مولد تحریک شنت

مولد تحریک شنت و کاربرد آن

در این مولد مدار تحریک با آرمیچر به صورت موازی وصل می شود. جریان تحریک تابع ولتاژ خروجی و مقاومت مدار تحریک است و قسمتی (حدود 2 تا 3 درصد) از جریان آرمیچر را تشکیل میدهد. برای اینکه با جریان تحریک کم بتوان آمپر دور زیاد برای مولد تامین نمود باید تعداد دور سیم پیچ تحریک زیاد باشد و در نتیجه سطح مقطع آن باید کاهش یابد. ولتاژ خروجی مولد توسط یک مقاومت متغییر که با سیم پیچ تحریک سری می شود تنظیم می گردد.

راه اندازی مولد شنت و تعیین نقطه کار: شروع کار مولد شنت بر اثر وجود پسماند مغناطیسی قطبها می باشد. یعنی ژنراتور بوسیله محرک با دور نامی به گردش در می آوریم به علت قطع خطوط قوای پس ماند توسط هادیهای آرمیچر، ولتاژی در آن القاء می شود. این ولتاژ به دو سر مدار تحریک اعمال می گردد. جریان کمی از سیم پیچ قطبها عبور می کند و درنتیجه فوران قطبها زیاد شده (در صورتیکه فوران هم جهت پسماند باشد) و نیرومحرکه الکتریکی بیشتری در آرمیچر القاء میشود و ولتاژ دو سر مدار تحریک بالا می رود و مجدداٌ جریان تحریک افزایش یافته و ولتاژ القائی بزرگتر میشود. افزایش ولتاژ القائی تا جایی ادامه می یابد که به VT = Rf.If برسد در این مقدار نیرومحرکه القایی ثابت می ماند. اگر مشخصه Rf.If را رسم کنیم خطی بدست می آید که در نقطه ای مانند B منحنی بی باری را قطع می کند به خط Rf.If خط القاء گفته میشود نقطه تقاطع این خط با منحنی نقطه کار مولد شنت می باشد.
مقاومت بحرانی و دور بحرانی: در صورتیکه مقاومت مدار تحریک آنقدر زیاد شود که خط القاء بر منحنی بی باری مماس شود مولد حالت ناپایدار خواهد داشت و نیرومحرکه نمی تواند مقدار معینی داشته باشد در این حالت می گویند مقاومت مدار تحریک بحرانی است. اگر مدار تحریک مقاومت بیش از این داشته باشد دیگر مولد تحریک نخواهد شد در صورتیکه سرعت مولد آنقدر کم باشد که مشخصه بی باری بر خط القاء مماس شود نیز مولد به حالت ناپایدار خواهد رسید این دور نیز به دور بحرانی معروف است.

عوامل زیر سبب عدم تحریک یا عدم راه اندازی مولد شنت می شود

1- پس ماند مغناطیسی ناچیز یا صفر باشد
2- جهت جریان تحریک طوری باشد که فوران ناشی از فوران پسماند را خنثی کند
3- مقاومت مدار تحریک از حد معینی بیشتر باشد
4- جهت گردش آرمیچر برعکس باشد که سبب عکس شدن جریان تحریک می شود
5- دور محور از حد معین کمتر باشد
مشخصه مغناطیسی یا بی باری مولد شنت: همانطور که در مورد مولد تحریک مستقل گفته شد مشخصه بی باری تغییرات نیرومحرکه القاء شده آرمیچر نسبت به تغییرات جریان تحریک در شرایط بدون بار و دور ثابت است. مشخصه بی باری مولد شنت با مولد تحریک مستقل تفاوتی ندارد و بصورت زیر می باشد.
مشخصه بارداری یا خارجی مولد شنت: این مشخصه تغییرات ولتاژ ترمینال به ازاء تغییرات جریان بار را در شرایط دور ثابت و ثابت RF = نشان میدهد.

در مولد شنت سه عامل باعث افت ولتاژ خروجی خواهد شد:
1- افت ولتاژ اهمی آرمیچر
2- افت ولتاژ ناشی از عکس العمل
3- افت ولتاژ خروجی بدلیل کاهش جریان تحریک بعلت کاهش ولتاژ خروجی ناشی از دو عامل بالا
نکته مهم دیگر در این مولد با کاهش مقاومت بار جریان IL (بار) تا مقدار معینی Icr که معمولاٌ 2 تا 5/2 برابر جریان نامی است افزایش می یابد و سپس رو به کاهش می رود. توجیه این مسئله (یعنی کاهش جریان بار با توجه به کم شدن مقاومت بار) به این صورت است که در نقطه برگشت منحنی اثر کاهش ولتاژ خروجی آنقدر زیاد است که نمی تواند جریان خروجی بار زیاد شود. شکل زیر مشخصه خارجی مولد شنت را در مقایسه با مولد تحریک مستقل را نشان میدهد.
کاربرد مولد شنت: از این مولدها بعلت اینکه تنظیم ولتاژ بهتری دارند در شارژ باتری ها و تامین برق روشنایی و تغذیه سیم پیچ مولدهای نیروگاهی استفاده میشود.

فرمولهای مشتق و انتگرال

دوستان میتوانید فرمولهای ضروری مشتق و انتگرال را که مورد استفاده تمامی رشته های مهندسی می باشد در قالب دو فایل pdf از لینکهای زیر دانلود کنید.

فرمول های مشتق

فرمول های انتگرال

این هم چند تمرین حل شده از انتگرالها که از اینجا می توانید دانلود کنید.

پست چیست؟

پست محلی است که تجهیزات انتقال انرژی درآن نصب وتبدیل ولتاژ انجاممی شودوبا استفاده از کلید ها امکان انجام مانورفراهم می شود درواقع کاراصلی پست مبدل ولتاژ یاعمل سویچینگ بوده که دربسیاری از پستها ترکیب دو حالت فوق دیده می شود.

در خطوط انتقال DC چون تلفات ناشی از افت ولتاژ ندارد وتلفات توان انتقالی بسیار پایین بوده ودر پایداری شبکه قدرت نقش مهمّی دارند لزا اخیرا ُ این پستها مورد توجه قراردارند ازاین پستها بیشتردر ولتاژهای بالا (800 کیلو ولت وبالاتر) و در خطوط طولانی به علت پایین ; بودن تلفات انتقال استفاده می شود.
درشبکهای انتقال DC درصورت استفاده ازنول زمین می توان انرژی الکتریکی دا توسط یک سیم به مصرف کننده انتقال داد.

