ارتعاشات و آنالیز ارتعاش

لرزش یا ارتعاشات مکانیکی، نوعی از حرکت‏‌های سیستم‌‏های دینامیکی هستند که به شکل نوسانی صورت می‌‏پذیرند و این عمل در یک بازه زمانی تکرار می‏‌شود. این نوع حرکت را در ساده‌‏ترین شکل می‌‏توان با یک وزنه و یک فنر شبیه ‏سازی کرد. با تغییر مکان اولیه وزنه متصل به فنر و رها کردن آن، حرکت نوسانی رخ می‏‌دهد که می‏‌توان دامنه آن را به کمک یک تابع سینوسی بیان نمود.

به طور کلی، دو نوع نیروی استاتیکی و دینامیکی در ماشین‏ آلات وجود دارد. نیروهای ارتعاش‌‏زا از نوع نیروهای دینامیکی هستند که بر اثر وجود کاستی‏‌هایی در ماشین ایجاد می‌‏شوند. برخی از زمینه‌‏های بروز کاستی (انحراف از حالت ایده ‏آل) عبارتند از:

• محدودیت‏‌های طراحی
• محدودیت‏‌های ساخت
• اشکال در نصب اولیه
• اشکال در بهره ‏برداری
• بروز اشکالات در حین تعمیرات

از آن‏جایی‏ که رسیدن به حالت ایده‏ آل امکان ‏پذیر نیست، همیشه تا حدی لرزش و ارتعاش در ماشین‏ آلات وجود دارد که مجاز شمرده می‌شوند. اما با گذشت زمان و بر اثر بروز اشکالات بعدی، ممکن است میزان ارتعاشات نسبت به حد مجاز افزایش یابد که با آنالیز ارتعاشات و انجام اقدامات اصلاحی مناسب، می‏توان وضعیت را به حالت قبل برگرداند.

شما میتوانید با دانلود و مطالعه مقاله های زیر با مفاهیم اولیه ارتعاشات و آنالیز ارتعاشات آشنا شوید.

حفاظت الکتروموتور و ژنراتورها (IP)

با توجه به اهمیت موضوع حفاظت الکتروموتور و ژنراتورها در مقابل انواع آلاینده‌ها (نظیر اجرام خارجی، آب و رطوبت…..) و پیوستگی این امر به مباحث حرارتی و مکانیکی الکتروموتور و ژنراتورها، ملاحظات حفاظتی در مقابل نفوذ انواع آلاینده‌ها در استانداردهای بین المللی الکتروموتور و ژنراتورها مانند استاندارد  IEC60034-1 به روشنی تعریف و تبیین گردیده است؛ پرداختن به مبحث حفاظت نفوذی در مورد الکتروموتور و ژنراتورها در مقابل  عوامل محیطی خارجی و آگاهی از آنها، بالطبع ایمنی افراد را هم در مقابل خطرات بالقوه کار با آنها تضمین و ضمانت می نماید؛ بر همین اساس است که شاخص‌های حفاظتی مورد بحث، مفصل و با وسواس عمیق تری در قالب مستندات و آیین نامه‌های استانداردها تعریف و معین شده اند.

درجه حفاظت یا کد آی‌پی IP طبق تعریف IEC جانشین واژه International Protection  می‌باشد. برخی اسناد فنی IP را مخفف Ingress Protection تفسیر نموده اند و در بعضی از مدارک فنی از آن به عنوان Index of Protection یاد شده است. آنچه که مسلم است اینست که IP محتوای هر سه واژه فوق را در خود دارد درجه حفاظت اصطلاحی است که بر اساس آن محفظه‌های الکتروموتورها و ژنراتورها با کدهای استانداردی با دو حرف IP در کنار دو رقم، از نظر نفوذ در برابر عوامل خارجی تقسیم‌بندی می‌شوند. رقم اول که بین ۰ تا ۶ است سطح حفاظت در برابر جسم سخت خارجی و نیز حفاظت افراد را مشخص می‌کند. رقم دوم بین ۰ تا ۸۸ است و میزان حفاظت را در برابر نفوذ آب (و نه هیچ مایع دیگر) مشخص می‌کند. هر چه این رقم‌ها بیشتر باشند میزان حفاظت بیشتر است………

