• بازدید : 62 views
  • بدون نظر
این فایل در ۸صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

از زمانهاي بسيار قديم بشر با آهن ربا هاي طبيعي آشنا بوده ، نيروهاي جاذبه و دافعه بين قطعات مختلف اين آهن ربا ها و نيز بين آنها و ساير قطعات آهني را مي شناخته است . اما تا حدود ۲۰۰ سال قبل تحليل صحيح و دقيقي از رفتار اجسام مغناطيسي ارائه نشده بود و به همين دليل استفاده چنداني از اين پديده انجام نمي شد . در سال ۱۸۱۹ ميلادي يك دانشمند دانماركي به نام اورستد متوجه شد هنگام عبور جريان برق از يك سيم ، چنانچه در مجاورت آن قطب نمايي قرار دهيم ، عقربه قطب نما ( كه از جنس آهن رباي طبيعي است ) منحرف مي گردد 
اين تجربه نشان داد كه جريان برق نيز مانن آهن رباي طبيعي در اطراف خود يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي كند كه شدت آن بستگي به شدت جريان دارد عكس العمل آرميچر: عواملي كه در حالت بارداري دينامو باعث تغيير نيروي الكتروموتوري آرميچر مي باشد عكس العمل آرميچر ناميده مي شود و مهمترين آنها به شرح زير است: ۱- عكس العمل القا شونده كه باعث افت ولتاژ در مقاومت سيم پيچ آرميچر مي شود در حالت ژنراتور V=E-RI و در حالت موتور V=E+RI مي باشد ۰E نيروي الكتروموتوري توليد شده و V ولتاژ دو سر آرميچر و RI افت ولتاژ آرميچر مي باشد۰ ۲- عكس العمل مغناطيسي كه باعث نيروي الكتروموتوري و فوران مي گردد و به دو دسته تقسيم مي شود۰ الف: عكس العمل عرضي ب: عكس العمل طولي الف: عكس العمل عرضي ميدان مغناطيسي يك ماشين ، توسط سيم پيچ تحريك تامين مي گردد ۰ در يك ماشين باردار ، جرياني كه از سيم پيچ هاي آرميچر مي گذرد نيز توليد ميدان مغناطيسي مي نمايد و اين ميدان روي ميدان اصلي اثر نموده و با عث ايجاد خطوط ميدان تحريك مي شود . آرميچر كه از سيم پيچ هاي آن جريان مي گذرد ميداني به وجود مي آورد كه محور آن بر محور جاروبكها منطبق است۰ وجود ميدان آرميچر سبب ايجاد فوران مغناطيسي تحت قطبها مي شود و در يك طرف قطب ،آنرا تقويت و در طرف ديگر آن را تضعيف مي كند . اگر ماشين اشباع نباشد عكس العمي عرضي آرميچر در e.m.f. آرميچر تغيير نمي دهد ولي در حالت اشباع ماشين e.m.f. ارميچر كاهش مي يابد. در حالت بارداري ، جريان ميدان تحريك و جريان آرميچر هر دو وجود دارند و m.m.f. هاي منتجه اين دو جريان توليد موج دانسيته فوران مينمايد . خط خنثاي الكتريكي يا منطقه اي كه دانسيته فوران در آن صفر است در حالت ژنراتور از خط خنثاي هندسي ،در جهت چرخش و در حالت موتور در جهت عكس چرخش تغيير مكان مي دهد . مولفه فوران مغناطيسي در محور خنثي باعث اشكالات كموتاسيون ميشود m.m.f. آرميچر توليد عكس العمل آرميچر مي نمايد . ضمن مهمترين مولفه (قسمت) از اين m.m.f. در محور خنثي (محور ربعي ) واقع است. مدار مغناطيسي اشباع نشده: در اين حالت قابليّت نفوذ مغناطيسياجرا مختلف مدار مغناطيسي را مي توان ثابت فرض نمود و در نتيجه دانسيته فوران منتجه در هر نقطه مساوي حاصل جمع جبري دانسيته هاي فوران آرميچر و ميدان تحريك مي باشد .و در اثر تغيير شكل اندوكسيون منتجه محور خنثي در جهت گردش آرميچر تغيير مكان مي دهد۰ جاروبكها را بايد در جهت گردش آرميچر تغيير مكان داد،چون ومدار مغناطيسي به حال اشباع نرسيده است تقويت دانسيته فوران در يك گوشه از قطب و تضعيف آن در گوشه ديگر ،ؤ يكديگر را جبران مي نمايد و فوران كلي تغيير نمي كند اما به علت تغيير شكل خطوط قواي مغناطيسي و طولاني شدن راه آنها مقاومت مغناطيسي افزايش مي يابد و چون نيروي محركه مغناطيسي ثابت است لذا فوران مفيد كاهش مي يابد۰ مدار مغناطيسي اشباع شده: در اين حالت نمي توان دانسيته فوران ميدان اصلي و عكس العمل آرميچر را جمع جبري نمود و بايد نيروهاي محركه مغناطيسي را تركيب نموده و از روي منتجه آنها اندوكسيون را در نقطه مطلوب تعيين نمود۰ با رعايت اين نكته منحني نمايش دانسيته فوران در سطح آرميچر بر حسب نيروي محركه مغناطيسي كلي در شكل (۱-۱) نشان داده شده است ۰فرض مي شود Boدانسيته فوران در حالت بي باري مولد و Fo نيروي محركه مغناطيسي باشد كه آنرا توليد مي نمايد۰ شكل شماره ۱-۱ تغييرات نيروي محركه مغناطيسي ايجاد شده توسط جرياني كه هنگام بارداري مولد از سيمهاي آرميچر آن مي گذرد زير قطبها خطي است و بعلاوه در روي محور قطبي ( محوري كه از قطب مي گذرد) صفر و درآن گوشه ‎ي قطب كه آرميچر از آن دور مي شود مثبت و در آن گوشه‏ي قطب كه القا شونده به آن نزديك مي شود منفي است، در نقطه اي به فاصله X از محور قطبي ، شكل (۲-۱) ، اين نيروي محركه مغناطيسي را ميتوان به صورت F1=Kx نوشت ۰K ضريبي ثابت است كه تابع جريان القا شونده ميباشد ۰ نيروي مغناطيسي منتجه برابر است با:F=Fo+F1= Fo+Kx شكل ۲-۱ با مقايسه فورانهاي حالت بي باري و بار داري مشاهده مي شود كه كاهش فوران در گوشه ورودي و افزايش آن در گوشه خروجي مي باشد.افزايش فوران در گوشه خروجي نمي تواند كاهش فوران را در گوشه ورودي جبران كند و لذا از فوران مفيد و در نتيجه نيروي الكتروموتوري القا شده در مولد كاسته مي شود ۰ طرق مختلف جبران عكس العمل عرضي آرميچر : تعبيه شيارها در كفشكهاي قطبي : با ايجادچند شيار در كفشكهاي قطبي فاصله هوايي در شيار مسير فوران عكسالعمل آرميچر به وجود مي آورند ، تا با لفزايش مقاومت مغناطيسي از مقدار فوران عرضي كاسته شود۰ اما شيارهاي كفشكهاي قطبي مقطع آهن كفشكها را كاهش مي دهد و در نتيجه زود تر آنرا به حال اشباع مي رساند . به علاوه وجود شيارها در كفشكهاي قطبي موجب مي گردد كه دانسيته فوران مغناطيسي در فاصله هوايي ميان كفشكهاي قطبي و آرميچر از حالت يكنواختي خارج شود ، از اين جهت به ندرت اين طريق را به كار مي برند۰ ۲-سيم پيچي تعديل اگر ولتاژ موجود بين تيغه هاي مجاور يك كلكتور را به صورت تابعي از وضع زاويه اي پيرامون كلكتور ، رسم نماييم نتيجه يك منحني استكه تقزيبا شبيه منحني توزيع دانسيته فوران مي باشد ولتاژ بين تيغه هاي مجاور وقتي كه دو طرف كلاف متصل به انها در قويترين ميدان قرار گيرد، حداكثر خواهد بود . عكس العمل عرضي آرميچر باعث توزيع ولتاژ در دور كلكتور مي شود . در بعضي موارد ، ماشينها گاهي ، تحت بار اضافي يا تغييرات سريع بار قرار مي گيرند . زماني كه بار اضافي بيش از حد روي ماشين باشد يا تغييرات ناگهاني بار اتفاق بيفتد ، ولتاژ بين تيغه هاي كلكتور ممكن است بقدري زياد شود كه باعث ايجاد جرقه بين دو جاروبك مجاور با پلاريته مخالف گردد و باعث اتصال كوتاه يا بعضي اوقات ، سوختن كلكتور گردد . مگر اينكه براي غلبه بر عكس العمل عرضي آرميچر اقداماتي صورت گيرد . براي اين منظور سيم پيچ ديگري در ماشين تعبيه مي شود . m.m.f. مغناطيسي عرضي توسط اين سيم پيچ كه به سيم پيچ تعديل معروف است و. در صفحات قطبهاي اصلي تعبيه مي شود خنثي مي گردد . سيم پيچ تعديل به صورت سري با سيم پيچ آرميچر قرار مي گيرد و شماره مفتول هاي آن طوري است m.m.f. آن مساوي است با m.m.f. مفتولهاي آرميچر كه تحت صفحات قطبي قرار دارند، m.m.f.ها در دو جهت مخالف بوده و بنا بر اين m.m.f. سيم پيچ تعديل سبب تقليل دانسيته فوران آرميچر مي شود . سيم پيچ هاي تعديل براي خنثي نمودن اثر عكس العمل آرميچر ، در منطقه خارج از نفوذ قطبها كموتاسيون و بخصوص براي يكنواخت نگاه داشتن توزيع فوران تحت صفحات قطبهاي اصلي به كار مي رود . اين سيم پيچ ها در شيارها يا سوراخهايي كه در صفحات قطبي تعبيه مي شود قرار مي گيرند و جريان سيم پيچ كموتاسيون جريان آرميچر را حملمي نمايد . براي مثال ، نصف مفتولهاي طرف راست صفحه يك قطب با نصف مفتولهاي واقع در طرف چپ قطب مجاور به طور سري متصل مي شوند ، بطوريكه جهت جريان در اين مفتولها مخالف جهت جريان آن قسمت از سيم پيچ آرميچر كه مستقيماً روبروي آنها قرار دارد مي باشد. چون سيم پيچ هاي تعديل كننده تمام جريان آرميچر را حمل مي نمايند فوران توليد شده توسط هر دور از آنها خيلي قويتر از فوران هر دور سيم پيچ آرميچر مي باشد ۰ بايد به خاطر داشت كه جريان مفتول آرميچر برابر جريان كل آرميچر تقسيم بر تعداد راه هاي جريان مي باشد۰ لذا در صورتي كه ماشين ۸ قطبي باشد و داراي سيم پيچ حلقوي ساده باشد در اين حالت m.m.f. توليد شده توسط شش مفتول سيم پيچ تعديل كننده برابر m.m.f. 48 مفتول سيم پيچ آرميچر خواهد بود ۰ در طرح هاي عملط براي سيم پيچ هاي تعديل كننده ، فقط آن مفتولهايي از آرميچر كه مستقيماً در مقابل صفحات قطبي قرار مي گيرند توسط آمپر دورهاي مساوي خنثي مي شوند. در اين نوع ماشينها قطبهاي كموتاسيون از اثر عكس العمل آرميچر در مناطق بين قطبها جلوگيري مي نمايند۰ ب- عكس العمل طولي آرميچر : همان طور كه گفته شد عكس العمل عرضي آرميچر يك ژنراتور موجب تغيير شكل خطوط قواي مغناطيسي شده و در نتيجه محور خنثي در جهت تغيير آرميچر تغيير مكان مي يابد. بنابراين جاروبك ها را بايد در جهت گردش آرميچر روي كلكتور تغيير مكان داد تا در امتداد محور خنثي قرار گيرند لذا جهت جريان در هادي هاي القا شونده عوض مي شود به طوريكه جهت جريان در عناصر القا شونده گوشه خروجي قطب شمال مخالف جهت جريان القا شده در عناصرالقا شونده گوشه ورودي قطب جنوب بوده از اين رو اين دو جريان با هم جمع مي شوند . در ماشين هاي چند قطبي كه سيم بندي آرميچر آنها a راه جريان دارد و جريان القا شده در آرميچر آنها مساوي I است جرياني كه از هر عنصر القا شونده مي گذرد I برa است . كموتاسيون و ولتاژ راكتانس: كلكتور و جاروبكهاي همراه با آن قسمتهاي مهمي از ژنراتور dc را تشكيل ميدهند.در مجموعه كلكتور و جاروبكها دو عمل لازم صورت مي گيردند . يكي عمل كموتاسيون كه شامل تبديل جريان متناوب توليد شده به جريان مستقيم خروجي است و ديگري انتقال جريان از آرميچر گردان به جاروبكهاي ساكن و در نتيجه به بار. هر دو عمل بايد به دقت و با استفاده از مواد مناسب و طرح خوب و تنظيم مناسب كنترل شود. در غير اين صورت يك جرقه جدي و امكان از كار افتادن ماشين در بين خواهد بود . موقعي كه يكي از كلافهاي آرميچر بين جاروبكهاي مثبت و منفي متوالي مي چرخد جريان در آن كلاف در يك جهت عبور نموده و سپس اين كلاف براي كسري از ثانيه توسط جاروبك اتصال كوتاه مي شود كه پس از آن در منطقه بين جاروبكهاي منفي و مثبت متوالي عبور مي نمايد (منطقه اي كه در آن جريان در جهت مخالف قبل مي باشد ) دو عامل عمده مايل است كه از كموتاسيون ملايم جلوگيري نمايد : ۱ـ امكان عبور جريان زياد در كلاف اتصال كوتاه شده . ۲ـ خاصيت ضريب القا ي كلاف كه با تغيير جهت جريان مخالفت مي نمايد . اغلب كلكتور در جهت عقربه هاي ساعت مي چرخد موقعي كه كلاف از وضع يك به دو حركت مي كند جريان در كلاف به طرف چپ يعني به طرف جاروبك مثبت مي باشد سپس كلاف ناگهان توسط جاروبك منفي اتصال كوتاه مي شود.اگر در اين وضع دو طرف كلاف ، فوراني را قطع نمايد ولتاژي توليد مي شود و در نتيجه آن جرياني از كلاف عبور خواهد كرد .اين دليل لزوم استفاده از قطبهاي كمكي است تا بتوان عكس العمل آرميچر را خنثي نموده و فواصل بين قطبي را نسبتاً عاري از فوران كرد .بالاخره موقعي كه كلاف در منطقه بين جاروبكهاي مثبت و منفي قرار ميگيرد از حالت اتصال كوتاه خارج شده و جهت جريان معكوس ميگردد يعني جريان به طرف راست جاري مي شود . كموتاسيون سه منطقه عمل دارد: ۱ـ قبل از اتصال كوتاه موقعي كه جريان جهت مشخصي دارد. ۲ـدوره اتصال كوتاه كه بدترين دوره است . ۳ـ حالت بعد از اتصال كوتاه موقعي كه جريان در جهت مخالف شروع به حركت مي نمايد . بايد توجه نمود كه جهت جريان در زمان بسيار كوتاهي عوض مي شود و اندوكتانس يك كلاف كه داراي چند دور سيم پيچي است و حول يك ماده مغناطيسي خوب پيچيده شده است با تغيير جريان از مثبت به منفي مخالفت مي نمايد اكر به اين ولتاژ ، اجازه عمل داده شود باعث جرقه خواهد شد. چنانچه تغيير جهت جريان درست در همان لحظه اي انجام گيرد كه كلاف ، تيغه كلكتور را ترك مي كند يعني ميان تيغه كلكتور و جاروبك در لحظه اي كه از يكديگر جدا ميشوند هيچ جرياني عبور نكند در اين صورت كموتاسيون را كامل مي نامند برعكس اگر هنگام جداشدن تيغه كلكتور از جاروبك از كلافي كه به آن تيغه متصل است جرياني عبور نمايد جرقه اي بين جاروبك و تيغه كلكتور به وجود مي آيد و عمل كموتاسيون كامل نيست . ايجاد جرقه در جاروبك باعث گرم شدن فوق العاده كلكتور و جاروبكها ميشود و جاروبكها به سرعت ساييده ميشوند و از بين ميروند .ساييده شدن جاروبكها و خرده شدن تيغه هاي كلكتور موجب مي شود كه تماس جاروبك ها روي كلكتور كامل نباشد و در نتيجه قدرت ماشين كاهش مي يابد . كموتاسيون هم داراي جنبه مكانيكي و هم داراي جنبه الكتريكي است ، از لحاظ مكانيكي ضرورت دارد كه جاروبك ها پيوسته با تيغه هاي كلكتور كه در زير آن ميگذرد تماس داشته باشد و با فشار ثابتي روي آنها قرار گيرد .از لحاظ الكتريكي كموتاسيون بسيار پيچيده است زيرا عوامل مختلفي نظير خودالقايي كافي كه در حال كموتاسيون است ، القاي متقابل اين كلاف و ساير كلاف هايي كه به مرحله كموتاسيون رسيده اند ،نيروي الكتروموتوري ايجاد شده در كلاف توسط ميدان مغناطيسي خارجي مقومت اهمي اين كلاف و بالاخره مقاومت اهمي محل تماس جاروبكها باتيغه هاي كلكتور در عمل كموتاسيون دخالت دارند . مقاومت محل تماس جاروبكها با تيغه هاي كلكتور به جنس جاروبكها ، فشار تماس آنها و شدت جريان و حرارت و غيره وابستگي دارد لذا قابل تغيير است ، براي از بين بردن ولتاژ راكتانس لازم است يكي از اين دو عمل زير انجام گيرد: ۱-تغيير مكان جاروبكها در ماشينهاي بدون قطبهاي كمكي . ۲-استفاده از قطب هاي كمكي به منظور خنثي نمودن فوران عكس العمل آرميچر۰ كموتاسيون دو تيغه اي : اين ساده ترين نوع كموتاسيون مي باشد زيرا جاروبك فقط يك كلاف را اتصال كوتاه مي نمايد۰ فرض مي شود كه c كلافي باشد كه عمل كموتاسيون در آن انجام مي گيرد و a و b تيغه هاي كلكتور باشند كه سر وته اين كلاف به انها متصل شده است و B جاروبكي به عرض تيغه كلكتور باشد ۰ جرياني كه از هر شاخه سيم بندي مي گذرد I فرض مي نماييم . كلكتور در جهت فلش f تغيير مكان مي دهد۰ جريانهاي دو كلاف c1 وc2 كه قبل از كلاف C و بعد از آن قرار داردمساوي I است اما در اين كلافها جهتشان مخالف يكديگر است . جهت جرياني را كه از كلاف C2مي گذرد مثبت و جهت جرياني را كه از كلاف C1 مي گذرد منفي قرار داده و جهت جريان I را كه از كلاف C مي گذرد در صورت تطابق با جهت جرياني كه از قبل از شروع كموتاسيون از آن مي گذشته مثبت فرض مي نماييم ۰ اگر جريانهايي را كه به تيغه كلكتور B مي رسد به Ia و Ib نشان دهيم در اين صورت خواهيم داشت Ia=I+i Ib=I-i وجرياني كه از جاروبكها خارج مي شود مساوي است با: Ia+Ib=2I هنگام تغيير مكان كلكتور ، جريان i تدريجاً كاهش مي يابد و به صفر مي رسد و سپس تغيير جهت داده و در لحظه اي كه جاروبك B از تيغه كلكتور a به كلي جدا مي شود و تمام سطح تيغه b را مي گيرد مقدار آن به صفر مي رسد . اگر To زمان عبور تيغه a از زير جاروبك باشد جريان I كلاف e در اين مدت تغيير جهت مي دهد و از +I به –I مي رسد در همان مدت جريان Ia تيغه a كلكتور از مقدار ۲I به صفر و جريان Ib تيغه كلكتور از صفر به مقدار ۲I مي رسد. كموتاسيون چند تيغه اي: در عمل عرض جاروبك را به اندازه اي انتخاب مي كنند كه چند تيغه را بپوشاند . در اين نوع كموتاسيون كه كموتاسيون چند تيغه اي ناميده مي شود جاروبك در آن واحد چند كلاف مجاور را اتصال كوتاه مي نمايد ۰ وسايلي كه براي بهبود كموتاسيون به كار ميرود : براي از بين بردن نيروي الكتروموتوري خود القا ي كلاف اتصال كوتاه شده و بهبود كموتاسيون معمولاً به طرق زير عمل مي شود: الف- تغيير مكان جاروبكها از محور خنثي در جهت گردش آرميچر : همچنانچه كه قبلاً ذكر شد جريان در سيم پيچ آرميچر ، توليد ميدان مغناطيسي مي نمايد كه روي ميدان اصلي قرار مي گيرد ۰ بايد توجه نمود كه فوران آرميچر به طرف پايين است در صورتي كه ميدان اصلي از طرف چپ به راست مي باشد ، يعني دو ميدان نسبت به يكديگر زاويه ۹۰ درجه مي سازند ، دو ميدان روي يكديگر اثر نموده و فوران منتجه مي باشد۰جهت فوران منتجه بالاجبار به طرف پايين است ، چون محور خنثي بايد هميشه با ميدان منتجه زاويه ۹۰ درجه بسازد ۰ محور خنثي مغناطيسي جديد در جهت عقربه هاي ساعت تغيير مكان مي دهد كه همان جهت چرخش مي باشد . واضح است كه اگر كموتاسيون بدون جرقه مطلوب باشد بايد جاروبكها را به اندازه زاويه تغيير مكان دهند۰ اثر ديگر عكس العمل آرميچر كه كاملاً واضح به نظر نمي رسد تقليل ولتاژ توليد شده مي باشد. براي آنكه دليل آن روشن شود بايد به اين حقيقت توجه نمود كه فوران آرميچر ، ميدان را در نصف هر قطب تضعيف و در نصف ديگر تقويت مي نمايد اگر تضعيف مساوي تقويت باشد ، مقدار فوران منتجه بدون تغيير ما ماند ولي اين حالت وجود ندارد زيرا معمولاًبه علت اشباع مغناطيسي ، تقليل بيشتر از افزايش مي باشد . در بيشتر حالات عملي تقليل در فوران ممكن است از يك تا چهار در صد ( بين حالت بي باري و بار داري ) تغيير نمايد ۰ تغيير مكان محور مغناطيسي خنثي در جهت چرخش در كموتاسيون موثر است زيرا باعث ايجادجرقه در جاروبكها مي شود 
  • بازدید : 77 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۰صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