انواع پست:
پستها را می توان ازنظر نوع  وظیفه,هدف,محل نصب,نوع عایقی, به انواع مختلفی تقسیم کرد.
_  براساس نوع وظیفه وهدف ساخت:
پستهای افزاینده , پستهای انتقال انرژی , پستهای سویچینگ و کاهنده فوق توزیع .
ـــ  براساس نوع عایقی:
پستها با عایق هوا, پستها با عایق گازی که دارای مزایای زیراست:

ادامه مطلب

هارمونیك‌ها و فلیکر

هارمونیك‌ها
یكی از مسائل و مشكلات كیفیت برق در سیستمهای توزیع، فوق توزیع و انتقال مساله هارمونیكها است كه توجه زیادی را به خود جلب كرده است.
شركت‌های برق باید تمهیداتی را ارایه كنند تا از آسیب‌دیدگی تجهیزات مشتركین، اعم از خانگی و صنعتی جلوگیری شود. از طرف دیگر با توجه به اینكه ایجاد یك موج كاملاً‌ سینوسی از طرف شركت‌های برق نمی‌تواند تضمین شود، لذا مشتركین باید اعوجاجات تولید شده توسط تجهیزات خود را محدود كنند.

منابع تولید هارمونیك
- سیستم‌های HVDC
- تجهیزات مورد استفاده در كنترل‌شونده‌های سرعت ماشین‌های الكتریكی
- استفاده زیاد از یكسو‌كننده‌ها برای شارژ باطری‌ها
- جریان مغناطیسی ترانسفورماتور
- بارهای غیرخطی شامل دستگاه‌های جوشكاری
- كوره‌های القایی و الكتریكی
- تولید شكل موج سینوسی توسط ماشینهای سنكرون ناشی از وجود شیارها و عدم توزیع یكنواخت سیم‌پیچهای استاتور
- كاربرد S.V.C به عنوان ابزار مهمی در كنترل توان راكتیو

مقادیر موثر و اعوجاجهای هارمونیكی كلی
چندین نوع اندازه‌گیری معمولی برای نشان دادن حجم و اندازه‌ هارمونیك یك شكل موج توسط یك عدد وجود دارد. یكی از معمولی‌ترین آنها مجموع اغتشاش هارمونیكی (T.H.D) است، كه می‌توان آن را برای ولتاژ یا جریان بدست آورد.
كه M2 مقدار موثر مولفه‌ها هارمونیك hام از كمیت M است. T.H.D مقدار موثر مولفه‌های هارمونیكی یك موج مغشوش شده است و نشانگر مقدار انرژی گرمایی هارمونیكها نسبت به مقدار اصلی است.

فلیكر
فلیكر در حقیقت یك احساس شخصی از كم و زیاد شدن میزان روشنایی است كه بصورت سوسوزدن نور لامپهای رشته‌ای ظاهر می‌شود.

عوامل تاثیرگذار بر فلیكر
هر پدیده‌ای كه باعث تغییرات مقدار موثر ولتاژ منبع تغذیه می‌شود به عنوان عامل ایجاد‌كننده فلیكر شناخته می‌شود.
سوئیچ كردن بارهای مختلف می‌تواند باعث به وجود آمدن پدیده فوق شود، زیرا عموماً‌جریان هجومی در ملاحظه راه‌اندازی (سوئیچ كردن) از جریان حالت دائمی بیشتر است.
راه‌اندازی موتورها یكی از منابع معمول و اصلی ایجاد فلیكر در شبكه‌ها است. این دسته‌بندی كلی از موتورها شامل انواع فنها، پمپها، كمپرسورها، دستگاههای تهویه مطبوع، یخچال‌‌ها، آسانسورها و غیره است. همچنین بارهایی كه به صورت متناوب كار می‌كنند مانند دستگاههای جوش قوسی یا نقطه‌ای، كوره‌های قوسی یا القایی باعث تغییرات ناگهانی در ولتاژ تغذیه شده و در نتیجه باعث ایجاد فلیكر می‌شوند. از منابع دیگر ایجاد كننده فلیكر می‌توان به سوئیچ كردن خازنهای تصحیح ضریب قدرت در شبكه اشاره كرد.

موتورهای فرمان یار DC بدون جاروبك

یک سرو موتور، یا یک موتورDC یا AC یا یک موتور DC بدون جاروبک می‌باشد که ترکیب شده با یک دستگاه تعیین محل موقعیت (کدبردار دیجیتالی). سروو موتورها در ربات‌ها کاربرد خیلی زیادی دارند. این موتورها کوچک ولی نسبت به اندازه‌شان بسیار پرقدرت می‌باشند. موتور DC بدون جاروبک یک موتورDC معمولی نیست، اما یک ماشین سنکرون آهنربای دائم است. این نام بردن واقعی است زیرا مشخصات عملیاتی آن همانند همان موتورهای DC شنت با جریان میدان ثابت است. 
 
موتورهای پله‌ای 
نوع خاصی از موتور سنکرون که برای چرخیدن محور به اندازه یک زاویه خاص برای همه پالس‌های الکتریکی که از واحد کنترل کننده خودش دریافت می‌کند، در نظر گرفته شده است. نوعی از پله‌ها 5/7 یا 15 درجه در هر پالس محور را می‌چرخانند. این است یک موتور که می‌تواند با دو دستورالعمل بچرخد، حرکت کند در زاویه‌‌هایی با فواصل کوچک و دقیق،گشتاور موجود در سرعت صفر را تحمل می‌کند و با مدار دیجیتالی کنترل می‌شود. حرکت می‌کند در زاویه‌های دقیق با فواصل کوچک معلوم به عنوان گام، در پاسخ به استفاده از پالس‌های دیجیتالی به مدار راه‌انداز الکتریکی. به طور کلی، این قبیل موتورها با گام‌هایی در هر دور ساخته می‌شوند. گام‌های موتورها دو قطبی هستند که نیاز به دو منبع قدرت دارند با تک قطبی هستند که تنها نیاز به یک منبع قدرت دارند.

موتورهای یونیورسال
موتورهای یونیورسال موتورهای چرخشی هستند شبیه به موتورهای DC اما طراحی شده‌اند برای ولتاژ DC با AC تکفاز. سیم‌پیچی‌های استاتور و رتور این موتورها به صورت سری بین کموتاتور رتور متصل شده‌اند. بنابراین موتورهای یونیورسال همچنین معروف هستند به موتورهای AC سری یا یک موتور با کموتاتور AC. موتورهای یونیورسال می‌توانند کنترل شوند با راه‌انداز زاویه فاز و یا راه‌اندازهای برشگر. موتورهای یونیورسال یک مشخصه گشتاور- سرعت با افت زیاد از یک موتور DC را دارد. نمونه کاربرد در جاروبرقی، دریل و وسایل آشپزخانه 
  
موتور القایی تك فاز                                        
چندین نوع موتور القایی تک فازکه امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد، وجود دارد. به طور اساسی آنها  یکسان هستند مگر برای وسایل راه‌اندازی. آنها طبقه‌بندی می‌شوند به : موتور‌های القایی با انشقاق فاز، موتور با استارت خازنی.
 
