرئيسي بالمجال لإلحتفاظ لألقطاب لفات األمبير زيادة الضروري من فإنه لذا الرئيسي

األقطاب . ملفات في النحاسي الفقد زيادة عنه ينتج مما ، معين مستوى عند

األقطاب – : ألطراف الفعالة المساحة إقالل ب

بشكل ( كما األقطاب رقائق بصناعة ذلك إلى الوصول بالتبادل – ) 25ويمكن وترتيبها بالساحة نصف النهاية في األقطاب ألطراف الفعالة المساحة لتكون البعض بعضها مع

الفعلية .محاور حول للتمركز لألقطاب الرئيسي المجال دفع على السابقتان الطريقتان وتعتمد

لتزايد نتيجة لإلنحراف المجال اضطر إذا أما ، أقل المغناطيسية المعاوقة حيث األقطابفيحاول األقطاب أطراف من متزايدة معاوقة سيجد فإنه األستنتاج عضو فعل رد تأثير

إي بها يحدث وال ثانية األقطاب مراكز إلى العودةإنحراف .

الرئيسية - : باألقطاب محورية مجاري عمل جـ

بشكل ( كما الطريقة مجال – ) 25وهذه أمام المغناطيسية المعاوقة زيادة على تعمل جـالمجال انحراف وعدم المتعامدة المركبة إضعاف على يعمل مما االستنتاج عضو

أخذه – ويمكن < قليال يكون األصلي المجال على المجاري هذه تأثير أن ويالحظ الرئيسياألصلية . لألقطاب لفات األمبير إيجاد عند االعتبار في

األستنتاج – 2 لعضو المغناطيسية الدافعة القوة من اإلقالل

االستنتاج لعضو المغناطيسية القوة > ارتباطاترتبط وثيقاال , أنه كما بزيادته وتزداد بنقصانه تقل الحمل بتيار

لكنه ، طريقه عن مباشرة بطريقة فيها التحكم يمكنتتأثر أخرى مغناطيسية دافعة قوة خلق اإلمكان في

الدافعة القوة قيمة لها يكون بحيث الحمل بتيارمما إتجاهها عكس في وتعمل للمنتج المغناطيسية

. لألقطاب األصلي المجال على تأثيرها ويضعف يالشيهااآلتيتين : الطريقتين بإحدى ذلك إلى الوصول ويمكن

التعويض - : ملفات compensating windings أ

بدائرة وتوصل االستنتاج عضو لمحور موازية األقطاب وجه في الملفات هذه توضعشكل ( ، الحمل تيار بها يمر بحيث أن) 26المولد الملفات بهذه التيار اتجاه في ويراعي

أو االستنتاج عضو مجال إضعاف على عنها الناشئة المغناطيسية الدافعة القوة تعمل. الحمل ظروف لجميع يالشيه

البينية : األقطاب Interpoles ب

تقطع أن فيها يجب والتي الحياد مناطق أن نجد االستنتاج عضو فعل رد تأثير دراسة من . . المناطق هذه أن نجد ، ك د ق أية بها تتولد فال لها موازية المجال خطوط الموصالت

المختلفة التأثيرات وتظهر الدوران إتجاه في السابقة األقطاب تأثير تحت تقع أصبحتاالستنتاج . عضو فعل لرد

قطبيتها في تخالف بحث الرئيسية األقطاب بين المناطق في أقطاب بوضع فإنه لذاتلك تأثير يالشي أن يمكن تأثيرها فإن ، الدوران إتجاه في السابقة الرئيسية األقطاب

من هذا ، أخرى مرة < صفرا فيها المغناطيسي الفيض ليعود الحياد مناطق على األقطابالناتج الفيض أن اساس على األقطاب هذه عمل فهم يمكن فإنه أخري ناحية ومن ناحية

شكل ( تأثيره مالفاة على فيعمل االستنتاج عضو مجال إتجاه عكس في يعمل -27عنهاقيم) لجميع < مناسبا عنها الناتج الفيض يكون لكي الحمل مع بالتوالى توصل فهى لذا ب

عضو فعل رد تأثير مالفاة في < معا السابقتين الطريقتين تستخدم وقد ، الفعل رد. الكبيرة لآلآلت االستنتاج

التوحيد : Commutation عملية

. . . . ، متغيرة ك د ق هى المستمر التيار مولد في ملف كل بداخل المستنتجة ك د ق الـ < أحيانا يدعى ما أو المبدل استخدام الخارجية للدائرة بالنسبة مستمرة لجعلها ويلزم

. مثالية بطريقة يتم التوحيد أن وبإفتراض التوحيد واجبات ideal commutationبعضو فانالتاليتين : المبدل األساسيتين المهمتين في تنحصر

عظمى -1 قيمة إلى < مثال موجبه عظمى قيمة من ملف أى في التيار إتجاه عكس . < قصيرا < وقتا تستغرق أن يجب العملية هذه بالعكس والعكس لها مساوية سالبةالزمن هو أو ، الفرش احد تحت تمر لكى القطاعات ألحد الالزم الوقت وهو < جدا

. الفرش أحد بواسطة < مقصورا الملفات أحد يستغرقه الذىقطاعات -2 على بإنتظام < موزعا ذلك ويتم الخارجية للدائرة الالزم التيار توصيل

الفرشة.شكل ( خطية) 28وبإتخاذ بطريقة التوحيد يتم عندما المهام تلك إليضاح وسيلة

straight line commutation من مختلفة < أوضاعا يتخذ الملف أن نجد أثناء 10إلى 1، . كل في المار التيار أن وبإفتراض لها تخطيه ثم تحتها ووجوده الفرشة من أقترابه

هو توازي هو 20دائرة بالفرشة مروره الالزم التيار يكون ، مجموع 40أمبير وهو أمبير . قطاعات من قطاعات أربعة تغطى الفرشة أن وحيث توازى دائرتى من التيار

الموجبة ( ) الفرشة حالة فى الفرشة إلى قطاع كل من الخارج التيار فإن المبدليكون أن من. 10يجب األوضاع فى الملف 3إلى 1أمبير تيار يقصر 20يكون ثم أمبير

الوضع من ابتداء يخرج 4بالكامل الوضع 10حيث في بعدها الفرشة إلى أمبيرإتجاهه عكس في ويبدأ < صفرا الملف تيار ليكون األخرى أمبير العشرة تخرج الخامسقيمته وتزداد الفرشة يمين على التوازى دائرة من < أيضا يدخل التيار أن أساس على

تصبح أن إلى من 20بالتدريج األوضاع فى أخرى مرة . 10إلى 7أمبير

Fig(28) current coil undergoing commutation condition

شكل ( إلى ) 28بالنظر تغير- قد التيار اتجاه أن حيث تحققت قد األولى المهمة أن نجد بمقداره) 20- إلى) (20+من ( زمن فى ثابت فإنه , t بمعدل كذلك التوحيد زمن وهو

شكل ( بالفرشة التيار توزيع فإن الثانية للمهمة .28بالنسبة منتظم- ) توزيع هو أ < تماما الحياد منطقة فى الفرشة تكون أن الخطى التوحيد هذا مثل لحدوث المفروض من

بعضه فإن المنطقة هذه >من قليال اليسار أو اليمين إلى بجنوحها ولكنها الملفات ا ، من

تكون تزا المقصورة أن لما حيث عالية محلية بتيارات تدفع كهربية دافعة قوة به تتولدالموجودة – التيارات إلى التيارات تلك وبإضافة منخفضة مقاومة ذو يكون القصر مسار

كما سيكون حالة لكل التوحيد منحنى وكذا بالفرشة التيار توزيع فإن < ،29 ( يشكلبأصال30 (

Fig (29) commutation with braches Fig (30) commutation withtoo far back of neutral plane braches too far ahead

حيث الفرشة بداخل تيار توزيع إختالل يالحظبها يخرج 45يدخل كما ي 5أمبير مما فعرأمبير

إلى عليها >من 50التحميل بدال أن 40أمبير كما ، تحمل الفرشة قطاعات التيار 20أحد ضعف أمبير

من – ضالمفرو يرفع ذلك كل المثالية الحالة فيالجزء تحت شرر وحدوث الفرشة حرارة درجة

شكلي ( تالم الفرشة من المتقدم أو ، – 29خلف أشكل – ) ( 30 التوحيد لمنحني بالنسبة أما –29أ

>من ) قليال للوراء الموجودة للفرشة بالنسبة ب < تدريجيا باألرتفاع < أوال يبدأ التيار فإن التعادل محور

التيار – 25إلى لعكس الالزم الوقت فإن ذلك من إتجاهه عكس في يبدأ أن قبل أمبيرمن ين) 20-إلى ) ( 20+من ( الشكل . ( t1إلى tخفض التوحيد صعوبة من يزيد –30مما

كانت ) وإذا التعادل محور >من قليال األمام إلى تتقدم لفرشة التوحيد منحني هو ببقصر تقوم والخلف المقدمة أن بحيث عريضة بها مالفرشة تتولد زالت ما لفات

) . . بشكل. كما يظهر التوحيد منحنى فأن ك د أو ) 31ق األمام إلى الفرشة وتحريكالعرض . قليلة فرشة إستعمال في الحل ويكون الحالة من يحسن لن الخلف

النفسي االستنتاج عن الناتجة الكهربية الدافعة القوةحول مغناطيسي مجال ظهور ، لموصل الكهربي التيار لمرور المصاحبة الظواهر من

المجال . هذا قيمة في تغير حدث وإذا المار التيار قيمة على قيمة تتوقف الموصل هذادافعة قوة به مولده نفس بالموصل المجال خطوط قطع التغير هذا عن ينشأ فإنه

يتزايد : التيار كان فإذا للمجال المسبب األصلي للتيار المضاد اإلتجاه في تعمل كهربيةالكهربية الدافعة القوة تكون الحالة هذه وفي فجائية بطريقة يزداد أال على تعمل فإنها

كان – عالناشئة إذا أما للتيار المسببة الدافعة القوة عكس في النفسي األستنتاج نعلى العمل تحاول بل واحدة دفعة الصفر إلى يصل أال على تعمل فإنها < متناقصا التيار

. . . . ك د ق ال إتجاة نفس في < نفسيا المستنتجة ك د ق ال تكون الحالة هذه وفي رفعةاألصلي . للتيار المسببة

التوحيد منطقة من إقترابه أثناء األستنتاج عضو ملفات أحد إلى commutatingبالنظرZone ) المؤثر – ) 32شكل القطب لنوع < طبقا إتجاهه يتحدد < كهربيا تيار هناك أن نجد أ

في مساره يجد بالملف خاص مغناطيسي مجال ظهور على يعمل مما اقترابه لحظة فيمما الهواء خالل يكون المسار من األكبر الجزء أن كما ، المجال وأسنان المنتج قلب

بالملف . المار التيار قيمة مع < فعليا تتناسب المجال هذا قيمة أن القول على يحملإلى تصل أن إلى التناقص في المار التيار قيمة تبدأ التوحيد منطقة الملف وبدخول

قبل لقيمتها مساوية ثابتة قيمة إلى ثانية تصل أن إلى إتجاهها عكس في تبدأ ثم الصفرأشكال – ( التيار إتجاه فإن – ) – 30، 29، 28عكس خطي توحيد وبفرض ذلك على ب

شكل ( ، للتيار مشابه بطريقة التغير في يأخذ الملف حول الناشئ ، – ) 32المجال جـالناشئ المجال قيمة أن تكون cوبفرض المجال هذا في التغير مقدار عنه 2cفإن وينشأ

. . . عن الناشئة ك د ق ال إتجاه نفس في تعمل أنها المفروض من < نفسيا مستنتجة كهربية دافعة قوةقيمتها وتكون ، الدوران إلتجاه السابق القطب تأثير منطقة في الملف بوجود الدوران

ec = -Ndc Voltsdt

= -N2c volts (10)t

Where:N : = no. of turns in the coilt : = time to across the commutating zone , sec.

. . . . . ناشئة ك د ق أيه هناك تكن لم وإذا حتى < أيضا تنشأ < نفسيا المستنتجة ك د ق ال هذهلحظة الظهور في تبدأ أنها في تأثيرها ويظهر ، الدوران طريق قعن عن الملفات صر

التيار – هذا صغيرة القصر دائرة في المؤثرة المقاومة أن حيث عال بتيار فتدفع الفرشعنه ينتج كما الفرش و هو تأكله إلى يؤدي المبدل سطح على < شررا يحدث القصر تيار أي

الملفات . عزل تؤذي قد عالية حرارة . . ال تكون أن < نفسيا المستنتجة ك د ق ال تأثير مالفاة على للعمل الضروري من فإنه لذا

. الوصل. ويمكن ، صفر تساوي التوحيد منطقة في مروره لحظة بالملف المؤثرة ك د ق. . ك د ق ال اتجاه عكس في تعمل أخرى كهربية دافعة قوة ظهور على بالعمل ذلك إلى

. . < نفسيا المستنتجة ك د ق ال أن القول سبق وقد القيمة في وتساويها < نفسيا المستنتجة . . الدوران عن الناشئة ك د ق ال اتجاه نفس في تعمل

تأثير و منطقة في الملف بوجود موجودة كانت التيبإزاحة – فأنه لذا الدوران إتجاه على السابق القطب

التالي القطب تأثير منطقة إلى الدوران إتجاه في الفرش . . إتجاه عكس في تعمل الدوران عن ناشئة ك د ق تنشأ

. . وهذه ، الصفر إلى وتالشيها < نفسيا المستنتجة ك د ق المازالت التي اآلالت من كثير في المستخدمة الحلول أحد

. . المستنتجة – ك د ق ال تأثير مالفاة على يعمل اآلالت من الحديث ولكن لليوم تعملالتوحيد أقطاب بواسطة < البينية Commutating polesنفسيا األقطاب نفسها Interوهي

poles يزداد أن يجب ولكن األستنتاج عضو فعل رد تأثير مالفاة في إستخدامها سبق التيالفعل : رد تأثير التأثيرين لمجابهة لها لفات . األمبير . ، نفسيا المستنتجة ك د ق وتاثير

. . تعمل ك د ق توليد علي التوحيد اقطاب . وتعمل . المستنتجة ك د ق ال إتجاه عكس فيعملية تحسين على يعمل مما التوحيد بمنطقة الملف مرور لحظة وتساويها < نفسيا

وتوصل . مكانها في وتظل بالفرش لإلنحراف حاجة هناك التكون كما االلة وأداء التوحيدتيار بزيادة تأثيرها يزداد حتى األستنتاج عضو مع بالتوالي القول سبق كما التوحيد أقطاب

شكل ( من ويرى األستنتاج حيث ) 33عضو األصلي المجال على التوحيد قطب تأثيرأن كثافته يجب < مجاال كثافته B1يحدث أخر < ومجاال األستنتاج عضو فعل رد تأثير لمجابهة

B2. . . < نفسيا المستنتجة ك د ق ال تأثير مالفاة إلمكانية

الخارجية- : 2 الخواص External characteristicsمنحنىفإن ، اآلالت لجميع < تقريبا الشكل نفس يأخذ الداخلية الخواص منحنى أن حين فيطرفي على والضغط الحمل تيار بين العالقة منحنى وهو ، الخارجية الخواص منحنى

مركب أو توالي ، توازي مولد كونها من اآللة لنوع < طبقا >مختلفة أشكاال يأخذ ، االلةالمعروفة بأنواعه

