انرژی فوتون های اشعه ایکس تولید شده تابع 1- انرژی جنبشی الکترون ها، 2- اختلاف پتانسیل دو سر تیوپ است. ابتدا ولتاژی حدود kv  150 – 40 به دو قطب تیوپ اشعه ایکس اعمال می شود. الکترون هایی که توسط فیلامان تولید شده اند دراین اختلاف پتانسیل به سمت قطب آند شتاب می گیرند و پس از برخورد به هدف به فوتون هایx – ray تبدیل می شوند. اختلاف پتانسیل در سر تیوپ، موجب افزایش انرژی جنبشی الکترون ها و تولید فوتون های پر انرژی تر می گردد. هر چه ضخامت عضو بیشتر باشد، فوتون های پر انرژی تری لازم است. برای به راه اندازی تیوپ و در تولید اشعه ایکس، از ژنراتور استفاده می شود.

- وظایف ژنراتور:

1- تأمین اختلاف پتانسیل دو سر تیوپ اشعه ایکس.

2- ملتهب کردن فیلامان برای تولید الکترون.

3- کنترل اختلاف پتانسیل دو سر تیوپ.

ولتاژ مورد استفاده در ژنراتورهای اشعه ایکس از نوع ولتاژ متناوب است.

دو نوع ولتاژ متناوب داریم: 1- تکفاز و 2- سه فاز.

- نحوة تولید برق تکفاز:
مبنای کار، قانون القای الکترومغناطیسی است. در نتیجه گردش یک سیم پیچ درون میدان مغناطیسی ثابت با القای ولتاژ در سیم پیچ لازم است.
- نحوه تولید برق سه فاز:
در مولدهای سه فاز، سه سیم پیچ به طور همزمان درون میدان مغناطیسی می چرخند. هر سیم پیچ با اختلاف زاویه ?120 نسبت به بقیه قرارگرفته است. به علت متفاوت بودن موقعیت سیم پیچ ها، مقدار ولتاژ تولیدی در هر سیم پیچ در یک زمان مشخص متفاوت است.
• ترانسفورماتورها:
وسیله افزایش یا کاهش ولتاژ نسبت به مقدار مبنا هستند و بر دو نوعند:

 
- ترانسفورماتور افزاینده (step up Transformer).
- ترانسفورماتور کاهنده (step down Transformer).

- اجزای ترانسفورماتور:
1- هسته فلزی.
2- دو سری سیم پیچ که بر روی هسته فلزی پیچیده می شوند.
سیم پیچ متصل به ولتاژ ورودی سیم پیچ اولیه و سیم پیچی که ولتاژ تغییریافته از آن خارج شده سیم پیچ ثانویه نام دارد. سیم پیچ ها نسبت به هم عایق بندی شده است. تشکیل میدان مغناطیسی موجب القای مجدد جریان در سیم پیچ های ثانویه و هسته فلزی می شود. برای آنکه در سیم پیچ ثانویه جریانی القا شود، بایستی ولتاژ ورودی متناوب(AC) باشد. ولتاژ متناوب، ‌میدان مغناطیسی متناوبی را در هسته ایجادکرده و شار در واحد زمان تغییرمی کند. بر مبنای قانون القای فارادی،‌ تغییر در شار مغناطیسی موجب القاء جریان جدید در سیم پیچ ثانویه می گردد.

- انواع ترانسفورماتورها (بر حسب شکل هسته و نحوه پیچیده شدن سیم پیچها)
1- ترانسفورماتور با هستةclose – core: این هسته ها به صورت یک مربع بسته ساخته شده اند که هر سیم پیچ جداگانه بر روی یک طرف هسته پیچیده می شود.
2- اتوترانسفورماتور: هستة آنها به صورت میله ای بوده و معمولاً یک سیم پیچ برروی آنها پیچیده می شود.  از این ترانسفورماتورها در مدار اشعه ایکس استفاده می شود.
3- ترانسفورماتور با هستة shell – type: هسته این ترانسفورماتور به صورت دو حلقه چسبیده به هم می باشد و سیم پیچ های اولیه و ثانویه بر روی هم روی ستون وسط پیچیده می شوند. از این نوع نیز در مدارهای اشعه ایکس استفاده می شود.

- مدار ژنراتور اشعه ایکس از دو قسمت تشکیل شده است:
1-  مدار ژنراتور اشعه ایکس.
2- تیوپ اشعه ایکس.
- مدار ژنراتور اشعه ایکس بر حسب مقدار ولتاژ عبوری دارای دو قسمت است:
1- مدار اولیه(Control console): ولتاژ عبوری از مداراولیه در محدوده ولتاژهای معمولی یا فشار ضعیف است. پانل کنترل به عنوان قسمتی از مدار اولیه است.
2-  مدار ثانویه(فشار قویHigh – Voltage): ولتاژ در محدوده ولتاژهای فشار قوی می باشد.• مدار سادة ژنراتور اشعه ایکس:

o مدار اولیه: فشار ضعیف است و دارای ولتاژ حدود V240 تا 415 می باشد.
- اجزای مدار اولیه:
فیوزها، کلید اصلی، قطع کننده های مدار، اتوترانسفورماتور، جبران کنندة ولتاژ اصلی، کنترل kv، کلید کنتاکتور اولیه، اندازه گیر kv، سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور فشارقوی، مدار زمان سنج، مدار گرم کنندة فیلامنت، مدارات جبران کننده.
o مدار ثانویه: فشار قوی است و ولتاژ بیشتر از kvp 75 دارد.
-  اجزای مدار ثانویه:
سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور فشار قوی، یکسوکننده های فشارقوی، تیوپ اشعة ایکس، سیم پیچ ثانویه، ترانسفورماتور گرم کننده فیلامنت.
• اتو ترانسفورماتور:
از سیم ضخیمی که به صورت یک سیم پیچ به دور هستة آهنی پیچیده شده تشکیل شده است. تغییرات جریان متناوب در سیم پیچ 100 بار در ثانیه است و میدان مغناطیسی نیز به صورت انبساط و تراکم 100 بار در ثانیه تغییر می کند. در نتیجه ولتاژی به حلقة سیم پیچ و هستة آهنی القا می شود. با لایه لایه کردن هسته می توان از ایجاد جریان های گردابی جلوگیری کرد. با تراکم میدان، ولتاژی به هر حلقة سیم پیچ و در جهت عکس القا می شود.
= ولتاژ اعمالی (ورودی)/ ولتاژ به دست آمده (خروجی)
تعداد حلقه ها که در ولتاژ اعمالی وجود دارند/ تعداد حلقه هایی که ولتاژ خروجی از آنها گرفته ایم
• جبران کننده ولتاژ:
با ثابت نگه داشتن ولتاژ القایی به هر حلقة سیم پیچ اتوترانسفورماتور اثر تغییرات ولتاژ ورودی را جبران می کند. این عمل با تغییر تعداد حلقه هایی که به آنها ولتاژ اصلی القا شده، صورت می پذیرد. در جبران سازی اتوماتیک تغییرات ولتاژ باعث گردش چرخ دنده ای توسط یک میله محوری می شود تا حلقه های بیشتر یا کمتری از سیم پیچ به منبع برق وصل شود.
• کنترل kv:
با اعمال ولتاژ مناسب به سیم پیچ اولیه، از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور فشار قوی، می توان هر kv دلخواهی را به دست آورد. این کار برای انتخاب ولتاژ مناسبِ حرکت کنترل چرخان که تعداد مناسبی از حلقه های اتوترانسفورماتور را در سیم پیچ اولیه انتخاب می کند، لازم است. مقدار kv مورد نظر بوسیله عقربه روی صفحه مدرج (scale) یا صفحة دیجیتالی نشان داده می شود.
• ترانسفورماتور فشار قوی:
از یک سیم پیچ اولیه و یک سیم پیچ ثانویه تشکیل شده است و وظیفة آن تأمین ولتاژهای بالا (تا kvp 150) برای تولید اشعة ایکس در تیوپ است. در اینجا میدان مغناطیسی از برقراری جریان در سیم پیچ اولیه به وجودآمده و توسط هستة فلزی متمرکز می شود.
o تنظیم ترانسفورماتور:
افت ولتاژی در ترانسفورماتور به وجود می آید که ناشی از تولید گرما در سیم پیچ ها و کاهش ولتاژ خروجی از سیم پیچ ثانویه یا ولتاژ دو سر تیوپ اشعه ایکس می باشد. اگر سیم پیچ ثانویه مدار باز و یا بی بار باشد افت ولتاژ نداریم. اما در حالت بار کامل افت ولتاژ حداکثر خواهد بود. تفاوت ولتاژ پیک ثانویه در شرایط بی باری و بار کامل تنظیم ذاتی ولتاژ نامیده می شود. وقتی جریان ولتاژ افزایش یابد باید ولتاژ اعمال شده به دو سر تیوپ اشعة ایکس کاهش یابد.

o ظرفیت ترانسفورماتور:
در واقع ظرفیت حداکثر، کیلوولت-آمپری (KVA) است که به طور ایمن از سیم پیچ ثانویه می توان گرفت. مثلاً در فلوروسکوپی از جریان کم با ولتاژ بالا استفاده می شود، ولی در پرتونگاری تشخیصی در مدت بسیار کوتاه از جریان زیاد با ولتاژ بالا استفاده می شود.
-  مواردی که ظرفیت ترانسفورماتور فشار قوی در دستگاه های رادیوگرافی تشخیصی دربر می گیرد:
1. حداکثر ولتاژی (kvp) که ترانسفورماتور می تواند با ایمنی کامل در شرایط بی بار تحویل دهد.
2. حداکثر جریانی که بیش از یک ثانیه در زمان سرد بودن می تواند عبور دهد که به نام بار لحظه ای یا منقطع نامیده می شود و در اکسپوژرهای تشخیصی به کار می رود.
3. حداکثر جریان ایمنی که بی وقفه می تواند جریان یابد و به نام بار پیوسته موسوم است که در فلوروسکوپی

یا رادیوتراپی استفاده می شود.
4. تنظیم ذاتی ولتاژ وقتی حداکثر جریان با بار(loading) ناپیوسته برقرار می شود. این حد نباید از 15% حداکثر kvp در شرایط بی بار بیشتر باشد.
5. تنظیم ذاتی ولتاژ در حداکثر بار پیوسته که مقدار آن نباید از 5% حداکثر kvp در شرایط بی بار بیشتر باشد.
6. درصد مجاز بار اضافی(over load).
7. اطلاعات تکنیکی بیشتر در خصوص علایق بندی، حداکثر افزایش مجاز درجه حرارت در شرایط معین و غیره.
o جبران افت ولتاژ در کابل تغذیه کننده:
بدیهی است تمام انرژیی که در مدار ثانویه استفاده می¬شود، بایستی توسط مدار اولیه تأمین شود. در مدار ایده¬آل که افت انرژی وجود ندارد، توان ثانویه درست برابر توان اولیه است نه بیش از آن. زمانی که توان ثانویه با افزودن kv  و یا mA افزایش می یابد، می بایست جریان مدار اولیه نیز افزایش یابد. این کار موجب افزایش افت توان (به صورت گرما) در کابل های تغذیه کننده می شود. مقاومت کابل تأمین کننده نباید از مقدار مشخصی بیشتر باشد. افت ولتاژ در کابل برابر حاصل ضرب شدت جریان در مقاومت R) × (I می باشد. زمانی که لازم است توان ثانویه افزایش یابد، بایستی مقدار جریان اولیه نیز افزایش یابد. مقدار مقاومت Z  و نسبت سیم پیچ های x و y  عواملی هستند که به طور اتوماتیک اتلاف توان در کابل ها را جبران کرده و توان صحیح در اولیه و در نتیجه ثانویه ثابت نگه داشته می شوند.