 
معیارهای انتخاب موتور
 
1- دردست بودن منبع تغذیه
2- شرط یا عوامل راه اندازی
3- مشخصه‌های راه اندازی (گشتاور – سرعت) مناسب
4- سرعت عملکرد کار مطلوب
5- قابلیت کارکردن به جلو و عقب
6- مشخصه‌هی شتاب (وابسته به بار)
7- بازده مناسب در بار اسمی
8- توانایی تحمل اضافه بار
9- اطمینان الکتریکی و حرارتی
10- قابلیت نگهداری و عمر مفید
11- ظاهر مکانیکی مناسب (اندازه، وزن،‌ میزان صدا، محیط اطراف)
12- پیچیدگی کنترل و هزینه

سیستم های خنک کنندگی در ترانسفورماتور

سیستمONAN   (روغن طبیعی – هوا طبیعی) : در این سیستم ، هوا به طور طبیعی با سطح خارجی رادیاتورهای در تماس است و رادیاتورها به طور طبیعی با هوا خنک می شوند . همچنین گردش روغن در ترانسفورماتور نیز به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ یعنی روغن گرم بالا می رود و روغن سرد ، جای آن را می گیرد .این نوع سیستم خنک کنندگی مختص ترانسفورماتورهای با قدرت کم است ؛ زیرا با افزایش قدرت ترانسفورماتور ، حرارت سیم پیچ ها زیاد می شود و روغن باید با سرعت بیشتری در تماس با هوای بیرون قرار گیرد و عمل خنک کنندگی با سرعت بیشتری انجام شود . از این نوع سیستم برای ترانسفورماتورهای قدرت تا MVA 30  مورد استفاده قرار می گیرد .

سیستم ONAF (روغن طبیعی – هوا اجباری) : در این سیتم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ ولی فن های نصب شده روی بدنه رادیاتورها ، سرعت تماس هوای خارج با بدنه رادیاتور را افزایش می دهد . لذا روغن سریعتر خنک می شود و طبعاً می توان توان ترانسفورماتور را بالا برد . دمیدن هوا توسط فن ها می تواند به طور مداوم یا با فاصله تناوبی انجام شود ؛ بدین صورت که عملکرد فن می تواند تابعی از درجه حرارت روغن داخل ترانسفورماتور باشد و هنگامی که دمای روغن از حد معینی افزایش یافت ، فن ها به طور خودکار وارد مدار می شوند . البته هنگامی که درجه حرارت محیط خیلی بالا باشد ، ترانسفورماتور می تواند بدون سیستم فن و با خنک شدن طبیعی ، تقریباً تا دو سوم  توان نامی خود کار کند و در صورتی که بخواهیم با توان نامی کار کند ، باید فن ها شروع به کار کنند . این نوع سیستم خنک کنندگی به طور وسیعی در ترانسفورماتورهای قدرت با توان بین 30 تا 60 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار می گیرد .

سیستمONAN   (روغن طبیعی – هوا طبیعی) :

در این سیستم ، هوا به طور طبیعی با سطح خارجی رادیاتورهای در تماس است و رادیاتورها به طور طبیعی با هوا خنک می شوند . همچنین گردش روغن در ترانسفورماتور نیز به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ یعنی روغن گرم بالا می رود و روغن سرد ، جای آن را می گیرد .این نوع سیستم خنک کنندگی مختص ترانسفورماتورهای با قدرت کم است ؛ زیرا با افزایش قدرت ترانسفورماتور ، حرارت سیم پیچ ها زیاد می شود و روغن باید با سرعت بیشتری در تماس با هوای بیرون قرار گیرد و عمل خنک کنندگی با سرعت بیشتری انجام شود . از این نوع سیستم برای ترانسفورماتورهای قدرت تا MVA 30  مورد استفاده قرار می گیرد .

سیستم ONAF (روغن طبیعی – هوا اجباری) :

در این سیتم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ ولی فن های نصب شده روی بدنه رادیاتورها ، سرعت تماس هوای خارج با بدنه رادیاتور را افزایش می دهد . لذا روغن سریعتر خنک می شود و طبعاً می توان توان ترانسفورماتور را بالا برد .

دمیدن هوا توسط فن ها می تواند به طور مداوم یا با فاصله تناوبی انجام شود ؛ بدین صورت که عملکرد فن می تواند تابعی از درجه حرارت روغن داخل ترانسفورماتور باشد و هنگامی که دمای روغن از حد معینی افزایش یافت ، فن ها به طور خودکار وارد مدار می شوند . البته هنگامی که درجه حرارت محیط خیلی بالا باشد ، ترانسفورماتور می تواند بدون سیستم فن و با خنک شدن طبیعی ، تقریباً تا دو سوم  توان نامی خود کار کند و در صورتی که بخواهیم با توان نامی کار کند ، باید فن ها شروع به کار کنند .

این نوع سیستم خنک کنندگی به طور وسیعی در ترانسفورماتورهای قدرت با توان بین 30 تا 60 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار می گیرد .

سیستم OFAF (روغن اجباری – هوا اجباری) :

در این سیستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به کمک فن ، سرعت داده می شود تا انتقال حرارت با سرعت بیشتری انجام گیرد . فن های هوا نیز بدنه رادیاتورها را در تماس بیشتری با هوا قرار می دهند تا روغن را سریعتر خنک کنند . در این سیستم با توجه به سرعت بسیار بالای خنک کنندگی سیم پیچ ها ، می توان قدرت نامی ترانسفورماتور را به مقدار قابل توجهی افزایش داد . لازم به ذکر است که عموماً از این نوع سیستم خنک کنندگی در ترانسفورماتورهای با توان بیش از MVA 60 استفاده می شود

 

سیستم OFWF  (روغن اجباری – آب اجباری) :

در این سیستم ، ابتدا روغن توسط پمپ از بالای ترانسفورماتور وارد رادیاتور می شود تا پس از عبور از آن ، از پایین رادیاتور وارد ترانسفورماتور گردد . در رادیاتور ، آب خنک کنندگی هم در توسط پمپ در خلاف مسیر روغن در رادیاتور عبور می کند که باعث کاهش دمای روغن می شود . از این نوع سیستم در ترانسفورماتورهای با توان بیش از MVA 60 مورد استفاده قرار می گیرد .

سیستم ODWF (روغن اجباری در سیم پیچ و هسته – آب اجباری) :

در ترانسفورماتورهای با قدرت های بسیار بالا ، به منظور کاهش هرچه بیشتر دمای سیم   پیچ ها و هسته باید روغن را توسط پمپ ها ، با فشار و جهت مناسب از قسمت تحتانی تانک ترانسفورماتور به داخل سیم پیچ ها و هسته هدایت نمود . همچنین مشابه روش قبل ، با استفاده از رادیاتور و چرخش روغن در داخل آن و به واسطه تماس غیر مستقیم با آب خنک کنندگی ، دمای روغن به مقدار مورد نظر کاهش می یابد .