التوازي - لمولد الخارجية الخواص Shunt generator characteristicsأالضغط أن يالحظ تحميله في والبدء طرفية على الضغط بناء من التوازي مولد بإنتهاءالمنحنى من الجزء ، التحميل ازدياد مع < تدريجيا التناقص في يأخذ طرفيه شكل (hbعلى

في – ) 34 المولد طرفى على الضغط أيضا يأخذ المقنن الحمل عن الحمل وبإزدياد أالنقطة إلى يصل أن إلى أكبر بمعدل ولكن المنحني eالتناقص ، break down pointعلى

الضغط ال فيتناقص طرفي الي على الضغط وينهار < أيضا الحمل تيار يتناقص بينما صفرقادر غير ويصبح النقطة علي المولد ، الخارجية الدائرة في قدرة أي على fتغذية

، اللحظة يتلك ف طرفيه على المتصل بالحمل مكسور وكأنه المولد ويبدو ، المنحنىالخارجية – الدائرة في المار التيار ويكون مكسورة < أيضا تكون المجال دائرة أن كما

. . . بفر واآلن المتبقية المغناطيسية من المتولدة ك د ق ال عن ناشئ زيادة ضحينئذيبدا طرفيه على الضغط فإن ، < تدريجيا األحمال برفع أي ، المولد طرفي على المقاومة

نقطة إلى يصل أن إلى < تدريجيا الزيادة النقطة `hفي من قليال بها – hاسفل بدأ التيبالضغط االرتفاع مسار أن وذلك `fghكما القصر نقطة إلى الوصول مسار هو يكون لن

الت المغناطيسية hysteresisية فلخبسبب الدائرة في

التحميل ظروف تحت التوازي مولد طرفي على الضغط انخفاض أسباب تحديد ويمكناآلتية : أسباب الثالث في العادية

االستنتاج :-1 عضو لمقاومة نتيجة الضغط في الفقد

مقاومة له كهربية دائرة كأي االستنتاج االستنتاج Raعضو عضو تيار مرور عن Iaينشأ

, < وقطاعا االستنتاج عضو موصالت مقاومة المقاومة هذه وتشمل الضغط في فقد بهاالفرش مقاومة < أيضا تشمل كما والمبدل الفرش بين التالمس ومقاومة المبدل

اآلتية , : للعالقة < طبقا اآللة طرفي على الضغط حساب ويمكن ذاتهاV=E-IaRa volts (11)

Where : V: = terminal voltage , E: = generated voltage .2-. . ك د ق ال وبالتالي الرئيسي المجال يضعف الذي االستنتاج عضو فعل رد

المتولدة .على : -3 الضغط في النقص يؤدي حيث السابقين للسببين وذلك المجال تيار تناقص

. . . المتولدة ك د ق ال وبالتالي المجال تيار تناقص إلى المولد طرفيالشكل ( في كما السابقة الثالثة العوامل تأثير ) 34ويظهر هذه- تأثير من يبدو وقد أ

المولد طرفي على الضغط أن العواملالتحميل ظروف الصفرٍ تحت إلى سيصل

ضغط : في النقص أن حيث العاديةالمجال , تيار نقص إلى يؤدي األطراف

ال إضعاف وبالتالي المجال وإضعاف . وبذا. المتولدة ك د الضغط سق ينخفض

ولكن – وهكذا جديد من األطراف علىتعمل أنها المفروض من المولدات معظم

في نقص أي فإن وبذا التشبع منطقة في, . . المتولدة ك د ق ال قيمة في كبير نقص إلى يؤدي لن < كبيرا كان ولو المجال تيار

الخواص . على التشبع تأثير ويظهر األطراف ضغط على المحافظة إلى ذلك ويؤديشكل ( من التوازي لمولد الضغط ) 35الخارجية على سيحافظ المولد أن يظهر حيث

إ طرفيه حمل 1على الال ضغط كان عند , 230ذا يعمل عندما >من / 900فولت بدال ق لفة1200 / ق لفة

وصلت قد المغناطيسية الدائرة تكون المطلوب الضغط وعند األولى بالسرعة أنه حيثالضغط . ونفس الثانية بالسرعة عنها أعلى تشبع إلى

دائرة ( ) توصل ، الخارجية الخواص التوازي مولد خواص على للحصول التجربة وإلجراءبشكل ( تيار – ) 34المولد ويضبط المقنن الحمل المولد بتحميل < أوال يبدأ حيث ب

القيم هذه عند يعمل ويترك المقنن الضغط هو طرفيه على الضغط يصير لكي المجالعن تزيد يرفع 20لمدة ثم ، التشغيل درجة قرب المجال حرارة بدرجة للوصول دقيقة

لكل – ويقاس خطوات على < تدريجيا الحمل يزاد ذلك بعد حمل الال ضغط ويقاس الحملالحمل تيار األطراف ILخطوة ضغط ،V المجال دائرة Ifوتيار مقاومة بقاء مالحظة مع

حمل . الال قراءة أخذ عند كانت كما هي المجالالمولد : Generator Regulationتنظيم

المرغوب من فإنه ، به المتصل الحمل بتغير يتغير المولد طرفي على الضغط أن طالمامن األطراف ضغط في التغير هذا درجة عن يعبر معيار أو مقياس على الحصول فيه

" تنظيم . " كلمة وتستخدم حمل الال إلى الكامل ، regulationالحمل التغير هذا عن للتعبير < مأخوذا حمل الال إلى الكامل الحمل من األطراف ضغط في التغير بأنه التنظيم ويعرف

الكامل : الحمل عند األطراف ضغط من مئوية كنسبة

*100) 12(VNL-VFLPercent voltage Regulator

VFL

Where:

VNL: = no load terminal voltage - voltsVFL : = Full load terminal voltage – volts

Example :

A 10-kw 230-volt shunt generator delivers rated current at rated voltage. When load is completely removed, the terminal voltage rises to 250 volts. Determine the voltage regulation.

Solution:

VFL = 230 volts , VNL = 250 volts

*100 = 8.7250-230

Regulation % 230

تفضل حيث ، المولدات من عدد بين المقارنة عند للحكم < مقياسا التنظيم ويتخذالتغير مع األطراف ضغط في التغير أن يعني هذا ألن مئوي تنظيم أقل ذات المولدات

التنظيم . : قياس عند ويراعي < صغيرا سيكون المولدات هذه لمثل الحمل فيالمقننة – .1 السرعة هي اآللة سرعة تكون أنأن – 2 ذلك معنى ، المقننين والضغط الكامل الحمل عند هي كما المجال تغذية تظل أن

مقاومة قيمة تظل أو الخارج من المغذاة للمولدات بالنسبة هو كما المجال تيار يظلالنفسية . التغذية ذات للمولدات بالنسبة عليه ماهي على المجال دائرة

التوازي لمولد الكلية Total characteristicالخواص

فإن ، الحمل وتيار المولد طرفي على الضغط بين العالقة هي الخارجية الخواص بينما . . . المتولدة ك د ق ال بين العالقة في الكلية األستنتاج Eالخواص عضو الذي Iaوتيار

بالعالقة : يعطىIa = IL +IF (13)

Where :IL : = load current , If : = shunt field current

المتولدة الكهربية الدافعة القوة اآلتية العالقة وتعطيE : = V + IaRa (14)

ورسم حساب يمكن السابقتين وبالعالقتينبطريقة رسمه يمكن أنه كما ، الكلية الخواص

يلي : كما الخارجية الخواص منحنى من مباشرة

الخواص ) 36بشكل ( qrالمنحنى منحنى هوأن كما ، توازي لمولد ، oaالخارجية ob ) الخطوط

المقاومة ) خطوط تمثل األصل بنقطة المارةبالتناظر . األستنتاج وعضو للمجال

من كل بين األفقية ، oYالمسافات oa تيار تعطيالقيمة . عند فإنه لذا المولد طرفي على الضغط يتم قيمة لكل لضغط oeالمجال

فإن أن efاألطراف كما ، المناظرة المجال تيار قيمة الحمل .`oeتكون تيار قيمة هي

عند `e`fبإضافة المجال لتيار األستنتاج `ofفإن `eمساوية عضو تيار أن Iaتكون كما ، f`g` . بإضافة التيار هذا عند األستنتاج عضو في الضغط في الفقد قيمة هي fgتكون

األستنتاج عضو في الضغط لفقد األطراف IaRaمساوية ضغط فإن e`f ( e`f =oe )إلىهذه . g النقطة مثل وبتكرار التوازي لمولد الكلية الخواص منحنى على النقط إحدى هي

المذكور . المنحنى على نحصل السابقة بالطريقة النقط

األستنتاج : بعضو الناشئة القدرة

بالعالقة : االستنتاج بعضو الناشئة القدرة تعطىPg = E.Ia watt (15)

Where: E: = induced e.m.f. , Ia : = total or armature current

كما ، نحاسية مفاقيد هيئة على نفسه االستنتاج عضو في القدرة هذه من جزء وبفقدالمختل المجال ملفات تسخين في منها أخر جزء التوالي فيذهب أو التوازي منها سواء ة

التوحيد أقطاب أو

Example:

A 20 kw 220-volt shunt generator has an armature resistance of 0.07 and shunt field resistance of 200 ohms . Determine power developed in armature when it delivers its rated output.Solution:

= 90.9 amp20*103

Rated current I =220

= 1.1 amp220

Field current If = 200Armature current Ia = 90.9 + 1.1 = 92.0 amp

Induced voltage E = 220+ (92.0*0.07) = 226.4 voltsPower developed in armature

Pg = 226.4 * 92.0 = 20.83 kwThe same result may be obtained by adding power losses as follows :

= 242 watt)220(2

Field loss Pf = 200Armature loss Pa = (92.0 )2 * 0.07 = 592 wattPower developed in armature

Pg = 20000 + 242 + 592 = 20834 = 20.83 kw

المركب – للمولد الخارجية الخواص Compound generator بcharacteristics

غير مولد منه يجعل ، الحمل تيار بزيادة التوازي مولد طرفي على الضغط إنخفاض إنمن بعيدة مسافات على تقع التي األحمال لتغذية مولد – هصالح خاصية إلى بإضافة ألنه

من مزيد إلى يؤدي ذاتها النقل خطوط في الضغط في الفقد فإن المعروفة التوازي

منها يتعلق ما خاصة متاعب عدة إلى ويؤدي الحمل طرفي على الضغط في اإلنخفاضاإلنارة . بأحمال

فإنه ، الحمل طرفي على ثابت بضغط اإلحتفاظ دائما فيه المرغوب من أنه وحيثقليل عدد ذات أخرى لفات ، الحديدي القلب نفس على التوازي لفات إلى تضاف

شكل ( الطريقتين بإحدى المولد بدائرة وتتصل التوالي لفات تسمى كبير أ – 37ومقطعقصير ) مركب مولد لينشأ ب طويل .ا، وأخر

على قيمته في يعتمد والذي بها الخاص المجال أن في التوالي ملفات مهمة وتنحصرالكهربية الدافعة القوة وبالتالي األساسي المجال تقوية على يعمل ، الحمل تيار قيمة

بطر الحمل تغير مع < ثابتا المولد طرفي على الضغط ليظل يرتفع يالمتولدة قد أو ذاتية قة. المقدرة القيمة >عن قليال

تيار أن غير ، < كثيرا القصير المركب خواص عن الطويل المركب المولد خواص تختلف والحالة في إليه يضاف الحمل تيار يساوي القصير المركب حالة في التوالي الملفات

الضغط إيجاد ويمكن < صغيرا يكون ما عادة الذي ، التوازي ملفات تيار الطويل المركباآلتية بالعالقة الحالتين كال في المولد طرفي على

V = E – IaRa – IsRs (16)

Where : Is : = series-field currentRs : = series – field resistance

المركب – المولد خواص تختلف ، األساسي المجال على التوالي ملفات تأثير وبإختالفالقدرة نقل نطاق في المتبع هو وذلك ، التوازي مجال يساعد التوالي مجال كان فإذا

. < إضافيا < مركبا < مولدا الحالة هذه في يكون المولد فإن ، وتوزيعها cumulative الكهربيةcompound generator يمكن أما التوازي مجال إضعاف على يعمل التوالي مجال كان إذا

ينشأ – فإنه اإلضافي المركب حالة في التوالي ملف أطراف بعكس ذلك إلى الوصول < فرقيا < مركبا < مولدا الحالة هذه ذو differential- compound generatorفي مولد وهو

التيار ثابت أنه حيث خاصة أغراض constant current generatorأغراض في ويستخدموتوزيعها . القدرة نقل أغراض في يصلح وال الكهربي والطالء اللحام

لمولد – ) 38والشكل ( بالنسبة والفرقي اإلضافي التركيين من كل بين مقارنة يعطى أالتركيب . درجة فإن والفرقي اإلضافي النوعين من نوع لكل وبالنسبة degree ofالتوازي

compounding ، التوالي لملفات لفات األمبير مقدار بإختالف نوع كل نطاق في تختلفالتالية : الثالث التركيب درجات < مثال اإلضافي التركيب نطاق في تنشأ أن يمكن فإنه وبذا

عالي – 1 مستو – Over compounding 2تركيب Flat Compoundingتركيبمنخفض – 3 under compoundingتركيب

هذا ويناسب الحمل بزيادة المولد طرفي على الضغط زاد إذا العالي التركيب وينشأطرفي على الضغط فإن المستو التركيب حالة وفي ، والتوزيع النقل أغراض التركيب

، حمل الال حالة في يساوية الكامل الحمل حالة في اآللةخواص يأخذ المولد فإن المنخفض التركيب حالة في أما

بشكل يرى وكما منها أعلى ولكنها التوازي بخواص شبيهالعالي – ) . 38( التركيب حالة في التنظيم أن ويالحظ ب

التركيب . درجة إلى الوصول ويمكن سالب يكونمجزئ طريق عن مع Diverterالمناسبة بالتوازي يوصل

ملفات حاجة عن الزائد التيار به ليمر التوالي ملفاتمن أقل مقاومة ذو يكون أن يستدعى مما التوالي

التوالي . ملفات مقاومة

التوالي بملفات الخاصة لفات األمبير حساب

بطريقة التركيب من درجة آلي التوالي بملفات الخاص لفات األمبير حساب يمكنوكذلك الحمل بدائرة وأخر التوازي لفات دائرة في أمبيرومتر بتوصيل وذلك ، معملية

توازي : كمولد اآلن يعمل الذي المولد طرفي على فولتميترالقيمة – 1 إلى الحمل تيار يصل حتى < تدريجيا ويحمل المقننة بالسرعة المولد يدار

المجال تيار قيمة وتقاس اآللة If1المقننة طرفي على الضغط أن مالحظة ليس االن معالمطلوبة القيمة له

المطلوبة – 2 القيمة إلى اآللة طرفي على بالضغط بالوصول < تدريجيا المجال تيار يزدادمقاومة بزيادة وذلك < ثابتا الحمل تيار على المحافظة مالحظة مع التركيب درجة حسب

القراءة وتسجل ، . If2الحملالتوازي مجال لفات أمبير في الزيادة أن القول يمكن فإنه التوازي مجال لفات وبمعرفة

Nf ( If2-If1) التوالي مجال بواسطة تنشأ أن يجب التي لفات األمبير قيمة وهي ، ذاتية بطريقة المطلوبة التركيب درجة إلى للحصول

Nf(If2-If1)=NsIs (17)Where : Nf : = no. of turns in shunt field ,

If1 : = shunt-field current at rated current and shunt characteristic, If2 : = shunt-field current at rate load and the desired degree of compounding Ns : = no. of turns in series field , Is : = series field current at rated load

(17`))If2-If1(Nfand Ns =

Is

In case of short compoundingIs = IL ,

and in case of long compounding Is = IL+If2=Ia at rated load and the desired degree of compounding

Example:

A 250-kw 250 volt four-pole shunt generator requires a field excitation of 2.7 amp when delivering a rated load of 150 amp . A field current of 5.0 amp is necessary to raise the terminal voltage to the

desired value at rate load. If the shunt field has 500 turns per pole and the series field 10 turns per pole ,find the resistance value of the diverter when the generator is to operate as a cumulative

compound generator. The resistance of the series field is 0.005 .