شرايط : يك ماشين چمن زني براي كوتاه كردن چمن ها 
– چمن زن توسط قرقرة سيم به پريز ديواري (با ولتاژ V230)‌وصل شده . طول سيم در قرقره m100 است . 
سؤال : آيا ممكن است افت ولتاژ در سيم آنقدر زياد باشد كه ولتاژ تغذية موتور بسيار اندك شود؟ 
– سيم هاي رايج ، داراي سطح مقطعي به اندازة   براي حالت تك سيم مي باشند . 
– سيم متشكل از مس با هدايت الكتريكي   براي حالت تك سيم مي‌باشند . 
– سيم متشكل از مس با هدايت الكتريكي   مي باشد . 
خروجي پريز داراي ولتاژ v230 است.
مقاومت موتور:  
مقاومت سيم تغذيه:  
مقاومت سيم برگشتي:  
مجموع افت ولتاژها در مقاومت ها برابر با ولتاژ محرك است.
در مدارهاي موازي، هميشه مقاومت كلي از تك تك مقاومتها كوچكتر است.
كار الكتريكي (انرژي) و تأثير حرارتي جريان.
تعريف: انرژي توانائي انجام كار است.
يكوزنة ۴۱۸۶N بايد توسط يك موتور تا ارتفاع ۱ متري بالا كشيده شود.
ژنراتور تغذيه كننده موتور بايد موتور را با ولتاژ ۲۳۰ ولت و جريان ۱ آمپر براي مدت   تغذيه كند.
كار الكتريكي  
با استفاده از مقدار يكساني انرژي   مي توان مقدار kg1 آب را تا به اندازة ۱k حرارت داد. كه گرما از رابطه زير محاسبه مي شود.
تأثير حرارتي جريان   [j]
ظرفيت الكتريكي خازن
خازن از دو بدنة هندسي با شارژ متفاوت تشكيل مي شود كه نسبت به هم در فاصلة معيني قرار دارند. در اكثر حالت ها، بدنه ها دو صفحة موازي مي باشند. ظرفيت خازن بستگي به اندازة صفحه ها، فاصله آنها نيز مادة بين صفحه ها دارد.
در صورت اعمال جريان DC به خازن فقط يك جريان شارژ شدن از آن عبور مي‌كند.
زماني كه شارژ شدن كامل مي شود، خازن داراي ولتاژي برابر با ولتاژ منبع قدرت مي باشد.
نام: خازن/علامت اختصاري:c/ واحد: فاراد F   سمبل 
۵)القاء و سيم پيچ
در صورت اعمال جريان DC به يك سيم پيچ، جرياني از سيم پيچ عبور مي كند كه باعث بوجود آمدن ميدان معناطيسي مي شود. قطع جريان منجر به از بين رفتن ميدان مناطيسي مي شود. انرژي كه در سيم پيچ ذخيره شده بود، در اين لحظه تمام ميشود.
از لحاط طماني، جريان و ولتاژ بر خلاف هم حركت مي كنند ولي برعكس حالتي كه خازن وجود دارد ايمني با گذر زمان افزايش يافته و ولتاژ افت مي كند.
نام: القاء. علامت اختصاري: L/ واحد : هنري H/ سمبل 
۶)مغناطيس شدن الكتريكي:
ميدان هاي مغناطيسي با حركت الكترونها و جريان الكتريكي در هادي ايجاد مي شود. ميدان مغناطيسي هادي را مثل حلقه احاطه مي كنند.
اگر هادي مثل يك سيم پيچ باشد، ميدان مغناطيسي مشابه يكي از اهنرباها ايجاد مي شود.
دو هادي موازي كه هر دو حامل جريان هستند، ايجاد نيروي متقابل خواهند كرد.
نيرو  ميدان مغناطيسي  جريان
در دو هادي حامل جرياني در جهت يكسان، نيروي جاذبه بوجودمي آيد و در دو هادي حامل جريانهاي در جهت هاي مخالف نيروي دافعه ايجاد مي شود.
تبديل ترانسفورماتور
«فلوي مغناطيسي»
هر هادي حامل جريام ايجاد كنندة يك ميدان مغناطيسي است. بزرگي است ميدات مغناطيسي، جريان مغناطيسي   في، به صورت زير محاسبه مي شود:
 
 : فلوي مغناطيسي  
 : جريان اوليه  
 : تعداد دورهاي اوليه 
 : مقاومت مغناطيسي  
ولتاژ  فلوي مغناطيسي   جريان ولتاژ
ولتاژ القائي: زماني كه فلوي مغناطيسي در سيم پيچ عوض شود، به سيم پيچ ديگر ولتاژ القاء مي شود.
 : ولتاژ القائي  
 : تغييرات فلوي مغناطيسي  
 : زمان به ثانيه
 : تعداد دورهاي ثانويه
قانون ترانسفورماتورها
 
۸)نيروي وارده بر هادي هاي حامل جريان در ميدان مغناطيسي
هادي هاي حامل جريان در ميدان مغناطيسي منحرف مي شوند.
انحراف يك هادي حامل جريان
«توليد ولتاژ»
اگر يك هادي به صورت غير عمودي(كج) زاويه دار در يك ميدان مغناطيسي حركت كند، در آن ولتاژ ايجاد مي شود(القاء مي شود)
توليد جريان متناوب سينوسي
مهمترين روش براي توليد جريان سينوسي توسط اصول ولتاژ جنبشي ارائه مي شود كه در آن كار مكانيكي تبديل به انرژي الكتريكي مي شود. براي رسيدن به اين هدف يك هدف بايد در يك ميدان مغناطيسي دوران كند.
تجهيزات لازم براي توليد ولتاژ متناوب سينوسي
اگر يك سيم پيچ آرميچر در يك ميدان مغناطيسي همگن به صورت پيوسته دوران كند، ولتاژ القائي و مقدار جريان القائي، بسته به زاوية دوران تغيير مي كنند.
ولتاژ القائي زاويه دوران سيم پيچ آرميچر بستگي دارد.
۱۰)مقادير مشخصة جريان و ولتاژ متناوي
مقادير ماكزيمم و آني (لحظه اي) ACسينوسي
مقدار ماكزيمم با نقطة ماكزيمم منحني سينوسي تعيين مي شود. اين مقدار بخصوص با   مشخص مي شود. 
مقدار لحظه اي مقدار دقيق اندازه گيري شده در لحظة داده شده است. واضح است كه مقادير لحظه اي در AC بسيار سريع عوض مي شوند. مقادير لحظه اي با حروف كوچك نشان داده مي شوند.
چرخه و مدت يك دوره(چرخه) در يك AC سينوسي
يكچرخة كامل سينوس، شامل نيم موج مثبت و منفي، يك دوره يا چرخه نام دارد.
زمان لازم براي يك دوره، T مي باشد.
فركانس
فركانس تعيين كنندة تعداد چرخه هاي كامل شده در يك ثانيه مي باشد و واحد آن   است.
در نتيجه:
۱ هرتز  ، يك چرخه در يك ثانيه است.
F فركانس با واحد هرتز
T: دوره با واحدي
   
۱۱)مقدار مؤثر
مقدار مؤثر AC(RMS) مقدار جرياني است كه مقدار حرارتي برابر جريان DC با جريان يكسان ايجاد كند.
و توسط مقدار ميانگين قدرت AC در موج جريان محاسبه مي شود. حرارت توليد در يك مقاومت R:
 
شكلهاي زير نشان دهندة نمايشي گرافيكي از استفادة مقاومت   و زمان   مي باشند.
تأثير حرارتي DC

اندازة مستطيل   است و متناسب با حرارت توليدي در مقاومت R با DC بكار رفته در طول زمان T است.
 