روش های تشخیص پیری CT ها

اگر چه بازرسی دوره ائی تجهیزات فشار قوی در شرکت های برق معمول است اما این کار به تنهایی برای نگهداری تجهیزات کافی نیست. شرکت Red Electrica de Espana (REE) دست به ابتکار تازه ای در زمینه نگهداری CT های فشارقوی زده است. از میان 2000 ترانسفورماتور جریانی که در شبکه این شرکت نصب شده اند حدود 73% در سطحKV 400هستند که طی سالیان گذشته بیش از سایرین دچار نقص شده اند. شرکت  REEدریافت که CT های مورد آزمایش ساختار های گوناگونی دارند. حتی CT های ساخته شده توسط یک سازنده ساختارهای متفاوتی دارند برای مثال کاغذهای گرافیت کربنی که برای بهبود توزیع میدان الکتریکی و در تپ های خازنها بکار می رود اشکال متفاوتی دارند. براساس این مشخصه های گوناگون می باشد که پیری الکتریکی و حرارتی عایق شکل های مختلفی از خرابی را ایجاد می کنند که بر عمر  CT تأثیر می گذارند.

پیری الکتریکی

پیری الکتریکی به میزان وجود تخلیه جزئی (PD ) که در خرابی عایق و تشکیل گاز های اشباع کننده روغن نقش اساسی دارد، مربوط می باشد. روش هایی که بوسیله REE برای تشخیص پیری و اضمحلال عایقی مورد استفاده قرار گرفته اند شامل اندازه گیری تخلیه جزئی در محل و تجزیه و تحلیل گازهای حل نشده در روغن می باشند. برای این کار از پروب و سنسورهای مخصوص استفاده شده و نویزهای صوتی موجود در پست فیلتر میگردند.

 

پیری حرارتی

تلفات بزرگ اهمی و نیز تلفات دی الکتریک تولید گرما می کنند که سبب آسیب دیدن عایق می گردد. در اثر یک رابطه تأثیر و تأثر پی در پی، افزایش دما باعث افزایش تلفات گردیده وافزایش تلفات هم باعث افزایش بیشتر دما می گردد، این سیکل ادامه یافته و افزایش حرارتی، عایق را خراب کرده ونهایتا به انفجارCT  می انجامد . روش هایی که برای آشکار سازی پیری حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند شامل بازبینی حرارتی ( thermovision ) سالانه، اندازه گیری ضریب قدرت در محل و تجزیه و تحلیل روغن می باشد.

روش های نمایش و نظارت

در قدم بعدی برای نگهداری CT ها ، شرکت REE  روش های پیش بینی خرابی اولیه را مورد ارزیابی قرار داده است.یکی از روش های تحت بررسی ، سیستم نظارت و تشخیص دائم  INSITEمی باشد که بوسیله مهندسان دابل در ماساچوست آمریکا ابداع گردیده است. سیستم INSITE سیگنال های بدست آمده از سنسورهای نصب شده در تپ خازنی ترانسفورماتور را مونیتور می کند. سنسور های دمای محیط و رطوبت نیز برای اندازه گیری تغییرات تانژانت دلتا در اثر تغییر شرایط محیط مورد استفاده قرار می گیرند. ولتاژ و جریان اولیه از طریق ترانسفورماتورهای کمکی نصب شده در سیم پیچ های ثانویه جهت بررسی تغییرات سیستم فشار قوی مونیتور می شوند.

از جولای 1966 شرکت برق اسپانیا سیستم INSITE در پست La Eliana را برای دو CT نصب کرده که بصورت پیوسته با اندازه گیری کمیات مورد نظر و پردازش و تحلیل سیگنالهای اندازه گیری شده وضعیت آنها را تحت نمایش و نظارت داشته اند.اطلاعات جمع آوری شده توسط سیستم INSITE از طریق مودم به بخش مرکزی شرکت برق اسپانیا در مادرید جهت تحلیل و بررسی منتقل می گردد.

اگرچه تکنیک های زیادی برای تشخیص عیب در CT وجود دارداما اکثر آنها مستلزم این است که CT را بی برق نمائیم، بعلاوه اینکه پس از آزمایش و بازرسی ممکن است بواسطه نقصی در بعضی اجزاء دچار اشکال و عیب اساسی گردد. بنابراین روشهای نظارت پیوسته و دائمی این تجهیزات در آینده ضروری و لازم خواهد شد.

آشنایی با بانک های خازنی

می دانیم در شبکه های جریان متناوب توان ظاهری که از مولدها دریافت می شود به دو بخش توان مفید و غیر مفید تقسیم می شود . نحوه این تقسیم به شرایط مدار بستگی دارد به این معنی که هر قدر ضریب توان CosΦ به یك نزدیکتر باشد سهم توان مفید بیشتراست . این اتفاق در مدارتی رخ می دهد که مصارف اهمی آن بیشتر است .مانند سیستمهای روشنایی یا تولید گرما توسط انرژی برق . اما می دانیم که سهم عمده مصارف شبکه ها را مصرف کننده های (اهمی – سلفی ) دریافت می کنند . مانند الکتروموتورها – ترانسفورماتورهای توزیع – چوکها و .... که درآنها سیم پیچ یا سلف نقش اصلی را ایفا می کند . در سیمپیچها به علت خاصیت ذخیره سازی انرژی الکتریکی بصورت میدان مغناطیسی توان همواره بین شبکه و سلف رد و بدل می شود . سلف در یک چهارم زمان تناوب توان دریافت می کند و در یک چهارم بعدی زمان ، توان را به شبکه پس می دهد .

می دانیم در شبکه های جریان متناوب توان ظاهری که از مولدها دریافت می شود به دو بخش توان مفید و غیر مفید تقسیم می شود . نحوه این تقسیم به شرایط مدار بستگی دارد به این معنی که هر قدر ضریب توان CosΦ به یك نزدیکتر باشد سهم توان مفید بیشتراست . این اتفاق در مدارتی رخ می دهد که مصارف اهمی آن بیشتر است .مانند سیستمهای روشنایی یا تولید گرما توسط انرژی برق . اما می دانیم که سهم عمده مصارف شبکه ها را مصرف کننده های (اهمی – سلفی ) دریافت می کنند . مانند الکتروموتورها – ترانسفورماتورهای توزیع – چوکها و .... که درآنها سیم پیچ یا سلف نقش اصلی را ایفا می کند . در سیمپیچها به علت خاصیت ذخیره سازی انرژی الکتریکی بصورت میدان مغناطیسی توان همواره بین شبکه و سلف رد و بدل می شود . سلف در یک چهارم زمان تناوب توان دریافت می کند و در یک چهارم بعدی زمان ، توان را به شبکه پس می دهد .