مقاله کامل را از اینجا دانلود کنید

Material Notes

1. Low or Medium Carbon Steel
2. Medium Carbon Steel
3. Low Carbon
4. Low Carbon Martensite
5. Weathering Steel
6. Alloy Steel
7. Medium Carbon Alloy

a – cold drawn
b – quenched and tempered

برا مطالعه مقاله Surge test | تست سرج کلیک کنید

تست تانژانت دلتا

• هدف

هدف از ارائه این دستورالعمل تایید رفتار عایق پس از اشباع می‌باشد. یکنواختی ساخت تا حدی با اندازه گیری تانژانت تلفات دی الکتریک که تابعی از ولتاژ می‌باشد و با ارزیابی آماری نتایج آزمون مورد قضاوت قرار می‌گیرد. برای پی بردن به سیستم عایقی می‌توان مشخصات زیر را ارزیابی کرد:

• تلفات تانژانت پایین در پایین ترین بازه ولتاژ (۰٫۲ Un) نشان دهنده میزان بالای متوسط پیوستگی مولکولی در پیوندها است.
• بزرگی دلتای تانژانت ( Δ tan δ) توسط افزایش ولتاژ رخ می‌دهد که اغلب نشانه وجود فضای خالی در عایق می‌باشد.
• تعاریف
• تلفات تانژانت (tan δ) : تلفات تانژانت تابعی از ولتاژ اعمالی می‌باشد که tan δ اغلب برای تعیین ویژگی ضریب پراکندگی و ضریب دی الکتریک استفاده می‌شود.
• دلتای tan δ (Δ tanδ) : از حداکثر اختلاف بین تلفات تانژانت اندازه گیری شده، در دو بازه پشت سر هم تعیین می‌شود، فواصل ولتاژ اعمالی معمولا  ۲ ولتاژ نامی می‌باشد.
• فرم پیچه (کویل یا سیم پیچ) : عایق کویل یا شینه به هر شکلی که در آمده اند قبل از جایگذاری در استاتور را گویند.
• درجه بندی مقاومت غیر خطی : جلو آمدگی حفاظ اطراف شینه از دو طرف هسته موتور
• دمای محیط: محدوده رنج دما محیط بین ۱۸^۰c و ۲۸^۰c می‌باشد.
• تست نمونه رندم: تست بر روی کویل یا شینه به اندازه کافی نشان دهنده پیکر بندی تمام کویلهای مورد استفاده در ماشین می‌باشد، و به منظور ارزیابی طراحی اولیه، انواع مواد، مراحل و فرآیند تولید در سیستم عایقی انجام می‌شود.

 روش اجرا

 مقدمه :

مشخصه تلفات دی الکتریک که در ادامه ملاحظه می‌کنید شرح اصلی دیواره عایقی ما بین زمین و ساختار هادی‌ها (شامل محافظ کرونا) می‌باشد. این دستورالعمل مطابق استاندارد IEC 894 بوده و در مواردی هم از پروسه‌های کنترلی شرکت SIEMENS استفاده شده است . در ولتاژ متناوب در صورتی که خازن هیچ گونه تلفات انرژی نداشته باشد ، جریان خازن ۹۰ درجه جلوتر از ولتاژ دو سر آن است. اگر با اتصال خازن به ولتاژ متناوب انرژی تلف شود، جریان و ولتاژ کمتر از ۹۰ درجه اختلاف فاز دارند. متمم زاویه بین جریان و ولتاژ خازن را با δ نمایش می‌دهند و تانژانت این زاویه را ضریب تلفات عایقی می‌خوانند.

تصویر شماره ۱ – فازورهای ولتاژ و جریان خازن بدون تلفات عایقی و با تلفات عایقی

هدف از تانژانت این زاویه (tan δ) تعیین تلفات تانژانت می‌باشد . تلفات تانژانت معمولا در طول طیف وسیعی از ولتاژ در بازه‌های ۰٫۲ Un اندازه گیری می‌شود، بازه شروع از  ۰٫۲ U_n می باشد. در تصویر شماره ۲ مراحل اعمال ولتاژ را مشاهده می‌نمائید.

تصویر شماره۲ – منحنی tanδ به نسبت U/U_n  (مثالی از سری اندازه گیری)

تلفات تانژانت اندازه گیری شده با استفاده از الکترود محافظ انجام می‌شود و شروع دشارژ (تخلیه جزئی) در ولتاژهای پایین نشان دهنده بزرگی تلفات دی الکتریک در عایق جامد می‌باشد. قابل توجه است تلفات بالاتر از نرمال در هر سیم پیچ یا شینه تفاوتها را در ساختار عایق نشان می‌دهد که ممکن است از ترکیب نادرست رزین یا ناکافی بودن عمل آوری عایق به وجود آمده باشد، تاثیر درجه عمل آوری رزین (بطور قاطع) می‌تواند در تلفات تانژانت اندازه گیری شده بعد از مونتاژ کامل روی استاتور دیده شود. از این رو در اغلب موارد درجه عمل آوری رزین را با افزایش زمان عمل آوری ( پخت ) بهبود می‌دهند، که این کار باعث کاهش تلفات در طول عمر ماشین می‌شود .