• مدارات فشار قوی تشخیصی:
- مدار خود یکسوکننده (یک پالسی):
یکی از اجزاء مدار ثانویه است. چنین مداری اغلب با تیوب اشعه ایکس با آند  ثابت استفاده می شود که این تیوپ به عنوان یکسوکننده نیز عمل می کند.
- تیوپ اشعه ایکس با آند ساکن:
در بعضی دستگاه های متحرک، اغلب دستگاه های دندانی و دستگاه های پرتابل استفاده می شود. این تیوپ از حباب شیشه ای که محتوی کاتد و آند است و محفظه ای فلزی مملو از روغن که تیوپ در آن است تشکیل شده.

? تیوپ شیشه ای:
حباب خلاء شیشه ای است که از شیشة مخصوص و محکم ساخته شده است و شامل: 1-  فیلامنت سیمی (از جنس تنگستن)، 2- متمرکزکننده از جنس مولیبدنیوم یا فولاد، 3- آند مسی که روی آن هدفی از جنس تنگستن است، می باشد.
? محفظة تیوپ:
از جنس فولاد بوده که مملو از روغن است و حباب شیشه ای را دربرمی گیرد. این محفظه محلی برای اتصال کابل های فشار قوی داشته و دارای پایه ای است که تیوپ را نگه می دارد.
تمام پرتوهایی که از هدف منتشر می شوند به جز پرتوی که از طریق پنجره رادیولوسنت خارج  می شود، توسط لایه سربی که به صورت آستری محفظة تیوپ را پوشانیده، به شدت جذب می شوند. روغن داخل محفظه گرم و منبسط می شود. داخل محفظه وسیله ای بادکنکی است که فضای اضافی بوجود می آورد تا در زمان انبساط فضای لازم را ایجاد کند. وظیفة روغن ایجاد عایق الکتریکی و نیز انتقال گرما از آند به محفظه است. برای انتقال جریان از ترانسفورماتور فشار قوی به تیوپ اشعه ایکس از کابل های فشار قوی استفاده  می شود. در این دستگاه تیوپ اشعه ایکس ضمن تولید اشعه ایکس به عنوان یکسوکننده نیز عمل می کند. مزیت این دستگاه نسبت به دستگاه های مجهز به یکسو کننده تمام موج عبارت است از سادگی، کوچکی، قابلیت مانور، ارزان بودن و... و عیب آن محدودیت در درجة حرارت است.
گرمای ایجاد شده در هدف تیوپ اشعه ایکس بر حسب واحد گرمایی ( H.V) به این صورت محاسبه می شود:
  (زمان بر حسب ثانیه) T × (میانگین) mA × KVp = واحد گرمایی در ثانیه
در استفاده از دستگاه خود یکسوکننده، زمان اکسپوژر طولانی تر و مقدار mA کمتر خواهد بود. عیب دیگر این دستگاه پائین بودن کارآیی تیوپ و ضرورت افزایش عایق بندی است که این مشکلات توسط کاهنده ولتاژ معکوس کاهش می یابد.
- کاهنده ولتاژ معکوس:
بوسیله کاهنده ولتاژ معکوس، ولتاژ معکوس ثانویه را تقریباً به اندازه ولتاژ مثبت می توان کاهش داد. اجزای این وسیله عبارتند از لامپ دیود گازی (یا دیود خشک) و یک مقاومت درست شده که به طور سری به مدار اولیه وصل می شود.
- یکسوکننده تمام موج(دو پالس):
با استفاده مناسب از یکسوکننده ها در مدار ثانویه، جریان طی نیم سیکل در همان جهت نیم سیکل مثبت، از تیوپ اشعه ایکس می گذرد. بدین خاطر می توان گفت همیشه هدف تیوپ  اشعه ایکس مثبت و فیلامنت همیشه منفی خواهد بود. در هر لحظه فقط دو یکسوکننده در مدار قرار می¬گیرد و در هر نیم سیکل جریان نقطه دریک جهت از تیوپ اشعه ایکس عبور می کند.
- مدار پتانسیل ثابت تک فاز جهت switching ثانویه:
اجزای این مدار علاوه بر مدار قرارداری چهار لامپی(valve)، شامل دو خازن و دو لامپ خلاء تریود فشار قوی می باشد. لامپ تریود همان طوری که از نامش پیداست حباب شیشه ای خلاء است که شامل سه الکترود یعنی یک آند، یک کاتد و یک شبکه (grid) می باشد.
? آماده سازی اکسپوژر:
با فشار دکمة آماده سازی اکسپوژر فیلامنت های تیوپ اشعه ایکس و لامپ ها (valve) گرم شوند. آند شروع به چرخش می کند و کنتاکتور مدار اولیه برای بر قراری انرژی به ترانسفورماتور فشار قوی بسته می شود.
? تولید اکسپوژر:
با فشار کامل دکمه، اکسپوژر آغاز می شود. ولتاژ مثبت به گرید لامپ های تریود اعمال شده و بار منفی گرید خنثی میگردد. سپس جریان از لامپ ها و تیوپ اشعه ایکس عبور می کند. اعمال ولتاژ مثبت پس از زمان مشخص شده با تایمر متوقف گشته و با دادن ولتاژ منفی به گریدها، عبور جریان متوقف می شود.
? طرز کار مدار ثانویه:
در لحظه شروع اکسپوژر مقدار ولتاژ یکسوشده ترانسفورماتور صفر است. زیرا خازنها هنوز تخلیه نشده اند. درنتیجه تخلیه آنها توسط لامپهای تریود و تیوپ شروع می شود و ضمن تخلیه، ولتاژ آنها کاسته شده و کم کم با ولتاژ یکسوشده ترانسفورماتور فشار قوی برابر می گردد. ولتاژ ترانسفورماتور فشار قوی تا مقدار پیک افزایش یافته سپس خازنها مجدداً شارژ می شوند. ولتاژ خروجی ترانسفورماتور که شروع به کاهش می کند خازنها تخلیه شان شروع می شود و باز ولتاژها برابر می شوند سپس ولتاژ ترانسفورماتور خود به حداکثر رسیده و خازنها تخلیه می شوند و سپس با اعمال مجدد بار منفی به گرید لامپها، اکسپوژر خاتمه می یابد. در پایان ولتاژ خروجی ترانسفورماتور صفر است و خازنها تا حدی تخلیه شده اند.
? کنترل kv (با استفاده از تریودهای فشارقوی):
اختلاف پتانسیل (kv) دو سر تیوپ اشعه ایکس را با تغییر ولتاژ اعمالی به گرید لامپهای تریودی می توان تنظیم کرد. لامپ تریودی را که دارای امپدانس است درنظر می گیریم که مقدارش با بار گرید تغییر می کند. در عمل از اتوترانسفورماتوری استفاده می شود که بتواند کیلوولتاژی بیشتر از حد لازم تولیدکند. پس برای کاهش ولتاژ از لامپ تریودی استفاده می شود.
- مدار سه فاز شش پالس (با شش یکسوکننده):
ژنراتورهای تک فاز به سیم فاز خنثی کننده یا دو سیم فاز برق شهر وصل می شوند ولی ژنراتور سه فاز به سه سیم فاز وصل می شود.
مدار اولیه شامل سه اتوترانسفورماتور، سه سر متصل کننده (کنتاکتور) اولیه، سه سیم پیچ اولیه ترنسفورماتور فشار قوی و... می باشد. طرز کار مدار به صورت زیر است:
جریان فقط در یک جهت از تیوپ اشعه ایکس عبور می کند. جریان از یک یکسوکننده عبورکرده و از یک یکسوکننده دیگر باز می گردد و همیشه جهت جریان در تیوپ از فیلامنت به آند است. نحوه کار مشابه مدار پتانسیل چهار لامپی است، اما منبع برق قوی تری دارد. از تیوپ اشعه ایکس مجهز به کنترل گرید هم به عنوان مولد اشعه ایکس و هم به عنوان سوئیچ ثانویه مدار استفاده می شود که این نوع تیوپ تکرار اکسپوژرهای سریع را که برای سینه فلورگرافی ضروری است تأمین می کند.
• مزایای مدار سه فاز نسبت به مدار تک فاز در زمان اکسپوژر معین:
1- اشعه ایکس بیشتر
2- اشعه ایکس با متوسط طول موج کوتاه تر
• مزایای رادیوگرافیکِ ژنراتورهای اشعه ایکس سه فاز نسبت به تک فاز:
1- تولید پرتو نرم کمتر و کاهش دوز پوست بیمار.
2- تولید اشعه ایکس بیشتردر mA و kvp مشابه.
3- کاهش زمان اکسپوژر.
4- به¬دست آمدن ظرفیت تیوب (tube rating) در زمان اکسپوژر کوتاه.
5- افزایش عمر تیوپ اشعه ایکس به دلیل تحمل حرارتی آن.
- مدار 12 پالس (با 12 یکسوکننده):
با وجود آنکه ولتاژ موجی شکل حاصل از مدار سه فاز در مقایسه با تک فاز نوسان کمتری دارد، در مدار 12 پالس نوسان کمتر است و ولتاژ همواره مقدار ثابتی دارد.
- مدار گرم کننده فیلامنت تیوب اشعه ایکس:
ولتاژ این مدار با انتخاب تعداد مناسب حلقه های اتوترانسفورماتور به دست می آید. نوسان های طولانی مدت توسط جبران کننده، جبران می شود. ولی برای جبران نوسان های لحظه ای از ثابت کننده های استاتیک یا ثابت کننده الکترونیک استفاده می شود.
? ثابت کننده استاتیک:
فاقد قسمت متحرک است. از یک ترانسفورماتور و یک خازن تشکیل شده که اتصال آنها به گونه ای است که اثرات القایی و خازنی در یک فرکانس معین، ولتاژ خروجی ثابتی خواهد بود.
? ثابت کننده الکترونیکی:
از ترانسداکتور استفاده می شود. (ترانسداکتور، القاکننده ای است که امپدانس آن توسط سیم پیچ جداگانه d.c تغییر پیدا می کند)
- جبران کننده بار الکتریکی فضایی: اثرات بار الکتریکی فضایی را جبران می کند.
* بار الکتریکی فضایی: تجمع الکترون ها در اطراف فیلامنت و مقدار آن زمانی که به دو سرتیوب کیلوولتی اعمال نشود حداکثر است. درصورتی که ولتاژ آند بسیار کمتر از آن باشد که جریان اشباع تولیدکند، الکترون ها در اطراف فیلامنت باقی می ماند.
برای بازگرداندن جریان به مقدار اولیه اش (که توسط بار فضایی کاهش یافته) می توان جریان گرمایی فیلامنت را افزایش داد. تغییر جریان فیلامنت بوسیله جبران کننده بار فضایی بوجود می آید.
- کنترل میلی آمپر:
از تعدادی مقاومت تشکیل شده که به دلخواه می توان به هر کدام ولتاژ فیلامنت تیوپ را اعمال و  mA  مورد نظر را تولید کرد.
- مقاومت متغیر یا تریمر (Trimmer resistance): مقاومت متغیری است که برای تغییر مقادیر mA به کار می رود. هرگاه تمام مقادیر میلی آمپر از مقدار مورد نظر کمتر باشد، می توان مقاومت تریمر را کاهش داد تا مقادیر mAs به مقدار اولیه شان بازگردد.
- ترانسفورماتور کاهنده فیلامنت:
شامل دو سیم پیچ اولیه و دو ثانویه می باشد یکی برای فوکوس بزرگ  و یکی برای فوکوس کوچک می باشد. ولتاژ تغذیه کننده فیلامنت را می توان به هر دو سیم پیچ اولیه اعمال کرد. تنظیم سوئیچینگ مدار به نحوی است که در یک زمان فقط می توان به یک سیم پیچ اولیه انرژی داد.
- سوئیچینگ اکسپوژر (مدار اولیه):
با فشار دکمه اکسپوژر، مدار تایمر فعال می شود که سیم پیچ آهنربایی را فعال کرده و موجب بسته شدن کلید مدار اولیه می شود. جریانی که در این حال از مدارات اولیه و ثانویه می گذرد در هدف تیوپ،‌ اشعه ایکس تولید می کند. در انتهای مدت زمانی که توسط مدار تایمر تعیین می گردد انرژی سولنویید آهن ربا قطع شده و کلید مدار اولیه باز می شود و اکسپوژر خاتمه می یابد. سوئیچ مدار اولیه ممکن است مکانیکی (الکترومغناطیسی) و یا الکترونیکی باشد.
? سوئیچ کنتاکتور مکانیکی (الکترومغناطیسی)
1- اجزای ثابت شامل:
الف– سولنوئید که سیم پیچی آن با مدار تایمر به صورت موازی است.
ب– هسته که هنگام عبور جریان از سولنویید مغناطیسی می شود.
ج– تعدادی اتصالات مسی.
2- اجزای متحرک شامل:
الف– اتصالات مسی.
ب–  قطعه مغزی بزرگ که در هنگام عبور جریان از سولنویید به سمت هسته آن کشیده می شود.
• ترانسفورماتورهای سه فاز:
برای اینکه بتوانیم ولتاژ تقریباً c 1 در تیوب اشعه ایکس تولید کنیم از ژنراتورهای ولتاژ بالای سه فاز استفاده می کنیم که سه سیم پیچ در طرف اولیه و سه سیم پیچ در طرف ثانویه خود به صورت ستاره یا مثلث دارند، که با توجه به نحوه سیم بندی به سه نوع زیر تقسیم بندی می شود:
الف) شش پالس، شش یکسوکننده.
ب) شش پالس، دوازده یکسوکننده.
ج) دوازده پالس.