 
قدرت در مدارهاي  
توان الكتريكي كه در مقاومت مدار دوم به حرارت تبديل شده است به صورت زير محاسبه مي شود.
[w] توان حقيقي p  
 
مصرف توان ترانسفورماتور (اوليه) عبارتست از:
[VA] توان ظاهري  
با توجه به اين حقيقت كه ترانسفورماتور افت حرارتي ندارد، دليل ديگري براي اختلاف بين مصرف و خروجي بايد وجود داشته باشد.
توان در بارگيري (مصرف كننده) فعال
جريان و ولتاژ در يك فاز هستند و در يك لحظه اتفاق مي افتد.
ضرب كردن مقادير لحظه اي جريان و ولتاژ، مقادير لحظه اي توان را حاصل مي شود.محاسبة متوسط حسابي، توان فعال را نتيجه مي دهد.
توان فعال   [w]
جريان، ولتاژ و توان در مصرف كننده فعال
توان در سيم پيچ ايده آل (بارگيري القائي)
جريان و ولتاژ در يك فاز نيستند و تقاطع ها در لحظه هاي متفاوتي اتفاق مي افتند.
جريان و ولتاژ   اختلاف فاز دارند.
منحني توان شامل منطقه هاي مثبت و منفي مي باشد. خط نيروي برق منفي 
بدليل اين كه توان مثبت برابر با بار تأمين شده توسط با خط نيروي برق منفي مي باشد، توان بايد به خط نيروي برق برگردانده شود.
جريان، ولتاژ و توان در يك بارگيري القائي ايده آل
  • بازدید : 43 views
  • بدون نظر
این فایل در ۴۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

برای بهره برداری اقتصادی از کابل ها، انتخاب بهینه سطح مقطع از اهمیت خاصی برخوردار است. در این جزوه عوامل مؤثر در انتخاب کابل مورد بررسی قرار می گیرند ، لازم به ذکر است که برای انتخاب بهینه سطح مقطع محاسبه تلفات و محاسبه اقتصادی نیز لازم می باشد که در این قسمت به آن پرداخته نشده است.
معیارهای انتخاب کابل را می توان به صورت زیر تقسیم بندی نمود:
الف) ولتاژ نامی.
ب) انتخاب سطح مقطع با توجه به جریان دهی کابل.
پ) در نظر گرفتن افت ولتاژ مجاز.
ت) تحمل جریان اتصال کوتاه توسط کابل.
ولتاژ نامی
ولتاژ نامی کابل بایستی متناسب با سیستمی که کابل در آن مورد استفاده قرار می گیرد باشد. با توجه به جلد اول و دوم استاندارد کابل های مورد استفاده در شبکه توزیع این ولتاژ بایستی مطابق جدول ۲-۱ می باشد.
ظرفیت جریان دهی کابل ها
در این قسمت عوامل مؤثر بر جریان دهی کابل ها مورد بررسی قرار گرفته و جداول مربوطه ارائه می گردد.
مهم ترین مرجع به کار رفته در این قسمت ، استاندارد IEC-287 تحت عنوان “محاسبه جریان نامی پیوسته کابل ها در ضریب بار ۱۰۰ درصد” می باشد که در هر قسمت که به اطلاعات کامل تری نیاز بود ملاک استاندارد فوق می باشد.
تعیین حد مجاز جریان کابل ها به تلفات ایجاد شده در کابل و نحوه انتقال گرمای ایجاد شده به سطح کابل و محیط اطراف بستگی دارد. استاندارد IEC-287 با در نظر گرفتن تلفات ایجاد شده در کابل و مقاومت حرارتی لایه های مختلف کابل و زمین در شرایط مشخص ، حد مجاز جریان را به دست می دهد در این قسمت از جزوه فرض بر این است که مقدار جریان مجاز کابل ها در شرایط مشخص توسط کارخانه سازنده مشخص گردد. (این حد مجاز بایستی در اسناد فنی مناقصه آورده شود) ، در صورتی که اطلاعات مربوطه در دسترس نباشد می توان از جداول پیوست – الف و ب استفاده نمود.
عوامل مؤثر در ظرفیت نامی جریان کابل
عوامل مهم مؤثر در ظرفیت نامی جریان کابل را می توان به گروه های زیر تقسیم نمود:
الف) دما
دما از عوامل مهم تعیین ظرفیت نامی جریان کابل می باشد که شامل دمای محیط ، دمای محل نصب و نیز دمای مجاز برای عایق کابل و ساختار آن می باشد.
ب) طرح کابل
علاوه بر دمای مجاز عایق کابل ، نوع طراحی کابل و لایه های مختلف به کار رفته در آن ، در تعیین جریان مجاز دارای اهمیت می باشند. این لایه ها چگونگی انتقال حرارت از هادی به سطح بیرونی کابل را مشخص می کنند.
پ) شرایط نصب
شرایط نصب از قبیل نصب در هوا ، دفن شده در زمین ، در مجرا ، نوع خاک و … از عوامل مؤثر بر جریان دهی کابل ها می باشند.
ت) اثرات کابل های مجاور
در صورت همجواری کابل با سایر کابل ها یا لوله ها بایستی ضرایب مناسب برای کاهش جریان مجاز کابل در نظر گرفت.
الف) دما
۱- دمای محیط
متوسط دمای محیط برای هر کشور و هر منطقه متفاوت می باشد که به شرایط آب و هوایی منطقه ، شرایط نصب کابل بستگی دارد. در استاندارد IEC-287 دمای محیط اطراف کابل برای چندین کشور آمده است ، در اسن استاندارد برای سایر کشورها به طور تقریبی اعداد جدول ۳-۱ پیشنهاد شده است.
عمق دفن کابل
حداقل کردن آسیب وارده به کابل علت تعیین کننده عمق دفن کابل می باشد که هر چقدر ولتاژ کابل بیشتر باشد عمق دفن کابل بیشتر می گردد. با افزایش یافته و مقدار رطوبت بیشتر می گردد ، در این حالت با افزایش دما ظرفیت جریان دهی کابل کمتر شده ولی با افزایش رطوبت این مقدار بیشتر می گردد.
مقاومت مخصوص حرارتی خاک
وجود رطوبت اثر تعیین کننده ای در مقاومت مخصوص هر نوع خاک دارد ، برای هر منطقه این مقدار بایستی اندازه گیری شود ، در صورتی ه این عدد در دسترس نباشد طبق استاندارد IEC-287 مقادیر زیر پیشنهاد می شود.
از کابل های توزیع عموماً به طور دائم در بار کامل استفاده نمی شود ، لذا مسئله خشک شدن خاک زیاد مطرح نمی باشد ، در شرایطی که بتوان خاک را مرطوب فرض کرد مقدار مقاومت حرارتی خاک را می توان بین ۰٫۸-۱Km/W در نظر گرفت. در محل هایی که خاک همواره کاملاً مرطوب نمی باشد اما نوع آن مخلوطی از خاک رس و خاک باغچه باشد مقدار ۱٫۲Km/W رقم مناسبی می باشد. در صورتی که خاک از شن و ماسه تشکیل شده باشد ، بعد از خشک شدن مقداری هوا در فضای خالی شن و ماسه به وجود می آید. اگر این حالت در چند ماه از سال اتفاق بیفتد مقدار مقاومت حرارتی خاک را می توان بین ۲-۳Km/W با توجه به توضیحات زیر در نظر گرفت:
  • بازدید : 36 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