درحین تست با افزایش ولتاژ، علت زیاد شدن تلفات عایقی وجود تخلیه جزئی درون حفره‌های موجود در ساختار عایقی است که به عنوان افت بحرانی فضاهای خالی شناخته می‌شود. ممکن است تلفات غیر خطی رسانا در ساختار عایق وجود داشته باشد که نتیجه آن بیشتر شدن تلفات تانژانت با افزایش ولتاژ می‌باشد. تلفات تانژانت اندازگیری شده برای مشخص شدن تلفات در عایق می‌باشد. با استفاده از این تست نمی توان توزیع تلفات را در عایق نشان داد . در نتیجه حضور و تجمع در مساحتی از کویل تلفات را بیشتر می‌کند در غیر این صورت تلفات عایقی پایین می‌باشد.

• نکته : توجه داشته باشید که جهت ارزیابی کامل سیستم عایقی نمی توان تنها به نتایج یک تست اکتفا نمود و باید پارامترهایی مانند استقامت دی الکتریک، مقاومت عایقی، تلفات عایقی و …. نیز مورد ارزیابی قرار گیرد.

 تجهیزات اندازه گیری :

اندازه گیری از طریق پل شرینگ یا توسط نوع معادل آن (دستگاه موجود در شرکت به صورت اتوماتیک می‌باشد ) و باتوجه به شرایط (داخل هسته یا خارج از هسته) انجام می‌شود. در تصویر شماره ۳ نحوه اتصال پل شرینگ را مشاهده می‌نمائید .

تصویر شماره ۳ – مدار پایه پل شرینگ H.V

معمولاً آرایش حلقه گارد (محافظ) مورد نیاز می‌باشد. یک واریابل برای تغییر دامنه ولتاژ متناوب مورد استفاده قرار می گیرد، داشتن ظرفیت خازنی مجاز و کافی برای ارائه ولتاژ اندازه گیری در سرتاسر تست الزامی است، این پل باید مقدار تلفات تانژانت را با دقت ± ( ۰٫۱× ۱۰^-۳ + ۰٫۰۱ × tanδ ) اندازه گیری کند. چک کننده مدار باید در پل و منبع تغذیه قرار داده شود تا در نتیجه آن دقت حاصله تضمین شود پل باید طبق استاندارد کالیبره شود.تست تانژانت دلتا

۳-۲-۱- مشخصات و محدودیت دستگاه موجود:

• ولتاژ:۲۵۰ v تا ۱۲ kv، با تفکیک پذیری ۱۰ v حداقل ولتاژ توصیه شده ۵۰۰ v می‌باشد.

• جریان: از ۰ تا۵  آمپردر۵ رنج، بالاترین درجه تفکیک پذیری ۱ µA است که در رنج های پایین می باشد و در اندازه گیری می تواند برای تصحیح معادل ۲٫۵ kv و ۱۰ kv  قرار داده شود .

• ظرفیت خازنی: از ۱ pf تا ۱٫۱ μf ، بالاترین مقدار تفکیک پذیری در رنج های پایین ۰٫۰۱ pf می‌باشد .

• ضریب تلفات: از ۰ تا ۲۰۰% ، بالاترین مقدار تفکیک پذیری برابر Df 0.01% می‌باشد .

• ضریب قدرت: از ۰ تا ۹۰% ، بالاترین مقدار تفکیک پذیری برابر ۰٫۰۱% Pf

• تلفات توان: از ۰ تا ۲ kw ، تلفات قدرت از ۰ تا ۱۰۰% زمانیکه معادل ۱۰ kv تصحیح شده باشد (۰٫۱ mw  بالاترین مقدار تفکیک پذیری است) می توان اندازه گیری را بصورت خودکار بین ۲٫۵ kv و ۱۰ kv و معادل قرارداد.