درست است که نتیجه ریاضی این عمل یعنی عدم مصرف انرژی زیرا توان داده شده به سلف با توان دریافت شده از ان برابر است اما در عمل این اتفاق رخ نمی دهد زیرا توان پس داده شده به شبکه امکان استفاده را برای مولد ایجاد نمی کند و این توان در هر حالتی از مولد دریافت شده است . و برای رسیدن به مصرف کننده اهمی – سلفی از شبکه توزیع شامل : سیمها – کابلها و ... عبور کرده است. نتیجه اینکه سلف توانی را از مولد دریافت می کند اما این توان را به شبکه پس می دهد . این توان قابل استفاده نیست و در مسیر عبور تلف می شود . پس مقدار از توان تلف می شود . مصرف کننده های فوق برای انجام اینکار به توان مذکور نیاز دارند اما این توان برای شبکه مضر است و زیانهای زیر را در پی دارد :اضافه شدن جریان مولد و درنتیجه نیاز به مولدهایی با توانهای بیشتر

- چون جریان شبکه زیاد می شود به سیمها و کابلهایی با سطح مقطع بالاتر برای کاهش افت ولتاژ نیاز است که این موضوع هزینه اولیه شبکه را افزایش می دهد .

- اتلاف توان در شبکه های توزیع بصورت حرارت روی می دهد در نتیجه هر کاری کنید نمی توانید از این اتلاف جلوگیری کنید . نتیجه این اتلاف توان ،کاهش ولتاژ مصرف کننده می باشد که این موضع راندمان مصرف کننده را پایین می آورد .

- نمی توان این توان را به مصرف کننده های اهمی سلفی تحویل نداد زیرا کار آنها مختل می شود 

خازن ناجی شبکه های تولید و توزیع

توان هم در خازنها بصورت توان غیر مفید است درست مانند سلفها در یک چهارم پریود موج متناوب ،توان دریافت می کنند و در یک چهارم بعدی توان را تحویل می دهند پس خازنها هم مانند سلفها باعث افرایش توان راکیتو ( غیر مفید ) شبکه می شوند اما اتفاق بامزه زمانی روی می دهد که خازن و سلف با هم در شبکه قرار گیرند .

این دو برعکس هم عمل می کنند . یعنی زمانی که سلف توان می گیرد خازن توان می دهد و زمانی که سلف توان می دهد خازن توان می گیرد . پس توانهای غیر مفید این دو فقط یکبار از شبکه دریافت می شود و در زمانهای بعد بین آنها تبادل می شود بدون اینکه مولد این توان را تحمل کند . پس مصرف کننده های اهمی سلفی توان راکتیو خود را دریافت می کنند و مولد و شبکه توزیع آنرا تولید و پخش نمی کنند زیرا این کار را خازن انجام می دهد . این خازنها از حالا به بعد ، خازنهای اصلاح ضریب توان نام می گیرند و وظیفه آنها تامین توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده های اهمی سلفی است .

 

اتصال خازن به شبکه

خازنهای اصلاح ضریب توان باید در شبکه بصورت موازی قرار گیرند . برای اینکار در شبکه های تکفاز باید به فاز و نول وصل شوند و در شبکه های سه فاز پس از اتصال بصورت ستاره یا مثلث آنگاه به سه فاز متصل می شوند . این خازنها باید از انواعی انتخاب شوند که بتوانند دایمی در مدار قرار گیرند پس باید بتوانند ولتاژ شبکه را تحمل کنند در محاسبه خازن از انواعی استفاده می شود که ولتاژ مجاز آنها 15% بیشتر از ولتاژ شبکه باشد .

محاسبه خازن

نقش خازن در شبکه کاهش توان راکتیو مصرف کنند های اهمی – سلفی از دید مولدها است . با این اتفاق ضریب توان مفید به یک نزدیک می شود . پس با کنترل ضریب توان امکان کنترل توان راکتیو وجود دارد . این کار بکمک یک کسینوس فی متر صورت می گیرد . یعنی بکمک کسینوس فی متر می توان دریافت که ضریب توان و در نتیجه توان راکتیو در چه وضعیتی قرار دارد .

خازن مذکور باید برابر نیاز شبکه باشد در غیر اینصورت خود توان راکتیو از مولد دریافت می کند و همچنین سبب افزایش ولتاژ آن می شود . پس باید خازن مطابق نیاز شبکه محاسبه شود . پرسش : شبکه به چه مقدار خازن نیاز دارد ؟

پاسخ : مقداری که ضریب توان را به یک نزدیک کند . این مقدار خازن خود توان راکتیوی ایجاد می کند که توان راکتیو مصرف کننده اهمی – سلفی را جبران می کند . پس مقدار خازن به مقدار توان راکتیو مدار بستگی دارد . هر قدر این توان قبل از خازن گذاری بیشتر باشد ، اندازه خازن نیز بزرگتر خواهد بود .

با توجه به مطالب گفته شده باید برای محاسبه خازن دو مقدار مشخص شود :

یک – مقدار ضریب توان شبکه قبل از خازن گذاری

دو – مقدار ضریب توان شبکه بعد از خازن گذاری که انتظار داریم شبکه به آن برسد

سه - اندازه توان اکتیو

پس از تعیین این مقادیرمراحل زیر را پی می گیریم . برای مقدار ضریب توان مطلوب مثلا عدد 9/0 مقدار خوبی است . حال دو مقدار ضریب توان داریم یکی ضریب توان شبکه قبل از خازن گذاری و دیگری ضریب توان مطلوب که می خواهیم با گذاردن خازن به آن برسیم . بکمک رابطه زیر مقدار توان راکتیو مورد نظر را که با آمدن خازن تامین می شود محاسبه می کنیم . ( توجه : در خرید خازنهای اصلاح ضریب توان بجای فارد برای تعیین ظرفیت خازن از میزان توان راکتیو آن خازن سخن گفته می شود.)

گاورنر هیدرولیكی (Hydraulic governor)

هر واحد نیروگاهی برای كنترل سرعت و قدرت توربین به یك دستگاه گاورنر (Governor) برای تنظیم جریان آب ورودی به توربین، مجهز می‌گردد.

گاورنرها به 3 دسته تقسیم می‌شوند:

-          گاورنر مكانیكی

-          گاورنر الكترومكانیكی

-          گاورنر الكترونیكی

در حال حاضر فقط از گاورنر الكترونیكی در نیروگاههای جدید استفاده می‌شود و گاورنرهای مكانیكی و الكترومكانیكی را فقط در نیروگاههای قدیمی می‌توان پیدا كرد.