موتورها مصرف کنندههای عمده برق در اغلب کارخانهها هستند. وظیفه یک موتورالکتریکی تبدیل انرژی الکتریسیته به انرژی مکانیکی است. در یک موتور سهفاز AC جریان از سیمپیچهای موتور عبور کرده و باعث ایجاد میدان مغناطیسی دواری میشود که این میدان مغناطیسی محور موتور را میچرخاند. موتورها بهگونهای طراحی شدهاند که این وظیفه را به;خوبی انجام دهند. مهمترین و ابتداییترین گزینه صرفهجویی در موتورها مربوط به انتخاب آنها و استفاده از آنها میباشد.

1- هرزگردی موتورها
بیشترین صرفه‎‎جویی مستقیم برق را می‎‎توان با خاموش کردن موتورهای بی‎‎بار و درنتیجه حذف تلفات بی‎‎باری به‎‎‎دست آورد. روش ساده آن درعمل نظارت دایم یا کنترل اتوماتیک است. اغلب به‎ مصرف برق در بی‎‎باری اهمیت چندانی داده نمی‎‎شود درحالی‎‎که غالباً جریان در بی‎‎باری حدود جریان در بار کامل است.
مثالی از این نوع تلفات را می‎‎توان در واحدهای بافندگی یافت، جایی‎‎که ماشین‎‎های دوزندگی معمولاً برای دوره‎‎های کوتاهی کار می‎‎کنند. اگرچه موتورهای این ماشین‎‎ها نسبتاً کوچک هستند (1.3 اسب بخار) ولی چون تعداد آنها زیاد است (معمولاً تعداد آنها در یک کارخانه به‎ صدها عدد می‎‎رسد) اندازه این تلفات قابل‎‎ملاحظه است. اگر فرض کنیم 200 موتور 1.3 اسب‎‎بخار در 90درصد زمان هرزگرد بوده و باری معادل 80درصد بار کامل بکشند، هزینه کار بیهوده موتورها با درنظر گرفتن 120ریال بهای واحد انرژی الکتریکی ، به‎‎‎شکل زیر محاسبه می‎شود:
هزینه بی‎‎باری = 200موتور×3/1 اسب‎‎بخار × 80% بار × 6000ساعت در سال × 90% بی‎‎باری ×120ریال= 25میلیون ریال
 
با اتصال یک سوئیچ به‎ پدال چرخ‎‎ها می‎‎توان آنها را به‎‎‎طور اتوماتیک خاموش کرد.
 
2- کاهش بازده در کم‎‎باری
وقتی از موتوری استفاده شود که مشخصات نامی بالاتر از مقدار مورد نیاز را داشته باشد، موتور در بارکامل کار نمی‎‎کند و در این‎‎حالت بازده موتور کاهش می‎‎یابد.
استفاده از موتورهای بزرگتر از اندازه موردنیاز معمولاً به‎ دلایل زیر است :
- ممکن است پرسنل مقدار بار واقعی را ندانند و بنابه احتیاط موتوری بزرگتر از اندازه موردنیاز انتخاب شود
- طراح یا سازنده برای اطمینان از اینکه موتور توان کافی را داشته باشد، موتوری بسیار بزرگتر از اندازه واقعی موردنیاز پیشنهاد ‎‎کند و بار حداکثر درعمل به‎‎‎ندرت اتفاق ‎‎افتد. به‎‎‎علاوه اغلب موتورها می‎‎توانند برای دوره‎‎های کوتاه در باری بیشتر از بار کامل نامی کار کنند. (درصورت تعدد این وسایل اهمیت مسئله بیشتر می‎شود)
- وقتی موتور با مشخصات نامی موردنظر در دسترس نیست یک موتور بزرگتر نصب می‎شود و حتی وقتی موتوری با اندازه نامی موردنظر پیدا می‎شود جایگزین نشده و موتور بزرگ همچنان به‎ کار خود ادامه می‎‎دهد.
- به‎‎‎خاطر افزایش غیرمنتظره در بار که ممکن است هیچگاه هم رخ ندهد یک موتور بزرگتر انتخاب می‎شود.
- نیازهای فرآیند تولیدی کاهش یافته است
در برخی بارها گشتاور راه‎‎انداز بسیار بیشتر از گشتاور دورنامی است و باعث می‎شود موتور بزرگتر به‎‎‎کار گرفته شوند.
باید مطمئن شد هیچ کدام از این موارد موجب استفاده از موتورهایی بزرگتر از اندازه و درنتیجه کاهش بازده نشده باشند.
 
جایگزینی موتورهای کم‎‎بار با موتورهای کوچکتر باعث می‎شود که موتور کوچکتر با بار کامل دارای بازده بیشتری باشد. این جایگزینی معمولاً برای موتورهای بزرگتر وقتی در 3/1 تا نصف ظرفیت‎‎شان (بسته به‎ اندازه‎‎شان) کار می‎‎کنند اقتصادی است.
برای تشخیص موتورهای بزرگتر از ظرفیت مورد نیاز به‎ اندازه‎گیری‎‎ الکتریکی احتیاج است. وات‎‎متر مناسب‎‎ترین وسیله‎‎است.
روش دیگر، اندازه‎گیری سرعت واقعی و مقایسه آن با سرعت نامی است. بار جزئی به‎‎‎عنوان درصدی از بار کامل نامی را می‎‎توان از تقسیم شیب(سرعت) عملیات بر شیب بار کامل به‎‎‎دست آورد. رابطه بین بار و شیب تقریباً خطی است. معمولاً در این موارد می‎‎توان برای جلوگیری از سرمایه‎‎گذاری جدید اینگونه موتورها را با دیگر موتورهای موجود در کارخانه جایگزین نمود که تنها هزینه آن اتصالات و صفحه‎‎های تنظیم‎‎کننده هستند. اگر این تغییرات را بتوان همزمان با تعمیرات برنامه‎‎ریزی‎‎شده در کارخانه انجام داد بازهم هزینه‎‎ها کاهش می‎‎یابد.
                                          