 روش تست :

کویل یا شینه تحت تست باید به صورت مناسب نسبت به زمین کاملاً ایزوله گردد، همه هادیها باید به قسمت H.V تغذیه متصل شده و الکترود و حلقه محافظ به مدار پل متصل شود. در تصویر شماره ۴ ترتیب اتصال آنها نشان داده شده است. برای تفسیر خوب نتایج تست ، باید مراحل تست (بین استپ ها ) تقریباً در زمان‌های یکسان انجام شود. در مورد اندازه گیری‌های اتوماتیک،  زمان بین هر بازه اعمال ولتاژ ، نباید کمتر از۱۵ ثانیه باشد .

۳-۳-۱ الکترود و حلقه محافظ اندازه گیری :

زمانیکه از فویل فلزی در الکترود اندازه گیری استفاده می‌شود، هر حفره در زیر این فویل باعث افزایش قابل توجهی در مقدار تلفات تانژانت در ولتاژهای بالا می‌شود، بنابر این باید تلاش گردد  فضای خالی زیر فویل کاهش پیدا کند.

در صورت کاهش ندادن مقاومت تماس الکترود اندازه گیری و مقاومت خود الکترود ، مقدار تلفات عایق بیشتراز مقدار واقعی در ولتاژ پایین است و در بازه‌های بعدی کاهش تلفات نشان دهنده وجود حفره می‌باشد (منحنی با شیب منفی) .

به طور معمول نباید هیچ تماسی بین الکترود اندازه گیری و حلقه محافظ وجود داشته باشد، ترتیب قرار گیری بر اساس استاندارد  مطابق شکل شماره ۴ می‌باشد (این روش تست برای خط تولید کویل مفید است).

هنگامی که قبل از عمل آوری رزین تعیین مقدار صحیح تلفات تانژانت کویل یا شینه که دارای درجه بندی مقاومت غیر خطی است ضروری باشد، لازم است که شکاف‌های کوچک تولید شده در طول مدت تست پس از تست با پوشش هادی پوشانده شود.

– اندازه گیری تلفات دی الکتریک :

۳-۴-۱ کویل یا شینه خارج از هسته استاتور

تلفات تانژانت روی شینه یا کویل (طبق استاندارد IEC  ۸۹۴ ) در دمای محیط در فواصل ولتاژ ۰٫۲ Un  در سرتاسر رنج‌های ۰٫۲ U_n  تا  ۱٫۰ U_n اندازگیری می‌شود.

برای شروع تست ( طبق پیشنهاد SIEMENS ) تنش باید به مقدار ۱٫۴ U_n اعمال شده و به مدت یک دقیقه نگه داشته شود. اگر ولتاژ دستگاه تست محدود است یا احتمال کرونا وجود داشته باشد می‌توان این مقدار را به ۱٫۲ Un یا ۱Un کاهش داد، سپس تنش را به مقدار ۰٫۲ U_n کاهش دهید، سپسtan δ و ظرفیت خازنی باید در تمام بازه‌های ۰٫۲ Un  تا ۱٫۴ U_n (یا مقداری که قبلاً تنش برای یک دقیقه حفظ شده ) اندازه گیری شود

Δ tan δ میزان اختلاف بین مقادیر Tan δ های اندازه گیری شده در هر سطح می باشد یا به عبارتی بزرگترین عدد بدست آمده از تفریق دو بازه متوالی را Δ tan δ می‌نامند. ( IEC  ۸۹۴ & SIEMENS)

Tan δ ۰٫۶U_n و  Tan δ ۰٫۲U_n  به ترتیب مقدار Tan δ های بدست آمده در ۰٫۶U_n و ۰٫۲U_n می‌باشد. در نتیجه با توجه به مقدار بدست آمده از معادله (Tan δ ۰٫۶Un – Tan δ ۰٫۲Un ) 1/2   ضریب بالا رفتن تلفات مشخص می‌شود    ( طبق پیشنهاد زیمنس ). کویل ها باید هر کدام جداگانه تست شده و  تمام نتایج به دست آمده در چک شیت ثبت شود.(به ضمائم مراجعه نمائید) اطلاعاتی که باید استخراج شوند به شرح زیر است(IEC  ۸۹۴) :

• تلفات تانژانت در پایین ترین ولتاژ (۰٫۲ Un)
• دلتای تانژانت دلتا برای هر بازه ولتاژ
• شکل منحنی تلفات تانژانت در مقابل ولتاژ
• اگر با سیستم اتوماتیک اندازگیری می‌شود، ولتاژ باید پیوسته در استپ‌های منظم افزوده شود. با این روش تست ممکن است راحت تر دلتای تانژانت دلتا سیستم را در طول فواصل کوچکتر از ولتاژ ۲ Un ارزیابی کرد که بستگی به نوع اندازه گیری اتوماتیک دارد.
• در تصویر شماره ۴ ، اتصالات برای اندازه گیری ضریب قدرت و ظرفیت خازنی برای کویل و شینه خارج از هسته استاتور را مشاهده می‌نمائید.
• چک شیت تست تلفات عایقی کویل در قسمت ۷-۲ (ضمائم ) آمده است.