با تغيير ساختار جديدي كه در سالهاي اخير در سيستمهاي قدرت پديد آمده كه باعث ميشود ئاحدهاي توليدي توان الكتريكي هرچه بيشتري را از خطوط انتقال عبور دهند، انتظار مي رود شاهد فروپاشي ولتاژ گسترده تر و بيشتر سيستم هاي قدرت باشيم. براي مثال عبور توان بيش از حد يك خط انتقال باعث افت ولتاژ بيش از حد و كاهش ظرفيت انتقال توان الكتريكي به بخش مشخصي از سيستم قدرت گردد. (براي كمك كرده به واحدهاي توليدي در مواجهه و مقابله با اين مسئله شركت EPRI دست به تهيه اين متن زده است كه توضيح كامل و مناسبي است در مورد پايداري ولتاژ، تجزيه و تحليل، سنجش، جلوگيري و كاهش اثرات آن.
تعريف IEEE از پايداري ولتاژ عبارتست از توانايي يك سيستم قدرت در نگهداري ولتاژ دائمي در همه باسهاي سيستم بعد از بروز اغتشاش در شرايط مشخصي از بهره برداري. اغتشاش ممكن است خروج ناگهاني يكي از تجهيزات باشد يا افزايش تديريجي بار. هنگامي كه توان الكتريكي انتقالي به بار رو به افزايش است تا بتواند بار اضافه شده را تامين كند (بار ممكن است مكانيكي، حرارتي يا روشنايي باشد۹، و هر دو مؤلفه يعني توان و ولتاژ قابل كنترل بمانند، سيستم قدرت پايداري ولتاژي خواهد بودو اگر سيستم بتواند بار الكتريكي را منتقل كند و ولتاژ از دست برود سيستم تاپايدار ولتاژ است. فروپاشي ولتاژ هنگامي رخ يم دهد كه افزاييش بار باعث غيرقابل كنترل شدن ولتاژ در ناحيه مشخصي از سيستم قدرت گردد. بنابراين ناپايداري ولتاژ در طبيعت خود يك پديده ناحيه اي است، كه ميتواند بصورت فروپاشي ولتاژ كلي بدل گردد بدون هيچ پاسخ سريعي.
۳٫ موضوعات پايداري ولتاژ چه هستند؟
آگاهي در مورد مشخصات بار كه از شبكه هاي قدرت بزرگ قابل دسترسي هستند.
روشهاي كنترل ولتاژ  در ژنراتور ها، دستگاههاي كنترل توان راكتيو (مانند خازنهاي موازي، راكتورها) در شبكه.
توانايي شبكه در انتقال قدرت، به خصوص توان راكتيو، از نظر توليد به نقاط مصرف
هماهنگي بين رله هاي حفاظتي و ادوات كنترل سيستم قدرت.
۴-در هنگام برزو ناپايداري چه اتفاقاتي مي افتد؟
ناپايداري ولتاژ اغلب هنگامي رخ مي دهد كه بروز يك خطا ظرفيت سيستم انتقال يك شبكه قدرت را كاهش مي دهتد. پس از بروز اين خطا، به سرعت بار مصرفي بارهاي حساس به ولتاژ افت مي كند آنگونه كه ولتاژ افت كرد.
اين كاهش بارگيري بصورت موقتي باعث مي شود كه سيستم قدترت پايدار بماند. به هر حال با گذشت زمان توان مصرفي بارها افزايش خواهد يافت چرا كه بسياري از بارها بصورت دستي يا اتئماتيك كنترل ميشدند تا بتوانند نيازهاي فيزيكي ويژه و تعيين شده اي را برآورده كنند و همچنين نپ ترانسفورماتورهاي قدرت به گونه اي تغيير خواهند كرد تا بتوان ولتاژ مورد نياز را تامين نمود با اينكه ولتاژ در سمت ائليه ترانس ۰ولتاژ سيستم انتقال) مقدار مطلوب را نداشته باشد و از حد مطلوب پائينتر باشد. از هنگامي كه بار به مقدار اوليه خود (قبل از بروز خطا) دست يافت، ممكن است سيستم قدرت وارد مرحله ناپايداري ولتاژ گردد كه زمينه فروپاشي ولتاژ نيز هست. در خلال اين مرحله بهره برداران (Operators) سيستم قدرت ممكن است كنترل ولتاژ و پخش بار در شبكه را از دست بدهند.
ممكن است توان راكتيو خروجي ژنراتورهاي سيستم قدرت كاهش يابد تا از حرارت بيش از حد آنها جلوگيري به عمل آيد، اين كار باعث ميگردد ذخيره توان راكتيو سيستم قدرت كاهش يابد و از دست برود. از طرفي با كاهش يافتن ولتاژ موتورها از حركت باز مي مانند كه خود باعث مصرف توان راكتيو بسياري ميگردد كه نهايتاً اين امر فروپاشي كامل ولتاژ را در پي دارد.
۵-چه چيزهايي باعث بروز فروپاشي ولتاژ در شبكه ميگردند؟
از آنجايي كه واحدهاي توليدي در صددذ انتقال توان هرچه بيشتر از خطوط انتقال هستند، وقوع فروپاشي ولتاژ محتمل تر است، چرا كه توان راكتيو مصرفي خطهايي كه بيش از حد بارگيري شده اند بيشتر است.
تجهيزاتي كه بصورت پل به يكديگر متصل هستند و همچنين موتورهاي سرعت ثابت كه مقدار مشخصي توان مصرف رمي كنند – حتي در مواقعي كه ولتاژ كاهش مي يابد – مي توانند به طور موثري كاهش بار موقتي و طبيعي را كه به سرعت كاهش ولتاژ شبكه رخ داده و مي تواعث خروج در سيستم گردد را كاهش دهد. در پي انجام موارد فوق سيستم قدرت بص.رت ناپايدار درخواهد آمد (Whde Less Stable).
تغيير دهنده هاي تپ بار اثر ناپايدار كننده مشابهي دارند. براي جبران كاهش ولتاژ در اوليه سيستم، آنها با افزايش نسبت سعي در نگهداشتن ولتاژ ثانويه بصورت ثابت خواهد داتش. نتيجتاً ولتاژ در اوليه سيستم در قسمت ثانويه ظاهر نخواهد شد تا زماني كه LTC (Load Top Changer) به حد نهايي خود نرسد. علاوه بر موارد فوق عمل LTC سبب برزو افزايش توان راكتيو مصرفي در اوليه يم گردد، كه باعث ناپايداري ولتاژ اوليه سيستم ميگردد.
ادوات FACTS مانند SVCها و STAT COM ها مي توانند از ظرفيت انتقال توان را با تامين ولتاژ بصورت اكتيو افزايش دهند اما فقط براي يك نقطه. در انتهاي رنج كاري، يك تجهيز FACTS بطور ناگهاني توانايي خود را در كنترل از دست مي دهد و بصورت يك تجهيز ثابت عمل مي كند. توان راكتيو خروجي از يك خازن ثابت با كاهش ولتاژ نيز كم مي شود (معمولاً با توان دوم ولتاژ V2). بدذون كنترل ولتاژ راكتيو، ولتاژ خط پايدار باقي نمي ماند يا اينكه به نقطه اي كه فروپاشي ولتاژ در آن رخ مي دهد نزديكتر مي گردد نسبت به موقعي كه كنترل ولتاژ اكتيو صورت مي گرفت.
به عبارت ساده تر، يك فروپاشي ولتاژ هنگامي رخ يم دهد كه مقدار توان راكتيو قابل كنترل كافي وجود ندارد و در دسترس نيست تا بتوان توان راكتيو مورد نياز سيستم قدرت و مصرف كننده را تامين نمود. اگر اين نقصان در توان راكتيو به اندازه كافي بزرگ باشد، ولتاژ سيستم كاهش خواهد يافت تا سطحي كه برگشت به حالت اوليه غيرممكن گردد.
يك عامل محرك يا آغازگر مورد نياز است تا فروپاشي ولتاژ واقع گردد. براي مثال ممكن است يك خط انتقال كه نقش كليدي در شبكه ايفا مي كند ممكن است به علت برزو خطا از سرويس خارج گردد. از آنجايي كه خطوط باقي مانده سعي در انتقال و جبران توان اكتيو ئ راكتيو مورد نياز دارند، كمبود توان راكتيو بيشتر شده و ولتاژ سطح پايينتري را به خود اختصاص مي دهد. همچنان كه كمبود توان راكتيو افزايش يابد، كاهش سطح ولتاژ بيشتر شده و خطوط بيشتري شامل خطا ميشوند. در اين شرايط بروز فروپاشي ولتاژ ناحيه اي يا كلي امري طبيعي است.
۶٫ آيا انواع مختلفي از فروپاشي ولتاژ وجود دارد؟
– فروپاشي ولتاژ در درازمدت: اين نوع فروپاشي هنگامي رخ مي دهد كه ژنراتورها و توليد كننده هاي توان الكتريكي از منابع بار بسيار دور هستند و خطوط انتقال به ميزان زيايد بارگيري ميشدند و سيستم نمي تواند ولتاژ قابل قبول را در منابع بار ارايه دهد. هنگامي كه سيستم نمي تواند مقدار كافي توان راكتيو به منطقه بار انتقال دهد، براي مثال، وقتي با كاهش توليد با انتقال مواجه هستيم فروپاشي ولتاژ مي تواند حادث گردد. ممكن است بروز اين فروپاشي ولتاژ از چند دقيقه تا چند ساعت به طول بينجامد.
فروپاشي ولتاژ كلاسيك: اين مورد هنگامي رخ مي دهد كه در يك سيستم قدرت بهم پيوسته با توليد پراكند. يك خطا باعث جدا شدن سيستم گردد و سيستم قدرت داراي ذخيره توان راكتيو كافي نباشد تا بتواند نيازهاي سيستم و بار مصرف كنندگان را تامين كند. هر چقدر كمبود توان راكتيو بيشتر باشد كاهش ولتاژ نيز بيشتر خواهد بود. نهايتاً ولتاژ به نقطه اي مي رسد كه بازگشت به حالت اوليه امكان پذير نيم باشد و سيستم دچار فروپاشي ميگردد. اين واقعه مي تواند بين ۱ تا ۵ دقيقه بعد از بروز خطا رخ دهد.
فروپاشي ولتاژ گذرا: دو دسته فروپاشي در اين قسمت وجود دارد، اما هر دو كمتر از ۱۵ ثانيه بعد از بروز اغتشاش رخ مي دهند. فروپاشي ولتاژ سريع مي تواند توام با كاهش سنكرونيزم باشد يا اينكه فروپاشي هنگامي رخ يم دهد كه تعداد زيادي از موتورها با هم از كار بيفتند و بخواهيم همه را با هم دوباره به راه بياندازيم. اين مورد مي تواند منجر به مصرف توان راكتيو زيايد گردد و فروپاشي ولتاژ را در پي دارد.
۷٫ تفاوت فروپاشي ولتاژ ناپايداري حالت ماندگار كلاسيك در چيست؟
با توجه به آنچه كه تا اينجا گفته شد فروپاشي ولتاژ از كاهش يافتن دامنه بصورت ديناميكي نشأت مي گيرد، اما متغيرهاي ديگري از سيستم قدرت را نيز شامل ميگردد. براي مثال زواياي ماشين نيز در فروپاشي شامل هتسند. بنابراين تفاوت دقيقي نميتوان بين فروپاشي ولتاژ و اغتشاشات ناپايدار ساز زاويه يا كاهش پايداري حالت دائمي قايل شد، همچنين همه فروپاشي ها نسبت هاي مختلفي از پايداري ولتاژ و ناپايداري زاويه را در خود دارند. به خاطر داشته باشيد كه در بسياري از فروپاشي هاي ولتاژ ناهماهنگي بين توان اكتيو و زاويهتوان راكتيو و كاهش دامنه ولتاژ در شرايط بارگيري بي شاز حد برزو مي كند.
تفا.ت فروپاشي ولتاژ و ناپايداري كلاسيك حالت دائمي موارد مورد تاكيد زير است:
بحث پيرامون فروپاشيدگي ولتاژ شامل بار و دامنه ولتاژ ميشود در حالي كه بحث پيرامون ناپايداري كلاسيك حالت دائمي روي ژنراتورها و زاويه ها متمركز ميشود. همچنين فروپاشيدگي ولتاژ اغلب شامل ديناميك از نوع طولاني تري است و اثرات تغييرات پيوسته مانند افزايش بار بعلاوه اتفاقات گسسته مانند خروج يك خط مي باشد.
۸- نقش توان راكتيو در فروپاشي ولتاژ چيست؟
درست است كه فروپاشي ولتاژ يك ناپايداري است كه شامل بسياري از مولفه هاي سيستم قدرت و متغيرهاشان ميگردد اما بصورت نوعي با تامين نشدن توان راكتيو كه نتيجه موارد زير است مرتبط مي باشد.
محدوديت در امر توليد توان راكتيو ۰محدوديت هاي ژنراتور)
محدوديت در امر انتقال توان راكتيو (تلفات توان راكتيو با بارگيري بيشتر از خظ افزايش مي يابد) اگر بارگيري از خظ زياد شود مقدار زيادي از توان راكتيو ورودي خط كه بايد در بار مصرف گردد مورد مصرف توسط خط قرار مي گيرد براي اينكه تلفات اضافي خط را جبران كند و افت ولتاژ در طول خط نيز افزايش مي يابد.
افزايثش بار راكتيو. ميازن مصرف توان راكتيو با افزايش بار افزايش مي يابد، اگر موتورها از حركت بازايستند يا تغييري در تركيب بار بوجود ايد مانند گرما، رطوبت هوا كه توسط كمپرسورهاي دستگاههاي هواساز جبران شدند.
كاهش توان راكتيو شارژ خطوط انتقال با كاهش ولتاژ.
۹٫ آيا ممكن است بتوان ناپاداري ولتاژ را پيشگويي كرد؟
بلي. دو دسته نرم افزار كامپيوتري وجود دارد كه م تواند پايداري ولتاژ سيستمهاي قدذرت بزرگ را تجزيه و تحليل – و پيشگويي – كنند. پايه و اساس آنها بر پخش بار تكتيو و راكتيو حالت دائمي قرار دارد، دسته دوم نيز مبتني بر شبيه سازي تغييرات زماني (Time-variung simulation) هستند. علاوه بر موارد فوف روشهاي رياضي نيز وجود دارند كه شامل منحني هاي V-Q وP-V ، تحليل به روش modal و همچنين انديسهاي كارايي
(Performance indice) هستند.
– تحليل بوسيله پخش بار:
با اينكه پايداري ولتاژ امري ديناميكي است، تحليل پخش بار (حالت دائمي)، كه روشي ساده تر و داراي محاسبات كمتري نسبت بخ اتحليل متغير زماني است، بسيار ارزشمند است. تحليلي پخش بار مختص زماني است كه مقدار بسيار زيادي از بار بصورت غير موتوري است. اين روش در مطالعات وسيعي مورد استفاده قرار مي گيرد هنگامي كه محدوده هاي پايداري ولتاژ براي حالت هاي قبل و بعد از بروز خطا بايد تعيين گردند. همچنين اين روش بطور موفقيت آميزي در عيب يابي اتفاقات به وقوع پيوسته سيستم هاي قدرت واقعي بكار رفتهد است. در پي برزو يك خطا، يا در خلال افزايش بار، تحليل پخش بار تصوير لحظه اي از سيستم قدرت را شبيه سازي مي كند. اين روش تحليل براي بازه هاي زماني كه در ذيل آورده يم شود داراي معني خواهد بود:
۱۰ تا ۳۰ئ ثانيه بعد از وقوع خطا: سيستم بطور نسبي ساكن خواهد شد تا نوسانات از بين بروند. كنترل تغيير دهئنده هاي تپا زير بار، محدود كردن فوق تحريك و كنترل توليد خودكار آنچنان مهم نيستند. بارها نسبت به ولتاژ حساس هستند.
۲ تا ۵ دقيقه بعد از بروز خطا: ممكن است تغيير تپ زير بار تكميل شده باشد. رگولاسيون صورت گرفته توسط تپ صنچر در نزديكي بارها ترميم بارهاي حساس نسبت به ولتاژ را در پي دارد. جريان ميدان ژنراتورها ممكن است تا حداقل خود كاهش يابد. كنترل توليد خودكار (AGC: Automatic Generation Control) كامل مي شود اگر نامتعادلي بار زياد نباشد.
۵ دقيقه يا بيشتر بعد از بروز خطا: بار احيا شده كه اكنون از افت ولتاژ آسيب ديده توسط كنترل كننده هاي ترموستاتيك بازسازي ميشود. كنترل توليد خودكار، دوباره برنامه ريزي توليد و پخش بار اقتصادي و همچنين دستورالعمل راه اندازي مجدد بهره برداري نيز در اين مرحله بايد اجرا گردند.
– تحليل بوسيله متغيرهاي زماني:
برنامه هاي پايداري گذرا و همچنين برنامه هاي طويل المدت يات ميان مدت را مي توان براي تحليل متغير زماني بكار برد. كاربردهاي ممكن براي بكار بردن اين روش تحليل عبارتند از:
هماهنگ كردم زمتاني تجهيزات: هنگامي كه بازه هاي زماني با يكديگر همپوشاني دارند به عنوان مثال سيستم تحريك ژنراتور و كنترل گاورنر، طرح هاي حفاظتي پيچيده و مخصوص، SVCها، تغييرات بار ناشي از تغييرات فركانس و ولتاژ (مانند آنچه در مورد موتورهاي القايي و دستگاههاي تهويه مطبوع گفته شد) و همچنين لود شدينگ تحت ولتاژ كمتر.
شناختن و آشكارسازي هرچه بيشتر پديده و ممانعت از بكار بردن تجهيزات اضافي: مدل سازي دامه زماني تاكيد بيشتري بر تحليل هاي دقيقتر و مدل سازي دقيقتر دارد.
تاكيد بر كاهش تحليل هاي استاتيك با محاسبات پيچيده.
بهبود كيفيت شبيه سازي: به خصوص در نزديكي مرزهاي پايداري.
شبيه سازي وقايع ديناميكي سريع مرتبط با فازها و مراحل نهايي فروپاشي ولتاژ
تهيه و ارايه ميزان كارايي سيستم با به كار بردن نمودارهاي زماني كه ميزان پايداري ولتاژ را نشان مي دهند.
براي كسب بينش مضاعف نسبت به مكانيزم ناپايداري ولتاژ، مهندسان مي توانند تحليل مقادير وزني را در نقاط متعددي براي سنجش ميزان ناپايداري ولتاژ بكار ببرند. براي مثال مقادير ويژه يك سيستم خطي سازي شده مي توانند محاسبه شوند تا بتوانند تصاوير لحظه اي پس از فروشناندن حالت گذرا را نشان دهند.
مقايدر ويژه بريا نشان دادن دوباره تنزل كردن نرخ پادياري ولتاژ در هنگام تغيير تپ پيوسته نيز بكار مي روند و محاسبه مي شوند. (اين مورد براي سيستم هاي قدرت واقعي كاربرد آنچناني ندارند). به هر حال، تحليل مقادير ويژه يا هر نوع تحليل كه مربوط به سيستم هاي هطي سازي شده مي باشد مي تواند گاهي اوقات منجر به برزو خطا در مورد حس كردن مقدار ايمني گردد چرا كه آستانه هاي پايداري هميشه تحت تأثير عناصر غيرخطي هستند مانند ژنراتورها، ادوات FACTS يا تغيير دهنده هاي تپ زير بار كه مي توانند به نهايت مقدار عملياتي خود برسند. علت اين امر اين است كه تحليل مقادير ويژه يا هر نوع تحليل رمبوط به سيستمهاي خطي سازي شده فقط هنگامي مي تواند مورد استفاده قرار بگيرد كه شرايط سيستم حول يك نقطه كار ثابت تغيير مي كند و تحت تغييرات و اغتشاشات كوچكي قرار دارد و مي توان معادلاتا سيستم هاي غير خطي را در حول آنها خطي سازي نمود. ناآگاهي نسبت به هناصر غيرخطي ديناميكي سيستم، مخصوصاً در حوالي فروپاشيدگي ولتاژ مي تواند منجر به نتايج غلط و تصميم گيري هيا اشتباه شود.
– به كار بردن منحني هاي P-V و V-Q
منحني هاي V-Q كه اسان ترين ابزار براي تحليل پايداري ولتاژ هستند جبه مهندسان اجازه مي دهند تا مقاومت سيستم را با اضافه كردن بار راكتيو بسنجند. براي مثال منحني V-Q در شكل ۱ نشان مي دهد كه يك بانك خازني شنت (موازي با شبكه) ولتاژ سيستم را افزايش مي دهد و آستانه توان راكتيو را افزايش مي دهد.
نحوه عملكرد در سطور زير مشخص شده است:
* يك كندانسور سنكرون مجازي در يك باس مورد آزمايش تصور كنيد. باس مورد آزمايش بصورت يك باس از نوع PV درخواهد آمد بدون هيچ محدوديتي براي توان راكتيو.
* ولتاژهاي مختلفي را براي آن  درنظر بگيريد.
* نمودار مقدار توان راكتيو را نسبت به ولتاژ رسم كنيد.
* نمودار هاي V-Q را براي شرايط قبل و بعد از اغتشاش رسم كنيد همچنين براي مقادير مختلفي از بارهاي مدل سازي شده
نكته: دامنه ولتاژ معني دار مابين ۹/۰ تا ۱/۱ پريونيت مي باشد. استفاده از منحني هاي V-Q براي بررسي مشكلات بزرگ سيستم كاربرد آنچناني ندارد.
منحني هاي V-Q راه خوبي براي اينكه بتوان تعيين كرد كه ايا ولتاژ تحت بار مشخصي پايدار خواهد بود يا خير؟
منحني هاي P-V به عنوان انتخابي ديگر در تحليل پايداري ولتاژ در سطوح مختلف بارگذاري موثر خواهند بود.
همچنين معادلات سيستم پيچيده تر خواهد شد و سخت تر حل مي شوند. هنگامي كه قدرت قابل انتقال به حداكثر خود مي رسد بنابراين، براي يك شبكه بزرگ تحليل P-V در نزديكي محدوديت تا حدي مبهم و پيچيده است. (آاي ممكن است سيستم منجر به خطا شود در حل مسئله به علت محدوديت هيا انتقال كه به حد آنها رسديه ايم و حال هيچ راه حلي نداريم و اينكه آيا ممكن است به جواب نرسيم و علت اينكه الگوريتم انتخابي خوب عمل نمي كند؟ در جواب بايد يگوييم كه بستگي دارد به يك راه حل با الگوريتم غير همگرا مي تواند يك سيستم ناپايدار را به درستي نشان دهيد يا خود الگوريتم شكل داشته باشد).
پايداري ولتاژ مي تواند در هر نقطه اي از منحني P-V يك سيستم خطي سازي شده يا بوسيله تحليل حساسيت يا تحليل به زوش مدال در حالت دائمي سنجيده شود. سه منحني نشان داده شده در شكل ۲ مربوط هستند به ۳ ضريب قدرت بار در نقطه دريافت بار و ضريب قدرت ۹/۰ پس فاز حالت طبيعي و نرمال سيستم را نشان مي دهد. منحتي مربوط به ضريب قدرت واحد (۰ و ۱) نتيجه اتصال بانك خازني نسبت به نقطه پاياني خط (محل بار) است كه توان راكتيو مورد نياز بار را تامين مي كند، اين توان راكتيو با افزايش توان راكتيو درخواستي بار تا حد مجاز آن افزايش مي يابد. ضريب قدرت ۹/۰ پيش فاز اضافه كردن اتصال بانك خازني ديگري به نقطه اتصال بار است. به اين نكته دقت كنيد كه براي هر منحني در سطح ولتاژ وجود دارد به ازاي دو مقدار توان. بريا سيستم قدرت نرمال در حال طبيعي كنترل بار و كنترل ولتاژ نقطه كار بالاتر به عنوان نقطه كار پايدار و نقطه كار تحتاني به عنوان نقطه كار ناپايدار تلقي مي گردد.
– انديس هاي كارايي
انديس هاي كارايي كه مي توانند به عنوان پارامترهاي تغيير يافته سيتسم مونيتور شوند بسيار مفيد هستند. براي اينكه تعيين كنيم سيستم چقدر به تاپايداري نزديك شده است. اين انديسها عبارتند از:


* ضريب حساسيت:
ابزار شناخته دشه براي مهندسان توليد در جهت آشكارسازي مسئله پادياري ولتاژ و اندازه گيري صحيح تجهيزات. اين ضرايب براي اولين بار در پيشگويي مسئله كنترل ولتاژ منحني هاي Q-V ژنراتورها مورد استفاده قرار گرتفند كه شامل نشانگر نزديكي به نقطه فروپاشيدگي ولتاژ نيز ميشدند (Voltage Collapse Proximity Indicator: VCPI) و همينطور ضريب حساسيت ولتاژ  (Voltage Sensivity Factor:VFS).
* مقادير منفرد ويژه: مقادير مينيمم منفرد و مينيمم مقادير ويژه نشانگرهيا حساس تري هستند. 
بريا فروپاشيدگي ولتاژ تا ولتاژهاي باس. انديس ها را مي توان براي تعيين اندازه گام مگاوات يا مگاوار بعدي در محاسبات پخش بار براي تعيين منحني هاي P.V تحليل هاي مربوط به آنها بكار برد.
– آستانه هاي بارگذاري
مقدار بار اضافه شده (در الگوي مشخصي از اضافه بار) كه مي تواند منجر به فروپاشيدگي ولتاژ گردد آستانه بارگذاري پايه اي تري و گسترده ترين انديس براي فروپاسيدگي ولتاژ است. مهندسان انتخاب هاي متعددي در مشخص كردن آستانه بارگذاري دارند. تغيير در بارگذاري مكي تواند توسط حاصلجمع مقادير مطلبق تغييرات توان بار يا با استفاده ازمجذور حاضل جمع مربعات تغييرات توان بار تعيين گردد.
همچنين اين امر ممكن است كه بتوان از آستانه بارگذاري براي اندازه گيري مقدار توان انتقالي بين دو ناحيه استفاده كرد. در هنگامي كه ظرفيبت انتقال بين آن دو ناحيه مورد مطالعه قرلر مي گيرد.
همواره اينگونه در نظر گرفته مي شود كه بارها داراي ضريب قدرت ثابتي باشند. در چنين حالتي اندازه گيري تغيير در بارگذاري تغيير توان حقيقي ميسر خواهد بود. مزيت ديگر بارهاي با ضريب قدرت ثابت اندازه گيري تغييرات بارگذاري آ”نهاست كه با حاصلجمع مقادير جمطلق تغييرات توان بار حاصل مي گردد.
– آستانه توان راكتيو:
فروپاشي ولتاژها هنگامي كه محدوديت هاي جاري توان راكتيو حاصل نشود رخ نمي دهد بخصوص در منابع راكتيو بزرگ. پس با آشكارسازي توان راكتيو انتقال داده شده و رزروهاي مرتبط با آن در يك سيستم قدرت، بهره برداران مي توانند ميزان نزديك شدن به فروپاشيدگي ولتاژ را تعيين كنند (تخمين بزنند) و اقلام اصلاحي مورد نياز را بكار برند كه عباراتند از لود شرينگ، به خصوص بريا نواحي مه نياز به اضافه توان راكتيو دارند. آستانه هايد توان راكتيو استفاده مي شدند برايذ سنجش ميزان مشكلات ناپايداري ولتاژ گروه هايي از باس بارها در سيستم قدرت اين محدوده ها بر پايه اختلاف بين منابع توليد توان راكتيو (ژنراتورها، SVCها، و كندانسورهاي سنكرون) و مصرف كننده هاي توان راكتيو (انواع بارها و خطوط انتقال) در هر باس از يك گروه يا ناحيه كنترل ولتاژ قرار دارند.
  • بازدید : 38 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۲۱صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

بحث نوسانات ولتاژو تاثييرات موقتي آن روي سيستم برق شايد در ابتدا به علت موقتي بودن اين اثرات از اهميت زيادي برخوردار نباشد ولي با دقت در اين موضوع كه اين نوسانات با عبور از روي شبكه برق و گذر كردن از روي تجهيزات و وسايل حساس برقي و با توجه به دامنه بالاي اين اثر مي تواند صدمات جبران ناپذيري به تجهيزات وارد كرده و باعث مي گردد اهميت اين موضوع دو صد چندان گردد و حتي مي تواند باعث ناپايداري خط عبوري انرژي گشته و صدمات جبران ناپذيري ايجاد كند . 
بنابراين بحث در مورد عوامل ايجاد كننده و تاثير گذار بر اين موضوع ايجاد راهكاري مناسب براي كم كردن اثرات نامطلوب اين موضوع و حدالامكان حذف كردن آن مي تواند كمك قابل توجهي به صنعت انتقال و توزيع برق داشته باشد و كمك شاياني به پايداري هر چه بيشتر سيستم انتقال نمايد. اما اكنون بايد ببينيم چه عواملي ايجاد كننده ي اين اثر نامطلوب مي تواند باشد اگر از خود بارهاي الكتريكي بحث را شروع كنيم مي بينيم كه بارها نيز مي تواند به عنوان يك عامل تاثير گذار در اين موضوع باشند بارهايي نظير كوره هاي الكتريكي موتورهاي الكتريكي و دستگاههاي جوش سهم به سزاييدر اين مطلب دارند و پديده هايي نظير flicker ولتاژ نيز مسئله با اهميتي است كه در جاي خود به بررسي آنها مي پردازيم . 
در ابتداي تبديل شدن اختراع برق بعنوان يك صنعت همه گير از آن بيشتر براي مصارف خانگي استفاده مي گردد كه اين مسائل از اهميت چندان زيادي برخوردار نبود ليكن با استفاده روز از فزون اين پديده جديد انرژي در صنعت اين مسائل اهميت خود را بخوبي نشان داد . 
البته بايد توجه داشت اين موضوع با افت ولتاژ دائمي در طول يك خط انتقال برق كاملا متفاوت مي باشد . 
۱- نوسانات ناشي از راه اندازي تجهيزات خاص در كارخانجات كه در هنگام شروع كار احتياج به مصرف بالايي دارند . 
۲- يكي ديگر از مسائل با اهميت كه باعث بوجود آمدن بحث پيچيده و با اهميت حفاظت در شبك هاي مختلف مي گردد بحث تغييرات ولتاژ ناشي از خطاهاي گذرا در شبكه . 
۱-۱ نوسانات ولتاژ ناشي از بارهاي مختلف : 
مي توان علت ايجاد اين نوسانات را اينگونه بررسي نمود كه با وارد شدن انواع بارهاي الكتريكي به شبكه با كشيدن جريان به سمت خويش باعث تغيير يكباره ميزان انرژي داخل شبكه برق مي گردد كه با افت ولتاژ ناگهاني در شبكه روبرو خواهيم بود كه البته در مورد بارهاي كوچك مي توان با استفاده از رگولاتورها اين مسئله را حل نمود ليكن در مورد بارهاي بزرگتر مانند كوره هاي القايي و موتورهاي جوش بزرگ اين راه نمي تواند براي نوسانات ناگهاني در ولتاژ خط كار موثري انجام دهد و باعث نوسانات ناگهاني در ولتاژ خط گردد . 
اما محدوده مجاز اين نوسانات براي بارهاي مختلف ؟ 
براي بررسي آن ابتدا مفهمومي تحت عنوان flicker ولتاژ را بررسي مي نماييم . 
هر عاملي كه باعث تغيير دامنه ولتاژ حتي در زمان خيلي كم گردد مي توند عاملي براي ايجاد flicker ولتاژ باشد مانند سوييچ كردن بارهاي مختلف چون جريان هجومي در لحظه راه اندازي از جريان حالت دايمي بيشتر مي باشد بعنوان مثال راه اندازي موتورها يكي از منابع اصلي و معمولي ايجاد فليكر مي باشد هم چنين بارهايي كه بصورت متناوب كار مي كنند و مانند دستگاههاي جوش قوسي يا نقطه اي و همچنين سوييچ كردن  ادوات تصحيح ضريب قدرت مانند انواع بانك هاي خازني. 
روشهاي جبران و تصحيح فليكر : 
در اين مورد بايد به چند نكته توجه داشت كه بارهاي متصل به شبكه هاي ضعيف در مقابل بارهاي متصل به شبكه هاي بهم پيوسته (stiff net work)  داراي نوسانات بيشتري خواهد بود . 
در مورد راه اندازي  موتوري مي توان با استفاده از راه اندازها اين مسئله را كاهش داد . 
در مورد بانك هاي خازني اگر همراه با بار سوييچ گردند هم مي توانند اثر نامطلوب وارد شدن خود آنها را كاهش داد بلكه مي توان اثرات مخرب بارها را نيز كاهش داد . 
بررسي اثرات TOV  بر يك شبكه نمونه : 
هنگام بي بار بودن شبكه قدرت براي يك مدت طولاني اضافه ولتاژ خطوط متصل به ژنراتور ها  مي تواند به يك TOV خطرناك منجر  گردد و حتي مي توند باعث ناپايداري آن قسمت از شبكه  گردد و به تجهيزات آن قسمت صدمه وارد مي كند بعنوان يك راه مقابله با آن اين است كه مطمئن باشيم در هنگام ولتاژ فرمان trip توسط دستگاههاي حفاظتي داده مي گردد و خط جدا مي گردد و هنگامي recloser بسته مي گردند كه اضافه ولتاژ از بين رفته باشد و نوسانات ولتاژ از بين رفته است . 
براي تعيين مدت زمان قابل تحمل براي تجهيزات كه منجر به از بين نرفتن عايق آنها مي باشد به ۳ دسته تقسيم مي گردد : 
۱- ولتاژ بيش از pu 1/6                  ms125
 2- ولتاژ بيش از pu 1/4                    ms 250
     3- ولتاژ بيش از pu 1/25                 sec1 
بر اساس اين آزمايش ها نتايج تاثير اضافه ولتاژ در ۲ پست بدست آمده است : 
 
اين اضافه ولتاژ ها ناشي از وصل كردن بانك خازني يا خطا (بعد از رفع كردن ان ) يعني براي خطا بعد از ۶ سيكل و براي بانك خازني بعد از ۴ سيكل از بين ميرود و احتياج به هيچ وسيله ي حفاظتي نمي باشد . 
اضافه ولتاژهاي ناشي از كليد زني : 
اضافه ولتاژهاي ناشي از كليد زني اكثر در خطوط uhv , EHV   مطرح مي گردد تا در طراحي سطح عايقي خطوط هوايي و كابل هاي زميني مورد توجه قرار گيرد اضافه ولتاژ ناشي از كليد زني در كابل هاي  KV63  , KV 20  قابل توجه مي باشد و علت آن هم عدم خود  ترميمي كابل هاي زميني مي باشد اما اين خود ترميمي چه مي باشد . 
اگر به يك خط هوايي دقت گردد ديده مي شود با آمده اضافه ولتاژ بر روي خط هواي اطراف خط يونيزه شده و برقگير ها عمل كرده و اين اضافه ولتاژ را DAMP مي كنند و تا آمدن اضافه ولتاژ بعدي اين هواي يونيزه شده جابجا مي گردد و ديگر نمي تواند مشكل ساز گردد اما  اين موضوع در مورد كابل هاي زميني متفاوت مي باشد چون در آنها اين اضافه ولتاژ ها نمي توانند damp گرداند و اگر كابل مورد اصابت نتواند اين اضافه ولتاژ لحظه اي را تحمل نمايد آن كابل را از دست خواهيم داد .
اين موضوع در مورد كابل هاي زميني كه مابين دو قسمت خط هوايي قرار مي گردد به شدت تاثير گذار مي باشد و اين موضوع با توجه به تعداد خاموشي هايي كه بعضي مواقع مواجه هستيم داراي اهميت فوق العاده بالايي مي باشد 
اگر سيستم مورد تغذيه مانند شكل زير باشد با اطلاعات موجود 
  • بازدید : 33 views
  • بدون نظر
این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده وشامل موارد زیر است:

نوسان ولتاژ يكي از عمده‌ترين مسائل مطرح در زمينة «كيفيت توان» مي‌باشد كه تأثير آن بر لامپ‌هاي روشنايي باعث ايجاد پديده‌اي موسوم به فيلكر مي‌گردد. اين پديده يك احساس فردي از كم و زياد شدن ميزان روشنايي است. از اثرات مضر اين پديده مي‌توان به آزردگي چشم و ايجاد اغتشاش در كاركرد تجهيزات الكتريكي اشاره كرد. قسمت اول اين پروژه به تشريح پديدة فيلكر و مفاهيم كليدي مربوط به اندازه‌گيري و ارزيابي شدت آن مي‌پردازد. در انتها، معيارها و استانداردهاي جديد مرتبط با موضوع فيلكر مرور خواهد شد.
معيار «كيفيت توان» متأثر از انواع گوناگوني از اغتشاش مي‌باشد كه از آن ميان مي‌توان به دو مورد عمده‌تر هارمونيك‌ها و نوسانات ولتاژ اشاره كرد
كاركرد بعضي از بارهاي غيرخطي مثل مبدل‌ها، كوره‌هاي القايي و منابع تغذيه با توليد هارمونيك‌ها باعث مي‌گردند كه علاوه بر شكل موج مؤلفة اصلي (مؤلفة ۵۰ يا ۶۰ هرتز)، مؤلفه‌هاي ديگري اما با فركانس‌هايي بيش از فركانس مؤلفة اصلي ظاهر شوند. راه‌اندازي موتورهاي بزرگ يا كاركرد انواع ديگري از بارها نظير دستگاه‌هاي جوش و كوره‌هاي قوس الكتريكي با تغييراتي كه در مقدار مؤثر ولتاژ ايجاد مي‌كنند و به آن اصطلاحاً «فيلكر ولتاژ» اطلاق مي‌گردد، به گونة ديگري نيز مي‌توانند باعث ايجاد اعوجاج شوند. براي توضيح اين مطلب مي‌توان قطع و وصل متناوب يك موتور را در نظر گرفت كه باعث مي‌گردد شكل موج ولتاژ تغذيه، شبيه آنچه در شكل (۲) نمايش داده شده، گردد.
) شكل موج سينوسي فيلكر
همان‌گونه در شكل (۲) مشاهده مي‌شود، تأثير راه‌اندازي موتور به گونه‌اي است كه گويي شكل موج اصلي توسط يك شكل موج جديد مدوله شده است. اين شكل موج مدوله‌كننده، اصطلاحاً شكل موج فيلكر خوانده مي‌شود كه داراي فركانسي كوچكتر از فركانس مؤلفة اصلي مي‌باشد. بديهي است راه‌اندازي منظم يك موتور الكتريكي باعث مي‌شود كه شكل موج فيلكر شبيه آنچه در شكل (۲) نشان داده شده سينوسي محض باشد و راه‌اندازي نامنظم يك موتور الكتريكي، شروع به كار يك دستگاه جوش و يا فعاليت بارهاي نامنظم و كاملاً غيرقابل پيش‌بيني مثل كوره‌هاي قوس الكتريكي، باعث مي‌گردد كه شكل موج فيلكر مطابق شكل‌هاي (۳) و (۴) غيرسينوسي و يا حتي نامتناوب شود. در هر صورت مؤلفه‌هاي فركانسي موجود در شكل موج فيلكر كوچكتر از فركانس مؤلفة اصلي خواهد بود (معمولاً‌ كمتر از ۳۰ هرتز).
از اثرات مضر نوسانات ولتاژ ايجاد شده در حالت‌هاي گذرا كه يا عمدتاً بر اثر راه‌اندازي تجهيزات خاص موجود در كارخانجات و كارگاهها به‌وجود مي‌آيند و يا بر اثر اشكالات و خطاهاي گذرا در شبكه، كم و زياد شدن يا سوسو زدن نور لامپ‌هاي روشنايي مي‌باشد. اين پديده «فيلكر» نام گرفته است و گر چه يك پديدة فيزيولوژيكي ناشي از نوسانات ولتاژ مي‌باشد و اساساً مفاهيم فيلكر و نوسان ولتاژ طبيعت يكساني ندارند اما در بعضي از موارد براي انتقال آسانتر مطلب، اين دو مفهوم معادل هم به كار مي‌روند. فيلكر يك احساس فردي از كم و زياد شدن ميزان روشنايي است و ممكن است از فردي به فرد ديگر تغيير كند، به اين معني كه يك فيلكر ولتاژ مشخص، ممكن است در نظر تمامي افراد، آزاردهنده و يا برعكس، غيرقابل درك تشخيص داده نشود. درك افراد از اين پديده، به دامنه و فركانس نوسانات ولتاژ، نوع لامپ‌هاي مورد استفاده، ميزان روشنايي مورد نياز و تجربة شخصي فيلكر بستگي دارد.
اهميت توجه به پديدة فيلكر از دو جنبه آشكار مي‌شود. جنبة اول آنكه مقادير غيرمجاز آن باعث آزردگي چشم مي‌شود و موجبات نارضايتي مشتركين را فراهم مي‌كند و جنبة دوم آنكه به طور كلي كيفيت ولتاژ شبكه را كاهش داده و بارهاي حساس از قبيل كامپيوترها و ديگر تجهيزات الكترونيكي را تحت تأثير خود قرار مي‌دهد. در واقع، محتواي طيفي اين نوع اعوجاج مي‌تواند كاركرد بارهايي را كه به فركانس حساس هستند و در نزديكي بارهاي مولد اعوجاج قرار دارند با مشكل مواجه كند.
ارزيابي فيلكر
بر اساس روش‌هاي قديمي، ارزيابي فيلكر مستلزم در اختيار داشتن دو پارامتر عمده مي‌باشد. پارامتر اول، درصد نوسان ولتاژ يا درصد فيلكر ولتاژ   و پارامتر دوم، فركانس يا فركانس هاي وقوع نوسانات ولتاژ مي‌باشد. اين دو پارامتر را يا از طريق اندازه‌گيري و يا بر اساس اطلاعاتي كه از مشخصات بار و وضعيت كاركرد آن در دسترس هست، مي‌توان به دست آورد. با در اختيار داشتن اين دو پارامتر، مي‌توان به منحني‌هاي مشخصة حساسيت فيلكر مراجعه كرد و دربارة ميزان قابل احساس بودن يا آزاردهنده بودن فيلكر ايجاد شده قضاوت نمود. در شكل (۵) نمونه‌اي از اين منحني‌ها كه در سال ۱۹۳۴ ميلادي توسط شركت جنرال الكتريك تهيه شده، مشاهده مي‌شود
در قسمت بالاي اين منحني، بعضي از بارهاي نمونه‌اي كه در محدودة تعيين شده، معمولاً باعث ايجاد فيلكر مي‌گردند، مشخص شده‌اند. همانطور كه از شكل پيداست، صرفنظر از نوع بار، به ازاي تعداد مشخصي نوسان ولتاژ در مدت زمان مشخص و يا به عبارت ديگر در يك فركانس نوسانات مشخص، اگر درصد نوسانات ولتاژ از يك حد كمتر باشد، فيلكر اصلاً تشخيص داده نمي‌شود، در يك محدودة خاص تشخيص داده شده ولي آزاردهنده نيست و اگر از يك حدي بيشتر گردد، آزاردهنده خواهد بود. از طرف ديگر، به ازاي يك مقدار مشخص از درصد نوسانات ولتاژ،‌ با تغيير فركانس نوسانات، فيلكر مي‌تواند غيرقابل احساس، قابل احساس و يا آزاردهنده شود. اين منحني همچنين نشان مي‌دهد كه اگر فركانس نوسانات ولتاژ در حدود ۸ هرتز باشد، به كمترين مقدار درصد نوسان ولتاژ، فيلكر قابل احساس يا آزاردهنده مي‌شود.
درصد نوسان ولتاژ كه در بعضي موارد از آن به‌عنوان دامنه يا سطح فيلكر ياد مي‌شود، به طور كلي به صورت نسبت تغيير مقدار مؤثر ولتاژ (مقدار مؤثر شكل موج مدوله‌كننده) به ميانگين مقدار «ولتاژ مؤثر» تعريف مي‌شود. فرض مي‌شود در يك فاصلة زماني مشخص، به دليل كاركرد يك بار خاص، مثلاً راه‌اندازي متناوب يك موتور، يك فيلكر دوره‌اي (سينوسي) شبيه آنچه در شكل (۲) نشان داده شده توليد شود.
  • بازدید : 41 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۰صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

وقتی که دیودی در بایاس معکوس قرار می‌گیرد، با افزایش ولتاژ معکوس لایه تهی تقریبا فاقد حاملهای بار الکتریکی است، شبیه به یک عایق یا دی‌الکتریک عمل می‌کند. از سوی دیگر نواحی n و p شبیه به رسانای خوب عمل می‌کنند. با یک تجسم ساده می‌توان نواحی p و n را در دو طرف لایه تهی مانند یک خازن تخت موازی در نظر گرفت. از این جهت ظرفیت این خازن تخت موازی را ظرفیت خازن انتقال یا ظرفیت لایه تهی گویند. ظرفیت خازن انتقال (Ct) هر دیود با افزایش ولتاژ معکوس کاهش می‌یابد. دیودهای سیلسیوم که برای این اثر ظرفیتی طراحی و بهینه شده‌اند، دیود با ظرفیت متغیر یا ورکتور نام دارند. 
ساخت دیود متغیر 
در دیود متغیر ، رابطه ظرفیت دیود با پتانسیل گرایش معکوس به صورت است، که اگر پیوند خطی باشد، است. ولی اگر پیوند تیز باشد، است. پس حساسیت ولتاژ برای یک پیوند تیز بیشتر از پیوند شیبدار خطی است. به این دلیل ورکتور غالبا با روشهای آلیاژی یا رشد رونشستی و یا کاشت یونی ساخته می‌شوند.
مشخصات لایه رونشستی و ناخالصی بستر را می‌توان طوری انتخاب کرد که پیوندهای با نمای n بزرگتر از بدست آید. چنین پیوندهایی فوق تیز نامیده می‌شوند. ورکتور موازی با یک القاگر تشکیل یک مدار تشدید می‌دهد. با تغییر ولتاژ معکوس ورکتور می‌توانیم فرکانس تشدید را تغییر بدهیم. این کنترل الکترونیکی فرکانس تشدید در موارد مختلف مدارهای الکترونیکی کاربرد فراوان دارد. 
کاربرد دیود متغیر 
دیود متغیر یا ورکتور به شکل متداولتری برای بهره‌گیری ویژگی‌های ولتاژ متغیر ظرفیت بکار می‌رود. مثلا یک ورکتور با مجموعه‌ای از ورکتورها را می‌توان در طبقه تنظیم ، که گیرنده رادیویی به جای خازن حجیم صفحه متغیر ظرفیت مورد استفاده قرار داد. در این صورت اندازه مدار می‌تواند بسیار کوچک شده قابلیت اطمینان آن بهتر شود. از دیگر کاربردهای ورکتورها می‌توان به تولید رمونی‌ها ، ضرب فرکانس‌های مایکرویو ، فیلتر‌های فعال اشاره کرد. 
دیود پیوندی 
از پیوند دو نوع نیم رسانای n و p یک قطعه الکترونیکی به نام دیود بوجود می‌آید که در انواع مختلفی در سیستمهای مخابرات نوری ، نمایشگرهای دیجیتالی ، باتری‌های خورشیدی و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. 
دید کلی 
دیود یک قطعه ‌الکترونیکی است که ‌از به هم چسباندن دو نوع ماده n و p (هر دو از یک جنس ، سیلیسیم یا ژرمانیم) ساخته می‌شود. چون دیود یک قطعه دو پایانه ‌است، اعمال ولتاژ در دو سر پایانه‌هایش سه حالت را پیش می‌آورد.
دیود بی بایاس یا بدون تغذیه که ولتاژ دو سر دیود برابر صفر است و جریان خالص بار در هر جهت برابر صفر است.
بایاس مستقیم یا تغذیه مستقیم که ولتاژ دو سر دیود بزرگتر از صفر است که ‌الکترونها را در ماده n و حفره‌ها را در ماده p تحت فشار قرار می‌دهد تا یونهای مرزی با یکدیگر ترکیب شده و عرض ناحیه تهی کاهش یابد. (گرایش مستقیم دیود)
تغذیه یا بایاس معکوس که ولتاژ دو سر دیود کوچکتر از صفر است، یعنی ولتاژ به دو سر دیود طوری وصل می‌شود که قطب مثبت آن به ماده n و قطب منفی آن به ماده p وصل گردد و به علت کشیده شدن یونها به کناره عرض ناحیه تهی افزایش می‌یابد (گرایش معکوس دیود).
مشخصه دیود در گرایش مستقیم 
فرض کنید توسط مداری بتوانیم ولتاژ دو سر یک دیود را تغییر دهیم و توسط ولتمتر و آمپرمتر ولتاژ و جریان دیود را در هر لحظه اندازه گیری کرده ،بر روی محورهای مختصات رسم نماییم.جریان I در جهتی است که دیود قادر به عبور آن است .به همین علت اصطلاحاَ گفته می شود دیود در گرایش مستقیم یا بایاس مستقیم است . در هر حال اگر توسط پتانسیومتر ولتاژ دو سر دیود را از صفر افزایش دهیم ،مشاهده می شود تا ولتاژ به خصوصی ، جریان قابل ملاحظه ای از دیود عبور نمی کند.به این ولتاژ زانو می گویند ،این ولتاژبرای دیودهای از جنس ژرمانیم ۲/۰ ولت و برای دیودهای سیلیسیم ۷/۰ ولت است .تا ولتاژ زانو اگرچه دیود در جهت مستقیم است ، اما هنوز دیود روشن نشده است .از این ولتاژ به بعد ، به طور ناگهان جریان در مدار افزایش یافته و هرچه ولتاژ دیود را افزایش دهیم ، جریان دیود افزایش می یابد . 
مشخصه دیود در گرایش معکوس 
هرگاه جهت دیود را تغییر داده یعنی برعکس حالت گرایش مستقیم ، در جهت بایاس معکوس جریان مدار خیلی کم بوده و همچنین با افزایش ولتاژ معکوس دو سر دیود جریان چندان تغییر نمی کند به همین علت به آن جریان اشباع دیود گویند که این جریان حاصل حاملهای اقلیت می باشد . حدود مقدار این جریان برای دیودهای سیلیسیم ،نانو آمپر و برای دیودهای ژرمانیم حدود میکرو آمپر است. ارگ ولتاژ معکوس دیود را همچنان افزایش دهیم به ازاء ولتاژی ، جریان دیود به شدت افزایش می یابد . ولتاژ مزبور را ولتاژ شکست دیود می نامند و آنرا با VB نشان می دهند . دیودهای معمولی ،اگر در ناحیه شکست وارد شوند از بین می روند .(اصطلاحاَ می سوزند). 
بنابر این ولتاژ شکست دیود یکی از مقادیر مجاز دیود است که توسط سازنده معین می گردد و استفاده کننده از دیود باید دقت نماید تا ولتاژ معکوس دیود به این مقدار نرسد. 
البته در حالت مستقیم نیز جریان دیود اگر از حدی تجاوز نماید به علت محدودیت توان دیودباعث از بین رفتن دیود می گردد.این مقدار نیز یکی از مقادیر مجاز دیود است و به آن جریان مجاز دیود گفته می شود و توسط سازنده دیود معین می گردد. 
ديود زنر
ديود زنر:
ديود هاي زنر يا شكست ، ديود هاي نيمه هادي با پيوند p-n هستند كه در ناحيه باياس معكوس كار كرده و داراي كاربردهاي زيادي در الكترونيك ، مخصوصآ به عنوان ولتاژ مبنا و يا تثبيت كننده ي ولتاژ دارند.
هنگاميكه پتانسيل الكتريكي دو سر ديود را در جهت معكوس افزايش دهيم در ولتاژ خاصي پديده شكست اتفاق مي افتد، بد ين معني كه با افزايش بيشتر ولتاژ ، جريان بطور سريع و ناگهاني افزايش خواهد داشت. ديود هاي زنر يا شكست ديود هايي هستند كه در اين ناحيه يعني ناحيه شكست كار ميكنند و ظرفيت حرارتي آنها طوري است كه قادر به تحمل محدود جريانمعيني در حالت شكست مي باشند، براي توجيه فيزيكي پديده شكست دو نوع مكانيسم وجود دارد.
مكانيسم اول در ولتاژهاي كمتر از ۶ ولت براي ديودهايي كه غلظت حامل ها در آن زياد است اتفاق مي افتد و به پديده شكست زنر مشهور است. در اين نوع ديود ها به علت زياد بودن غلظت ناخالصي ها در دو قسمت p و n ، عرض منطقه ي بار فضاي پيوند باريك بوده و در نتيجه با قرار دادن يك اختلاف پتانسيل v بر روي ديود (پتانسيل معكوس) ، ميدان الكتريكي زيادي در منطقه ي پيوند ايجاد مي شود.
با افزايش پتانسيل v به حدي مي رسيمكه نيروي حاصل از ميدان الكتريكي ، يكي از پيوند هاي كووالانسي را مي شكند. با افزايش بيشتر پتانسيل دو سر ديود از انجايي كه انرژي يا نيروهاي پيوند كووالانسي باند ظرفيت در كريستال نيمه هادي تقريبأ مساوي صفر است ، پتانسيل تغيير چنداني نكرده ، بلكه تعداد بيشتري از پيوندهاي ظرفيتي شكسته شده و جريان ديود افزايش مي يابد.
آزمايش نشان ميدهد كه ضريب حرارتي ولتاژ شكست براي اين نوع ديود منفي است ، يعني با افزايش درجه حرارت ولتاژ شكست كاهش مي يا بد. بنابر اين ديود با ولتاژ كمتري به حالت شكست مي رود (انرژي باند غدغن براي سيليكن و ژرمانيم در درجه حرارت صفر مطلق بترتيب ۱٫۲۱ و۰٫۷۸۵ الكترون_ولت است، و در درجه حرارت ۳۰۰ درجه كلوين اين انرژي براي سيليكن ev 1.1و براي ژرمانيم ev0.72 خواهد بود). ثابت مي شود كه مي دان الكتريكي لازم براي ايجاد پديده زنر در حدود ۲*۱۰است.
اين مقدار براي ديود هايي كه در آنها غلظت حامل ها خيلي زياد است در ولتاژهاي كمتر از ۶ ولت ايجاد مي شود . براي ديودهايي كه داراي غلظت حاملهاي كمتري هستند ولتاژ شكست زنر بالاتر بوده و پديده ي ديگري بنام شكست بهمني در آنها اتفاق مي افتد (قبل از شكست زنر) كه ذيلأ به بررسي آن مي پردازيم. 
مكانيسم ديگري كه براي پديده شكست ذكر مي شود ، مكانيسم شكست بهمني است. اين مكانيسم در مورد ديودهايي كه ولتاژ شكست آنها بيشتر از ۶ ولت است صادق مي باشد . در اين ديود ها به علت كم بودن غلظت ناخالصي ، عرض منطقه ي بار فضا زياد بوده و ميدان الكتريكي كافي براي شكستن پيوندهاي كووالانسي بوجود نمي آيد ، بلكه حاملهاي اقليتي كه بواسطه انرژي حرارتي آزاد مي شود ، در اثر ميدان الكتريكي شتاب گرفته و انرژي جنبشي كافي بدست آورده و در بار فضا با يون هاي كريستال برخورد كرده و در نتيجه پيوندهاي كووالانسي را مي شكنند . با شكستن هر پيوند حاملهاي ايجاد شده كه خود باعث شستن پيوند هاي بيشتر مي شوند . 
بدين ترتيب پيوندها بطور تصاعدي يا زنجيري و يا بصورت پديده ي بهمني شكسته مي شوند و اين باعث مي شود كه ولتاژ دو سر ديود تقريبأ ثابت مانده و جريان آن افزايش يافته و بواسطه ي مدار خارجي محدود مي شود . چنين ديود هايي داراي ضريب درجه ي حرارتي مثبت هستند . زيرا با افزايش درجه ي حرارت اتمهاي متشكله كريستال به ارتعاش در آورده ، در نتيجه احتمال برخورد حاملهاي اقليت با يونها ، بهنگام عبور از منطقه بار فضا زيادتر مي گردد . به علت زياد شدن برخوردها احتمال اينكه انرژي جنبشي حفره يا الكترون بين دو برخورد متوالي بمقدار لازم براي شكست پيوند برسد كمتر شده و در نتيجه ولتاژ شكست افزايش مي يابد. 
  • بازدید : 50 views
  • بدون نظر
این فایل در ۴صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