3- موتورهای پربازده
بازگشت سرمایه قیمت اضافی پرداختی جهت خرید موتورهای پربازده، معمولاً کمتراز دو سال کارکرد موتور به‎‎‎ازای 4000 ساعت کارکرد سالانه و در 75درصد بار می‎باشد. (بازگشت سرمایه نسبت به‎ موتورهای قدیمی و غیر استاندارد به‎ کمتر از شش ماه نیز می‎‎رسد) درمواردی که بار موتور سبک یا ساعت کارکرد آن کم است یا بارهای تناوبی استثنائاتی وجود دارد. بیشترین صرفه‎‎جویی در رنج موتورهای 1 تا 20 اسب‎‎بخار به‎‎‎دست می‎‎آید. در توان بیشتر از 20 اسب‎‎بخار افزایش بازده کاهش می‎‎یابد و موتورهای موجود بیش از 200 اسب‎‎بخار تقریباً دارای بازده کافی هستند.
سازندگان معمولاً موتورهای با طراحی استاندارد و قیمت تمام‎‎شده کم‎‎تر را عرضه می‎‎کنند. به‎‎‎خاطر رقابت شدید این نوع موتورها بازده کمی دارند. آنها ضریب قدرت پایین‎‎تری دارند، قابل تعمیر نبوده و نمی‎‎توان به‎‎‎راحتی سیم‎‎پیچ آنها را مجدداً پیچید.
در موتورهای پربازده با استفاده از ورقه‎‎های استیل نازکتر در استاتور و روتور، استفاده از استیل با خواص الکترومغناطیسی بهتر، استفاده از فن‎‎های کوچکتر با بازده بیشتر و بهبود طراحی شکاف روتور بازده افزایش یافته است. تمام این روش‎‎ها باعث افزایش مصرف مواد اولیه و درنتیجه افزایش هزینه‎‎ مواد یا هزینه‎‎های ساخت می‎شود و بنابراین قیمت تمام شده موتور زیاد می‎شود. بااین وجود 30-20 درصد اضافه هزینه اولیه با کاهش هزینه‎‎های عملیاتی جبران می‎شود. از دیگر مزایای موتورهای پربازده اثر کم بر عملکرد موتور به‎‎‎هنگام نوسانات ولتاژ و بار جزئی است. 
محاسبه بازگشت هزینه این موتورها به‎‎‎خاطر متغیرهای درگیر پیچیده است. برای تعیین هزینه عملیاتی موتور باید توان مصرفی توسط موتور در ساعات کار آن و قیمت انرژی الکتریکی ضرب شود. هریک از این فاکتورها  متغیرهای مخصوص به‎‎‎خود را دارند که شامل تغییر در برنامه زمانبندی تولید، تغییر در بار موتور و جریمه‎‎های دیماند می‎‎باشند. پرداختن به‎ برخی از این عوامل مشکل است.
حتی وقتی میزان صرفه‎‎جویی محاسبه می‎شود از آنجاکه بازده واقعی یک موتور معمولاً ناشناخته است ممکن است این محاسبات دچار خطا شوند. چون همه سازنده‎‎ها از تکنیک‎‎‎‎های یکسانی برای اندازه‎گیری بازده موتورها استفاده نمی‎‎کنند ، بنابراین مشخصات نامی درج‎‎شده بروی پلاک را نمی‎‎‎توان با هم مقایسه کرد. به‎عنوان نمونه در آمریکا منظور بیشتر سازنده‎‎ها‎‎ از بازده نامی رنجی از بازده‎‎ها است که بازده موتور در آن قرار می‎‎گیرد. از تکنیک‎‎های آماری مختلفی برای تعیین حداقل بازده یک موتور با هر بازده نامی استفاده می‎شود. به‎‎‎عنوان مثال یک موتور با بازده نامی 90.2 % دارای حداقل بازده نامی 88.5 % است.
عده زیادی موتورهای پربازده را بدون اینکه درصدد توجیه برگشت هزینه آن باشند ، استفاده می‎کنند ، مگر درمورد موتورهای بزرگتر. معمولاً مدت بازگشت هزینه تقریباً یک سال است.
بازده موتورها از مشخصات نامی آنها متفاوت است(به‎‎‎دست نمی‎‎آید). مثلاً یک موتور       100-hp.1800-rpm سرپوشیده با فن خنک‎‎ساز از یک سازنده دارای یک حداقل بازده تضمین‎‎شده معادل 90.2درصد در بار کامل در مدل استاندارد و 94.3درصد در مدل بازده بالا است. موتور هم‎‎اندازه آن از یک سازنده دیگر دارای همان بازده 90.2درصد در مدل استاندارد و حداقل بازده 91درصد در مدل بازده بالا است. برای تعیین بازده واقعی یک موتور خاص باید از تجهیزات تست پیچیده‎‎ای استفاده کرد.
به‎‎‎خاطر این اختلاف‎‎ها، به‎‎‎هنگام ارزیابی میزان صرفه‎‎جویی، استفاده از حداقل بازده تضمین‎‎شده قابل اطمینان‎‎تر است چون همه موتورها باید برابر یا بزرگتر از این اندازه باشند.
 
4- درایوهای تنظیم سرعت
وقتی تجهیزات بتوانند در سرعت کاهش‎‎یافته کار کنند چند گزینه قابل انتخاب است.
مثال‎‎های ذیل نمونه‎‎هایی برای همه صنایع هستند
 
1-4- موتورهای AC فرکانس متغیر (با تنظیم فرکانس)
وقتی پمپ‎‎های گریز از مرکز، فن‎‎ها و دمنده‎‎ها در سرعت ثابت کار می‎‎کنند و خروجی با استفاده از والوها و مسدود‎‎کننده‎‎ها کنترل می‎شود موتور صرفنظر از مقدار خروجی در نزدیکی بار کامل کار می‎‎کند که باعث می‎شود انرژی زیادی توسط این مسدودکننده‎‎ها و والوها تلف شود. اگر این تجهیزات بتوانند همواره در سرعت مورد نیاز کار کنند مقدار زیادی انرژی صرفه‎‎جویی می‎شود. درایوهای تنظیم سرعت باعث می‎شوند تجهیزات باتوجه به نیاز سیستم در حالت بهینه عمل کنند.
کنترلرهای AC تنظیم فرکانس (فرکانس متغییر) وسایل پیچیده‎‎ای بوده و گرانقیمت هستند. بااین‎‎حال می‎‎توانند به‎‎‎راحتی به‎ موتورهای القایی AC استاندارد اضافه شوند. با هزینه تجهیزات کمتر و هزینه‎‎های الکتریکی بیشتر (با کاهش هزینه تجهیزات و افزایش هزینه‎‎های الکتریکی) کاربرد این وسایل در اغلب موارد اقتصادی می‎شود. بسیاری از انواع پمپ‎‎ها، فن‎‎ها، میکسچرها، نقاله‎‎ها، خشک‎‎کننده‎‎ها، خردکننده‎‎ها (سنگ‎‎شکن‎‎ها) آسیاب‎‎ها، صافی‎‎ها و برخی انواع کمپرسورها، دمنده‎‎ها و همزن‎‎ها در سرعت‎‎های مختلف با وسایل تنظیم سرعت کار می‎‎کنند.
تجهیزات مجهز به‎ تنظیم سرعت کمتراز نصف تجهیزات مجهز به‎ مسدودکننده انرژی مصرف می‎‎کنند.
در عمل باید برای محاسبه دقیق صرفه‎‎جویی حاصل براساس کیلووات بازده موتور هم درنظر گرفته شود. بازده موتور تا زیر50درصد ظرفیت نامی افت می‎‎کند.

 
2-4-درایوهای DC حالت جامد (نیمه‎‎هادی)
می‎‎توان با تنظیم سرعت با استفاده از درایوهای DC صرفه‎‎جویی‎‎های مشابهی را انجام داد. هزینه اولیه نسبت‎‎به‎ درایوهای AC تنظیم فرکانس بیشتر است به‎‎‎خصوص وقتی مستقیماً بتوان از کنترلرهای الکتریکی در موتور ACاستفاده کرد. تعمیر و نگهداری کموتاتور و زغال نیز هزینه زیادی در درایوهای DC دربردارد. همچنین سیستم‎‎های DC نسبت‎‎به‎ هوای خورنده و کثیف (مملو ازذرات) که در یک محیط صنعتی معمول است حساس‎‎ترند.
بنابراین درایوهای AC معمولاً ترجیح داده می‎شوند مگر در مواردی که شرایط عملیاتی برخی از مشخصه‎‎های سیستم‎‎های DC از قبیل تنظیم سرعت خیلی دقیق، معکوس کردن سریع جهت، یا گشتاور ثابت در رنج سرعت نامی مورد نیاز باشد.از این درایوها در ماشین‎‎های حدیده ((drawing machins، پوشش‎‎دهنده‎‎ها (لعاب‎‎دهنده‎‎ها coaters) ماشین‎‎های تورق (laminators)، دستگاه‎‎های سیم‎‎پیچی (winders) و سایر تجهیزات استفاده می‎شود.
سایر تکنیک‎‎های تغییر سرعت موتور عبارت است از درایوهای لغزش (slip) الکترومکانیکی، درایوهای سیال. و موتورهای القایی (موتورهای با روتور سیم‎‎پیچی‎‎شده). این درایوها با تغییر درجه لغزش بین درایو و عنصر درحال حرکت سرعت را کنترل می‎‎کنند. چون قسمتی از انرژی مکانیکی که تبدیل به‎ بار نمی‎‎شود به‎ حرارت تبدیل می‎گردد این درایوها دارای بازده کمی بوده و معمولاً به‎‎‎خاطر مشخصه‎‎های خود در کاربردهای خاصی به‎‎‎کار برده می‎‎شوند. مثلاً ممکن است از درایوهای سیال در سنگ‎‎شکن‎‎ها (خردکننده‎‎ها) استفاده شوند چون دارای ظرفیت توان بالا، انتقال گشتاور آسان، توانایی مقاومت دربرابر بارهای شوک، قابلیت مقاومت در سیکل‎‎های سکون (ازکارافتادگی)، ماهیت ایمنی آن و قابلیت تحمل هوای ساینده را دارند.
چون درایوهای AC وDC  سرعت چرخنده اصلی را تغییر می‎‎دهند برای صرفه‎‎جویی در انرژی ترجیح داده می‎‎شوند.
 
3-4-درایوهای مکانیکی
درایوهای تنظیم سرعت مکانیکی ساده‎‎ترین و ارزانترین وسایل تغییر سرعت هستند. این نوع چرخ‎‎های قابل تنظیم می‎‎توانند در امتداد محور باز و بسته شوند و درنتیجه میزان تماس چرخ را با تسمه تنظیم کنند.
مزیت عمده درایوهای مکانیکی سادگی آنها ، سهولت تعمیر و نگهداری و هزینه پایین آنها است. یک سرویس تعمیر و نگهداری درحد متوسط و کنترل سرعت با دقت کم (معمولاً 5درصد) از خصوصیات این درایوها است.
درایوهای تسمه‎‎ای برای گشتاورهای کم تا متوسط (100اسب‎‎بخار) در دسترس هستند. بازده درایوهای تسمه‎‎ای 95 درصد است و نسبت کاهش سرعت تا 10به‎ 1 می‎‎رسد.
از درایوهای زنجیری فلزی در گشتاور زیاد استفاده می‎شود. این درایوها مشابه درایوهای تسمه‎‎ای هستند فقط به‎‎‎جای تسمه‎‎های لاستیکی از تسمه‎‎های فلزی استفاده شده است.
 
4-4-کاهش یک سرعته
 وقتی فقط با یک کاهش سرعت به‎ نتیجه رضایت‎‎بخش برسیم گزینه ارزانتری را می‎‎توانیم انتخاب کنیم. اگرچه سرعت‎‎های متغییر این مزیت را دارند که در وضعیت‎‎های مختلف می‎‎توان سرعت بهینه را به‎‎‎کار برد، در مواقعی که رنج تغییر سرعت محدود است و زمانی که موتور باید در سرعت پایین‎‎تری کار کند نسبت ‎‎به‎ زمان کل کار موتور کم است احتمالاً یک کاهنده تک‎‎سرعته ازنظر هزینه و اثربخشی به‎‎‎صرفه‎‎تر است.
درایوهای تسمه‎‎ای: در این درایوها یک (یک‎‎بار) کاهش سرعت با کمترین هزینه همراه است چون به‎‎‎راحتی می‎‎توان چرخ‎‎ها را عوض کرد. ازآنجاکه با نصب دوباره چرخ‎‎های قدیمی براحتی می‎‎توان تغییرات را بازگرداند از این روش وقتی استفاده می‎شود که کاهش خروجی برای یک دوره معین موردنیاز است. مثلاً وقتی سطح تولید برای یک زمان نامشخص کاهش یافته ولی ممکن است در آینده نیاز باشد که به‎ ظرفیت اولیه برگردیم.
کاهش دور توسط چرخ‎‎دنده: حالت‎‎های مشابه‎‎ای را توسط تغییر چرخ‎‎دنده می‎‎توان به‎‎‎کار برد.
تعویض موتور: درمواردی که یک بار کاهش سرعت موردنیاز است یک موتور با سرعت کم‎‎تر را نیز می‎‎توان جایگزین‎‎نمود.
 