گاورنرهای جدید دارای دو قسمت الكترونیكی و هیدرولیكی می‎باشند.

 

1- قسمت الكترونیكی گاورنر

یك كنترل‎كننده الكترونیكی حلقه بسته (close loop) ، مجهز به PLC ، به‌صورت كاملا” دوتایی (Full redundant)، كنترل سیستم را بر عهده می‌گیرد.

سیگنال‎های ورودی این كنترل‎كننده معمولا" عبارتند از:

-          سیگنال آنالوگ سرعت توربین، از خروجی سنسورهای سرعت توربین (mA20-4)

-          سیگنال آنالوگ نشان‎دهنده موقعیت ویكت گیت‌های توربین(mA20-4)

-          سیگنال آنالوگ نشان‎دهنده توان خروجی ژنراتور (mA20-4)

بر اســــاس سیگنـــــال‎های ورودی فــوق و پــردازش آن‌ها در كنتـرل‌كننده PLC، سیگنال خروجــی گـــاورنر الكتـــرونیكی (mA20-4) به شـــیر راهنمـــا(Pilot valve)  اعمـــال شـــده و با عمــلكرد این شیـر، فشـــار و دبــی لازم روغـــن برای حركــــت سـرووموتور و دریچه‎هـــای هـــادی توربیـــن(wicket gates) از طریـق شیـــر كنتـــرل اصـــلی(main valve) گاورنر فراهم می‎گردد.

كنتـــرل‎كننده فــوق معمولا" به صـورت دوتــایی بـــه عنــوان گاورنــر اصلی و گاورنر پشتیبان در تابلوی كنترل گاورنر قرار می‌گیرند.

در صـــورت بروز اشكال در گاورنر اصلی(main) ، كنترل سیستم به صورت خودكار، به گاورنر پشتیبان (backup)  منتقل می‎شود.

 

سیستم كنترل گاورنر دارای سه حالت عملكرد به شرح زیر است:

-          حـــالت كنتــــرل ســـرعت با كنترل‎كننده PID (speed control)

-          حالت كنترل مقدار بازشدگی دریچه‎های هادی(wicket gate)  توربین با كنترل‎كننده تناسبی (‍P)(opening control)

-          حالت كنترل توان خروجی ژنراتور با كنترل‎كننده PID (Power control)

 

 

2- قسمت هیدرولیكی گاورنر

قســـمت هیدرولیكی گاورنر شامل تجهیزات زیر می‎باشد:

-          عمــل‎كننده‎هـــای الكتروهـــیدرولیكی برای تبدیل سیگنال‎های الكتریكی به مقـــادیر مكــانیكی متناظر

-          تقویت‎كننده هیدرولیكی

-          واحد تأمین فشار روغن

از این واحـــد به منظـــور تأمیـــن فشـــار روغــــن بـــرای عمــــلكرد سرومــــوتورهای تـــوربین و نهایتا” باز و بسته شدن ویكت گیت‌های توربین استفاده می‎شود.

سیستم روغـن گـاورنر شامل مخــزن روغن، تانك فشار روغن/هوا(Air Oil Vessel) ، دو دستگاه پمـپ روغـــن گـــاورنر، شیرهای سولونوئیدی، شیر هیدرولیكی، سیستم خنك‎كن روغن (شامل دو دستگاه پمپ، كولر و فیلتر دوتایی مربوطه)، تجهیزات كنترل و اندازه‎گیری، لوله‎كشی و غیره می‎باشد.

برق سیســـتم كنتــــرل گـــاورنر از دو فیـــدر مجــزا،از سیستم DC نیروگاه تأمین می‎شود

دانلود رایگان نرم افزار برق POWER WORLD SIMULATOR

این نرم افزار یك ابزار حرفه ای سیستمهای قدرت می باشد . این شبیه ساز همچنان كه قابلیت آنالیز مسائل قدرت را دارد بدلیل خوصوصیت منحصر به فرد در شبیه سازی گرافیكی انیمیشینی سیستمهای قدرت ، تشریح عملكرد سیستم قدرت را حتی برای افراد غیر متخصص بسیار آسان می سازد . در این نرم افزار مدل كلیه ادوات مورد نیاز  یك سیستم قدرت از جمله ژنراتور ، ترانسفورماتور ، خطوط انتقال ac ، خطوط انتقال dc همراه مبدلهای HVDC ، شین ، بریكر ، بار ، جبرانگر موازی ( خازنی و سلفی ) و جبرانگر سری بصورت تك خطی و با جزئیات كامل موجود بوده و می توان بصورت on-Line از آنها استفاده نمود . و همچنین در این نرم افزار شبیه ساز علاوه بر محاسبات انواع اتصالی در روی شین و خط انتقال توانایی شبیه سازی قابلیت انتقال موجود ، توان عبوری بهینه ، منحنی PV و QV و محاسبان انواع پخش بار ( اقتصادی و بهینه OPF ) را دارد و خیلی مزایایی دیگر....

با استفاده از این نرم افزار شما قادر خواهید بود شبکه دلخواه خود راطراحی کنید و محاسبات

خطا و حالات ناامن شبکه را به صورت نمایشی ببینید .

 

دانلود نرم افزار به همراه فایل راهنما (39MB)

دانلود نرم افزار بدون فایل راهنما (18.5MB)

 

دانلود رایگان نرم افزار Simatic Step 7 Professiona

دانلود نرم افزار Simatic Step 7 Professional

همان طور که اطلاع دارید plc یکی از مهمترین نرم افزارهای کنترل در صنعت است و کمپانی قدرتمند زیمنس در ارائه ی نرم افزارهای plc حرف اول را میزند، آخرین سری نرم افرار ارائه شده از سوی شرکت زیمنس Simatic Step 7 می باشد که نمونه کامل شده همان step5 است از جمله مزیتهای s7 نسبت به s5 را میتوان تطابق با استاندارد IEC1131 و همچنین قابلیت پیکربندی سخت افزار و شبکه از طریق این نرم افزار نام برد وشما هم اکنون می توانید این نرم افزار را به صورت رایگان و همچنین کرک شده  دریافت کنید

توجه داشته باشید که برای unzip میبایست هر5 پارت را دانلود و در یک پوشه قرار دهید

	part 1	part 2	part 3	part 4	part 5
	دانلود Download Link	دانلود  Download Link	دانلود Download Link	دانلود Download Link	دانلود Download Link
	حجم:95.42 MB	حجم:95.42 MB	حجم:95.42 MB	حجم:95.42 MB	حجم:10.67 MB

دانلود رایگان نرم افزار ترسیم مدار های الکترونیکی ProfiCAD 5.7.1

نرم افزار ProfiCAD

نرم افزاری بیسار ساده و در عین حال سریع در زمینه ساختن مدارهای الکتریکی و ترسیم مدارهای فنی میباشد اگر چه این نرم افزار محیط کاربری آسانی دارد ولی توانائی آن در زمینه انجام کارهای حرفه ای میباشد ، محیط این نرم افزار تا حدودی گرافیکی نیز میباشد و لذا کاربری که با آن کار میکند به هیچ وجه احساس خستگی نخواهد کرد .