در سال ۱۸۰۲ پتروف (V.P.Petrof) كشف كرد كه اگر دو تكه زغال چوب را به قطب هاي باتري بزرگي وصل كنيم و آنها را به هم تماس دهيم و سپس كمي از هم جدا كنيم شعله روشني بين دو تكه زغال ديده مي شود. و انتهاي آنها كه از شدت گرما سفيد شده است نور خيره كننده اي گسيل مي دارد. قوس الكتريكي هفت سال بعد ديوي (H.Davy) فيزيكدان انگليسي اين پديده را مشاهده نمود و پيشنهاد كرد كه اين پديده به احترام ولتا قوس ولتا ناميده شود
اگر بخواهيم در يك روش ساده اي ايجاد قوس الكتريكي را نشان دهيم بايد دو تكه كربن را روي گيره قابل تنظيم سوار نمود (بهتر است كه به جاي زغال چوب معمولي ميله خاصي كه از كربن قوس ساخته مي شود و با فشار دادن مخلوط گرافيت ، كربن سياه و مواد چسبنده به وجود مي آيند، استفاده شود). 

چشمه جريان مي تواند برق شهر هم باشد براي اجتناب ازاينكه در لحظه تماس تكه هاي كربن مدار كوتاه ايجاد شود بايد رئوستايي به طور متوالي به قوس وصل شود. 

معمولا برق شهر با جريان متناوب تغذيه مي شود. ولي در صورتي كه جريان مستقيم از آن عبور كند قوس پايدارتر است به طوري كه يكي از الكترودها هميشه مثبت «آند)و ديگري همواره منفي «كاتد)است. 

ماهيت قوس الكتريكي 

در قوس الكتريكي الكترودها در اثر حرارت سفيد رنگ مي شود. ستوني از گاز ملتهب رساناي خوب الكتريكي بين الكترودها وجود دارد. در قوس معمولي اين ستون نوري بسيار كمتر از نور تكه هاي كربن سفيد شده از آزمايش‌هاي مربوط به گرما گسيل مي كنند. چون الكترود مثبت دمايش از الكترود منفي بيشتر است زود تر از بين مي رود. در نتيجه تصعيد شديد كربن صورت گرفته و در آن الكترود (الكترود مثبت) فرورفتگي به وجود مي آيد كه به دهانه مثبت معروف است و داغ ترين نقطه الكترودهاست. 

دماي دهانه در هوا و در فشار جو به ۴۰۰۰ درجه سانتيگراد مي رسد. در لامپ هاي قوسي سازوكارهاي منظم و خود كار خاصي براي نزديك كردن تكه هاي كربن با سرعت يكنواخت وقتي با سوختن از بين مي روند، مورد استفاده قرار مي گيرند. براي اينكه سايش و خوردگي الكترود مثبت به خاطر دماي بالايش بيشتر است،براي همين هميشه الكترود كربن مثبت كلفت تر از الكترود منفي اختيار مي شود. 

دماهاي بالا در قوس الكتريكي 

قوس الكتريكي مي تواند بين الكترودهاي فلزي ساخته شده از آهن ، مس و غيره نيز بگيرد. در اين حالت الكترودها به ميزان زيادي ذوب و تبخير مي شوند و اين عمل به مقدار زيادي آزمايش‌هاي مربوط به گرما احتياج دارد. به اين دليل دماي مركز الكترود فلزي معمولا كمتر از دماي الكترود كربني است (۲۰۰۰ تا ۲۵۰۰ درجه سانتيگراد). 

قوسي كه بين الكترودهاي كربن در گاز فشرده اي قرار مي گيرد (حدود ۲۰atm) بالا رفتن دماي مركز مثبت تا ۵۹۰۰ درجه سانتيگراد يعني دما روي سطح خورشيد را ممكن ساخته است. معلوم شده است كه كربن در اين حالت ذوب مي شود. دماي باز هم بالاتري را مي توان در ستوني از گاز و بخاري كه از آن تخليه الكتريكي مي گذرد، به دست آورد. 

بمباران شديد اين گاز و بخار با الكترون ها و يون هايي كه با ميدان الكتريكي قوس شتاب گرفته اند دماي ستون گاز را ۶۰۰۰ تا ۷۰۰۰ درجه سانتيگراد مي رساند. به اين دليل تقريبا تمام مواد شناخته شده در ستون قوس الكتريكي ذوب و تبخير مي شوند. و بسياري از واكنش هاي شيميايي كه در دماهاي پايين انجام شدني نيستند، با قوس الكتريكي امكان پذير مي شوند. مثلا ميله هاي چيني دير گداز در شعله قوس به سهولت ذوب مي شود. 

چگونگي ايجاد تخليه قوس الكتريكي 

براي ايجاد تخليه قوس الكتريكي به ولتاژ زيادي احتياج نيست با ولتاژ ۴۰ تا ۴۵ ولت بين الكترود ها مي توان قوس را به وجود آورد. از طرف ديگر جريان داخل قوس زياد است. مثلا حتي در قوس كوچك جريان به ۵ آمپر مي رسد، در حاليكه در قوس هاي بزرگ كه در مقياس صنعتي به كار مي روند جريان به صدها آمپر بالغ مي شود. اين به اين معنا ست كه مقاومت قوس پايين است و از اين رو ستون گاز تابان رساناي الكتريكي خوبي است. 

يونيزاسيون گاز با انرژي قوس الكتريكي 

يونش شديد گاز با قوس الكتريكي به آن دليل امكان پذير است كه كاتد قوس الكتريكي تعداد زيادي الكترون گسيل مي داد. اين الكترون ها با برخورد با گاز داخل شكاف تخليه گازي آن را يونيزه مي كنند. گسيل الكتروني شديد از كاتد از آنجا ممكن مي شود كه خود كاتد تا دماي بسيار بالايي گرم مي شود (بسته به ماده از ۲۲۰۰ تا ۳۵۰۰). وقتي كه الكترودهاي قوس در ابتدا تماس داده شوند تقريباً تمام گرماي ژول كه از الكترود ها مي گذرد در ناحيه تماس كه مقاومت بسيار دارد آزاد مي شود. 

به اين دليل انتهاي الكترودها به شدت گرم مي شوند كه براي گيراندن قوس به هنگام جداكردن آنها كافي است آن وقت كاتد قوس توسط جرياني كه از قوس مي گذرد، در حالت التهاب مي ماند. در اين فرايند بمباران كاتد توسط يون هايي كه به آن برخورد مي كند نقش اصلي را ايفا مي كند. 

مشخصه جريان ولتاژ قوس الكتريكي 

يعني بستگي جريان الكتريكي در قوس الكتريكي به ولتاژ بين الكترودها ، ويژگي خاصي دارد. در فلزات و الكتروليت ها جريان متناوب با ولتاژ افزايش مي يابد «قانون اهم). در صورتيكه براي رسانش القايي گازها جريان ابتدا با ولتاژ زياد مي شود، سپس اشباع شده و مستقل از ولتاژ است. 
بنابر اين افزايش جريان در تخليه قوسي به اندازه مقاومت در شكاف بين الكترودها و ولتاژ بين آنها منجر مي شود. براي اينكه تاباني قوس پايدار بماند رئوستا يا مقاومت الكتريكي قوي ديگري را بايد به طور متوالي به آن بست. 
  • بازدید : 50 views
  • بدون نظر

این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده است:

توضح عمليات قطعات كشيده شده در بلوك :

الف ) ۸۹C51(1)  :
۱- فرمانهاي لازم را به  ADC808 مي دهد تا مقدار آنالوگ به ديجيتال براي هر شش كانال تبديل شود ( سه كانال جريان و سه كانال ولتاژ )
۲- مقدار ديجيتال گرفته شده از ADC را گرفته و عمليات لازم را روي آن انجام مي دهد و مقدار مطلوب را روي صفحه LCD نمايش مي دهد و همچنين اين مقادير را از طريق پورت سريال به آي سي ۸۹C51(2) مي فرستد .
۳- كي بورد ماتريسي را چك مي كند تا چنانچه كليد فشار داده شد عمليات لازم را انجام دهد .
۴- محاسبه كردن ساعت سيستم و نمايش ساعت روي صفحه LCD .
۵- محاسبه تاريخ شمسي و نمايش برروي صفحه LCD .
 ب) ۸۹C51(2) :
۱- اطلاعات رسيده از خط سريال از آي سي ۸۹C51(1) را در حافظه RAM ذخيره مي كند و همچنين اين اطلاعات را از طريق سريال به كامپيوتر مي فرستد تا اين مقادير در نرم افزار نمايش داده شود .
۲- بعد از رسيدن هر باكس اطلاعات يك LED را روشن يا خاموش مي كند تا ذخيره اطلاعات در دستگاه نمايش داده شود  .
ج) HIN232
 يك واسط است براي تبادل سريال بين ميكرو و كامپيوتر .
 اين آي سي ولتاژ پنج و صفر ميكرو را با استفاده از خازنهاي مدار تبديل به ولتاژهاي  پانزده و منفي پانزده مي كند .
اين آي سي براي تبادل سريال از استاندارد RS232 استفاده مي كند .
پايه هاي RS232
چون در كامپوترهاي IBM براي ارتباط سريال از سوكت نه پين استفاده مي شود لذا پايه هاي آن را توضيح مي دهيم :
پايه ها :
۱- تشخيص حامل داده DCD
۲- داده رسيده RXD
۳- داده ارسال شده TXD
۴- پايانه داده آماده DTR
۵- سيگنال زمين 
۶- مجموعه داده آماده 
۷- تقاضاي ارسال 
۸- آمادگي براي ارسال 
۹- تشخيص دهنده 
ما براي ارتباط سريال با ميكرو فقط از پايه هاي دو و سه و پنج استفاده مي كنيم .
پورتهاي COM در IBM PC و سازگار به آنها :
كامپوترهاي IBM PC و سازگارهاي مبتني بر (۸۰۸۶ ، ۲۸۶ ، ۳۸۶ ، ۴۸۶ و پنتيوم ) معمولاً دو پورت COM دارند . هـر دو پورت كانكتورهاي نوع RS – ۲۳۲ را دارا مي باشند . 
بسياري از PC ها يك DB – ۲۵ و يك DB – ۹ را بكار مي برند .
پورت هاي COM  با COM 1 و COM 2 نامگذاري شده اند . در سالهاي اخير COM 1 براي ماوس و COM 2 برا ي وسايلي چون مودم بكار رفته اند . براي انجام آزمايشات تبادل اطلاعات ، پورت سريال ۸۰۵۱ را به COM 2  در PC بكار ميرود.
) تراشه ADC 808 با ۸ كانال آنالوگ :

تراشه مفيد ديگر ADC 808 از National Semaconductor است  .
اين تراشه داراي ۸ ورودي است كه اجازه مي دهد تا ۸ مبدل مختلف را با يك تراشه رديابي كنيم . اين تراشه داراي خروجي داده هشت بيتي است . هشت ورودي آنالوگ  مولتي پلكس است ، براي اين كار سه پايه آدرس C , B , A به كار مي رود در اين تراشه VREF(+) و VREF(-) ، ولتاژ مرجع را تنظيم مي كند . اگر VREF (-) = GND و VREF(+) = 5 باشد ، ساير پله ها برابر است با ۵/۲۵۶=۱۹٫۴۳mv بنابراين براي داشتن پله ۱۰ ميلي ولت به ولتاژ ريفرنس ۵۶/۲ نياز داريم . ما از كانالهاي A , B , C براي انتخاب كانالهاي صفر تا هفت ورودي آنالوگ و از ALE براي لچ كردن آدرس استفاده مي كنيم . SC براي شروع تبديل است . EOC براي پايان تبديل مي باشد ، OE فعال ساز خروجي است .
  • بازدید : 54 views
  • بدون نظر
این فایل در ۳۴صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

این تراشه یکی از محصولات شرکت national semiconductor است که بیشتر برای کاربردهای سوئیچینگ ساخته شده است این تراشه یک موج PWM را تولید می کند که با توجه به مدارات داخلی این تراشه ، می توانیم فرکانس این موج را تنظیم کنیم .
تراشه ی LM3524D یک ورژن  بهبود یافته از خانواده ی LM3524 استاندارد است ، که مشخصات آن به طور قابل ملاحظه ای بهبودیافته و پایه هایی نیز برای سازگاری با سریهای موجود دیگر این خانواده ، در این تراشه تعبیه شده است .
ترکیبات جدید بکار رفته در این تراشه ، باعث کاهش مدارهای اضافی خارجی نسبت به سری های قبلی شده است .
این تراشه دارای یک ولتاژ مرجع ۵  v با دقت   می باشد . در این تراشه دو ترانزیستور وجود دارد که می توانند جریانی تا حد ۲۰۰ mA را به مدار خارجی بدهند و با این عمل می توان   را کاهش داد و ولتاژ شکست   را تا حد ۶۰V افزایش داد.
رنج ولتاژ مُد مشترک تقویت کننده خطا می تواند تا حد ۵٫۵V بالا برود که این عمل نیاز به تقسیم کننده مقاومتی از ولتاژ مرجع ۵  v را رفع می کند .
در این تراشه ، خط بایاس مدار از پایه shut-down ایزوله شده است و این از تقویت پالس اسیلاتور  و فرکانس از توزیع شدن بوسیله ی  shut-down جلوگیری می کند و همچنین در فرکانسهای بالا ( حدود ۳۰۰KHz )  ماکزیمم Duty Cycle در خروجی تا حد ۴۴% در مقایسه با ماکزیمم ۳۵% ، Duty Cycle دیگر خانواده LM3524 ها ، بهبود یافته است .
در حقیقت LM3524D ، از طریق پایه ۳ می تواند بطور خروجی سنکرون شود و همچنین یک مدار لَچ   به تراشه اضافه شده است تا که مقدار پالس در پریود حتی در محیطهای نویزی تغییر نکند و ثابت بماند .
در تراشه ی LM3524D موقع ای که یک حالت shut-down اتفاق می افتد حالت فلیپ – فلاپ    T فقط بعد از کلاک پالس اول که به آن برسد تغییر خواهد کرد و این طرح از دو برابر شدن خروجی در یک لحظه جلوگیری می کند و این عمل کاهش قابل ملاحظه ای در اشباع هسته در طرحهای پوش – پول ایجاد می کند .
اگر مطالب گفته شده فوق را بطور مختصر بیان نماییم ، می توان گفت که LM3524D دارای ویژگیهای زیر می باشد :
۱٫ بطور کلی قابل استفاده با خانواده LM3524 استاندارد .
۲٫ دارای رگولاتور ولتاژ درونی ۵  V با دقت   با shut-down حرارتی .
۳٫ جریان خروجی DC تا حد ۲۰۰mA.
۴٫ رنج ورودی مُد مشترک پهن برای تقویت کننده خطا .
۵٫ یک پالس در پریود (جلوگیری از نویز) .
۶٫ بهبود ماکزیمم Duty Cycle در فرکانسهای بالا .
۷٫ جلوگیری از Double Pulse .
۸٫ سنکرون شدن از طریق پایه ۳ تراشه .