5-4-موتورهای دوسرعته
موتور دوسرعته یک راه‎‎حل اقتصادی میانه درمقایسه با استفاده از‎ درایوهای چندسرعته و سرعت ثابت است.
همانطورکه در مثال‎‎های قبلی بیان شد چون توان مصرفی با مکعب (توان سوم) سرعت متناسب است، صرفه‎‎جویی در انرژی اهمیت زیادی دارد. درعمل یک افزایش جزئی به‎‎‎خاطر تلفات اصطکاک رخ می‎‎دهد. از این روش و استفاده از روش‎‎های کنترلی دیگر می‎‎توان خروجی را در یک رنج محدود کنترل کرد.
دوسرعت را می‎‎توان از یک سیم‎‎پیچ به‎‎‎دست آورد ولی سرعت پایینی باید نصف سرعت بالایی باشد. مثلاً سرعت‎‎های موتور به‎ این شکل است 900/1800 ، 600/1200 ، 1800/3600
وقتی به نسبت‎‎های دیگری از سرعت نیاز است استفاده از یک استاتور دو سیم‎‎پیچه ضروری است. از موتورهای قفسی چندسرعته (multispeed squirrel cage motors) نیز که دارای سه یا چهار سرعت همزمان هستند می‎‎توان استفاده نمود. 
قیمت موتورهای دوسرعته تقریباً دو برابر موتورهای تک‎‎سرعته است. اگر یک موتور بتواند در دوره‎‎های زمانی محسوسی با سرعت کم‎‎تر کار کند صرفه‎‎جویی حاصله سرمایه‎‎گذاری اضافی را توجیه می‎‎کند. در موتورهای چندسرعته استارترهای گرانقیمتی موردنیاز است چون اندازه محافظ‎‎های اضافه‎‎بار در سرعت‎‎های مختلف متفاوت است.

 
5-کاهش بار
مسلماً کاهش بار موتور یکی از بهترین روش‎‎های کاهش هزینه‎‎های الکتریکی است. تعمیر و نگهداری مناسب تجهیزات نیز می‎‎تواند با ازبین بردن تلفات ناشی از اصطکاک در تجهیزات نامیزان (غیر هم‎‎محور)، یاتاقان‎‎های سخت‎‎شده و نقاله‎‎ها، بار موتور را کاهش دهد. روغن‎‎کاری مناسب قسمت‎‎های متحرک مانند یاتاقان‎‎ها و زنجیرها تلفات ناشی از اصطکاک را به‎ حداقل می‎‎رساند. جایگزینی یاتاقان‎‎های غلطکی و بلبرینگ‎‎ها با یاتاقان‎‎های تخت به‎‎‎خصوص در شافت‎‎های انتقال نیز روش مؤثری است.
 
6- گشتاور راه‎‎اندازی زیاد
در بارهایی که گشتاور استارت بزرگی نیاز دارند باید از یک موتورB -NEMA (رایج‎‎ترین موتور مورد استفاده در صنعت) یا موتورA  -NEMA استفاده کرد. درجایی‎‎که بارهای با اینرسی زیاد وجود دارد می‎‎توان از موتورهای کوچکتری که به‎‎‎گونه‎‎ای طراحی شده‎‎اند که قابلیت گشتاور زیاد را دارند استفاده کرد. یک موتور NEMA-B می‎‎تواند ازعهده بار زیاد استارت برآید ولی وقتی بار به‎ سرعت نهایی رسید موتور در کمتراز ظرفیت نامی کار می‎‎کند. ولی انتخاب یک موتور کوجکتر از از نوع  C-NEMA یا NEMA-D ضمن اینکه همان گشتاور راه‎‎انداز را تولید کرده ، در شرایط معمول عملیاتی نیز نزدیک بار کامل نامی کار می‎‎کند.

7- موتورهایی که مجدداً پیچیده می‎‎شوند (موتورهای سوخته‎‎ای که سیم‎‎پیچی آنها عوض می‎شود)
بازده موتورهایی که برای بار دوم پیچیده می‎‎شوند کاهش می‎‎یابد که البته مقدار این کاهش بستگی به‎ کارگاهی دارد که موتور در آن پیچیده شده‎‎است، چون کارگاه‎‎های سیم‎‎پیچی لزوماً از بهترین روشی که عملکرد اولیه موتور را حفظ کند استفاده نمی‎‎کنند. در برخی موارد به‎‎‎دلیل بازده کم به‎‎‎خصوص در موتورهای کوچک پیچیدن دوباره موتور توجیه‎‎پذیر نیست.
درحالت ایده‎‎آل باید بازده موتور قبل و بعد از پیچیدن آن با هم مقایسه شود. یک روش تقریباً ساده برای ارزیابی کیفیت موتور پیچیده‎‎شده مقایسه جریان بی‎‎باری موتور است، این مقدار در موتورهایی که به‎‎‎خوبی پیچیده نشده باشند افزایش می‎‎یابد، بررسی روشی که درکارگاه سیم‎‎پیچی استفاده می‎شود، نیز می‎‎تواند کیفیت کار را مشخص کند. در زیر برخی نکاتی که باید موردتوجه قرارگیرد آمده است :
-     وقتی موتوری را برای پیچیدن مجدد باز می‎‎کنند، عایق بین ورقه‎‎ها خراب شده و باعث افزایش تلفات جریان گردابی می‎‎گردد مگر اینکه بازکردن (سوزاندن) عایق در کوره‎‎ای با دمای قابل تنظیم انجام شده و ورقه‎‎های عایق غیرآلی جایگزین گردد. 
-     گداختن و سوزاندن سیم‎‎پیچ کهنه (خراب‎‎شده) در دمای کنترل نشده یا استفاده از یک مشعل دستی برای نرم‎‎کردن و خردکردن لاک بین سیم‎‎ها به‎‎‎منظور بازکردن آسان‎‎تر سیم‎‎پیچ به‎ این معنی است که کار در این کارگاه به‎‎‎خوبی انجام نمی‎‎شود و باید به‎ کارگاه دیگری برای پیچیدن موتور مراجعه کرد.
-         اگر در نتیجه بازکردن و سوزاندن نامناسب تلفات هسته افزایش یابد، موتور در دمای بیشتری کار می‎‎کند و زودتر از موعد خراب می‎شود.
-     اگر تعداد دورهای سیم‎‎پیچ در استاتور کاهش یابد تلفات هسته استاتور افزایش می‎‎یابد این تلفات درنتیجه جریان نشتی (هارمونیک) القا شده توسط جریان بار به‎‎‎وجود می‎‎آید و اندازه آن برابر با توان دوم جریان بار است.
-         در پیچیدن موتور اگر از سیم‎‎های با قطر کوچکتر استفاده شود، مقاومت و درنتیجه تلفات   افزایش می‎‎یابد.
روش‎‎های پیچیدن موتور در کارگاه‎‎های مختلف تعمیراتی متفاوت است بنابراین قبل‎‎از تصمیم‎ به‎ پیچیدن دوباره موتور باید کارگاه‎‎ها کاملاً بررسی و بهترین کارگاه انتخاب شود.
شرکت Wanlass یک روش پیچیدن موتور ارائه کرده که مدعی است بازده را تا ده درصد افزایش می‎‎دهد این روش برمبنای جایگزینی سیم‎‎پیچ موجود با دو سیم‎‎پیچ است که به‎گونه‎‎ای طراحی شده‎‎اند که سرعت موتور را متناسب‎‎با بار تغییر دهد. درمورد ادعای بهبود بازده بحث‎‎های زیادی صورت گرفته و درحالی‎‎که از عرضه موتورهای Wanlass بیش‎‎از یک دهه می‎‎گذرد استفاده کننده‎‎های عمده معتقدند این نوع طراحی بهبودی را که می‎‎توان ازطریق تکنیک‎‎های متعارف طراحی موتور و سیم‎‎پیچ به‎‎‎دست آورد در صنعت موتور ارائه نکرده است.
 
8- ژنراتور موتورها
یکسوکننده‎‎های نیمه‎‎هادی یک منبع مناسب جریان مستقیم DC برای موتورهای DC یا دیگر استفاده‎‎های از جریان DC هستند، ژنراتور موتورهایی که معمولاً برای جریان مستقیم به‎‎‎کار می‎‎روند قطعاً نسبت‎‎به‎ یکسوکننده‎‎های نیمه‎‎هادی بازده کمتری دارند بازده موتور ژنراتور در بار کامل حدود 70 درصد است در حالیکه بازده یکسوکننده‎‎های نیمه‎‎هادی تقریباً 96 دصد در بار کامل است. وقتی ژنراتور موتوری در کمتراز بار نامی کار کند بازده آن به‎‎‎طور قابل‎‎ملاحظه‎‎ای کاهش می‎‎یابد چون بازده آن برابر با حاصل‎‎ضرب بازده ژنراتور و موتور است.
 
9- تسمه‎‎ها (Belts)
بازده درایوهای V-belt تأثیر زیادی در بازده موتور دارد. عوامل تأثیرگذار در بازده V-belt عبارتنداز:
1- Overbelting: تسمه‎‎های با مشخصات نامی بالاتر باعث افزایش کارایی می‎شوند
2- تنش (فشار): فشار نامناسب باعث کاهش بازده تا 10 درصد می‎شود. بهترین فشار برای یک V-belt کمترین فشاری است که در آن تسمه در بار کامل نلغزد.
3- اصطکاک: تلفات اصطکاک اضافی درنتیجه نامیزان بودن(غیرهم‎‎محوری)، فرسودگی چرخ‎‎ها تهویه نامطلوب یا مالیده شدن تسمه‎‎ها به‎ چیزی به‎‎‎وجود می‎‎آیند.
4-  قطر چرخ: هرچه قطر چرخ بزرگتر باشد بازده افزایش می‎یابد.
جایگزینی V-beltهای شیاردار با V-beltهای متعارف صرفه‎‎جویی زیادی دربردارد. یک V-belt درمعرض تنش فشاری بزرگی متناسب با قطر چرخ قراردارد. ازآنجاکه در V-beltهای شیاردار در قسمت تحت‎‎فشار از ماده کمتری استفاده شده تغییر شکل لاستیک و تنش‎‎های فشاری به‎ حداقل می‎‎رسد بنابراین بازده عملیاتی در V-beltهای شیاردار بیشتر می‎شود.
اگر هزینه عملیاتی سالانه یک موتور 60 اسب‎‎بخار (برای 6000ساعت) 18000 دلار باشد حتی یک درصد بهبود در بازده موتور باعث 180 دلار صرفه‎‎جویی در سال می‎شود. هزینه اضافی برای 6 تسمه با اندازه 128 تقریباً 7 دلار است.