تصویر شماره ۴تست تانژانت دلتا

 کویل یا شینه در هسته استاتور

• کل ماشین باید نسبت به زمین عایق باشد، ترمیستور باید همراه هوزینگ استاتور مطابق تصویر شماره ۶ زمین شده یا به قسمت زمین شده پل وصل شود.
• دمای محیط اندازه گیری شود.تست تانژانت دلتا
• در ماشین هایی که ۶ ترمینال (بدون اتصال داخلی) وجود دارد، هر فاز باید جداگانه اندازه گیری شود. SIEMENS))
• ماشین باید بدون روتور مورد تست قرار گیرد، در صورتی که امکان پذیر نباشد ترمینال‌ها روتور به همراه هسته و هوزینگ استاتور اتصال کوتاه شود. ( IEC  ۸۹۴)
• شمای اتصالات برای تست اندازه گیری ضریب قدرت و ظرفیت خازنی برای کویل و شینه داخل استاتور در تصویر شماره ۵ نشان داده شده است.
• نحوه اتصال دستگاه و چک شیت تست تلفات عایقی ماشین به ترتیب در قسمت ۷-۱ و ۷-۳ (ضمائم ) ارائه شده است .

تصویر شماره ۵

 ارزیابی :تست تانژانت دلتا

به منظور ارزیابی در یکنواختی تولید، نخستین مقدار tanδ در ۰٫۲ Un ، مقدار tanδ برای بازه ولتاژ  ۰٫۶Un تا ۰٫۲Un و مقدار ماکزیمم Δ tanδ در هر ۰٫۲ Un بازه ولتاژ ممکن است در رسم نمودار با مقیاس خطی این خصوصیات در مقابل مقیاس تابع گاوسی توزیع تجمعی است. از این رسم امکان مشاهده ۹۵% یا ۹۹٫۵% محدوده مقدار مشخصات وجود دارد.تست تانژانت دلتا

۳-۶- معیارهای ارزیابی

جدول زیر محدودیت حداکثر معیار پذیرش مطابق پیشنهاد زیمنس می‌باشد .

بر اساس استاندارد EN 50209 حداکثر مقدار مجاز ۳۰٫۰ × ۱۰-۴   ≥  Tan δ max Δ  نیز ذکر شده که معیار حد بسیار مطلوب کیفیت عایقی می‌باشد .

۳-۶-۱- معیارهای پذیرش پیشنهادی زیمنس با تفکیک بر حسب ولتاژ نامی الکتروموتور

مقادیر جدول بالا برای کویل استاتورهایی با رنج U ≤ ۵٫۰ kv  به استثناء ماشینهایی با طول هسته ≤ ۲۰۰ mm  نیز صحیح می باشند. ممکن است به دلیل استفاده از آنتی کرونای A و B جهت شکست احتمالی، مقادیر بدست آمده بیشتر شود. توجه داشته باشید برای ارزیابی تلفات عایقی و تعیین کیفیت عایق تمام موارد فوق دارای اهمیت بوده و هیچکدام از آنها نباید از رنج مجاز بیشتر شود.

۷- مراجع

۱ – IEC 894

۲ – SIEMENS “Fabrication tests – main insulation dielectric testing – tangent delta and capacitance “.