Solution:

Nf ( If2-If1) = NsIs

= 115 amp500)5.0-2.7( series field current required Is =

10To field the resistance of the diverter :

IdRd =IsRs

(150-115)Rd = 115* 0.005

التوالي - لمولد الخارجية الخواص : جـ

أنه في السابقة المولدات عن التوالي مولد يختلفعضو مع تتصل فقط توالي ملفات من يتكون

الخارجية , الدائرة مع وكذا بالتوالي االستنتاجمن تكون أن بد ال بالضرورة هذه التوالي وملفاتحيث كبير مقطع ذو سلك من اللفات من قليل عددبناء . ويختلف المقنن الحمل تيار بها يمر أن يجب

التي المولدات عن المولد هذه مثل في الضغطمولد , بدوران أنه حيث توازي ملفات على تحتوي

طرفي على ينشأ فإنه المقننة بالسرعة التوالي. ق قيمة. دالمولد على يتوقف صغير مقدار ذات ك

المغناطيسية , بالدائرة المتبقية المغناطيسية. ق ال هذه توصل. دوتظل لم ما قيمتها على ك

ال لتزداد لألقطاب المغناطيسي الفيض من يزيد صغير تيار ليمر بالحمل المولد دائرةال. دق. فتزداد باألقطاب المار نفسه وهو بالحمل المار التيار يزداد وبالتالي المتولدة ك

. الضغط. زاد كلما الحمل تيار زاد كلما وهكذا اآللة طرفي على والضغط المتولدة ك د قفي . ويرى التشبع نقطة إلى المغناطيسية الدائرة تصل أن إلى المولد طرفي على

توازي ) ,40شكل (_ آلة آلية مثيله عن يختلف ال وهو التوالي لمولد التمغطس منحنيالتمغطس منحني منه األول الجزء في يشابه وهو الخارجية الخواص منحني يرى كما

وملفات االستنتاج عضو بمقاومة الضغط في الفقد في المنحنين بين الفرق ويذهباالستنتاج . عضو فعل رد بسبب وكذلك التوالي

الخارجية المقاومة زادت إذا طرفيه على الضغط بناء من يتمكن لن المولد أن ويالحظبالخط الممثلة القيمة عن oa عن المولد يعمل أن بد ال العملية الناحية من أنه كما ،

النقطة من اليمين إلى مقاومة خط " " dخطوط أي على العمل ألن التشبع نقطةزيادة أي حدث إذا الحمل وخروج الضغط انهيار إلى يؤدي النقطة تلك يسار للمقاومة

مقاومته . فيالمنطقة في ليعمل المولد أي , bcويصمم

في الكبير التغير برغم < تقريبا التيار ثابت مولدسبق وقد طرفيه على الضغط قيمةالقوس مصابيح تشغيل في استخدامه

على تعمل التي القدرة دوائر وبعض الكهربيوالطالء اللحام دوائر وكذلك ثابت تيار

وكمعض )41شكل (Booster دالكهربيبالمغذيات الضغط في الفقد لتعويض

Feeders الحمل طرفي على الضغط ويظل. < ثابتا

التوازي : على المولدات تشغيل

فإنه , األحمال من < عددا يغذي الذي للمولد المقنن التيار الحمل تيار تعدى إذا ما حالة فياألحمال – تغذية في < سويا ويشاركا بالتوازي المولد هذا مع ليعمل أخر مولد إدخال يتعين

األمر , ولكن عالية تيارات تغذية في التوازي على المتصلة البطاريات تشارك كما < تماماكما بالتوازي لتعمل البعض بعضها مع إدخالها طريقة في يختلف للمولدات بالنسبة هنا

لنوع بالنسبة < أيضا تختلف : هذه أنها المولدات

التوازي- مولدات : أ

المتصلة األحمال تغذية في < سويا ليعمال النوع نفس من آخر مع توازي مولد لتوصيلقطب , من التأكد يجب العمودية مع يبالقضبان الموجبة األطراف توصل حيث األطراف ة

بتوصيل – أي األطراف اختالف حالة في ألنه السالبة األطراف وكذلك البعض بعضهابالتوالي البعض بعضها مع يتصالن سوف المولدين فإن سالب آخر مع موجب طرف

هو كما الصغيرة االستنتاج عضو مقاومتي هي حينئذ الدائرة في الفعالة المقاومة وتكوناآللتين طرفي على الضغطين مجموع تأثير تحت الدائرة في كبير تيار فيندفع معروف

باإلضافة – حمايتهم في بدورها المصهرات تقم لم إذا لهما جسيمة أضرار يسبب مماالعامل المولد ضغط < تماما يساوي الداخل المولد ضغط أن من التأكد يجب فإنه ذلك إلى

في, مشاركته وتبدأ بالتوازي العامل المولد مع ليتصل به الخاصة المفاتيح تقفل بعدهااآلتية : بالطريقة الحمل تغذية

فإن هكذا وترك العامل المولد ضغط < تماما يساوي الداخل المولد ضغط كان يقوم هإذا لنجعله محاولة في بتيار إليه يدفع أن يستطيع لن العامل المولد أن كما حمل أي بتغذية

للقضبان. " بالنسبة مشارك غير الداخل المولد يظل وبذا < Floating on the busمحركاbars. . ك " د ق ال تزداد أن يجب الحمل في مشاركته تبدأ طريق ولكي عن له المستنتجة

القضبان , . إلي التيار ببعض يدفع أن يستطيع وبذا لألقطاب المغناطيسي المجال تقويةالداخل , المولد يبدأ الذي الحمل من الجزء فإن المقدار ثابت المتصل الحمل أن وحيث

االرتفاع – األخير المولد طرفي على الضغط ويحاول العامل المولد عن يسقط تغذية فيفي يشارك لكي الداخل المولد ألقطاب المجال فيه يزداد الذي الوقت نفس في فإنه لذاالقضبان , . ضغط يرتفع ال حتى العامل المولد ألقطاب المجال ينقص أن يجب الحمل

يق أن , تبعد على , يحافظان فإنهما معينة بنسبة السابقة بالطريقة الحمل المولدان سمالوقت . طول بالتوازي العمل استقرار

شكل ( إلى المولد ) ( -42بالنظر وليكن المولدات أحد أن وبفرض يدفع) 1ب أن أرادتغير ( أو السرعة في مفاجئ ارتفاع الخارجة األسباب ألحد له المقدر من أكبر بتيار

مثل ) ( نقطة إلى يصل أن سيحاول فإنه الحمل في الخواص) aلحظي منحني علىفي , أكبر حمل إعطاء على قدرته وتقل طرفيه على الضغط في الفقد يزداد عندها

المولد ( فيه يحاول الذي الوقت أن) 1نفس المفروض من فإنه أكبر < تيارا يعطي أنالمولد ( تيار المولد) (2ينقص سيحاول وبذلك ثابت الحمل أن نقطة) 2حيث إلى يصل أن

يقل) bمثل ( عنده خواصه منحني في عل طرفيه الفقد على الضغط ويزداد الضغطحمل . إعطاء على وقدرته

عنها ينتج له المقدر من أكبر نصيب يأخذ لكي المولدين أحد من محاولة أية فإنه بذلكالتوازي – مولدات فإن ذلك من منها وتحد المحاولة هذه تضاد المولدين ضغطي في تغير

نسبة , على وتحافظ بالتوازي العض بعضها مع تعمل حينما مستقر اتزان في تعمل تظلنقص . أو ازداد سواء بينهما الحمل اقتسام

المجال يضعف أن يجب فإنه القضبان على العمل من المولدين أحد إخراج يراد وعندماإليه لينتقل بالخدمة الباقي المولد مجال من فيه يزاد الذي الوقت في < تدريجيا به الخاص

المفاتيح تفتح ذلك عند الصفر إلى إخراجه المراد المولد تيار ويصل بالكامل الحمل تيار - اتجاه فإن الالزم من أكثر المولدات ألحد المجال تيار خفض إذا أنه ويالحظ به الخاصة. المحركة اآللة يدير أن ويحاول كمحرك العمل في ويبدأ به ينعكس سوف القدرة

المركبة- المولدات : ب

توصيلة ( يأ- ) 43الشكل ( عن النظر بغض بالتوازي يعمالن مركبين مولدين توصيلة بينشكل ) ( معينة بنسبة الحمل ويقتسمان اآلن ب- ) . 43التعادل

هذ في امثل < سويا العمل يستطيعان لن المولدان نالمولد ( أن لو ألنه من) 1اتزان سبب ألي زاد < مثال

المار التيار فإن به المتصل الحمل قيمة من األسباب. . ك د ق ال بالتالي ويزداد يزداد سوف التوالي بملفات

مثل ( نقطة إلى يأخذ) aالمستنتجة أن عنها ينتج مماالمتصل , الحمل أن وبفرض وأكبر أكبر < حمال المولد

المولد ( على الحمل فإن المقدار ثابت )2بالقضبانقوته وتقل التوالي ملفات تيار ويقل ينقص سوف

استمرار على يساعد مما المستنتجة الكهربية الدافعةواحدة ... لحظة في وهكذا طرفيه على الحمل تناقص

المولد ( إلى بالكامل الحمل المولد) (1سينتقل ينقلب تكن) , 2بينما لم وإذا محرك إلىبالمولد ( الخاصة الدائرة) 1القواطع من المناسب الوقت في لتفصله بمكانة الدقة من

المولد . تيار من بكثير اكبر الحمل تيار كان إذا عليه خطورة هناك فإنعملها أثناء المستقر االتزان حالة على تحافظ لن المركبة المولدات فإن ذلك من

سلك , عن عبارة وهي التعادل توصيلة تستخدم فإنه الحالة تلك على وللتغلب بالتوازيشكل ( الموجبتين الفرشتين بين يصل < جدا صغيرة مقاومة ) 43ذو اآلن- يحاول وعندما أ

عضو) 1المولد ( ضغط عن يزيد سوف استنتاجه عضو ضغط فإن الحمل زيادة < مثالالمولد ( سو) 2االستنتاج الخير ضغط أن > فكما أيضا يزداد بيقل وبذا عليه الحمل نقص

عضو ضغطي بين من يالفرق التعادل توصيلة عبر التيار من جزء ويندفع االستنتاجالمولد) (1المولد ( المولد) (2إلى تيار إلى له) 2لينضم التوالي ملفات في < سويا ويمرق تيار وفترتفع يضعف بينما الحمل من المزيد أخذ على < قادرا ويصبح الكهربية الدافعة ته

للمولد ( التوالي ق) 1ملفات على ووتقل للحصول قابلته تقل وبالتالي الكهربية الدافعة تهاتزان , حالة في بالتوازي العمل في المولدين يستمر أن على يعمل مما الحمل من مزيد

مستقر .

المستمر التيار محركاتD.C. Motors

فإن , كهربية أخرى إلى الميكانيكية الطاقة لتحويل آلة هو مستمر التيار مولد أن كماسبق . وقد ميكانيكية طاقة إلى الكهربية الطاقة لتحويل آلة هو المستمر التيار محرك

التيار آلة لنفس اإلمكان في أنه أي الغرضين من لكال تصلح آلة هي الدينامو آلة أن القول. < محركا أو < مولدا تعمل أن المستمر

المحرك عمل Principle of the Motorأساس

شكل ( منتظم مغناطيسي مجال بين التفاعل على المحرك فعل ) 44يعتمد وأخر- ، أشكل ( < كهربيا < تيارا يحمل ) . 44لموصل هذا- على قوة نشوء إلى يؤدي التفاعل هذا ب

مقدارها الموصلF=BLI newtons ( 18)

Where:B : = flux density of main field , in weber/m2

L : = Length of the conductor , in meterI : = current , in amperes

Or

F= BLI

Dynes (18`)10

Where: B in lines /cm2 or gauss, L in centimeters and I in amperes

القوة هذه اتجاه التيار Fويتوقف اتجاه علىشكل ( الموصل تحديد , ) , 44في ويمكن ء جـ

اليسرى لليد فلمنج لقاعدة < طبقا االتجاه هذاFleming's left-hand rule يكون أن يجب حيث

, والمجال التيار القوة اتجاه من كل . أنه كم اآلخر على < عموديا المغناطيسي

طريق عن القوة هذه اتجاه تحديد يمكن, الموصل حول المغناطيسي المجال تحليل

بين ما جهة في المتزاحم المجال أن حيثتكاثف قل التي الجهة إلى به يدفع أن يحاول الموصل

بها . المغناطيسي المجالعلى < عموديا < تيارا يحمل موصل أي تدفع التي القوة هذه

, هذا على < عموديا الحركة إلى مغناطيسي مجال اتجاه – ملف بفرض ألنه المحرك عمل أساس هي المجال

شكل ( مغناطيسي مجال في موضوع للحركة )45قابل , جانبي على ستنشأ فإنه موضح هو كما التيار به ويمر

في إدارته وتحاوالن عليه < عزما تحدثان قوتان الملف. الساعة عقرب اتجاه

) العالقة من يرى القوة) 18وكما هذه من قوة كل أنالمغناطيسي : المجال كثافة عوامل ثالثة على قيمتها في تعتمد المار, Bالناشئة التيار

Fig(45) torque produced by coil

الطول . هو الموصل بطول المقصود أن هنا ويالحظ الموصل هذا وطول الموصل فيالمغناطيسي . المجال < فعال يقطع الذي الموصل من الجزء أي الفعال

اآلتية . بالعالقة موصل كل عن الناشئ العزم حساب ويمكن

T = Fxr N-m (19)Where:T : = torque , in N-mF : = Force , newton R : = distance measured perpendicularly from direction of F to center of rotation , m

شكل ( العزمين مجموع أن كان) , 45وبفرض واحد اتجاه في يعمل كالهما أن حيثشكل ( أوضاع عدة يتخذ بدأ الملف وأن الدوران في- ) 46إلحداث أنه المالحظ فمن أ

الوضع) (1الوضع ( في منه أكبر العزم الوضع) , (2يكون في < صفرا يصبح أن حيث) 3إلىالعمودية المسافة يصل , rأن وبذا < صفرا أصبحت الدوران ومحور القوة اتجاه بين

الوضع ( في عزم) . 3الملف من يكفي ما للملف أن بفرض ولكن السكون حالة إلىالوضع ( إلى ليصل ولكنها) 4القصور التزايد في تبدأ سوف الناشئ العزم قيمة فإن

الوضع ( إلى الملف يعود أن على اتجاه) . 3ستعمل في الدوران يستمر ولكي أخرى مرةالوضع ( في يجب فإنه وذلك) 4واحد الساعة عقرب اتجاه في العزم اتجاه يظل أن

شكل ( في وكما الوضع ذلك في بالملف التيار اتجاه عكس على ) 46بالعمل حيث- بالوصول . ويمكن الساعة عقرب اتجاه وضع كل في الناشئ العزم وأن التيار اتجاه يرى

الشكل ( في كما التيار اتجاه تحديد مبدل- ) 46إلى طريق عن يقوم Commutatorبتقوم , والتي الفرش طريق عن الملف إلى الخارجية الدائرة من المستمر التيار بتوصيل

ثابت الدوران اتجاه ليظل بالملف التيار اتجاه بعكس مناسبة لحظة اللحظة , افي هذه < شكل ( اوكم من ) 46يرى يمكن- ما أقل الفيض يكون حيث األقطاب بين مكانها ب

. < صفرا يساوي العزم وكذلك

بالمحرك الناشئ Torque developed by a motorالعزم

شكل ( المحرك هذا > – ) 46مثل عمليا يكون أن يمكن ال واحد ملف على يحتوي والذي ب ، مرتين الصفر إلى قيمته تصل نبضي أنه كما ، < جدا صغير الناشئ العزم أن حيث

و الصفر إلى العزم قيمة وصول تفادي يمكن الملف هذا إلى أخر ملف كنهلوبإضافةله . يكون أن يجب فإنه القيمة ثابت عزم ذو محرك على وللحصول القيمة متغير يظل

ويتناسب ، المولدات استنتاج أعضاء مثل ، الملفات من كبير عدد عليه االستنتاج عضويلي : كما األساسي الفيض ومقدار االستنتاج عضو تيار مع حينئذ الناشئ العزم

From eq.s ( 18, 19) the torque developed by an armature can be obtained as follows :

T =( d

) (ZBavLI) N-m ( i )2

Where :D : = diameter of the armature , in meter .