انجام عملیات تصفیه روغن ترانسفورماتورهای توزیع در محل نصب

چکیده: بازدید و تصفیه روغن ترانس یکی از عوامل اصلی و مهم در طولانی تر کردن عمر مفید آن می باشد . در صورتیکه بازدیدهای دوره ای قدرت عایقی روغن را ضعیف نشان دهد ، تصفیه ، لجن زدایی و رطوبت گیری از روغن ضروری خواهد بود. با توجه به اینکه طول عمر بسیاری از ترانسفورماتورهای موجود در نقاط مرکزی و حساس شهرها زیاد بوده و روغن آنها دیگر از مرغوبیت و عایقی لازم و استاندارد برخوردار نمی باشند، خطری پنهان و خزنده در ایجاد خاموشیهای پیش بینی نشده و طولانی وجود دارد و در صورتی که به آن توجه لازم نشود شرکتهای توزیع در سالهای آتی با مشکلات زیادی از بابت سوختن ترانسفورماتور های خود روبرو خواهند شد . شرکتهای توزیع برق و مشترکین خصوصی با توجه به تبعات اقتصادی یا اجتماعی ناشی از خاموشیهای لازم برای این کار همواره نگرانی های جدی از تصفیه روغن ترانس دارند چه بسا طفره رفتن و به تعویق انداختن تصفیه روغن ، برای گذشتن از پیکبار تابستانی یا اخذ مجوزهای لازم برای خاموشی و یا فرصت یافتن برای خواباندن خط تولید ، منجر به بروز حوادث پیش بینی نشده و بسیار پر هزینه ای بشود . این مقاله راهکاری نو را در انجام عمل تصفیه روغن ترانسفورماتور در محل نصب ، بدون خاموشی و قطع نیروی برق و در شرایط باردار بودن کامل آن مطرح می نماید . این روش برتری های چشمگیری از جمله رطوبت گیری هسته و سیم پیچی های ترانسفورماتور در حین انجام تصفیه روغن ، لجن زدایی از سطح داخلی مخزن ، بوبین ها و هسته ترانسفورماتور، عدم نیاز به خاموشی و بی برق نمودن ترانس در حین انجام تصفیه و 000 را دارا می باشد . نتایج این مقاله بساخت یک نمونه عملی در شرکت توزیع برق شهرستان اصفهان منجر شده که هم اکنون با موفقیت در حال بهره برداری می باشد .

مقدمه

بخش عمده ای از تأسیسات فعلی شرکتهای توزیع برق دارای عمر و قدمت قابل توجهی هستند . هر چند دستور العمل های لازم برای بازرسی ، سرویس و نگهداری دوره ای این تأسیسات وجود دارد ، ولی همواره مشکلات اجرایی، هزینه هاینسبتاً بالای تعمیرات و مهمتر از همه مسئله محدودیت در اعمال خاموشی ، در انجام صحیح این دستور العمل ها اخلال ایجاد می کند . در بین این تجهیزات، ترانسفورماتور بی شک حاد ترین وضعیت را دارد . ترانسفورماتورها با محدودیت های بیشتری از حیث خاموشی و تعمیر در محل مواجهند . به نحویکه گاهی علیرغم همه هزینه ها شرکت های توزیع ’’ تعویض ‘‘ آنها را بر تعمیرشان ترجیح می دهند . معمولترین بخش از بازرسی های ترانس ، بازبینی کیفیت و قدرت عایقی روغن آن است . حیات ترانسفورماتور به شدت به کیفیت روغن آن وابسته است . یک روغن کثیف و ضعیف به سرعت ترانس را به آستانه سوختن هدایت می کند .در یک بررسی آماری مشخص شده است که در نزدیک به 65 % موارد معیوب شدن ترانس ریشه در ضعف روغن آن داشته .[ است [1

خواص روغن

بطور کلی دلایل اصلی بکار بردن روغنها در ترانسفورماتورها را می توان بصورت زیر خلاصه نمود :

• 1 - عایق کاری الکتریکی
• 2 - کنترل درجه حرارت داخل ترانس و انتقال حرارت
• 3 - جلوگیری از خوردگی مواد عایق و قسمتهای فلزی ترانسفورماتور
• 4 - طول عمر زیادتر و تضمین پایداری شیمیایی برای ترانسفورماتور
• 5 - آب بندی و جمع آوری و حمل مواد ناخالص ناشی از کاربرد به خارج از محیط سیستم
• 6 - خاموش کردن جرقه الکتریکی

وظیفه یک روغن خوب به عنوان یک سیال عایق و یک ماده انتقال دهنده حرارت که به نحو احسن انجام وظیفه می کند

عبارت است از :

• 1 - استقامت دی الکتریک ( یا ولتاژ شکست ) بالا
• 2 - قابلیت انتقال حرارت خوب
• 3 - ویسکوزیته کم
• 4 - نقطه ریزش یا سیلان پائین
• 5 - نقطه اشتغال بالا
• 6 - تمایل به اکسیداسیون و تشکیل لجن کم کم
• 7 - ضریب تلفات عایق پائین
• 8 - میزان تغییرات خواص در درجه حرارت بالا کم
• 9 - مقاومت مخصوص زیاد

عواملی که باعث فساد و خراب شدن روغن ترانس و در نتیجه عدول از خصوصیات استاندارد آن می شود عبارتند از :

• 1 - نفوذ رطوبت و آب
• 2 - درجه حرارت بالا
• 3 - اکسیداسیون و اسیدی شدن روغن
• 4 - وارد شدن ذرات معلق و ناخالصی در روغن

معمول است که شرکت های توزیع در دوره های شش ماهه با نمونه گیری و تست روغن ، در صورت لزوم اقدام به تصفیه روغن می نمایند . در برخی از شرکتهای توزیع که دارای دستگاه سیار تصفیه روغن هستند پس از اعمال خاموشی روغن ترانس در محل نصب ، تصفیه میشود . برخی شرکتهای دیگر که این امکانات را ندارند اقدام به تعویض ترانس و انتقال آن به محل تعمیرگاه و جایگزینی ترانس جدید می نمایند و یا کل روغن را در محل تعویض می کنند . همة این روشهای سنتی دارای عیوبی هستند . حتی در بهترین حالت که روغن در محل پست تصفیه می شود لزوم ایجاد خاموشی طولانی نقصی اساسی خواهد بود. این روش های تصفیه عیوب دیگری نیز دارند که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد . چنانچه امکان تصفیه در محل نبوده و روغن ک ً لا عوض شود مشکلاتی به شرح زیر وجود خواهد داشت :

1 - لجن زدایی

لجن زدایی عم ً لا در داخل ترانس انجام نمی شود . در ترانسفورماتورها درجه آلودگی ناشی از اکسیداسیون باعث ایجاد رسوب و لجن می شود . تشکیل رسوب بعلت کاهش هدایت حرارتی و پائین آوردن استقامت دی الکتریک روغن بسیار زیان بخش می باشد . بطوریکه یک ورق نازک رسوب ، گرادیان درجه حرارت مس به روغن را افزایش داده و در شرایط بارداری مشخص، درجه حرارت سیم پیچ بیش از حالت عادی (بدون رسوب ) می گردد . متأسفانه هنگامی که روغن ترانسفورماتور ک ً لا تعویض گردد این رسوبات و لجن ها بر روی بوبین ها و هسته و جداره های داخلی ترانس باقی می ماند و دوباره با روغن جدید مخلوط شده و عم ً لا برای از بین بردن این معضل کاری انجام نمی پذیرد

2 - رطوبت گیری

هنگام تخلیه کامل روغن از داخل ترانس، رطوبت همچنان در بین هسته و سیم پیچها بجا می ماند و جدا نمی شود . هنگامی که روغن جدید به داخل ترانس پمپ می شود. رطوبت و گازهای باقی مانده از روغن قبلی با روغن جدید مخلوط شده و خواص روغن جدید را بسیار پائین می آورد و حتی هنگامی که با اتصال کوتاه کردن سیم پیچ های ثانویه اقدام به رطوبت زدایی می نماییم، به دلیل حرارت ایجاد شده در سیم پیچ ها رطوبت از آنها تبخیر شده ولی قسمتی از رطوبت جدا شده دوباره در خود روغن حل می شود و ترانس رطوبت گیری کامل نمی شود .

3 - خاموشی نسبتاً طولانی

باید توجه داشت که تعویض روغن ترانسهای هوایی ممکن است خیلی مشکل نباشد ولی همین کار در مورد یک 1250 که دارای 1100 لیتر روغن است، آن هم در حال نصب در پست، کاری بسیار مشکل خواهد بود . kVA ترانس تعویض ترانس به دلیل نامناسب بودن روغن آن، احتما ً لا آخرین و غیر اقتصادی ترین کاری است که میتوان انجام داد ولی برخی از شرکتهای توزیع که فاقد امکانات لازم هستند . به ناچار و قبل از اینکه در یک نیمه شب ترانس سوختگی غافلگیرشان کند ، خاموشی لازم را اعمال کرده و ترانس را تعویض می نمایند !

4 - اختلاط انواع روغن

در روش سنتی معمول که روغن های مختلف در مخزن واحدی جمع آوری شده و سپس تصفیه میشوند. اینکار بدلیل اینکه روغن های مختلف با ترکیبات متفاوت و خواص گوناگون با یکدیگر ترکیب می گردند، باعث میشود مخلوط حاصله پس از تصفیه، دیگر کیفیت قبلی را نداشته و بسرعت پیر و فرسوده و غیرقابل استفاده شود. در صورتیکه با استفاده از مکانیسم پیشنهادی توسط این دستگاه، روغن ترانس بدون ترکیب شدن با روغن های دیگر به تنهایی تصفیه شده و خواص خود را پس از تصفیه شدن کام ً لا حفظ می کند .

شرح روش پیشنهادی :

دستگاهی که در این قسمت شرح خواهیم داد امکان تصفیه روغن را در حالت بارداری کامل ترانس و بدون هیچگونه خاموشی دارا بوده و مزایای متعددی می توان برای آن بر شمرد . دیاگرام قسمتهای مختلف این دستگاه در شکل ( 1) نشان داده شده است .

 شکل ( 1) : بلوک دیاگرام مکانیسم دستگاه پیشنهادی

این دستگاه در عین حال دارای قابلیت استفاده جهت تعویض کل روغن ، تخلیه روغن و روغن گیری بطریق خلاء ترانسفورماتور را نیز دارد . مزایای این مکانیسم که در عمل مشاهده شده است را بشرح زیر می توان فهرست نمود :

1 - حفاظت ترانسفورماتور در حین انجام عملیات تصفیه روغن

• الف – جلوگیری از تخلیه روغن ترانس بیش از حد نرمال
• ب – جلوگیری از ورود حباب های هوا ، همراه با روغن به داخل ترانس بواسطة استفاده از دو مخزن خلاء
• ج – لجن زدایی به طریق آرام و جلوگیری از شناور شدن یک مرتبه لجن و رسوبات در روغن

2 - لجن زدایی کامل

با گرم کردن تدریجی روغن و افزایش زمان تصفیه ( که بدلیل عدم اعمال خاموشی نگرانی از آن نیست ) و با ایجاد حالتی مشابه با گردش طبیعی روغن که در بارداری عادی ترانس، در مجاورت سیم پیچ های تحت تنش الکتریکی و حرارتی قرار گرفته و مدام در حالت گردش از مرکز به جداره های داخلی ترانس حرکت میکند، برای لجن زدایی کامل استفاده مینمائیم . لجن های رسوب کرده در بدنه ، روی هسته خصوصًا در فضای بین کلافهای فشار ضعیف و فشار متوسط هنگامی که ویسکوزیته روغن با اعمال تدریجی حرارت به پائین ترین سطح ممکنه رسیده و قابلیت نفوذ پذیری آن در قسمت های مختلف ترانس بالا برده شود، از جای خود کنده میشوند. پس با گرم کردن تدریجی روغن ترانس توسط هیتر های دستگاه ، با فشار کمکی میتوان لجنها را به تدریج بهمراه روغن، از ترانس خارج و توسط فیلتر های دستگاه از روغن جدا کرد . میزان لجن های جدا شده از روغن، به این روش قابل ملاحظه می باشد و روغن پس از پایان عملیات تصفیه ، کام ً لا شفاف و فاقد هرگونه رسوب و لجن خواهد شد . ضمن آنکه انجام کار بصورت تدریجی مشکلات ناشی از کنده شدن ناگهانی لجنها از بدنه را نیز نخواهد داشت .