از جمله ویژگیهای نرم افزار ProfiCAD 5.7.1:
-  محیط ساده و کاربر پسند
- توانائی استفاده از خاصیت Drag کردن برروی طراحی مدار
- امکان استفاده از سیستم عامل ویندوز ۲۰۰۰ و بالاتر
- پشتیانی از Unicode ها
- این برنامه امکان استفاده از چند زبانه بودن یا همان Multilanguage را دارا میباشد

دانلود با حجم ۵.۵ مگابایت با لینک مستقیم:

برای دانلود کلیک کنید.

معرفی گرایش برق قدرت

 

گرایش قدرت

هدف اصلی مهندسین این گرایش، تولیدبرق در نیروگاهها، انتقال برق از طریق خطوط انتقال و توزیع آن در شبكه های شهری و در نهایت توزیع آن برای مصارف خانگی و كارخانجات است. بنابراین یك مهندس قدرت بایدبه روشهای مختلف تولید برق، خطوط انتقال نیرو و سیستم های توزیع آشنا باشد.گرایش قدرت به آموزش و پژوهش در زمینه طراحی و ساخت سیستم های مورد استفاده در تولید، توزیع، مصرف و حفاظت ازبرق می پردازد.به عبارت دیگر دانشجویان این رشته در شاخه تولید با انواع نیروگاههای آبی، گازی،سیكل تركیبی و ... آشنا می شوند. و در بخش انتقال و توزیع، روشهای مختلف انتقال برق اعم از كابلهای هوایی و زیرزمینی را مطالعه می كنند و در شاخه حفاظت نیز انواع وسایل و تجهیزات حفاظتی كه در مراحل مختلف تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژی،انسانها و تاسیسات را در برابر حوادث مختلف محافظت می كنند، مورد بررسی قرار میدهند كه از آن میان می توان به انواع رله ها، فیوزها، كلیدها و در نهایت سیستم های كنترل اشاره كرد.

یكی دیگر از شاخه های قدرت نیز ماشین های الكتریكی است كه شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهای الكتریكی می شود كه این شاخه از زمینه های مهم صنعتی و پژوهشی گرایش قدرت است.

از درسهای پایه و اصلی موثر در مهندسی قدرت می توان به دروس مدار،الكترومغناطیس، الكترونیك، ماشین و بررسی اشاره كرد.
بعضی از درسهای تخصصی این گرایش عبارتند از :

ماشینهای الكتریكی 3: این درس از جمله درسهایی است كه دیدی صنعتی به دانشجو می دهد. مبحث این درس را می توان به دو فصل مهم ترانفسورمرهای سه فاز و ماشینهای سنكرون تقسیم بندی نمود.

ترانسفورهای سه فاز و ماشینهای سنكرون: وسایلی الكتریكی هستند كه بیشتر جنبه صنعتی دارند و كاربردهای بسیار زیاد ترانسهای سه فازدر انتقال و توزیع انرژی الكتریكی، تبدیل ولتاژ در ابتدای همه كارخانه ها وكارگاههای بزرگ صنعتی و ... بر هیچ كس پوشیده نیست. در این درس در مورد انواع آرایشهای این ترانسها، كلیه گروههای موجود و كاربرد هر نوع، بحث جامعی می شود.

ماشینهای مخصوص : به تعبیری می توان این درس را نقطه عطف درسهای تخصصی این گرایش دانست. زیرا این درس به بررسی در مورد ماشینهای ویژه می پردازد كه این ماشینها در وسایل خانگی كاربرد فراوان دارند.

الكترونیك قدرت: الكترونیك قدرت در عمل بین الكترونیك و قدرت، آشتی برقرار كرده است. به طور مثال می توان با فرمان یك ریزپردازنده كه حدود 5 ولت و 200 میلی آمپر است یك كارخانه را راه اندازی كنیم. درزمینه الكترونیك قدرت المانهایی نظیر تریستور، ترانزیستور و ... كاربردهای فوقالعاده زیادی دارند. از مزایای این قطعات تحمل توانهای بالا می باشد

بررسی سیستمهای قدرت 2 : این درس بیشتر در موردانتقال انرژی و مشكلات موجود در این راه صحبت می كند. از جمله مطالب ارائه شده دراین درس می توان به پخش بار اقتصادی در شبكه های قدرت، اتصال كوتاههای متقارن ونامتقارن روی شبكه قدرت و پایداری سیستمهای قدرت اشاره نمود.

 

تولید و نیروگاه: این درس یكی از درسهای بسیار جذاب این گرایش است، زیرا برخلاف دیگر درسها، زیاد به مسائل نظری، نمی پردازد و جنبه بسیار عملی دارد. آشنایی با انواع نیروگاهها (آبی، اتمی، بادی، بخار، ...) و همچنین بحث كلی در مورد این نیروگاهها و روشهای كاری آنها از مباحث این درس است

رله و حفاظت : یك شبكه قدرت را باید در مقابل خطرات احتمالی (اتصال كوتاهها) محافظت كرد. از وسائلی كه در این مورد استفاده می شود میتوان به رله ها اشاره كرد كه بسته به نوع رله به محض ایجاد یك حالت خطا و یا خرابی در شبكه وارد عمل شده، قسمتی از شبكه را جدا كرد.

عایق و فشار قوی : با توجه به تفاوتهای ولتاژهای فشارقوی با ولتاژهای فشار ضعیف، به طور حتم تولید، اندازه گیری و بهره برداری از این ولتاژها تفاوتهای عمده ای با ولتاژهای فشار ضعیف دارد و برای عایق بندی شبكه فشارقوی باید از عایقهای مخصوصی استفاده كرد. فصل نخست این درس به بررسی این مقوله می پردازد.در بخش دوم این درس انواع تخلیله الكتریكی، مراحل مختلف آن در عایقها و اثرات مختلف شكست بر عایق مورد بررسی قرار می گیرد.

ترمودینامیك : شاید اولین سوالی كه در مرحله اول به ذهن برسد ارتباط این درس با درسهای برق باشد. كاربرد اصلی مطالب این درس مبحث تولیدنیروگاه است. زیرا هنگام آشنایی با انواع نیروگاهها (نیروگاه بخار، گازی، اتمی و (… باید اطلاعاتی در مورد سیكل كاری آنها داشته باشیم، پس داشتن اطلاعاتی در مورد ترمودینامیك ضروری است.