The flux entering the armature of the one pole .

=BaυL (πd

) ( ii )P

P : = no. of poles Substituting in (i) the value of Bav from (ii)

T =( d

)(P

)ZLI2 Lπd

=P

.1

. ZI2 π

But I = Ia/a , a : = no. of the parallel paths Then :

T= PZ

Ia N-m2πa

T = KtIa N.m (20)Where Kt : = constant

= PZ/2πaمعادلة ( ، العالقة العزم ) 20هذه في التغير إيجاد طريقها عن يمكن إذ خاصة أهمية ذات

بهذه . المعطى العزم أن مالحظة ويجب المحركات من المختلفة لألنواع للحمل بالنسبةبواسطة الناشئ الداخلي العزم هو electromagnetic torque or internal torqueالعالقة

من أقل فهو اإلدارة محور طريق عن استخدامه يمكن الذي العزم أم ، االستنتاج عضواالستنتاج . عضو في الحديدية المفاقيد ومقدار الهواء ومقاومة االحتكاك بمقدار ذلك

Example:

When a motor armature is taking 50 amp from the line , it develops 60 IB-ft torque . The field strength is reduced to 75 per cent of its original value and the current increases to 50 amp. Determine new value of torque Solution:

For the two conditions, we have 60 = K`t.50 (a)Tnew = K`t 0.75*80 (b)

Dividing eq (b) by eq (a)

Tnew =K`t 0.75*80

60 K`t*50Tnew = 60 * 0.75 * (80/50) = 72 lb.ft

[10 HP 110-volt motor, Ra=0.05 , Ia=110/0.05 =2200 amp but Ia=90A only . ق ال ك.دلتوضيح . ]

العكسية الكهربية الدافعة Counter Electromotive Forceالقوة

مقاومته أساس على دورانه إثناء المحركات ألحد االستنتاج عضو تيار يتحدد ، Raال فقطفي تنشأ التي العكسية الكهربية الدافعة القوة هو أخر عامل اإلعتبار في يؤخذ بل

. . . ك . د ق ال هذه لألقطاب األساسي المجال في لدورانها نتيجة االستنتاج عضو موصالتشكل ( االستنتاج عضو طرفي على الواقع الضغط عكس تعمل يمكن) 47العكسية وال ،

الضغط . هذا قيمة إلى قيمتها في تصل أن العادية األحوال في

اآلتية : بالعالقة حسابه يمكن االستنتاج عضو تيار فإن ذلك من

Ia = Vt – E

Amp. ( 21 )Ra

Where:Ia : = armature currentVt : = motor terminal voltageRa : = armature-circuit resistance E : = Counter – emf

Rewriting eq ( 21) we have Vt = E+ IaRa (22)

معادلة ( ، للمولد بمثيلتها العالقة هذه ، ) 11بمقارنةE = V+ IaRa (11)

. . ك د ق ال تكون أن بد ال المولد حالة في أنه يالحظ على فإنه الضغط من أكبر المتولدةاالستنتاج عضو مقاومة في الضغط بمقدار االلة حالة IaRaطرفي في أنه حين في ،

. . ك د ق ال فإن بمقدار المحرك اآللة طرفي على الضغط من أقل تكون أن بد ال العكسيةIaRa. كمحرك فعلها أداء من اآللة تتمكن حتى

. . . . ك د ق ال إليجاد المستخدمة العالقة نفس تستخدم العكسية ك د ق ال قيمة وإليجادمعادلة ( ، المولد في ) : 7ََ المستنتجة

E = NPZ

volts ( 7` )60a

As Z,P and a are constant for any given motor , the counter emf is E = KN

Solving for speed

N = K` E (23)Where K` = 1/KSubstituting for E in eq (23) its value given in (22) , the speed becomes

N = K` V- IaRa (24)

العالقة ( من . 23يالحظ . في) ، العكسية ك د ق ال مع < طرديا تتناسب المحرك سرعة أنالعالقة . ( أن كما الرئيسي المجال فيض مع < عكسيا < تناسبا تتناسب عالقة) 24حين هى

. الحمل في التغير مع السرعة في للتغيير عالقة تعطى ألنها < جدا هامةExample:

In a motor the armature resistance is 0.1 ohm. When connected across 110-volt mains the armature takes 20 amp, and its speed is 1200rpm. Determine its speed when the armature takes 50 amp prom this same mains, with the field increased 10 per cent.

Solution:Applying eq.(24)

N2=

K`110-50*0.1

=105

.12

N1 K` 110-20*0.1 108 2

1

But N1 = 1200 rpm and 2 = 1.101

Therefore

N2 = 1200 *105

(1 ) = 1061 rpm

108 1.11

العالقة ( من أنه حين الفيض) 23في بازدياد السرعة العالقة ( تتناقص فإن الخاصة) 20،بالتالى – السرعة زيارة إلى سيؤدى مما العزم يزداد الفيض بازدياد بأنه توحي بالعزم

يحدث لن هذا لعضو حيث ولكن الذاتي القصور بسبب < لحظيا تتم لن السرعة زيادة أن . . . العكسية ك د ق الـ زيادة إلى الفيض زيادة وتؤدى االستنتاج

العالقة : إلى وبالنظر

Ia =Vt – E

Ra

ق . الـ فى طفيفة زيادة أى أن الحكم يمكن في . دفإنه كبير نقص إلى تؤدى العكسية كاالستنتاج عضو تيار تيار :Iaقيمة فإن بالعزم الخاصة العالقة فى فإنه ذلك من ،

T = ktIa ، التناقص في العزم يبدأ وبذا ، الفيض بها يزداد مما أكبر بدرجة يقل االستنتاج عضومع مناسبة قيمة ليتخذ الزيادة في يبدأ االستنتاج عضو تيار فإن السرعة بتناقص ولكن

. والمفاقيد الحمل وعزم يتساوى عزم إحداث في الجديد الفيض

ق . الـ بين الميكانيكية . : د العالقة والقدرة العكسية ك

االستنتاج لعضو الداخلة القدرة من جزء أن حرارية VtIaبفرض مفاقيد شكل في يذهبIaبه

2Ra : ,ميكانيكية قدرة هيئة في يظهر أن يجب الباقى الجزء فإنPm = VtIa - Ia

2Ra

) =Vt - IaRa( Ia wattsbut the counter emf E = Vt -IaRa

Pm = EIa (25)

ق . الـ ضرب حاصل هى االستنتاج بعضو الناشئة الميكانيكية القدرة فإن ذلك ك . دمنمن . أقل المستفادة الميكانيكية القدرة وتكون االستنتاج عضو وتيار هذه Pmالعكسية

بمقدار الفقد

في

. الحديدى والفقد الهواء ومقاومة االحتكاك

االستنتاج : عضو فعل رد

تلخيصها يمكن المستمر التيار مولد في االستنتاج عضو فعل لرد مفصلة دراسة سبقتبشكل ( تبين- ) 48كما حيث لمجال Rأ نتيجة الرئيسي المجال إليه ينحرف الذي االتجاه

رد لمالفاة محاولة في البينية األقطاب إلى الحاجة الشكل يوضح كما ، االستنتاج عضو. الرئيسية األقطاب بين التعادل خط على موضعها في الفرش وبقاء االستنتاج عضو فعل

بدراسة االستعانة يمكن فإنه المحرك حالة في االستنتاج عضو فعل رد تأثير ولفهمبشكل ( كما نتائجها تلخيص ويمكن ، المولد حالة في بها استعنا التي لتلك -48مشابهة

وتبين) المولد حالة في كما ثابت الدوران اتجاه أن فرض حيث الذي Rب االتجاهإضعاف ويؤدى االستنتاج عضو مجال تأثير تحت لألقطاب الرئيسي المجال إليه ينحرف

. السرعة في طفيفة زيادة إلى المحرك في الرئيسي المجالفإنه االستنتاج عضو فعل رد تأثير لمالفاة المحرك حالة في البينية باألقطاب ولالستعانة . نفس استخدام إذا أنه ويالحظ المولد حالة في عنها تختلف والتي قطبيتها مالحظة يجبألنها البينية األقطاب أطراف عكس إلى حاجة هناك ليست فإنه كمحرك للعمل المولدلزيادة نتيجة االستنتاج عضو فى التيار اتجاه وعكس ، االستنتاج عضو مع بالتوالي متصلة

Vt عنE إلى وبالتالي البينية باألقطاب التيار اتجاه انعكاس إلى < أوتوماتيكيا يؤدىكمولد – اآللة استعملت سواء صحيحة البينية األقطاب قطبية تظل وبذا قطبيتها انعكاس

. كمحرك أو

المستمر : التيار محركات خواص

التيار مولدات في المستخدمة لتلك مماثلة أسماء عدة المستمر التيار محركات تتخذهذا , ونوع الرئيسي المجال مع االستنتاج عضو توصيل طريقة باختالف تختلف المستمر

, هذه , من نوع ولكل المركب والمحرك التوالي محرك التوازي محرك فهناك المجالخاصية . الخواص تلك من عنها وتميزه اآلخر النوع عن تختلف أساسية خواص المحركات

أهم , – من الخاصيتان هاتان الحمل مع السرعة تغير خاصية وكذا الحمل مع العزم تغيرالذي المحرك نوع اختيار يمكن بواسطتها ألن المحركات أنواع دراسة في الخواص

إدارته . المراد الحمل نوع يناسب

التوازي : محرك

فيلذا , التيار مصدر أطراف على بالتوازي الرئيسي المجال ملفات تتصل التوازي محرك

اعتبار العالقة . (fيمكن إلى وبالنظر المختلفة التحميل ظروف مع القيمة فإن) 20ثابتةبزيادته , يزداد االستنتاج عضو تيار مع مباشرة سيتناسب التوازي بمحرك الناشئ العزم

شكل , ( بنقصانه ب- ) :49وينقصT = KtIa

In a shunt motor = f = constant Then T = K`t Ia

T α Ia

الحمل : بزيادة ألنه بالمحرك المتصل الحمل مع مباشرة االستنتاج عضو تيار ويتناسب: . . للعالقة < تبعا العكسية ك د ق ال تتناقص وبذا االنخفاض إلى تميل المحرك سرعة فإن

E = KfN: , . . العالقة من يرى كما االستنتاج عضو تيار من سيزيد العكسية ك د ق ال في النقص هذا

Ia =Vt – E

Ra

مع ليتناسب المحرك عزم زيادة في < سببا االستنتاج عضو تيار في الزيادة هذه وتكونحيث . اتزان في تعمل التي المحركات من التوازي محركات فإن ذلك من الجديد الحمل

نقص ( إلى تؤدي الحمل زيادة < مثال الحمل في التغير عن الناشئة الفعل ردود تؤدي . . يؤدي مما االستنتاج عضو تيار زيادة وبالتالي العكسية ك د الق نقص إلى يؤدي السرعة

ض , ) إلى صحيح والعكس الناشئ العزم زيادة القيم بإلى مع لتتناسب الداخلة القدرة طشكل . ( الخواص ومنحنيات للحمل الحمل- ) 49الجديدة تيار من كل في التغير تعطي جـ

المحرك . من المأخوذة القدرة في التغير إلى بالنسبة الناشئ والعزمالعالقة إلى فبالنظر التوازي محرك في الحمل مع السرعة في للتغير بالنسبة أما

N =K`Vt - IaRa

f

هو فيها الوحيد المتغير بزيادة , Iaفإن السرعة تنقص ذلك من الحمل بزيادة يزيد الذيأن – علم إذا ولكن االستنتاج سبق كما من IaRaالحمل عادة قيمة % 6إلى 2هي من

نفس في سيكون الحمل مع السرعة في التغير فإن المحرك طرفي علي الضغطمن , بالرغم ثابتة سرعة ذو محرك هو التوازي محرك أن القول إلى يدفع مما الحدود

شكل ( الحمل في الزيادة مع السرعة في الطفيف سرعة-- ), 49االنخفاض له أن كما جـحمل . الال عن محددة

فيما- ) 49الشكل ( وسنرى التوازي لمحرك والحمل الجودة بين العالقة مع < أيضا يعطي جـالجودة . على بالمحرك المفاقيد تأثير بعد

التوالي : محرك

بالشكل ( كما التوالي محرك من- ) 50يوصل قليل عدد من التوالي ملفات تتكون حيث أذلك – من بها يمر الذي االستنتاج عضو تيار يتحمل لكي كبير مقطع ذو سلك من اللفات

االستنتاج , عضو تيار على قيمته في يعتمد الرئيسي المجال فإن

للعزم العامة العالقة كتابة االتية ويمكن .بالصورةT=KtIa

Substituting Ia for , then T=K"tIa

2 and T α Ia2

التشبع درجة إلى المغناطيسية الدائرة تصل لم طالما أنه السابقة العالقة من ويتضحشكل ( ، االستنتاج عضو تيار مربع مع يتناسب التوالي محرك عزم هذه – ) 49فإن ب

التوالي محرك في العزم تالخاصية في كبيرة زيادة فيها يراد التي لألغراض < مرغوبا جعلهعضو فعل ورد التشبع فإن العملية الناحية من أنه ولو ، التيار في المحدود التغير مع

الزيادة . هذه من يحدان االستنتاجحينئذ) 24العالقة ( السرعة وتكون ، التوالي محرك لتناسب صياغتها إعادة يمكن

S = K` Vt- Ia (Ra+ Rs) (26)Where: Rs : = series field resistance

>من كال فإن األخيرة العالقة ، Iaفي : تقل المحرك على الحمل بإزدياد القيمة متغير . . ، االستنتاج عضو تيار زيادة إلى ذلك ويؤدي العكسية ك د ق ال تقل وبذا < لحظيا سرعته

الضغط في الفقد في الزيادة السرعة Ia ( Ra+Ia )وتؤدي نقص إلى األخيرة العالقة فيبين عادة يتراوح الضغط في الفقد اآللة% 8-3هذا طرفي على الضغط فإن Vtمن لذا ،

القيمة ( ) هذه نفس له يكون الضغط في الفقد التأثير لهذا نتيجة السرعة في النقصالمجال مع < عكسيا تتناسب السرعة أن إليه بزيادة يضاف يزداد إلى Iaالذي يؤدي مما