برای مشاهده تست های مقاومت عایقی کلیک کنید

Surge test | تست سرج

مقدمه :تست سرج چیست

بسیاری از ماشین‌های AC با کویل‌های چند دوره (حلقه‌ای) طراحی می‌شوند . افزایش سریع جریان در کویل باعث القای ولتاژ در سرتاسر کویل می‌شود. ولتاژ دو سر سیم پیچ برابر است با V=L*di/dt که V برابر است با ولتاژ ترمینال در سراسر کویل، L برابر است با اندوکتانس سیم پیچ و di/dt نسبت تغییرات پالس جریان نسبت به زمان می‌باشد، به طور کلی، سیم پیچی دارای اجزاء عایقی به شرح زیر می‌باشد:

• عایق بین حلقه‌های ( عایق حلقه یا دور )
• عایق بین حلقه‌ها و زمین ( عایق زمین )

ولتاژ ترمینال دو سر کویل در حقیقت مجموع ولتاژهای القاء شده در بین حلقه‌های کویل می باشد. در صورتی که عایق سیم پیچ مجاور ضعیف باشد و اگر ولتاژ القاء شده بالاتر از قدرت دی الکتریک عایق ضعیف باشد بین لایه‌ها قوس ایجاد می‌شود. تجهیزات تست سرج طوری طراحی شده است که طبق ولتاژ القاء شده در سیم پیچ مجاور  و ایجاد جرقه، ضعف یا عدم وجود عایق را نشان دهد. خازن داخلی توسط منبع تغذیه شارژ شده و در زمان‌های خاص، توسط بسته شدن یک سوئیچ ولتاژ بالا شارژ خازن به دو سر سیم پیچ کویل انتقال می‌یابد. در صورتی که کل تلفات مدار دمپ کننده باشد، شارژ قادر خواهد بود از طریق سلف و خازن به وجود آمده خارجی نوسان کند، و این روند تا زمانی ادامه دارد که انرژی اصلی خازن به طور کامل توسط مقاومت و دیگر تلفات مدار تلف شود. اندازه گیری ولتاژ ترمینال کویل و زمان بیانگر موج سرج می‌باشد، که نشان دهنده نوسانات میرایی است .

تصویر شماره ۱ تست سرج چیست

شماتیک مدار الکتریکی تست سرج

در تصویر زیر نمونه ای از ترکیب کلی کویل که شامل شمش مسی و فیلم عایق اولیه و عایق خارجی  “glass wrap” نشان داده شده است. شکل مکانیکی کویل متناسب با شکل موتور تشکیل می شود و عایق کاری نهایی انجام می گیرد و سیم پیچ درون استاتور قرار داده شده و اتصالات الکتریکی برقرار می شود، در ادامه رزین کاری به روش  وکیوم و اشباع انجام می گردد ، هدف از این کار بالا بردن استقامت عایقی بین شمش و شیار استاتور می باشد.

تصویر شماره ۲

سطح مقطع کویل سیم پیچ

تجربه نشان داده است که خرابی عایق حلقه می‌تواند بوسیله ضربات پیشانی موج که بوسیله فاکتورهایی نظیر ضربان موج ( ضربه موج ) ، خطای بسته شدن بریکرها یا انواع خرابی دستگاه‌های سوئیچینگ ایجاد می‌شوند، تشکیل گردد. به هر حال خرابی‌های عایق حلقه‌ها همچنین می‌تواند بدلیل امواجی که در طول عملکرد عادی بریکرها وقتی که شرایط مدار به گونه ای است که Rise Time موج در ترمینال‌های ماشین کمتر از چند میکرو ثانیه اتفاق می‌افتد، باشد. حفاظت در برابر چنین امواجی ممکن است  بوسیله نصب تجهیزاتی نظیر خازنهای انحراف موج در ترمینال‌های ماشین و موجگیرها یا بوسیله افزایش عایق حلقه به حلقه کویل انجام گیرد. موقعی که برای این هدف از تجهیزات استفاده می‌گردد، مقادیر نامی خازن‌ها معمولاً به گونه ای انتخاب می‌شوند کهRise Time ولتاژ به۵µs  یا بالاتر  برسد . ماکزیمم اختلاف ولتاژ عملکرد (فرکانس خط) بین حلقه‌های یک کویل به ولتاژ بین ترمینال‌های کویل و ساختار داخلی آن بستگی دارد .

امواج ضربان پیشرو توسط آرک زدن می‌تواند باعث تخریب عایق حلقه‌ها شود، از آنجائیکه بخش واقعی موج از طریق عایق حلقه کویل‌ها در نزدیک ترمینال‌های خط می‌تواند ظاهر شود، اختلاف ولتاژی که عایق حلقه باید تحمل و مقاومت نماید در شرایط عادی و نرمال کمتر از۱۰۰V  و در شرایط گذرا حدود چندین هزار ولت می‌باشد .