3 - رطوبت گیری و جداسازی گازهای محلول

تصفیه به این روش به هیچ عنوان نیاز به خشک کردن از طریق اتصال کوتاه سیم پیچ ها و تزریق جریان ندارد و بدین صورت انجام می پذیرد که دستگاه، روغن را پس از مکش از ترانس به آرامی گرم کرده و دوباره به داخل ترانس پمپ می کند . با افزایش تدریجی حرارت و طولانی کردن مدت انجام آن ویسکوزیته روغن به پائین ترین حد ممکن می رسد به گونه ای که قابلیت نفوذ پذیری آن در قسمت های مختلف سیم پیچ ها و هسته ترانس در حد لازم بالا میرود. روغن پس از طی هر بار گردشهای کامل و متعدد در داخل ترانس و با نفوذ کامل در بخش های مختلف داخل ترانس رطوبت موجود را جذب کرده و سپس توسط سیستم پاشش و دو مخزن خلاء دستگاه که در یکی از آنها، روغن را بصورت پاششی و قطره ای بوده و در دیگری در حال سکون و آرامش قرار می گیرد، گازهای محلول و رطوبت تبخیر شده را بطور کامل از روغن جدا می کند .

4 - حجم داخلی بسیار کم دستگاه

حجم روغنی که در قسمتهای مختلف این دستگاه بگردش در می آید بسیار کم است. به نحوی که بدون کاهش یافتن سطح روغن ترانس از حد مجاز، می تواند به کار عادی خود ادامه دهد و ترانس با کمبود سطح روغن مواجه نمی شود. این امر تضمینی برای جلوگیری نمودن از سوختن ترانس در حین انجام تصفیه می باشد .

5 - استفاده از دو مکانیسم فیلتر

فیلتر ورودی دستگاه از ورقه های سلولزی مخصوص و فیلتر خروجی دستگاه از فیلتر های کائوچویی فشرده اسفنجی استفاده می کند که توانایی جداسازی ذرات بسیار ریز معلق در روغن را دارا می باشد

6 - مزایای اقتصادی

با توجه به کار دستگاه بصورت خط گرم بارزترین مزیت اقتصادی آن ، کاهش انرژی های توزیع نشده است . فرض 1250 را با روش سنتی تصفیه کنیم و روغن ترانس کمی کثیف باشد این کار با احتساب kVA کنیم بخواهیم روغن یک ترانس مقدمات و باز و بست لوله ها حدود 8 ساعت وقت می گیرد. اگر فرض کنیم این ترانس بطور میانگین در 60 % بار نامی کار می کرده است، بهای انرژی توزیع نشدة آن عبارت خواهد بود از 1250 = صرفه جویی اقتصادی * 0/9 * %60 * 160 * 8 = 864/ ریال 000  و بهای هر کیلو وات ساعت انرژی را بطور متوسط 160 ریال فرض کرده / برای سهولت ضریب قدرت را ثابت و برابر 9 ترانس را برابر بگیریم، هزینه انرژی توزیع نشده بر جمع هزینه های offline و online ایم. حال اگر هزینه تصفیه روغن ا ضافه میگردد. ضمن آنکه خاموشیهای فوق نارضایتی مشترکین و در کارخانه های تولیدی از offline تصفیه شده بصورت مدار خارج شدن خط تولید را در بر دارد  برابر می باشد . offline هزینه های ساخت دستگاه تقریبًا با هزینه های ساخت دستگاه های شکل ( 2) : نمونه ای از انجام عملیات تصفیه روغن در پست عمومی شرکت توزیع برق شهرستان اصفهان

7 - تبعات خاموشی برای مشترکین

تأمین انرژی مطمئن و ارزان و بدون قطعی همواره یکی از خواسته های مشترکین شرکتهای توزیع میباشد. در این راستا یکی از عوامل اصلی در عدم رضایت مشترکین خاموشیهای مکرر و طولانی مدت است که پیامدهای اقتصادی و اجتماعی زیادی را در بر دارد. با استفاده نمودن از روش مذکور هم از خاموشیهای طولانی مدت جلوگیری بعمل می آید و هم پیشگیری مطمئن برای جلوگیری از خاموشیهای بعدی ناشی از سوختن ترانس را به دنبال دارد . 630 ب رابر 5 ساعت و برای یک ترانس kVA زمان میانگین کارکرد دستگاه تصفیه پس از اتصال برای یک ترانسفورماتور 1250 ب رابر 10 ساعت می باشد که بدلیل عدم اعمال خاموشی، نگرانی از بابت آن نیست . سیستم ارت حفاظتی kVA دستگاه نیز بصورت رینگ به سیستم ارت پست متصل می شود . ابعاد دستگاه با عرض 140 ( با احتساب گلگیرهای جانبی برابر با 185 ) ، طول دستگاه 210 و ارتفاع آن برابر با 210 سانتیمتر می باشد . حمل و نقل دستگاه نیز توسط یک دستگاه وانت یدک کش به آسانی انجام پذیر می باشد و با وزن 950 قابلیت جابجایی و بهره برداری توسط دو نفر پرسنل را دارد . kg تقریبی

نتیجه گیری :

استفاده از مکانیسم پیشنهادی در این مقاله به تصفیه بسیار بهتر روغن ترانس منجر می شود که در کنار عدم نیاز به معرفی می کند . به لحاظ اقتصادی کاربرد این offline خاموشی، آن را جانشین بسیار مناسبی برای دستگاههای تصفیه بصورت دستگاه کاملا توجیه پذیر و منطقی است و خصوصًا در مناطق رطوبت خیز یا گرم مانند جنوب و شمال کشور که با مشکلات بسیار زیادی از این بابت سرو کار دارند، این دستگاه می تواند بسیار مفید واقع شده و شعار همیشگی ’’ پیشگیری بهتر از درمان است‘‘ را تحقق بخشد .

وسایل تبدیل انرژی الکترومکانیکی گردان را ماشینهای الکتریکی می گویند.

طبقه بندی ماشینهای الکتریکی

ماشینهای الکتریکی به دو طریق دسته بندی می شوند:

1- از نظر نوع جریان الکتریکی

الف- ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

ب- ماشینهای الکتریکی جریان متناوب

2- از نظر نوع تبدیل انرژی

الف- مولدهای الکتریکی که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند

ب- موتورهای الکتریکی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند

به طور کلی ماشینهای الکتریکی جزء وسایل تبدیل انرژی غیر خطی هستند یعنی هر تغییر در ورودی همیشه به یک نسبت در خروجی ظاهر نمی شود.
مولد ساده جریان مستقیم
یک مولد ساده جریان مستقیم از چهار قسمت اصلی زیر تشکیل شده است
1- قطبهای مغناطیسی: که وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی مولد را بعهده دارد و می تواند بصورت آهنربای دائم و یا آهنربای الکتریکی باشد
2- هادیها: برای ایجاد ولتاژ القایی به کار گرفته میشود
3- کموتاتور: در ساده ترین حالت از دو نیم استوانه مسی که توسط میکا نسبت به یکدیگر عایق شده اند تشکیل می گردد، وظیفه یک طرفه کردن ولتاژ و جریان القایی را در خارج از مولد بعهده دارد.
4- جاروبک: جهت انتقال جریان الکتریکی از هادیها به مصرف کننده استفاده میشود شکل زیر مولد ساده جریان مستقیم را نشان میدهد.

طرز کار مولد ساده جریان مستقیم: با حرکت هادیها در فضای ما بین قطبها باعث میشود میدان مغناطیسی توسط هادیها قطع میشود بدین ترتیب مطابق پدیده القاء در هادیها ولتاژ القاء میشود.ابتدا و انتهای هر کلاف به یک نیم استوانه مسی یا یک تیغه کوموتاتور وصل میشود روی تیغه های کوموتاتور دو عدد جاروبک بطور ثابت قرار داشته و با حرکت هادیها تیغه های کموتاتور زیر جاروبک می لغزند، بدین ترتیب در ژنراتورهای جریان مستقیم از طریق کوموتاتور ولتاژ القاء شده طوری به جاروبکها منتقل می شود که همیشه یکی از جاروبکها دارای پلاریته مثبت و دیگری دارای پلاریته منفی است. شکل موج ولتاژ القاء شده در این مولد ساده بصورت زیر می باشد.

برای افزایش سطح ولتاژ القاء شده و بهبود یکسوسازی بمنظور داشتن ولتاژ با دامنه ثابت باید تعداد کلافها را افزایش داد و کلافها را به کمک تیغه های کوموتاتور سری کنیم.
چگونگی تغییر پلاریته ولتاژ القایی در مولد ساده
در مولد جریان مستقیم تغییر پلاریته ولتاژ خروجی عملاٌ در صورت ایجاد یکی از دو حالت زیر ممکن می شود:
1- جهت چرخش آرمیچر عوض شود
2- جهت جریان در سیم پیچ قطبها تغییر کند در صورتیکه قطبها از نوع مغناطیس دائم نباشد
چگونگی تغییر دامنه ولتاژ القایی در مولد ساده
برای افزایش دامنه ولتاژ القا شده دو روش ممکن است:
1- افزایش سرعت چرخش آرمیچر که باعث افزایش ولتاژ بصورت خطی می شود

2- افزایش جریان تحریک که باعث افزایش ولتاژ مولد بصورت غیر خطی می شود

موتور ساده جریان مستقیم
موتور ساده از نظر ساختمانی مانند مولد ساده جریان مستقیم می باشد فقط نحوه کار آن با مولد ساده جریان مستقیم تفاوت دارد. در موتور ساده هادیها از طریق کوموتاتور و جاروبکها به یک منبع جریان مستقیم متصل می شود در اینصورت جریانی از هادیها عبور کرده و در نتیجه مطابق نیروی لورنس به هادیها نیروی وارد میشود و آنها به حرکت در می آید.
نحوه ایجاد نیرو و گشتاور در موتور ساده: در صورتیکه از یک کلاف تک حلقه که بین قطبهای یک مغناطیس قرار دارد جریان الکتریکی عبور کند مطابق شکل به بازوی سمت راست نیروی به سمت بالا و به بازوی سمت چپ نیروی بسمت پایین وارد می شود با وارد شدن دو نیروی مختلف الجهت به دو طرف کلاف طبیعی است که کلاف حول محورش شروع به دوران خواهد نمود یعنی وارد آمدن زوج نیرو موجب ایجاد گشتاور لازم شده است.
در این موتور ساده اگر صفحه کلاف عمود بر خطوط میدان مغناطیسی قرار گیرد به آن گشتاوری وارد نمیشود در ضمن که گشتاور وارد شده نیز دامنه یکنواخت ندارد برای رفع شدن این معایب می بایست تعداد کلافها و تیغه های کوموتاتور را افزایش داد کلافها در زاویه های مختلف قرار می گیرد و با هم توسط تیغه های کوموتاتور سری می شود.
تغییر جهت گردش در موتور ساده DC: تغییر جهت گردش موتور ساده به دو روش زیر ممکن است:

- تغییر جهت جریان در کلاف که با تغییر پلاریته ولتاژ منبع از خارج موتور میسر است
2- تغییر قطبهای مغناطیسی که با تغییر جهت جریان در سیم پیچی تحریک ممکن است

ساختمان ماشینهای جریان مستقیم

اجزاء تشکیل دهنده ماشینهای جریان مستقیم را میتوان به صورت زیر دسته بندی کرد:

1- قسمت ساکن شامل قطبها و بدنه
2- قسمت گردان (آرمیچر)
3- مجموعه جاروبک و جاروبک نگهدارها
هر کدام از قسمتهای فوق بطور خلاصه توضیح داده می شود

1- اجزاء ساکن ماشینهای جریان مستقیم: قسمتهای ساکن جریان مستقیم شامل اجزاء زیر هستند:

الف- قطبهای اصلی
ب- قطبهای کمکی
ج- بدنه

- قطبهای اصلی: وظیفه این قسمت تامین میدان مغناطیسی مورد نیاز ماشین است. قطبهای اصلی خود شامل قسمتهای زیر می باشد:
- هسته قطب: از ورقهای فولاد الکتریکی به ضخامت حدود 5/0 تا 65/0 میلی متر با خاصیت مغناطیسی قابل قبول تشکیل می شود.
- کفشک قطب: شکل قطب به نحوی است که سطح مقطع کوچکتر برای سیم پیچ اختصاص داده می شود و قسمت بزرگتر که کفشک قطبی نام دارد سبب شکل دادن میدان مغناطیسی و سهولت هدایت فوران مغناطیسی به فاصله هوایی می شود.
- سیم پیچ تحریک: یا سیم پیچ قطب اصلی که دور هسته قطب پیچیده می شود، برای جریانهای کم باید تعداد دور سیم پیچ تحریک زیاد باشد و سطح مقطع آن کم و برا ی جریانهای زیاد تعداد دور کم برای سیم پیچ لازم است و با سطح مقطع زیاد
- قطبهای کمکی: قطبهای کمکی در ماشینهای جریان مستقیم از هسته و سیم پیچ تشکیل می شوند، هسته قطبهای کمکی را معمولاٌ از فولاد یکپارچه می سازند. سیم پیچی قطبهای کمکی نیز با تعداد دور کم و سطح مقطع زیاد پیچیده می شوند.
- بدنه: قطبهای اصلی، کمکی، جاروبک نگهدارها روی بدنه ماشین محکم می شوند و بوسیله ماشین روی پایه اش نصب می گردد. قسمتی از بدنه را هسته آهنی تشکیل می دهد که برای هدایت فوران مغناطیسی قطبهای اصلی و کمکی بکار می رود این قسمت طوق بکار می رود. شکلهای زیر قطب اصلی و کمکی ماشین جریان مستقیم را نشان میدهد.

2- قسمت گردان یا آرمیچر: در ماشینهای جریان مستقیم قسمت گردنده را القاء شوند یا آرمیچر می نامند که از اجزاء زیر تشکیل شده است:
الف- هسته آرمیچر
ب- سیم پیچی آرمیچر
ج- کلکتور یا یکسوکننده مکانیکی
د- محور
ه- پروانه خنک کننده
- سیم پیچی آرمیچر: از کلافهای مشابهی تشکیل می شود که با الگوی مناسب تهیه و در شیارها قرار می گیرد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی بوده و از طراحی ماشینهای جریان مستقیم تبعیت می کند.
- کلکتور: از تیغه های مسی سخت که توسط میکا نسبت به یکدیگر و محور ماشین عایق شده اند تشکیل می شود.
- محور: محور آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم باید از فولادی تهیه گردد که خاصیت مغناطیسی آن کم اما استحکام مکانیکی کافی در مقابل تنشهای برشی، کششی، و پیچشی را دارا باشد انتخاب کردن محور ضعیف خطر آفرین بوده و ممکن بوده در مواقع بروز خطا سبب انهدام کلی ماشین گردد.
- پروانه خنک کننده: پروانه خنک کننده سبب تهویه و ازدیاد عمر مفید ماشین میشود شکل زیر آرمیچر ماشین DC با پروانه خنک کننده را نشان میدهد.

3- جاروبک و جاروبک نگهدارها: وظیفه جاروبک نگهدار قرار دادن صحیح جاروبک روی تیغه های کلکتور است جاروبکها قطعاتی از جنس زغال یا گرافیت می باشند که برای گرفتن جریان از کلکتور یا دادن جریان به آن استفاده می شود.
سیم پیچی آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم
همانطور که قبلا اشاره شد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی خاص می باشد که در طراحی آن به نکات مهمی از قبیل استحکام مکانیکی، الکتریکی و حرارتی با عمر مفید و عادی حدود 20 سال حداکثر گشتاور و جریان و ولتاژ با حداقل نوسانة جرقه کم بین زغال و کلکتور و صرفه جویی در مواد اولیه باید توجه کرد.
بسته به نیاز کلافها می توانند بطور سری یا موازی یا ترکیبی از این دو به همدیگر وصل می شوند.
در صورتیکه کلافها با هم سری شوند نیرومحرکه کلافها با هم جمع می شوند و ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی موجی)
در صورتیکه کلافها موازی شوند تعداد مسیرهای جریان موجود در آرمیچر افزایش یافته و قابلیت ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی حلقوی)
توضیح کامل روشهای سیم پیچی آرمیچر در کتابهای سیم پیچی DC مطرح شده است و ما در این جزوه به مصرفی آن کفایت می کنیم.
الف- سیم پیچی حلقوب شامل حلقوی ساده و حلقوی مرکب
ب- سیم پیچی موجی شامل موجی ساده و موجی مرکب
ج- سیم پیچی پای قورباغه ای
لازم است در اینجا تعداد مسیرهای جریان که در هر نوع ایجاد می شود نیز معرفی شود. تعداد مسیرهای جریان را با 2a نشان میدهند که بشرح زیر است:
                                                                     2a = 2P          حلقوی ساده
                                                                     2a = 2P.m      حلقوی مرکب
                                                                     2a = 2            موجی ساده
                                                                     2a = 2m         موجی مرکب
2P : تعداد قطبهای آرمیچر ، m : درجه مرکب بودن آرمیچر
عکس العمل مغناطیسی آرمیچر:
چنانچه ماشینهای جریان مستقیم زیر بار قرار گیرند یعنی از سیم پیچی آرمیچر جریان عبور کند یک میدان عکس العمل (عرضی) توسط آرمیچر ایجاد می گردد. این میدان باعث می شود منطقه خنثی در مولدها در جهت چرخش و در موتورها در خلاف جهت چرخش تغییر مکان دهد. عکس العمل آرمیچر علاوه بر انحراف محور خنثی سبب تضعیف میدان مغناطیسی اصلی می شود در نتیجه نیرو محرکه القاء شده در سیم پیچ کم شده، تلفات انرژی در ماشین و جرقه در زیر جاروبکها بوجود می آید برای از بین بردن و یا کم کردن اثر عکس العمل در ماشینهای جریان مستقیم می توان از قطبهای کمکی و یا در ماشینهای بزرگتر از سیم پیچی جبرانگر هم استفاده کرد.
پدیده کموتاسیون:
تغییر تماس جاروبک از یک تیغه کموتاتور به تیغه دیگر کموتاسیون نام دارد  در این جابجایی کلافی که تحت کموتاسیون قرار می گیرد چون توسط جاروبک اتصال شده  باید در صفحه خنثی قرار گیرددر عین حال چون جریان در این کلاف در زمان کموتاسیون تغییر مقدار و جهت میدهد سبب بوجود آمدن ولتاژ خود القایی در این کلاف شده و از آنجا که این کلاف توسط جاربک و تیغه های کموتاتور اتصال کوتاه شده است جرقه نسبتاٌ شدید بین زغالها و کموتاتور بوجود می آید. قطبهای کمکی برای رفع این عیب موثر خواهد بود. اما در ماشینهای که قطب کمکی ندارند بهبود عمل کموتاسیون با تغییر محل جاروبکها (در جهت گردش در مولدها و در خلاف جهت گردش در موتورها) انجام گیرد. این جابجایی درست کاملا امکان پذیر و قابل مشاهده می باشد.
رابطه نیرومحرکه القای در ماشینهای DC واقعی
ولتاژ القاء شده در هر ماشین به سه عامل بستگی دارد:
1- فوران مغناطیسی (?)
2- سرعت زاویه ای رتور ماشین (ω)
3- ضریب ثابت که به ساختمان ماشین بستگی دارد (K)
این ولتاژ از رابطه رو به رو بدست می آید.                                             
مقدار K و ω را میتوان از رابطه های زیر بدست آورد
P : تعداد جفت قطبهای ماشین
a : تعداد جفت مسیرهای جریان                                                                                                                                              
Z : تعداد هادی های آرمیچر
n : سرعت آرمیچر برحسب دور بر دقیقه 

رابطه گشتاور تولید شده در آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم واقعی
گشتاور تولید شده در ماشینهای جریان مستقیم نیز به سه عامل بستگی دارد
1- فوران مغناطیسی (?)
2- جریان آرمیچر (IA)
3- یک ضریب ثابت (K)
این گشتاور از رابطه رو به رو بدست می آید.
توان و راندمان در ماشینهای DC
در صورتیکه توان ورودی یک ماشین P1 و توان خروجی آن را P2 بنامیم تفاوت این دو تلفات ماشین نام دارد.                                                                                              
ضریب بهره (راندمان): نسبت توان خروجی به توان ورودی ماشین را ضریب بهره می گویند.
                                                                                                      
تلفات در ماشینهای DC: تلفات در ماشینهای جریان مستقیم بصورت زیر تقسیم بندی می شوند.
1- تلفات مکانیکی یا اصطکاکی (Pmec)
2- تلفات آهنی یا تلفات هسته (PFe)
3- تلفات مسی (Pcu)
- تلفات مکانیکی بعلت اصطکاک محور ماشین در یاتاقانها و اصطکاک جاروبکها با کلکتور و مقاومت هوا بوجود می آید.
- تلفات هسته از تلفات هیسترزیس و تلفات ناشی از جریانهای گردابی در هسته آرمیچر تشکیل می شود.
- تلفات مسی یا ژولی در اثر عبور جریان از سیم پیچ های تحریک و آرمیچر بوجود می آید.