۱-۱-۵) شکل ظاهری و دیاگرام اتصال LM3524D :
همانگونه که در شکل (۱-۵) نشان داده شده است ، تراشه LM3524D ، مستطیل شکل و دارای ۱۶ پایه جهت اتصال می باشد در زیر عملکرد پایه های این IC را بوطر مختصر بررسی می کنیم : 
 
شکل ۱-۵ : دیاگرام اتصالات LM3S24D
پایه ی شماره ۱ : پایه غیر معکوس کننده  تقویت کننده خطا است که توسط یک شبکه مقاومتی که به ولتاژ مرجع وصل می شوند ضریبی (کوچکتر از یک) را به این پایه می آورند .
پایه ی شماره ۲ : پایه معکوس کننده  تقویت کننده خطا است که توسط یک شبکه مقاومتی یک مسیر بند ولتاژ خروجی را ایجاد می کند و البته این شبکه مقاومتی نیز مقدار ولتاژ خروجی را تعیین می کنند .
پایه ی شماره ۳ : برای سنکرون کردن این تراشه با تراشه های خانواده LM3524 و دنیای خارج .
پایه های شماره  4 و ۵ : این پایه ها وظیفه محدود کردن جریان خروجی را بر عهده دارند تا جریان از حد خاصی تجاوز نکند و بین این دو پایه مثبت و منفی ، ولتاژی حدود ۲۰۰mV وجود دارد که با استفاده از رابطه ی   می توان با انتخاب مقدار R ، مقدار جریان خروجی ماکزیمم را تعیین کرد .
پایه ی شماره ۶  و ۷ : این پایه ها وظیفه ی تنظیم فرکانس موج ramp ایجاد شده برای اسیلاتور را برعهده دارند ، که پایه ی ۶ به یک مقاومت (  ) و پایه ۷ نیز به یک خازن ( ) متصل می شود .
پایه ی شماره ۸ : این پایه زمین مدار می باشد .
پایه ی شماره ۹ : پایه جبرانسازی  می باشد که وظیفه این پایه ، ثابت نگهداشتن مقدار ولتاژ خروجی در برابر تغییرات در ولتاژ ورودی می باشد و همچنین تغییرات نرم در خروجی تقویت کننده خطا .
پایه ی شماره ۱۰ : پایه ی shut-down تراشه می باشد و وظیفه آن خاموش کردن سوئیچ خروجی در مواقع اضطراری است و اگر یک سیگنال high به آن وصل کنیم در این حالت ترانزیستور اشباع می شود .
پایه ی شماره ۱۱ و ۱۴ : پایه های امیتر ترانزیستورهای قدرت داخلی تراشه هستند  که در حالتی که به ترانزیستور بیرونی برای افزایش جریان خروجی احتیاج نداشته باشیم به فیلتر خروجی وصل می شود .
پایه ی شماره  12 و ۱۳ : پایه های کلکتور ترانزیستورهای داخلی تراشه اند و از طریق این پایه ها ، IC به فیلتر خروجی وصل می شود (ترانزیستورها بصورت یکی در میان ، در مدار عمل می کنند ) البته اگر ترانزیستور اضافی در مدار داشته باشیم . 
پایه ی شماره ۱۵ : پایه ی ولتاژ ورودی است یعنی از طریق این پایه ولتاژ ورودی به تراشه و مدار رگولاتور اعمال می شود .
پایه ی شماره ۱۶ : پایه ی ولتاژ مرجع است که یک رگولاتور ولتاژ ورودی می باشد و از طریق این پایه ما می توانیم کسری از ولتاژ را به پایه ی غیر معکوس کننده تقویت کننده خطا برده و سپس مقدار ولتاژ خروجی را تعیین کنیم .

۲-۱-۵) مدار داخلی تراشه ی LM3524D :
همانگونه که در شکل (۲-۵) نشان داده شده است ، مدار داخلی تراشه ی LM3524D از بخشهای زیر تشکیل شده است که عبارتند از : 
۱٫ رگولاتور ولتاژ درونی 
۲٫ اسیلاتور
۳٫ تقویت کننده خطا
۴٫ محدود کننده جریان
۵٫ بخش خروجی
۶٫ جبرانسازی
  • بازدید : 49 views
  • بدون نظر
دانلود رایگان تحقیق ترانس جریانCT-خرید اینترنتی تحقیق ترانس جریان CT-دانلود رایگان مقاله ترانس جریان CT-تحقیق ترانس جریان CT
این فایل در ۷۰صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

تقاضاها براي كارايي و تراكم زياد و دقت بالا براي سنسورها يا ترانسفورمر هاي نوري براي آشكار سازي جريانها و ولتاژها بعنوان ابزار مهم اطلاعات بكار برده شده در حفاظت و كنترل افزايش مييابد . 

      اندازه گيري جريان نقش مهمي را در سيستمهاي قدرت الكترونيك در قسمت حفاظت و كنترل ايفا مي كند اخيراً باافزايش ولتاژ خطوط نيرو توجه قابل ملاحظه اي به ترانسفورماتورهاي جريان نوري داده مي شود . زيرا CT  نوري مزاياي زيادي بر ترانسفورماتورهاي جريان متداول با هسته آهن و سيم پيچ مسي دارد .

      براي مثال تراسفورماتورهاي جريان نوري optical  curret  transform  بر خلاف ترانسفورماتورهاي جريان معمولي فاقد روغن مي باشند و لذا در مواقعي كه خطاي داخلي باعث بروز جرقه ( flashover )  ميگردد منفجر نخواهد شد بعلاوه آنها مشخصات الكترومغناطيسي بمراتب بهتري را براي كنترل الكترونيكي پست تأمين مي نمايند .

      همچنين CT  نوري ، اثرات اشباع وايزوله الكتريكي خوب و نيز اندازه و وزن كم آن در بكارگيري بيشتر آن در وارد كردن PD , CT  نوري به سيستم قدرت الكتريكي با ولتاژ بالا و يا در يك swichegear  ايزوله گازي ( GIS )  يك تحول جديد را باعث مي شود .

      اين مزايا و ساير برتريها شركت A.B.B را وادار ساخت تا از اواسط۴ دهه ۱۹۸۰ برنامه هاي مربوط به ترانسفورماتورهاي جريان نوري را توسعه دهد دراين مدت چندين ترانسفورماتور جران نوري مراحل تست محلي ( field . test )  را با موفقيت روي سيستم هاي قدرت ۳۸۰ كيلو ولت تا ۵۵۲ كيلو ولت ( CT  نوري ) المان گذاري گرديد . همچنين نمونه ۱۱۰ كيلو ولت آن نيز قبلاً بطور آزمايشي در سرويس قرار گرفته بود . آزمايشات نشان مي دهد كه ترانسفورماتورهاي جريان نوري نيازهاي كلاس ۰٫۵  را تأمين نموده و پاسخ ديناميكي كه به نمايش ميگذارند با ترانسفورماتورهاي جريان معمولي قابل مقايسه است نياز سيستمهاي حفاظت ديجيتالي و تجهيزات الكترونيكي امروز بيشتر از چند ولت آمپر نمي باشد . با بهره گيري از اين مزيت شركت A.B.B سيستمهاي ابتو الكترونيك را كه ولت آمپرخروجي كمتري دارند توسعه داده شده و جايگزيني آنها را با ترانسفورماتورهاي اندازه گيري معمولي با جريان اينترفيس A  1 درنظر مي توان گرفت . ترانسفورماتورهاي جريان نوري چندين مزيت عمده نسبت به ترانسفورماتورهاي جريان معمولي دارند .

(۱)              تست محلي ( fild test )

       انجام  تست د رمحيطي كه قسمتي از يك شبكه واقعي بوده و امكانات تجهيزات تقريباً مشابه آزمايشگاههاي رسمي ( fabora tories )  در آن محيط براي انجام آزمايشات فراهم گرديده است . و بطورنسبي از طراحي ساده تري برخوردارند كه اساساً از انفجار جلوگيري مي نمايد .

       بنابراين امكان بروز خطر به نيروي انساني و يا يجاد خسارت به ديگر تجهيزات پست دراثر انفجار مقره ( porcelain )  وجود نداشته و احتمال ايجاد آلودگي دراثر نشت روغن نيز از بين رفته است .

       پاسخ فركانسي اين ترانسفورماتورهاي جريان بدون رزونانس است و داراي مشخصه پايين گذرا low pass  مي باشد . اين خاصيت سازگاري الكترومغناطيسي EMG  ترانسورماتورهاي جريان را بهبود مي بخشد . و تأثير آنها را روي كنترلهاي الكترونيكي درپستها كاهش مي دهد در فركانسهاي اينتر فيس بالا ( كه مثلاً در اثر عملكرد قطع كننده ها به وجود مي آيد ) مسائل ناشي از پاسخ كاپاسيتيو ترانسفورماتورهاي جريان معمولي ( اندوكتيو ) ديگر وجود ندارد . بنابراين در رابطه با اضافه ولتاژهاي گذرا قطعات الكترونيكي به ميزان كمتري در معرض آسيب ديدگي مي باشند .

۲) امروزه CT  هاي نوري دو نوعند :

       يك CT  نوري حجم دار كه د رسنسورهاي شيشه اي حلقه اي شكل كاربرد دارد .

و يك CT  نوري كه در فيبر نوري بعنوان سنسور قرار دارد .

       در مورد فوق صرفه جويي د رهزينه و فضاي نصب و شكلي ساده كه داراي مزاياي از قبيل دقت بالاتر مي باشد مورد توجه قرار گرفته است . در  CT . GIS  نوري به دلايل هزينه كم و نصب راحت و كوچك بودن آن مطلوب مي باشد .

       سنسورجرياني با اندازه كوچك و شكل ساده در پستهاي GIS  بوسيله CT  نوري فراهم مي شود .

در اين CT  هاي با فيبر نوري ، آنچه مهم است محدود كردن جريان خطي،به منظور جلوگيري از كاهش حساسيت است .

تجربه ها ي جديد در باره كاربردهاي حفاظتي ترانس جريان وترانس ولتاژ نوري :

معرفي :

      در اين صفحه نتيجه نصب دو ترانسفور ماتور نوري جهت كاربردهاي حفاظتي د ردو شاخه مورد بررسي قرار گرفته است در هر دو مورد ترانسفور ماتور به رله هاي حفاظتي متصل است و بازبيني از اجراي اين طرح بيش از يك سال طول كشيده است.

       در اينجا به توصيف اهداف پروژه ، شكل سيستم و اتصال آن ميپردازيم آزمايش ميدان و مقايسه با ترانسفورماتورهاي قديمي تر و گزارشهاي سوئيچينگ و سپس به شرح شكل موجهاي ثبت شده ميپردازيم .

نتايج بدست آمده و چگونگي ارتباط آنها با اهداف پروژه را بررسي ميكنيم يك جريان الكتريكي آنالوگ و كم مقدار LEA اتصال بين ترانسفورماتور و رله را برقرار ميكند . كاربرد اين استاندارد براي استفاده عملي و كاربردي مورد بحث قرار خواهد گرفت نمونه هاي آزمايشي يك جريان الكتريكي ديجيتال را نشان نخواهد داد اخيرا در يك كنفرانس غربي كه در مورد رله هاي حفاظتي برگذار شده به توصيف اصول ترانس نوري و بعضي نتايج حاصله از مراحل آزمايشات اتصال كوتاه و ميزان دقت اندازه گيري در حال كار ميپردازد اين صفحه شامل اطلاعات جديد و نتايج بدست آمده از كاربرد هاي حفاظتي در حال انجام كار است.

دور نماي قبلي :

        سيستمهاي اندازه گيري ولتاژ و جريان با سطح انرژي پايين  هم اكنون در بعضي موارد استفاده ميشود آنها يك مزيتي دارند كه هزينه و خطرشان نسبت به تجهيزات قديمي تر كم تر است مخصوصا تجهيزات عايق دار روغني .

      نتايج بدست آمده از دو آزمايش بيان شده در اين صفحه داراي شباهت هايي ميباشد در هر دو مورد هدف اين بوده است كه قابليت اطمينان ترانسفورماتور  در كاربردهاي حفاظتي نشان داده شود در مجموع اين پروژه به دنبال اين بوده كه ببيند كه اين ترانسفورماتورهاي بهبود يافته كه در مورد حفاظت حساس تر و سريع تر هستند بهتر عمل ميكنند يا نه . سوئيچينگ و خطاهاي گذرا مقايسه خواهند شد . با استاندارد ( ۱ ) كه از يك سنسور به پهناي باند فركانسي وسيع استفاده ميشود .

   معرفي تكنولوژي جريان نوري و اندازه گيري ولتاژ و جريان الكتريكي LEA:     

       اين پروژه ها ، يك سيستم اندازه گيري جريان Nxct  را بكار ميگيرند . كه در ادامه متن از اين عنوان به صورت CT نوري ياد ميشود و از تكنولوژي اندازه گيري ولتاژ هاي ويژه NXVT به صورت VT نوري ياد ميشود . در ادامه به بررسي اصول ويژه CT وVT نوري با جزئيات بيشتر ميپردازيم 


عتیقه زیرخاکی گنج