بشكل ( موضح هو كما والحمل السرعة بين العالقة لتكون السرعة في النقص من مزيد.ب – )50

في زيادة أي أن هنا ويالحظ الحمل مع والعزم التيار من كل بين العالقة < أيضا يرى كماعزم – هنا يتناسب حيث التوازي محرك في عنه العزم في أكبر زيادة تناظرها التيار

التيار . مربع مع المحركاألحمال حالة في ألنه ، محمل وهو حركته يبدأ أن يجب التوالي محرك أن مراعاة ويجبرهيبة درجة إلى سرعته تزداد وبالتالي < ضعيفا تكون المجال فإن حمل الال أو الخفيفة

شكل – ( في فإنه ذلك من تحطيمه إلى الناشئة المركزية الطاردة القوة تؤدي ب-50وقدفي يلم) الزيادة من < خوفا صغيرة لتيارات المحرك خواص رسم اإلمكان في كن

و . عالي يالسرعة بدء عزم تتطلب التي األحمال إدارة في التوالي محرك ستخدمالمركب المحرك

الحال هو كما التوازي ملفات إلى باإلضافة توالي ملفات التوازي محرك في يكون قدالحالة . هذه وفي التوازي ملفات لتساعد تتصل قد الملفات هذه التوازي مولد ينشأ في

> امحرك إضافيا < التوازي Comulative Compound Motorمركبا ملفات لتضاد تتصل قد أو < فرقيا < مركبا < محركا ينشأ المركب differential Compound Motorوبذا المحرك وخواص

تيار : يزداد الحمل بزيادة ألنه والتوالي التوازي محرك خواص بين تجمع اإلضافيمحرك في عنه العزم ويزداد التوالي ملفات عن الناشئ الفيض يزاد وبالتالي المحرك

بمقدار السرعة انخفاض إلى تؤدي المجال زيادة فإن األخرى الناحية من ولكنه التوازيشكل ( يرى وكما التوازي محرك في عنه بأنه ) 51أكبر اإلضافي المركب المحرك ويمتاز

:الفجائية – 1 األحمال حالة في أكبر عزما يعطيمحددة – 2 حمل الال عند السرعةالمختزنة – 3 للطاقة يتيح الحمل في الزيادة مع السرعة في < نسبيا الكبير Kineticالنقص

energy الحمل من يقلل مما ، حدافة استخدام مع خاصة الزائد الحمل في تشارك أنالمصحوبة . القدرة في المفاجئة واإلرتفاعات الكهربي

الرئيسي المجال إضعاف إلى تؤدي الحمل زيادة فإن الفرقي المركب للمحرك بالنسبةالعزم معدل في نقص مع ولكن الحمل بزيادة تزداد قد أو < نسبيا ثابتة السرعة تظل وبذا

شكل ( >) . .51المبذول جدا ثابتة سرعة تتطلب التي األغراض في المحرك هذا ويستخدمإلى المجال إضعاف يؤدي ال حتى مقصورة التوالي وملفات حركته بدء مراعاة ويجب

السرعة . في رهيبة زيادة

المحركات : واستخدامات لخواص ملخص

نوعالمحرك

مركبتوازيفرقي

إضافي تواليمركب

الخواص

ثابتة سرعة< تقريبا

قابلة سرعةللضبط

حركة بدء عزممتوسط

ثابتة سرعة< جدا

بدء عزم حركة

منخفض

متغيرة سرعةللضبط قابلة

عالي بدء عزم

قابلة متغيرة سرعةللضبط

< جدا عالي بدء عزم

اإلستعمال

ثابتة اإلدارةالسرعة :

الورش آالتو الكباساتالطلمبات

النجارة آالتوالورق

الطباعة آالت

يجد ال< استخداما

< منتشرا لخواصه

مرغوبة الغير

ذات أحمالمن أعلى عزوم

المتوسطالقص آالت

التشكيل آالت واألسطبات

المكابسوالمطاحن

المصاعدوالكسارات

مثل الجر آالتالكهربية القاطرات

الديزل قاطراتالتروللي الكهربيةالروافع والترامبالسيور والنقل

Conveyers, Cranes

المستمر التيار محركات حركة Starting Direct current Motors بدء

. . ، الدوران اثناء االستنتاج عضو تيار من تحد العكسية ك د ق ال أن إلى اإلشارة سبقت . . تساوي العكسية ك د ق ال فإن < ساكنا مازال االستنتاج وعضو الحركة بدء عند ولكنعضو يتلف ال حتى به مسموح غير < جدا < كبيرا الحركة بدء تيار يكون وبالتالي < صفرا

فإنه ذلك من المحرك وفصل المتصلة الوقاية أجهزة تشغيل إلى يؤدي أو ذاته االستنتاجوتستقطع الحركة بدء تيار من تحد االستنتاج عضو مع بالتوالي مقاومة إضافة من بد ال . . بملحقاتها المقاومة هذه وتسمى العكسية ك د ق ال وتكوين المحرك بدوران < تدريجيا

الحركة و Starterببادئ الشكل ( يبي، الثالث – ) 52ن ذات الحركة ببادئ المعروف النوع أشكل ( Three-Point Starterنقط في المعطى النوع الحركة – ) 52أما ببادئ فيعرف ب

نقط األربعة . Four – Point Starterذو

يفقد عندما االبتداء وضع إلى يعيده ياي ضد المقاومة ذراع يتحرك النوعين كل فينقط . الثالث ذي النوع ويقدم األسباب ألحد مغناطيسيته المغناطيسي ضد حماية الملف

إمكانية هو عيوبه إحدى ولكن ، للمحرك المغناطيسية الدائرة في مفاجئ فتح أيالمتصلة بالمقاومة السرعة لضبط نتيجة معين حد عن المغناطيسي الملف تيار انخفاض

ويقف االبتداء وضع إلى لتعود المقاومة بذراع اإلمساك على قدرته فيفقد ، بالمجالالملف . يتصل حيث نقاط األربعة ذي البادئ في العيب هذا تالفي أمكن وقد المحرك

و الينبوع طرفي على بالتوازي ضد بالمغناطيسي حماية تقديم < أيضا امكانه في يكون ذاالضغط . انخفاض

الزائدة األحمال ضد للوقاية بوسيلة السابقة األنواع تزود ما الغالب release OverوفيLoad ) التوازي- ) 53شكل ملفات مع بالتوالي بمقاومة مزودة أخرى أنواع توجد كما أ

شكل ( في السرعة في للتحكم ب – ) .53وذلك

الحركة بدء في االستنتاج األخير ويالحظ عضو مقاومة ذراع يقوم الحركة بدء عند أنهالمجال( ) مقاومة بقصر يقوم ، بها يمس حيث القصر حركة بمساعدة القصير الذراع

من مباشرة التيار المجال ملفات وتأخذالناشئ المجال يكون حتى القصر حلقة

< كبيرا المحرك عزم ويكون يمكن ما أكبرالمغناطيسي الملف يمسك أن وبمجرد

ويمكن القصر وضع ينتهي القصير بالذراعاليسار – إلى الطويل الذراع تحريك

في والتحكم المجال مقاومة إلدخالمن . سبب آلي مغناطيسية المغناطيسي الملف فقد أو المحرك إيقاف أريد وإذا السرعة

طريق في ويأخذ الياي شد تأثير تحت االبتداء وضع إلى يعود القصير الذراع فإن األسبابأشكال ( < سابقا المبينة األنواع وتستخدم الموضع نفس إلى الطويل مع ) 53، 52الذراع

المحركات مع الطفيفة التعديالت بعض مع استخدامها ويمكن ، التوازي محركاتحتى – التوالي ملفات قصر الفرقي المركب المحرك حركة بدء عند < مثال يجب إذ المركبة

و . المقنن الحد تفوق درجة إلى السرعة تزداد تستخدم لال التوالي محركات حركة بدءبزيادة < فشيئا < شيئا قصرها يتم االستنتاج عضو مع توالي مقاومة بوضع الطريقة نفس

شكل ( المحرك تتطلب ) 54سرعة أغراض في التوالي محركات تستخدم ما < غالبا وألنهلتنظيم ( ) الحركة بدء مقاومة تستخدم ما < أيضا < غالبا فإنه الجر أعمال السرعة تغير

حينئذ وتسمى تيار Controllerالسرعة يتحمل كبير مقطع ذو سلك من تكون أن ويجبالتشغيل . وقت طول على المحرك

الحركة : بدء مقاومة أجزاء حساب

بين < تقريبا تتراوح االستنتاج عضو في بمرورها يسمح للتيار قيمة من% 200-150أقصىعن – التيار قيمة تزداد أال يجب الحركة بدء مقاومة بإضافة فإنه لذا الكامل الحمل تيار

. . ك د ق ال قيمة بزيادة الكامل الحمل تيار إلى تتناقص والتي به المسموح األقصى الحدالمار التيار يزداد آال يجب وهنا الحركة بدء مقاومة من جزء يستقطع حينئذ ، العكسية

الحمل تيار إلى ثانية بدوره يتناقص والذي به المسموح األقصى الحد عن أخرى مرة. ف ال بزيادة الحركة. ...دالكامل بدء مقاومة من جديد جزء يستقطع بعدها العكسية ك

والشكل ( الحركة ) . 55وهكذا بدء مقاومة إستقطاع أثناء التيار قيمة في التغير يبين

الحركة بدء مقاومة خطوات من خطوة كل مقاومة إيجاد طريقها عن يمكن عالقة إليجاد . . إلى التيار وصول عند العكسية ك د ق ال بدراسة فإنه ، االستنتاج عضو مقاومة فيها بما

نجد : مباشرة التالية الخطوة إلى المقاومة ذراع تحريك وقبل له قيمة أقلE =Vt – Ia-FL Rstep x ( i )

الحد إلى يرتفع التيار فإن مباشرة التالية الخطوة إلى المقاومة ذراع تحريك وبعدبه المسموح . m Ia-FLاألقصى . أن حيث هي هي العكسية ك د ق ال قيمة تظل بينما ،

عليه كانت ما على ثابتة السرعة تكون التيار ارتفاع لحظةE =Vt – mIa-FL Rstep x+1 ( i i)

equating eqs ( i ) and ( i i) mIa-FL Rstep x+1 = Ia-FL Rstep x

Rstep x+1 = Ia-FL *Rx (27)mIa-FL

إلى ) 27المعادلة ( الكامل الحمل تيار كنسبة هي خطوة ألي المقاومة قيمة أن توضحالسابقة . الخطوة قيمة في مضروب بها المسموح التيار لقيمة األقصى الحد

Example: Determine the resistance of each step of a starter for the following motor : 10 HP , 240 volts , armature-circuit resistance 0.5 ohm , Full-load current 45 amp . Starting current to be 150% percent of full-load currentSolution:

R1 =Vt =

240= 3.56

Imax 67.5

R2 =100

* 3.56 = 2.37 150

R3 =100

* 2.37 = 1.58 150

R4 =100

* 1.58 = 1.052 150

R5 =100

* 1.052 = 0.704 150

R6 =100

* 0.704 = 0.468 150

األخيرة( عضو R6الخطوة مقاومة من أقل قيمتها ألن ، إليها حاجة هناك ليستطرح يجب الحركة بادئ خطوات من خطوة كل مقاومة على وللحصول االستنتاج

السابقة ) القيم من قيمة كل من االستنتاج عضو مقاومة

السرعات : في Speed controlالتحكم

العالقة : إلى بالنظر

N α Vt - IaRa

طريقتين : بإحدى المحرك سرعة في التحكم يمكن أنه نجداألطراف – ضغط تغير متغيرة Vtأ مقاومة بوضع ذلك إلى الوصول معبالتوالي ويمكن

االستنتاج عضوالمغناطيسي – المجال تغير بالتوالي ب توصل متغيرة مقاومة بواسطة معوذلك

الرئيسي . المجال ملفاتالطاقة ( فلي كبير بفقد مصحوبة األولى الحمل) I2Rوالطريقة تيار بالمقاومة يمر حيث

كبير , مقطع ذو سلك من تكون أن يجب المقاومة هذه أن كما االستنتاج بعضو الكاملالعيوب – هذه مثل لها فليست الثانية الطريقة أما الوقت طوال الكبير التيار هذا يتحمل

تزيد أال مراعاة يجب كما ، االستنتاج عضو بتيار بالمقارنة < جدا صغير المجال تيار أن حيثالمحرك . إتالف إلى تؤدي بدرجة لها المقرر الحد عن السرعة

متعدد مصدر وجود على تعتمد السرعة في للتحكم األنظمة من عدد هناك أن كماشكل ( الطريقة في كما الدقيق) , 56الضغوط للضبط قابل للضغط مصدر وجود أو

إضافي ) :: 57شكل ( عدد إلى األول يحتاج حيث المكلفة األنظمة من النظامين من < وكالكما مختلفة ضغوط ستة على الحصول يمكن أنه إال التوصيل وأسالك الموازنات من

بالمجال , المتصلة المقاومة طريق عن السرعة في دقيق ضبط إي إلى الوصول يمكن < ضبطا يعطي ولكنه والمولد المحرك وهما إضافتين آلتين فيحتاج الثاني النظام أما

< هادئا يكون بواسطة التعجيل أن كما للغاية دقيق ويغلب Smoth accelerationللسرعةمحرك يكون أن يمكن النظام هذا وفي الكهربية المصاعد في النظام هذا استخدام

المتغير للتيار المستخدمة األنواع من .المولد

الرئيسي والمحرك المولد مجال بتغذية يقوم المستمر للتيار مغذى يلزم فإنه ذلك وعلىمركبات في المستخدمة التوالي محركات وفي

, عن السرعة في التحكم يكون ما < غالبا الجر ) - شكل توازي التوالي توصيلة ) .58طريق

بالتوالي متصالن وهما المحركات يبدأ وفيهاالمقاومة وتستقطع الينبوع طرفي Rعلى

ويكون المحركين سرعة زيادة مع < تدريجياال الضغط قاوالضغط نصف هو منها كل على ع

المقاومة تدخل ذلك بعد الدائرة Rالمقنن فيلكي خطوط على التوصيلة تحويل ويجري

Fig (57) ward-leonard system

وتستقطع بالتوازي المحركان سرعته Rيتصل كامل المحركين من كل ليأخذ < تدريجياال الضغط كل قاوويكون على للينبوع . ع الكامل الضغط هو منهم

المحرك Motor Testing اختبار

القدرة لتعطي الفرملة استخدام طريق عن المباشر بالتحميل المحرك اختبار يجريالمحرك , تيار طريق عن < كهربيا قياسها فيمكن الداخلة القدرة أما للمحرك الخارجةالمباشر . – التحميل طريقة الطريقة هذه وتستخدم طرفيه على للمحركات- والضغط

حتى ولمحركات عند , 50الصغيرة المحرك جودة معرفة يمكن طريقها وعن حصانوالحمل . الجودة بين العالقة وترسم حمل أقصى حتى تتدرج مختلفة أحمال

إلجراء وسيلة من أكثر هناكالمحرك على المباشر التحميل

بروني فرملة هي < استخداما أكثرهاProny brake

بشكل ( القدرة ) 59كما ولإليجادهذه بواسطة بالحصان المستهلكة

أن نفرض القوة Fالفرملة هيمسافة على < عموديا المؤثرة

المحرك . rمقدرها محور من < ثابتا تظل اإلدارة محور أن وبفرض

الدوران في أخذ الفرملة ذراع وأنفإن : القوة هذه تأثير تحت

Work done in one revolution = F ( 2π r ) kg-mWhere:

F : = net force , kg and r : = brake arm , mThen ,

Work done in N rpm = F ( 2π r ) kg-mThe hours power

Hp =2 π (Fr)N

(28)60*75

(1Hp = 75 kg-m/sec)( or = 550 lb – ft / sec )

but torque T = Fr , then

Hp =2 π TN

(29)4500

يمثل الذي الميكانيكي خرجها لمعرفة الكهربية المحركات معايرة الطريقة بهذه ويمكنبين , العالقة برسم وذلك أشبه وما والطلمبات كالمولدات إداراتها المراد لآللة الدخل

المحرك . وخرج التيار

المستمر : التيار آللة المفاقيد وقياس الجودة

الداخلة القدرة بقياس وذلك المحرك أو المولد منها سواء الصغيرة لآلالت الجودة تعيين يمكنالعالقة : في والتعويض لآللة والخارجة

Efficiency =Output

(30)Input

تطبيقها , محاولة في معقدة إجراءات تتطلب الجودة تعيين في المباشرة الطريقة هذهالسابقة – العالقة أن علم فإذا إلتمامها الطاقة في كبير فقد يتبعها كما الكبيرة اآلالت مع

اآلتية : بالصور كتابتها يمكن

Efficiency =Output

(31)Output + losses

and

Efficiency =Input- losses

(32)Input

. أنه من وبالرغم المناظرة المفاقيد علمت إذا خرج أو دخل ألي الجودة تعيين يمكن فإنهاستخدام , يفضل فإنه الجودة تعيين في الكهربية أو الميكانيكية القيم استخدام يمكن

استخدام ) 31العالقة ( ويفضل الكهربي الخرج قياس يمكن حيث المولدات حالة فيودقة ) .32العالقة ( بسرعة الكهربي الدخل قياس إلمكانية المحركات حالة في

المفاقيد : أنواع

النحاسية ا- : I 2 R المفاقيد

عضو بدائرة التيار لمرور نتيجة وتحدثأقطاب , , التوازي أقطاب االستنتاج

في المتغيرة بالمقاومات وكذلك التواليوت – المجال في ضدائرة المفاقيد هذه يع

حرارة : هيئةاالستنتاج : -1 عضو

بطريقة االستنتاج عضو مقاومة تقاسالمبينة – , بالتوصيلة كما فولتمتر األمبير

الفولتمتر ) . 60بشكل ( قراءة أن يالحظانV1 في الضغط في الفقد بسبب أقل

ومقاومة الفرش أخذبو . االحتكاكمقاومةV1 مقاومة عن النظر بغض االستنتاج عضو مقاومة على الحصول يمكن االعتبار في

االحتكا ومقاومة قياس كالفرش إجراء االستنتاج V1ويالحظ لعضو موضع من أكثر فياالستنتاج – لعضو الكلية المقاومة أريد إذا أما الفرش من القطبين مختلفي زوجين تحت

الفولتمتر قراءة وأقطاب . V2فتؤخذ البينة األقطاب مقاومة اعتبار ويمكن لحسابهاعضو بدائرة النحاسية المفاقيد وتقدر وجدت إذا االستنتاج عضو دائرة في التوحيد

بالعالقة االستنتاجPa = I2

a Ra (33-a)حمل . أي لتيار حسابها يمكن حيث

التوازي :-2 أقطاب ملفات

المار التيار بقياس التوازي أقطاب بدائرة النحاسية المفاقيد حساب والضغط IFيمكنطرفيه بذا , Vf اعلى الدائرة من جزء المجال دائرة في المتغيرة المقاومة اعتبار ويمكنوتكون Vf يكون المتغيرة المقاومة فيها بما المجال دائرة طرفي على الضغط هو

Pf =VFIF (33-b)التحميل , . ظروف لجميع ثابتة وهي التوازي بأقطاب النحاسية المفاقيد هي

التوالي :-3 أقطاب ملفاتفإذا , التوصيلة نوع حسب على االستنتاج عضو تيار أو الحمل تيار بها يمر التوالي أقطاب

التوالي , : ISاعتبرنا ألقطاب النحاسية المفاقيد تكون بها المار التيار هوPS = IS

2RS

الحمل . . RSحيث قيمة حسب تتغير متغيرة المفاقيد وهذه التوالي أقطاب مقاومة هي

الدوران- : عن الناشئة المفاقيد Stray Power Loss ب

تنشأ , تتضمن وهي الهواء ومقاومة االحتكاك ومفاقيد الحديدي القلب فقد المفاقيد هذهاالستنتاج : عضو بدوران

الحديد : -1 القلب Core Lossمفاقيدوتتكون المغناطيسي المجال في االستنتاج عضو بدوران الحديدي القلب مفاقيد تنشأ

شقين مناإلعصارية التيارات Eddy –Current Lossمفاقيد

المغناطيسية التعويق Hysteresis Lossمفاقيد

اإلعصارية - التيارات مفاقيد

فتتكون المغناطيسي المجال في االستنتاج عضو حديد بدوران اإلعصارية التيارات تنشأ . . ت ك د ق على , دال تعتمد التيارات هذه أن وحيث مغلقة مسارات في التيارات بهذه فع

المجال قيمة على تعتمد بالتالي فهي قيمتها في مستنتجة كهربية دافعة قوةاآللة المغناطيسي عل - Nوسرعة التيارات هذه عن الناتج القدرة في الفقد ىويعتمد

رقائق . من االستنتاج عضو يصنع الفقد هذا من وللحد والسرعة الفيض من كل مربعالصلب . من

المغناطيسي :- التعويق مفاقيد

دورة في أجزاءه قطبية تتغير المختلفة األقطاب أمام االستنتاج عضو حديد يتعاقبالمجال , وكثافة السرعة في الفقد هذا ويتناسب القدرة في فقد عنها ينشأ مستمرة

ب تعرق والتي اآلتية للعالقة < " Steinmetz Formula"طبقاPH α NB1.6

الفقد هذا من الحد في االستنتاج عضو رقائق تؤثر والوالتهوية -2 االحتكاك Friction and windage lossesمفاقيد

جز فقد إلى التحميل كراسي في االحتكاك هذا ء يؤدي على للتغلب القدرة منأنوع على < وأيضا المستخدمة الكراسي نوع على الفقد هذا قيمة وتعتمد االحتكاك – < فقدا فهناك االحتكاك فقد من النوع هذا إلى باإلضافة المستخدمة التزيت زيوت

وينتج . الفرش نوع على ويعتمد المبدل سطح على الفرش الحتكاك نتيجة آخرفق للتهوية االستنتاج عضو حول الهواء كتلة تحريك بمفاقيد د عن يسمى أخر

هذه وجميع الكبيرة اآللة حالة في المراوح باستخدام الفقد هذا ويزداد التهويةالسرعة . بتغير تتغير المفاقيد

المجال : تشويه عن الناتج الفقد Stray load lossجـعلى تعتمد إضافية تعويض مفاقيد تنشأ االستنتاج عضو بواسطة المجال لتشويه نتيجة

حتى والمحركات الصغيرة لآلالت عادة إهمالها ويمكن ، الحمل ويمكن 200قيمة حصانب الكبيرة لآلالت الخارجة% . 1تقديرها القدرة من

المفاقيد ي تع بحساب الجودة ينآي - – عند بعد فيما سنرى كما بقياسها أو السابقة للعالقات < طبقا المفاقيد بحساب

كاآلتي : الجودة حساب يمكن الحمل من درجةFor a generator

η =VI

(34)VI+Ia

2Ra2+If

2Rf+Is2Rs+S.P.+PSL

for a motor

η =VI- (Ia

2Ra2+If

2Rf+Is2Rs+S.P.+PSL) (3

5)VIWhere: S.P. : = Stray – power loss PS.L : = Stray – load loss

العالقات في المستخدمة المقاومات تعديل ضرورة على العالمية المواصفات وتنصالمحيطة الحرارة درجة عند المقاومة من المقاومة Rtالسابقة مº 75ْعند Rإلى

العالقة < مستخدما

R = (234.5+75

) Rt234.5 +tالعالق الدوران) 35،) (34السابقة (اتفى عن الناتجة المفاقيد قمية إيجاد .S.Pينقصنا

طريقتين( ) : بإحدى بقياسها وذلك والميكانيكية المغناطيسية المفاقيد

الدوران : عن الناتجة المفاقيد قياس

األولي أ - الطريق

الفيض مع عامة الدوران عن الناتجة المفاقيد اآللة Nوالسرعة تتناسب دارت فلو لذا ، الفيض قياس الصعوبة من فإنه ، عندها المفاقيد هذه إيجاد المراد السرعة بنفس

: . أن المعروف من ولكنه والفيض السرعة من الظروف نفس عند اآللة لتدورE = K N

( (36)E

(1

and then =NK

السرعة عند اآللة دوران أمكن لو األخيرة العالقة ق . Nمن الـ المستنتجة . دوكان كالقيمة قيمة Eلها المفاقيد فإن ولحساب ، التشغيل ظروف فى الموجودة تلك تماثل

التوصيلة تستخدم الدوران عن الناتجة) بالشكل اآللة) 61المبينة تدار حيث ،

محرك ( ) أو مولد اآللة كانت سواء كمحركوبإهمال – الالحمل : IaRaعند يكون

Va E

) النسبة تعطى التى السرعة عند المحرك سرعة الداخلة) E/Nويضبط القدرة تكون ، للمحرك

VaI=Va(Ia+If) = VaIa+VaIf

المجال ودائرة االستنتاج بعضو النحاسية المفاقيد على التغلب في تذهب القدرة هذهالدوران عن الناتجة المفاقيد على التغلب في .S.Pوكذلك

VaIa+VaIf=VaIf+Ia2Ra+S.P

S.P. = VaIa- Ia2Ra (37)

الثانية – : الطريقة ب

والسرعة الفيض بداللة الدوران عن الناتجة المفاقيد قيمة تعطى الطريقة هذه فيS.P. = f`(, N)

فإن حمل الال حالة من α Ifفي أكثير هناك فإنه المغناطيسية للتخلفية نتيجة أنه كماإلى باإلضافة أنه نجد الحمل حالة وفي ، المجال تيار من القيمة لنفس للفيض قيمة

فإن لذا ، االستنتاج عضو فعل رد مع < أيضا يتناسب فإنه المجال تيار مع يتناسب الفيضالمعادلة ( هي الفيض عن للتعبير عالقة أن) 36أدق فإن : K حيث وبذا اآللة لنفس ثابته

,N) (38)E

S.P.=f)`N

ظروف عند العالقة هذه وبتمثيلالمفاقيد إيجاد يمكن ، التشغيل

الدوران عن وتستخدم – .S.Pالناتجةشكل ( الدائرة ) :62لذلك

بعضو المتصلة المقاومة قيمة تضبطعلى الضغط يكون حتى االستنتاج

للقوة Vaطرفيه < تقريبا < مساوياالمستنتجة الكهربية ، Eالدافعة

طريق عن السرعة تضبط بعدهاالمجال بدائرة المتصلة المقاومة

نسبة على بحيث E/Nللحصول ؛من كل Eتكون , ، E/N القيم هي

المراد الحمل قيمة عند المناظرةبطريقة .S.Pحساب المفاقيد حساب طريق عن الجودة إيجاد طريقة وتعرف عندها

Swinburn`s Test or Stray – power method : مزاياها ومنعند -1 تدور اآللة أن حيث < نسبيا صغيرة قدرة هى كبيرة آلة الختبار الالزمة القدرة

الالحمل .حمل .-2 أقصى من أكبر أحمال وعند حمل أى عند الجودة حساب يمكن

عيوبها : ومنال الطريقة بهذه اآللة إختبار التوحيد أن عملية هل � مثال ، التحميل عند اآللة أداء لنا يبين

اليزيد لآللة الحرارة درجة في االرتفاع كان إذا هل كذلك ال أم مرضية الكامل الحمل عندمواصفاتها . في مقرر هو عما

للجودة : العظمى النهايةالعالقة ( أن) :34في فرض إذا ، للمولد بالنسبة

Fig 62

Fig 62

ذلك -1 من ، االستنتاج عضو بتيار بالمقارنة < جدا صغير المجال .Ia Iتياراالستنتاج -2 عضو تيار يساوى التوالى ملفات .Is = Ia Iتيارثابتة ( ) -3 التوازي لفات ومفاقيد والميكانيكية الحديدية الدوران عن الناتجة المفاقيد

إهمال مع ، الحمل على PSLوالتتوقف

العالقة (-4 كتابة يمكن اآلتية) : 34بذلك بالصورة

η =VI

VI+I2(Ra+ Rs) +I2fRf +S.P.

=V

V+I(Ra+Rs)+1

(I2pRf+S.P.)

I

أى ، صغرى نهاية السابقة العالقة في للكسر المقام يكون أن يجب ، عظمى نهاية الجودة تكون لكىعند

d[V + I(Ra+Rs) +

1(I2

fRf+S.P.)] =0dI I

From which ,

(Ra+Rs) -1

(I2fRf+S.P.) =0

I2

I2(Ra+Rs) = I2fRf +S.P. (39)

عندما تحدث المولد حالة في للجودة العظمى النهاية أن نجد األخيرة العالقة تتساوىمنحالة في النتيجة نفس إلى الوصول ويمكن ، المتغيرة المفاقيد مع الثابتة المفاقيد

المحرك .

الجودة : إليجاد التعاكسى , Opposition Test ( Kapp MethodاإلختبارHopkinson Test )

الدوران عن الناشئة المفاقيد ، قياس طريق عن الجودة إليجاد السابقة قد .S.P الطريقةطريقة وتستخدم ، المناظر الحمل تحت تدور ال اآللة أن حيث دقيقة غير نتائج تعطى

. متماثلتين آلتين توافر حالة فى التعاكسى االختباربتوصيلها كمحرك إحداهما تدار ثم ، البعض ببعضهما < ميكانيكيا اآللتين بربط االختبار ويتم

لها السرعة تضبط والتى كمولد األخرى اآللة بإدارة فتقوم ، للتيار الرئيسي بالمصدر – ذلك بعد الرئيسي المصدر ضغط إلى طرفيها على الضغط يصل لكى المجال وتغذية

فيقوم < كهربيا البعض بعضهما اآللتان للمولد توصل الميكانيكة الطاقة بتقديم المحركللمفاقيد نتيجة يحتاجه مما بأقل ولكن الكهربية بالطاقة المحرك بتغذية بدوره يقوم الذي

تساوى مجموعها في التى المفاقيد تلك بتغذية الرئيسي المصدر ويقوم ، اآللتين كال فيVI ) شكل التجربة توصيلة ) 63أنظر من المغذاة القدرة هذه وتنقسم ، توازي آللتى

اآلتية : المفاقيد إلى الرئيسي المصدرMotor-armature loss = I2

1R1

Generator-armature loss = I22R2

Motor stray Power = (S.P)1

Generator stray Power = (S.P.)2

، R1حيث R2. والمولد المحرك من لكل االستنتاج عضو دائرة مقاومة هىلذا الرئيسي المصدر من تغذي والمحرك المولد من لكل المجال دائرتى أن ويالحظ . . . أن يجب للمولد ك د ق الـ أن وحيث المولد طريق عن التغذى بها الضائعة فالمفاقيد

. . فإن ، بالقدرة تغذيته المولد يستطيع حتى ، للمحرك ك د ق الـ من < قليال أعلى تكونقيمتها فى تعتمد ألنها للمحرك منها أعلى تكون للمولد الدوران عن الناشئة المفاقيد

الفيض .على ق الـ نسبة اعتبار المفاقيد. : دويمكن تلك لتوزيع مناسبة اآللتين لكال ك(S.P.)1 =

E1 (40)(S.P.)2 E2

WhereE1 = V-I1R1 (41-a)

and E2 = V+I2R2 (41-b)العالقة : تستخدم اآللتين لكال الدوران عن الناشئة المفاقيد تلك مجموع وإليجاد

(S.P)1 +(S.P.)2 = VI –I21R1 – I2

2R2 (42)

الطريقة : هذه وتمتازالمجال -1 تشوية عن الناشئة المفاقيد فإن لذا ، الحمل تحت التجربة Pslتجرى

القياسات . في تدخلاآللتين .-2 لكال الجودة إيجاد إمكانيةال -3 الرئيسي فقط . المصدر المفاقيد تغذية إال هنا يحتاج

العالقة ( أن كما ، متماثلتين آلتين وجود ضرورة عيوبها توزيع) (40ومن ).S.Pفى. الخطأ بعض يشوبها قد

1 - For each type of the different d.c. generators , discuss the possibility of its operation as :

(a) a practical voltage source (b)a practical current source.