فرکانس موج سینوسی میرایی با توجه به فرمول زیر می‌باشد :

• ولتاژ

برای تعیین ولتاژ مناسب ، ولتاژ باید از حداقل ولتاژ به وجود آورنده قوس در فاصله هوایی بین لایه بیشتر باشد که آنرا حداقل ولتاژ می نامند که طبق قانون پاشن در مقابل هوا و در فاصله، دما و فشاراستاندارد در یک میدان یکنواخت برابر ۳۵۰V می باشد. بنابراین طبق اطلاعات فوق، حداقل ۳۵۰V در هر لایه سیم پیچ برای ایجاد قوس باید وجود داشته باشد. بدیهی است که حد بالایی از ولتاژ جهت تست موتور مونتاژ شده باید وجود داشته باشد که مقدار آن برای هر لایه حداقل ۵۰۰V می باشد. در تصویر شماره ۳ منحنی پاشن را مشاهده فرمایید.

تصویر شماره ۳تست سرج چیست

• منحنی پاشن

• محاسبه ولتاژ تست مطابق با استاندارد IEEE 522 بر اساس رابطه زیر می‌باشد

• نمونه ای از نتایج تست سرج :تست سرج چیست

تصویر شماره ۴

نمونه ای از نتایج تست سرج

تصویر شماره ۱

شماتیک اتصال الکتریکی تست مقاومت عایقی

مواد عایقی بخش مهمی از هر محصول الکتریکی می باشند. خواص مواد عایقی تنها به جنس آنها بستگی نداشته بلکه به دما، آلودگی، رطوبت، پیری، فشارهای الکتریکی و مکانیکی و… نیز وابسته است. برای تضمین ایمنی و اطمینان از عملکرد خوب در شرایط کاری، نگهداری و آزمایش مرتب مواد عایقی، ضروری می‌باشد. معمولاً روشهای آزمایشی ولتاژ بالا برای آزمایش مواد عایقی به کار برده می‌شود. مقاومت عایقی عموماً بخشی از یک معادله ریاضی است که این بخش خارج قسمت تقسیم ولتاژ مستقیم اعمال شده برجریان ورودی در مقدار اندازگیری شده معین از زمان شروع اعمال ولتاژ می‌باشد. مقاومت عایقی سیم پیچ ماشین چرخنده تابعی از نوع و مونتاژ مواد عایقی است. بطور عمده مقاومت عایقی با ضخامت عایق نسبت مستقیم و با سطح مقطع هادی نسبت معکوس دارد. قابل توجه است که میزان مقاومت عایقی در میدان AC را به صورت Online در برخی از پژوهش‌های جدید با استفاده از اندازه‌گیری مقدار جریان نشتی عبوری از عایق، مورد بررسی قرار داده‌اند، که این مقدار با مقدار IR_dc متفاوت است.

در تصویر شماره ۱ نحوه اتصال دستگاه و در تصویر شماره ۲ شمای فنی تست مقاومت عایقی نمایش داده شده است.

تصویر شماره ۲

شماتیک فنی تست مقاومت عایقی

 جریان‌های عبوری از عایق:  از یک عایق تحت یک میدان الکتریکی DC چهار دسته جریان زیر عبور می‌کند. هر یک از این جریانها معرف وضعیت خاصی از عایق هستند و میزان آنها در تحلیل داده‌های تست می‌تواند راهنمای خوبی برای نوع خسارت وارده به عایق باشد.

•     جریان خازنی I_C
•       جریان هدایتی I_G
•      جریان پراکندگی سطحی I_L
•      جریان جذبی یا پولاریزاسیون I_A و I_pol

مجموع ۴ جریان فوق جریان کل عبوری ازعایق I_t را شکل می‌دهند و از تقسیم ولتاژ اعمالی بر جریان I_t میزان مقاومت عایقی بدست می‌آید. این میزان مقاومت با گذر زمان تغییر می‌کند ولی همانطور که گفته شد پس از گذشت ۱ دقیقه با حذف کامل جریان I_C مقدار مقاومت تنها از جریان I_G و I_A و I_pol بدست می‌آید که حالتی توان افزایش می‌یابد. اگر میزان I_G و I_L به دلایلی نظیر آلودگی و رطوبت بسیار بزرگ باشد تغییرات I_t در مدت زمان کوتاهی به ثباتی نزدیک به مقدار I_G + I_L خواهد رسید. ولی اگر عایق سالم خشک و تمیز باشد I_t در طولانی مدت از تغییرات I_pol پیروی می‌کند و از آنجایی که در این حالت مقدار لایه  است مقدار آنها را نیز می‌توان برابر فرض نمود. شکل شماره ۳ جریان را در دو حالت عایق تمیز و خشک و عایق با آلودگی بسیار مرطوب را نشان می‌دهد.