2 - give the salient condition which must be maintained while measuring each the following characteristics of the d.c. generator :

(a) the internal characteristics, (b) the load characteristics , and (c) the regulation characteristics .

3 – In a commulative compound generator , explain how could the degree of compounding be varied. Specify the three distinguishes degrees of compounding of this generator .4 – State the condition which must be hold when connecting a d.c. generator to the common bus-bars. What is meant by "a floating d.c. machine on the common bus-bars ? Does such a machine need a prime-mover ? How can a floating machine be forced to operate as : ( i ) motor , ( ii ) generator .5 – After the parallelizing of a d.c. generator to an another , explain how to share the load between them. Discuss the steady. State stability of the parallel operation , if the two generators are :

(a) shunt generators.(b) commulative compound generators

give the solution which may be used to prevent any instability.6 – Describe and explain the function of each of the following special d.c. machines :

(a) Rototrol (b) Regulex

7 – What is meant by cross-Field machines? Name a generator which belongs to these machines and explain its function as a rotating amplifier. 8 – Build each of the following machines (i) Rototrol , (ii) Regulex, and (iii) Metadyne ; in a control system which may be used to regulate :

(a) the voltage of d.c. generator(b) the speed of d.c. motor , and(c) the voltage of an alternator

give the schematic diagram in each case, and explain how the voltage or speed could be maintained constant 9 – A d.c. generator supplies the same rated full-load current at the same terminal voltage when the machine is connected either self-excited shunt, or separately exited compare between the steady-state short-circuit current in both case if the machine is short-circuited by increasing the load.10 – Explain how to get the shunt characteristics of a d. c. generator from its open-circuit characteristics;

(i) neglecting the armature reaction (ii) taking the armature reaction into consideration

الكهربة االالت فى التحكم نظممقدمة

للعملية المناسبة االحمال متطلبات لموائمة الكهربية االالت فى التحكم الى الحاجة تنشاوللحماية التشغيل ظروف وبسبب االنتاجية

: يلى كما تلخيصها يمكن مختلفة تشغيل حاالت الكهربية ولالالتالعادية -1 التشغيل حالة

والمقابل االلة علية المصمم الخرج وتعطى المطلوبة السرعة عند االلة تعمل وفيها. التشغيل لسرعة

حمل ( تقريبا ثابتة االلة على الحمال ان اى مستقرة العادية التشغيل حالة اكون وقد . اما ) عمليا ثابتة السرعة تبقى وايظ المولد على كهربائى وحمل المحرك على ميكانيكى

تغير الى يودى مما ملحوظ بشكل الحمل يتغير ففيها مستقرة الغير التشغيل حالةجهد وقيمة التردد تغير الى ستودى النها المولدات فى فية مرغوب غير وهذا السرعةوعادة المستمر التيار مولدات فى الخرج جهد وقيمة المتردد التيار مولدات فى الخرج

المولد سرعة فى التحكم يجب لذا والتردد الجهد من بسيطة لنسب التغير يسمحالنسبة تجاوز الى يودى ال بما الحمل سرعة تغير رغم المناسبة القيمة عند وظبطها

بها المسموحوعمليت ثابتة سرعة الى تحتاج صناعية عمليات فى يستخدم ما فمنا المحركات فى امالظبط للتحكم وسيلة توفر يجب الحالتين كلتا وفى متغيرة سرعات الى تحتاج اخرىالحالة الى بالنسبة متغيرة وقيمة االولى الحالة الى بالنسبة ثابتة قيمة عند السرعة

الثانيةوسيلة الى يتطلب مما المحركات من الخارج العزم ثبات فيها مطلوب حاالت نجد وق

. المطلوبة القيمة عند الخارج العزم لظبط تحكمالتشغيل -2 بدء حالة

فان متردد تيار او مستمر تيار ذو كان سواء المحرك الى الكهربائى الجهد توصيل عندسرعة ( ) الى يصل لكى قليال وقتا ويستغرق صفر السرعة السكون من يبدا المحرك

( ) . لحظة فى يسحب مستمر تيار او متردد تيار المحركين كال والن العادية التشغيل حالةفترة فى تحكم وسائل وجود يجب ولذلك العادى التشغيل بتيار مقارنة كبير تيار التشغيل

. الفترة هذة المحركخالل تيار من لتقليل التشغيل بدءالحركة بادء تسمى هذة التحكم starterووسيلة

المحرك -3 ايقاف حالة . المحرك ويتغرق عنة الكهربية التغذية قطع يمكن فانة المحركات اليقاف الحاجة عند

. المحركات الى طويل الوقت هذا ويكون الكلى التوقف وحتى التغذية قطع بين وقتا. كبير ذاتى قصور ذات احمال علية محمل وعادة الكبير الذاتى القصور ذات الكبيرةلذا الصناعات بعض فى فية مرغوب غير امرا المحركات لوقوف الالزمة الفترة وطول

الفرملة وتسمى المحرك ايقاف لسرعة تحكم وسيلة استخدام brakingيتمالحركة -4 اتجاة عكس

عادة ويتم الدوران اتجاة عكس اى الحركة اتجاة عكس يتطلب التطبيقات بعض فىوجهين توصيل عكس اما المستمر التيار لمحركات بالنسبة التغذية جهد قطبية بعكس

االوجة ثللثية التيارالمتردد لمحركات بالنسبة الثالثة االوجة منالتحكم نظم

النظام وتسمى فيها التحكم سيتم التى االلة تحديد يتم عادة التحكم نظم systemفىالمخرجات من كل تحديد ايظا النظام inputsومدخالت outputsويتم

: هما التحكم نظم من اساسيان نوعان ويوجدالمفتوح -1 المسار ذو التحكم open loop controlنظام

. المحركات فى الفرملة ونظم الحركة بدء امثلتة ومنبناء المطلوب الخرج على للحصول الدخل الى المسبق الظبط على النظام هذا ويعتمد

. ال وبالتالى الخرج قياس يتم ال النوع هذا وفى المسبقة والخبرة بالنظام المعرفة علىظبط الى يحتاج وال معروف الخرج ناتج ان على اعتماد المطلوبة بالقيمة يتممقارنتة

المغلق -2 المسار ذو التحكم closed loop controlنظام. المولدات و المحركات سرعة فى التحكم النظام هذا امثلة ومن

. الخطأ فان اختالف وجد واذا بالدخل مقارنتة ويتم الخرج قياس النظام هذا فى ويتم . بصفة يعمل انة النظام هذا مميزات ومن بالعمل التحكم نظام فيقوم قيمة لة يكون

. الخرج ضبط على مستمرة

اداء تحكم التى الرياضية والعالقات الخواص معرفة اهمية الى االشارة يجب هنا ومنالخرج على للحصول فيها التحكم يجب التى المتغيرات معرفة وبالتالى النظام

المطلوب.المستمر التيار محركات فى التحكم نظم

. عديدة تحكم انواع الى المحركات فى التحكم ويشتملالحركة -1 بدء فى التحكمالفرملة -2السرعة -3 فى التحكمالحركة- 1 starter بادئ

وهذا بصفر السرعة اى سكون حالة فى يكون فانة المحرك الى التغذية جهد توصيل عند . . . التوازى المحرك معادالت الى وبالعودة اللحظة هذة فى مظادة ك د ق توجد ال انة يعنى

V=E+IaRa

1 . . . المضادة ك د ق ب 2فان E=0وبالتعويض

االنتاج عضو على مقاومة وجود حالة فى 3اما

)1مثال (قدرتة توازى وبكفائة 5محرك مصدر% 90حصان من تغذيتة يتم الكامل الحمل عند

جهدة اوجد 200تغذية علمت Eفولت اذا الكامل الحمل ولحظة التشغيل بدء لحظة فىاالنتاج عضو مقاومة المجال 0.2ان ملف تيار اهمال مع اوم

الحلالبدء : لحظة فى

النظامالمدخال

تالمخرجات

الخطأالنظام المدخالالمخرجاتت

المقارن

التشغيل بدء تيار ان التشغيل 48يالحظ بدء تيار كبر فى الكاملوالسبب الحمل تيار ضعف . . . التشغيل بدء عند للتحكم وسيلة وجود يجب ولذلك صفر تساوى المضادة ك د ق ان

الحركة : بادئ التقلدية starter الطريقةمعا ( ) موصلة مقاومات اجزاء عدة من مكونة مقاومة استخدام يتم الطريقة هذة فى

. الحركة بدء مقاومة الشكل فى التوالى . Rعلى محركات فى اجزاء اربع من مكونةتقل التوالى محركات فى اما اجزاء عشرة الى االجزاء عدد تصل التوازى

قيمة اختيار يتم التشغيل Rوعادة بدء تيار يكون حدود Iasبحيث تيار 1.5فى بقدر مرة. الكامل الحمل

جهد ( الال ضد وقاية هما وقايتين الحركة بادئ الى التيار) (5يضاف زيادة ضد ).6ووقايةالحركة ( بادئ زراع تحريك يتم الرئيسي التغذية مفتاح توصيل الغلق) 1وبعد وضع من

off النقطة عضو aفيالمس ملف مع التوالى على بالكامل التشغيل بدء مقاومة وتكونالحمل ( زيادة وملف الالجهد) (6االنتاج وقاية ملف خالل من لمجال ملف تغذية )5ويتم

االصفر النحاس من قوص الى يتم. brass (4)الموصل اليمين ناحية الزراع حركة ومعالتشغيل وضع الى الزراع يصل حتى تدريجيا المقاومة من اجزاء وعندها ONاخراج

الحديدية ( القطعة وتبقى) 2تلتصق الالجهد وقاية لملف الحديدى القلب بالذراع الخاصةلقوة معاكسة تكون والتى المغناطيسى الجذب لقوة نتيجة موجودا الجهد مادام هكذا . الحركة بادئ زراع ويتحرك الوقاية الحديدى القلب يفقد التغذية فصل وعند الياى جذب

. بدء مقاومة بادخال اال التشغيل بدى بتم ال التغذية عودة وعند الفصل وضع الىالتشغيل.

الحديثة الطرقةاستخدام موجة Diodesيتم على الحصول اى الجيبية الموجة توحيد على يعمل حيث

المتردد الجهد قيمة ان طالما ثلبتة الثابت الجهد قيمة وتكون المتردد الجهد من مستمرةثابتة.

4

5

. باستخدام المجال ملفات تغذية يتم االثارة منفصل مستمر محرك نجد الشكل فى . باستخدام االنتاج عضو ملف تغذية ويتم ثابت يكون المستمر الجهد انم اى موحدات

Thyristor. االشعال زاوية فى بالتغير متغير سيكون المستمر الجهد ان اى 6

عنى Voحيث الجهد قيمة .cos(0) =1 هى 7

المعادلة ( الى التشغيل) 2 & 1وبالعودة بدء تيار قيمة ان التغذية Iasنجد جهد على تعتمدV التشغيل بدء تيار تعطى قمة الى االشعال زاوية .1.5بزيادة الكامل الحمل تيار من

. . . الجهد زيادة يتم مضادة ك د ق وظهور السرعة زيادة حتى Vومع االشعال زاوية بتقليل. المطلوبة التشغيل سرعة الى الوصول يتم

Fig

)2مثال (المثال ( استخدام) 1فى وتم منفصل اثارة محرك كان المطلوبة Vاحسب. Thyristorاذا

التشغيل بدء تيار تعطى بحيث التشغيل بدء . 1.5لحظة احسب ثم الكامل الحمل تيار مناالشعال ان زاوية علمت جهد Vo =200اذا على للحصول التشغيل زاوية هى وما

الكامل الحمل V=200تشغيلالحل

ب االشعال زاوية اخذ يتم البدء لحظة .88oفى الكامل. الحمل تشغيل عند صفر وتكونالفرملة- 2

: التقلدية الطرق: طرق ثالث هناك

الديناميكية -1 Dynamic Braking الفرملةالمضاد -2 بالتيار Counter Current Braking الفرملةاالنتاج -3 اعادة Regenerative Brakingفرملة

الديناميكية- 1 الفرملةبمقاومة توصيلة ويتم التغذية مصدر فصل يتم حيث المتغيرة المقاومة فرملة Rويسمى

العادية التشغيل حالة يوضح أ والشكل موصلة هى كما المجال ملفات تبقى كما متغيرة. الفرملة حالة يوضح ب والشكل

المجال وجود واستمرار عنة التغذية فصل بعد الدوران فى االنتاج عضو الستمرار ونتيجة . . . . فان الحالة هذة فى ولكن سيستمر ك د ق انتاج فان المجال لملفات المغناطيسى . المتولد والتيار مولد المحرك يصبح اى معكوس سيكون االنتاج عضو تيار يساوى Iاتجاة

–E/R. االنتاج عضو فرملة الى يؤدى معاكس عزم ويولدالمضاد- 2 بالتيار الفرملة

ايضا المعادن pluggingوتسمى تشكيل واجهزة والمطالع المصاعد فى وتستخدمالمتدرجة .rolling millsوالطواحين والصلب الحديد مصانع فى

مقاومة ادخال مع االنتاج عضو الى الجهد اقطاب توصيل عكس الطريقة هذة فى ويتمهو كما التغذية قطب عكس نتيجة المتوقعة التيار زيادة لمواجهة معة التوالى على

التيار ( ) : معادلة فان لذا جـ الشكل فى موضح

8

عنة الناتج العزم فان لذا العادية التشغيل حالة اتجاة عكس االنتاج عضو تيار اتجاة الن . تعطى الطريقة وهذة الدوار العضو فرملة الى يودى مما الدوران اتجاة عكس سيكون

. السابقة الطريقة من اعلى فرملة عزماالنتاج- 3 اعادة فرملة

الزائد السحب خاصية لها التى المحركات فى الطريقة هذة كما overhaulingتستخدم ( المترو ( الكهربى القطار حالة الرافعة electrical trainفى cage of a hoistوقفص

تصبح من Eفعندما ستنتقل V اكبر التى اتجاة وايضا التيار اتجاة وينعكس المولد يصبح .( من ( نوع استخدام يتم االمان والغراض د بالشكل موضح هو كما التغذية مصدر الى

. التغذية انقطاع حالة فى الستخدامها الميكانيكية الطاقة

) أ)( ) ( ) ( اعادة ( فرملة د المضاد بالتيار فرمة ج ديناميكية فرملة ب عادية تشغيل حالةاالنتاج

: الحديثة الطريقةبالشكل ( الثايرستور دائرة .4تستخدم مستمر) الى متردد من تحويلة اى الجهد لتوحيد

. زاوية زيادة عند ايضا يمكن ولكن الكترونيا علية المسيطر الموحد الدائرة هذة وتسمىاكثر الى عاكسة 180االشعال دائرة الى توحيد دائرة من الدائرة هذة تحويل درجة

inverter المعاكس باالتجاة الكهربائية الطاقة وتنتقل متردد الى المستمر الجهد تعكس . بذلك عنة وينتج كمولد يعمل يعمل المحرك ان يعنى وهذا الكهربائية الشبكة الى اى

. المحرك فرملة الى بالتالى يؤدى مما المحرك دوران التجاة معاكس عزم

المستمر- 3 التيار محرك السرعة فى التحكم وعالقتها السرعة معادلة نستخدم فاننا المحرك سرعة على تؤثر التى المتغيرات لفهم

االثارة معادلة نفسها التوازى) وهى لمحرك االساسية المختلفة. فالمعادلة بالمتغيرات( هى: المنفصلة

V= E+IaRa

التالية السرعة معادلة نجد ق.د.ك. المضادة عن وبالتعويض

9

باالتى: السرعة تغيير يمكن انة المعادلة هذة من ويتضح V التغذية جهد ا- تغير

االنتاج. عضو مع التوالى على متغيرة باضافةRa االنتاج عضو مقاومة ب- تغير المجال ملفات فيض ت- تغير منفصلة للمحركات التغذية جهد بتغير السرعة فى ا- التحكم

االثارةاالثارة. منفصلى للمحركات الطريقة هذة تستخدم

التقليدية: الطريقة من االثارة منفصلة المحركات سرعة لتغيرWard Leonard ليونارد وورد طريقة تستخدم

عكس واتجاة الساعة عقارب الدوران)اتجاة اتجاهى من كل فى سرعة اقصى الى صفر نظام ( يوضح7الدوران. وبالشكل) اتجاة عكس الطريقة بهذة الساعة(. فيمكن عقارب

قد ثابتة سرعة ذوM1 والمحركM1-Gمولد-– محرك وحدة من يتكون ليونارد. وهو وورد منفصل مستمر تيار مولد فهو توازى. اماالمولد مستمر محرك او حثى محرك يكون

المجال. تيار لتغييرR متغيرة مقاومة يستخدم االثارة

. اماGالمولد من متغير بجهد انتاجة عضو تغذية فيتمMسرعتة تغير المطلوب والمحرك ثابت. وكذلك جهد مصدر من تغذيتها فيتمG للمولد وايضاMللمحرك المجال ملفات

الثابت. الجهد مصدر من ايضا يتغذىM1المحرك فان ملفات من الناتج المغانطيسى الفيض تغير يتم فانةR المقاومة قيمة تغير طريق وعن

Mالمحرك يغذى والذىG المولد من الناتج الجهد تغير الى يؤدى مما المولد مجال. سرعتة وتغير للمحرك التغذية جهد تغير يمكن المقاومة يتغير فانة وبالتالى

تغذية عكس يتم بان المحرك دوران اتجاة تغير فيمكن عديدة مميزات النظام ولهذا مما المحرك يغذى والذى المولد من النتج الجهد قطبية يتغير وبالتالى المجال ملفات ويضا للحركة كبادئ النظام هذا يستخدم كما المحرك دوران اتجاة عكس الى يؤدى. االنتاج اعادة كفرملة استخدامة يمكن اتجاهى من كل فى المحرك سرعة فى التحكم فى كفائة ذات الطريقة هذة وتعتبر ذات المحركات استخدام عند فقط اقتصادية فهى العالية لتكلفتها ونظرا الدوان

العالية القدرات

الحديثة: الطريقة وذلك المستمر التيار محركات بسرعة التحكم فى القدرة الكترونيات دوائر تستخدم

الثايرستور استخدام يتم متردد جهد مصدر هو التغذية مصدر كان فاذا التغذية جهد بتغير مستمر جهد وجود حالة فى اما مستمر جهد الى المتردد الجهد لتحويل الموحد دائرة فى

chopper التقطيع دائرة استخدام يتم الكهربائية السيارات فى المستخدمة كالبطارات. السرعة فى التحكم وبالتالى الجهد لتغيرالتوحيد: دوائر استخدام-1

ذات المستمر التيار محركات سرعة فى للتحكم التوحيد دوائر فى الثايرستور يستخدم للحركة( وكفرملة. وعند )كبادئ التشغيل بدء تيار فى التحكم فى وايضا المنفصلة االثارة الدوران. وعادة اتجاة عكس يتم فانة الموحد من بدال كعاكس الثايرستور دائرة تشغيل

السرعات على للحصول الحديثة الطريقة هذة فى المغلق المسار ذو التحكم يستخدم لتحديد مغلقين مسارين ذات تحكم (دائرة8الشكل) عالية. ويوضح وبدقة المطلوبة

المسحوب التيار قيمة من للحد واالخر السرعة فى الخطا

المطلوبة السرعة عند وضبطها المحرك سرعة تغير فى يستخدم التحكم هذا ومثلالتوليد اعادة بطريقة كفرملة العمل امكانية الى اضافة حركة كبادئ والعمل

regenerativeلملفات التغذية جهد قطبية بعكس دوران اتجاة عكس ايضا ويمكن المجال.

باستخدام السرعة هذة تمثل استرجاعية اشارة واعادة المحرك سرعة قياس ويتمtachogeneratorيعطى وبذلك سرعتة فى للتحكم المتور المحرك يضار مولد وهو tachogeneratorلسرعة فولت10 ينتج فمثال المحرك سرعة مع يتناسب جهد

ووحدتة Fs الرمز هذا التحويل لمعامل دورة/الدقيقة.وسنعطى1000 جهد يولدtacho فان دورة/دقيقة1450 المحرك سرعة كان فولت/)دورة/دقيقة( فاذا

خطا يسمى بينهما والفرقVref المرجعى الجهد معVs الجهد مقارنة ويتم فولت14.5 VA1 المكبر خارج ويكونA1 بمقدار ويتكبرAmp1 بواسطةEs تكبير ويتمEs السرعة

بالسرعة الخاصة االولى المغلق التحكم بدائرة الخاصة العالقات تمثل التالية والمعادالتيلى: كما

عضو تيار قياس فيها فيتم االولى الدائرة داخل وهى الثانية المغلقة التحكم دائرة اما يكون والذىDCCT التيار محول طريق عن وذلكVI استرجاعية اشارة واعادةIa االنتاج لكل فولت20 مقدارة جهد المحول يعطى فمثالIa المقاس التيار مع يتناسب جهد خارجة

VI مقارنة ويتم فولت/امبير ووحدتةFI الرمز هذا التحويل معامل وسنعطى امبير100

A2 بمقدارAmp2 بالمكبر تكبيرة يتمer التيار خطا يسمى بينهما والفرقVA1 مع جهد تعطى حيث الثايرستور اشعال ذاوية الختيار تستخدمAmp2 من الخارجة واالشارة

التحكم بدائرة الخاصة المطلوبة. والمعدالت السرعة تحقق بقيمة للمحرك V تشغيل هى:Ia بالتيار والخاصة الثانية

(3) مثال والحمل ثابت بجهد المجال ملفات تغذية ويتم منفصلة اثارة ذو مستمر تيار محرك ملفات ومقاومة دورة/الدقيقة1500 وسرعة فولت300 جهد عند امبير20 الكامل علمابان المحرك وتيار سرعتة فى ( للتحكم7) الشكل استخدام مطلوب اوم0.4 المنتج

A1=100وخرج Amp1 للخرج قيمة اقصى )ثبات دخلة كان مهما فولت10 عن يذيد ال ونظامFr=1/5(V/A) & Fs=1/100 (V/rpm) & A2=2000التيار( زيادة فى للتحكم ضرورى الجهد . احسب االحوال كل فى امبير50 عن المحرك تيار يزيد ال بحيث مصمم التحكم

Vالمنتج الموحد( وتيار )خرج Ia الخطا واشارة er & es التالية: للحاالت) السرعة= صفر( الحركة بدا لحظةأ-

دورة/د500 تساوى ب- السرعةدورة/د100 تساوى ت- السرعة

السرعة فى الخطا ونسبة امبير20 مقدارة كامل حمل عند الفعلية السرعة اوجد ثم ان حيث الكامل الحمل % على20 بمقدار الحمل زيادة تم لو دورة/د1500 المطلوبة ايضا احسب ثابتة السرعة تبقى بحيث التغذية جهد من تغير التحكم دائرة ان المطلوب

التغير. هذا بعد والسرعة الجديدV التغذية جهدالحل:

rpm 1500 وهى المطلوبة السرعة لتمثلVref = 15 اختيار من البد50A التيار الى قيمة واقصىn=0&Eb=0 البدء لحظة

V=IaRa=50*0.4

101112

131415

V=20V: بمقدارAmp2 للمكبر التيار خطأ اشارة دخول من البد20V على وللحصول

.1500V وليس10V ستكونVA1 فان لذا10V عن يزيد لنAmp1 خرج الن وطبعا14 المعادلة فىeI & VAI وبتعويض

VI=10-0.01=9.99V :13 المعادلة ومن

: يلى كما النتائج تكون التشغيل بدء لحظة فى وبذلكVI=20V, Ia=49.95A, er=0.01, es=15V

rpm 500 تساوى السرعة: يكون الكامل الحمل عند

E=V-Ia*Ra

E=300-20*0.4=292Vالمجال ملفات جهد بثبوت ثابت المجال تيار ان باعتبار والن

يمكن ما اقصى يكونIa التيار ان بحيثV زيادة دائما المطلوب انة االعتبار وعلى 50A يسحب المحرك ان فيعتبر المحرك الى المطلوبة السرعة الى للوصول للتعجيل

فان: لذا السرعة هذة عند

: ان يعنى . وهذا االحوال من حال باىV 10 عن يزيد الVA1 الجهد ولكنVS = 15-0.1=14.9V

VA1 فانrpm 1490 يساوى او اقل للسرعات ان اىrpm 1490سرعة يقابل ما وهو

.1490rpm من اكبر للسرعات10V عن وتقل10V تساوى

rpm 1000 تساوى السرعة :rpm 500 الطريقة نفس اتباع يمكن

E2=149.7VV=214.7VVS=10VES=5VEI=0.0173VI=9.8927VIa=49.46A

I a=20A الكامل الحمل عند السرعة :300V التغذية جهد

: الن الكامل الحمل تيار عن % ايظا20 )العزم( بمقدار الحمل زيادة تم اذا

زيادة الى تؤدى العزم فى الزيادة نفس فان المجال ملفات جهد لثبوت ثابتIf وان Ia فى مماثلة

ان: اى ثابتة ستبقىEbفان السرعة ثبات على ستعمل التحكم دائرة ان وحيث

Chopper المقطع دائرة باستخدام التوالى محرك سرعة فى - التحكم2 تيار بمحرك تعمل التى الكهربائية السيارات فى اساسى بشكل الطريقة هذة تستخدم البطارية من يغذى توالى مستمر

بالمقطع تسمى خاصةThy دائرة استخدام على مبنية الطريقة لهذة االساسية والفكرة هذة وتتكررT2 زمنية لفترة وفصلهاT1 زمنية لفترة البطارية جهد توصيل على تعمل

. العملية: يلى كما ويحسبVavالمحرك على الجهد فان V البطارية جهد كان فاذا

المحرك الجهد متوسط تغير يمكن فانة والفصل التوصيل زمن بتغير انة ذلك ويعنىالسرعة تغير يمكن وبذلك

16

مع التوالى على متغيرة مقاومة باضافة السرعة فى ب- التحكم المنتج

زيادتها يمكن والrated speedالمقننة السرعة عن السرعة خفض يمكن الطريقة هذة فى السرعة على وتاثيرها التوازى على المحرك مع مقاومة )ا( توصيل الشكل ويوضح

توالى. على محرك والشكل)ب( مع

I2 االضافية المفاقيد فان المقاومة هذة فىrated current المقنن التيار لمرور ونتيجةa*Ra

dتغير يمكن الطريقة وهذة الكفاءة خفض الى يؤدى مما كبيرة ستكون لمقاومة هذة فى االضافية. المقاومة وجود بدون السرعة الى صفر من السرعة

االوناش مثل تطبقات فى محدود استخدامها فان الطريقة هذة لمساوئ ونظرا. ثانوى امر ذات الكفاءة وتكون وتوصيلها فصلها يتكرر حيث والرافعات

المجال: ملفات فيض بتغير السرعة فى ت- التحكم العالقة بسهولة السرعة تغير يمكن المغناطيسى الفيض بتغير ( انة9) المعادلة توضحوالعكس. الفيض باضافة السرعة زيادة يمكن اى عكسية بينهماالتوازى: محرك

تيار يقل المقاومة وبزيادة بالشكل هو كما المجال ملف مع متغيرة مقاومة تضافالمجال

الطريقة وهذة السرعة زيادة الى يؤدى وهذا المجال تيار مع طرديا يتناسب الفيض الن السرعة زيادة مع ينخفض وعزم ثابتة قدرات ذات االحمال مع وتستخدم واقتصادة سهلة. المعادن تشغيل االالت مثلالتوالى: محرك

)ا( بالشكل هو كما االنتاج عضو مع او المجال ملفات مع التوازى على مقاومة اضافة يتم والعكسN السرعة وزادة المجال ملفات فى المار التيار قلRsf تقليل تم فكلما

فكلما المنتج مع التوازى على متغيرة مقاومة اتضافة طريقة صحيح.والشكل)ب( يوضح N السرعة وقلت الفيض وزاد المجال تيار وزاد المنتج على الجهد انخفضRsa تقليل تم

. صحيح والعكس

(4مثال) اوم300 المجال ملفات ومقاومت اوم0.5 المنتج ومقاومت فولت300 توازى محرك المحرك سرعة اوجد امبير3 مقدارة تيار ويستخدم دورة/د1000 حمل اال عند سرعتة

مع التوالى على مقاومة استخدمت السرعة)ا( اذا واحسب امبير30 الكامل الحمل عند%20 بمقدار المجال تيار خفض ) ب( تم اوم3 مقدارها المنتج ملف

الحل

الكامل. الحمل عند المنتج تيار هوIa بينما الالحمل فى المنتج تيار هوIao ان حيث

ب-

أ-

(5مثال) المجال ملف مقاومة ولهو كهربائى مصعد فى يستخدم فولت200 جهدة توالى محرك اوجد دورة/د1500 سرعة عند امبير30 يسحب اوم0.12 المنتج وملفات اوم0.08 دورة/د3000 الى للسعرة للوصول التوالى على اضافتها المطلوبة المقاومة مقدار

30 مقدارة تيار سحب عند مغناطسة تشبع حدوث عدم افتراض على امبير9 وبالتيارامبير

الحل

(6مثال) 800 بسرعة دورانة عند امبير40 يسحب فولت240 جهد توالى مستمر تيار محرك اوم0.15 مقدارها مقاومة وضع تم اذا المسحوب والتيار المحرك سرعة احسب دورة/د

بان % علما50 بمقدار الحمل عزم زيادة الى وادى الجال ملفات مع التوازى على حدوث عدم افترض التوالى على اوم0.15 و اوم0.2 هى المنتجوالمجال ملف مقاومة

مغناطيسى تشبعالحل

زاد العزم ان T2=1.5*T1فان T1عن% 50بما