تصویر شماره ۳

( الف) انواع جریان‌های عایقی برای یک عایق خشک وتمیز

تصویر شماره ۳

(ب) انواع جریان‌های عایقی برای یک عایق مرطوب

.

• عوامل موثر بر روی مقاومت عایقی و تفسیر نتایج عبارت اند از : 

۱ – شرایط سطح: سطح عایق باید تمیز و خشک باشد، زمانی که تست‌ها در آب و هوای مرطوب انجام می‌شود تمیز بودن سطح با اهمیت ترین موضوع می‌باشد.

۲ – زمان اعمال ولتاژ تست: اندیکس پلاریزاسیون نشان دهنده شیب منحنی مشخصات می‌باشد. همچنین اندیکس پلاریزاسیون در ارزیابی سیم پیچ‌ها از نظرسلامت آنها و تست‌های اضافه ولتاژ بسیار مفید می‌باشد. تعیین اندیکس پولاریزاسیون لازم است حتماً قبل از انجام تست ولتاژ (H.V) صورت پذیرد.

PI = IR10 min  / IR1 min  

جدول شماره ۱ معیار پذیرش حداقل اندیکس پلاریزاسیون

۳ – رطوبت و دما: لازم است دمای سیم پیچ چند درجه بالاتر از نقطه شبنم باشد تا از تجمع رطوبت روی عایق جلوگیری گردد.همچنین مهم است که برای مقایسه کردن مقاومت عایقی سیم پیچ‌های ماشین ،دمای پایه  ۴۰^۰C باشد . تقریبی از گرمای مورد نیاز جهت افزایش دمای سیم پیچ یک ژنراتور افقی یا موتور محفظه بسته یا پوشش شده، ۵ ^°C بالاتر از دمای محیط است و جائیکه ماشین بصورت بسته می‌باشد گرما از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

(   H =)           H =

که در آن :

H =  گرما برحسب کیلو وات

D = قطر end – bell ماشین بر حسب feet  یا متر

L = طول استاتور ماشین بین مراکز end – bell بر حسب feet   یا متر

تصویر شماره ۴

نمودار اصلاح حرارتی مقدار مقاومت عایقی

۴- مقدار ولتاژ مستقیم تست: تست‌های مقاومت عایقی معمولاً با ولتاژهای مستقیم ۵۰۰ v تا  ۵۰۰۰ v انجام می شوند . مقدار مقاومت عایقی ممکن است تا اندازه ای با افزایش ولتاژ اعمال شده، کاهش یابد. برای عایق در شرایط خوب و کاملاً خشک، ضرورتاً مقاومت عایقی یکسانی برای هر ولتاژ تست تا مقدار پیک ولتاژ نامی ماشین به دست خواهد آمد.

چنانچه مقاومت عایقی بطور قابل ملاحظه ای با افزایش ولتاژ ، کاهش یابد می تواند نشان دهنده خرابی یا ترک‌های عایقی بوده که با حضور کثیفی یا رطوبت وضعیت بدتر شده باشد یا ممکن است به دلیل اثرات کثیفی و رطوبت به تنهایی ایجاد شده یا بواسطه سایر پدیده‌های مخرب شکل گرفته باشد . تغییر در مقاومت بطور قابل ملاحظه ای در ولتاژهای بالاتر از ولتاژ کار دیده می‌شود .

جدول شماره ۲ راهنمایی برای اعمال ولتاژ DC هنگام تست مقاومت عایقی

جدول شماره ۳

حداقل مقادیر پیشنهادی مقدار مقاومت عایقی در ۴۰^۰c (همه مقادیر در مگا اهم)

• – شارژ باقیمانده در هادی

پس از برداشتن پتانسیل مستقیم موثر و تامین جریان دشارژ ( تخلیه ) مناسب و کافی ، جریان دشارژی آشکار خواهد شد که شامل ۲ قسمت زیر می‌باشد :

• جریان دشارژ خازنی که تقریباً بطور آنی ضعیف شده و به مقاومت دشارژ ( تخلیه ) بستگی دارد .
• جریان دشارژ جذبی که از یک مقدار اولیه بالا تا نزدیک به صفر سقوط می کند، مانند آنچه که جریان جذبی رخ می‌دهد .

برای مطالعه مقاله تست تانژانت دلتا کلیک کنید