اصول میكروكامپیوتر : این درس را به جرات می توا ن از جذابترین و پركاربردترین درسهای برق دانست زیرا در دنیای امروز كه تمامی وسایل مكانیكی آنالوگ جای خود را به وسایل دیجیتالی می دهند، داشتن اطلاعات كافی در موردنحوه كار پروسسورها از اولین نیازهای یك مهندس برق می باشد. با تركیب مطالب این درس با هر كدام از درسهای دیگر می توان طرحهای بسیار جالب و پركاربردی را طرح ریزی كرد.

 

منبع : تارنمای برق ایران www.tbi-net.com

آشنایی با استپ موتور

یك استپ موتور وسیله ای الكتریكی است چرخش زاویه ای گسسته یا پله ای دارد و با اتصال به ضربان هایی در فركانسی خاص كار می كند. هر ضربان فرستاده شده به موتور سبب حركت محور موتور تا زاویه ای معین می شود كه این زاویه ، زاویه استپینگ (Stepping Angle) نامیده می شود.

با پیشرفت روز افزون علم و فناوری همواره نیاز های جدید به وسایل و دستگاه های جدید تر جهت هماهنگی همه بخشهای صنعت با این پیشرفت ، به وجود می آیند. بدین منظور شناخت و طراحی راه كارها و وسایل جدید امری است اجتناب ناپذیر.از جمله این پیشرفت ها ساخت نوع جدید و پیشرفته تری از موتورهای الكتریكی به نام استپ موتور ها یا موتورهای پله ای است كه با كاهش انواع هزینه ها در صناع كم كم جای مكانیزم های پیچیده مكانیكی را خواهند گرفت.در این مقاله سعی شده است تا بسیار مختصر و متناسب با محدودیت ها بزبانی ساده و قابل درك ساختار و نحوه كاركرد و كنترل موتورهای استپی  بررسی و بیان شود.

مقدمه:
 با درك میدان های مغناطیسی و كشف آنكه می توان انرژی الكریكی را به انرژی مكانیكی تبدیل نمود تحولی عظیم در تاریخ بشری بوجود آمد ، بگونه ای كه بشر روز به روز به تفكر و طراحی و ساخت وسایلی كه بتوانند با استفاده از انرژی الكتریكی ، انرژی مكانیكی تولید نمایند روی آورد. از این رو  انواع موتور های الكتریكی به صحنه وجود آمده و همچنان سیر تكمیلی خود را طی نمودند تا به امروز كه می توان برای هر نوع كاربری ، نوع خاصی از موتورها را بكار برد. اما ساخت اسپ موتور با امكاناتی كه به طراحان و سازندگان ماشین آلات میدهد ، به گونه ای برجسته سبب كاهش هزینه ها در همه زمینه ها می شود. یكی از چندین مزایای بسیار زیاد این نوع الكتروموتورها تبدیل مكانیزم های بسیار پیچیده مكانیكی ، به تنها یك محرك استپی می باشد. در ادامه با این پدیده جالب آشنا تر خواهیم شد.

استپ موتور یا موتور پله ای

شكل 1 ساختمان ساده شده یك استپ موتور "Bifilar" مگنت دائمی را نشان می دهد.

روتور از جنس آهنربای دائمی است و شش دندانه دارد كه با فاصله های مساوی و یك در میان در قطب های N و S اطراف روتور قرار دارند.استاتور چهار قطب دارد كه هر قطب دارای پیچه ای است كه این پیچه از مركز خروجی V را داراست.

 

پیچه های روی قطب های مختلف به هم وصلند بطوری كه فقط پنج سیم A , B , C , D & +V   از موتور خارج می شوند.پیچه با ارسال جریان به سیم +V  و خروج آن از یكی از سیمهای دیگر فعال می شود.

سیم پیچ ها در دندانه های استاتور به روشی پیچیده می شوند به طوریكه نتایج زیر حاصل می شود :

• اگر سیم B فعال باشد ، قطب 1 شمال و قطب 2 جنوب خواهند بود و اگر سیم A فعال باشد قطب 1 جنوب و قطب 2 شمال می شود.
  

• 
  
  اگر سیم C فعال باشد قطب 3 شمال و قطب 4
  
  

جنوب و اگر سیم D فعال باشد قطب 3 جنوب و در عوض قطب 4 شمال خواهند بود.

عملكرد استپ موتورها براساس این قانون است كه وقتی قطبهای مشابه دفع می شوند ، قطبهای مخالف جذب می شوند. اگر سیم پیچ ها در توالی صحیح فعال باشند روتور در مسیر و جهتی معین خواهد چرخید.

شكل 2 نشان می دهدكه روتور هنگامی كه پیچه ها با توالی داده شده در جدول 1 فعال اند چگونه می گردد.

  

  همانطور كه در شكل 2 مشاهده می شود ، ترتیب القاهای داده شده در در جدول 1 سبب چرخش روتور در جهت عقربه های ساعت می شود.

 

 اگر توالی این القا ها معكوس شود ، جهت حركت نیز معكوس می شود.

 

 

 اگر حتی همه القا ها متوقف شده و هیچ جریانی به موتور وارد نشود ، به علت وجود آهنرباهای دائمی در روتور بازهم مقداری جاذبه میان قطب ها و دندانه ها وجود دارد. از این رو حتی هنگامی هم كه هیچ تغذیه ای به موتور متصل نیست ، بازهم قدری ((گشتاور نگه دارنده)) در  موتور باقی می ماند.

از شكل 2 می توان مشاهده نمود كه موتور زاویه استپینگ یا زاویه مرحله 30 درجه دارد و برای كامل كردن یك چرخه به 12 استپ یا مرحله نیاز دارد. تعداد مرحله ها در هر دور در یك موتور استپی با اضافه كردن دندانه های بیشتر روی روتور می تواند افزایش یابد و با اضافه كردن دندانه هایی به دندانه های استاتور ، زاویه استپینگ یا زاویه طی مرحله یك موتور استپی را می توان تا حد 1.8 درجه كوچك كرد به طوری كه برای طی یك چرخه دویست مرحله نیاز باشد.

برنامه القای پیچه ها در شكل 2 به القای تك فاز معروف است ; از آنجا كه در هر زمان فقط یكی از چهار پیچه فعال است.

در هر مرحله دندانه های روتور دقیقا رد مقابل دندانه های فعال استاتور قرار می گیرند. با این حال راه اندازی موتور با دو پیچه حامل جریان در یك زمان امری ممكن است (القای دو فازی). در این حالت دندانه های روتور خود را در میان دوتا از دندانه های فعال استاتور قرار می دهند. جدول 2 برنامه كاری و موقعیت روتور را برای القای دو فاز و تك فاز نشان می دهد.توجه داشته باشید كه زاویه مرحله یا همان Stepping Angle برای دو نوع القا یكی است بجز اینكه موقعیت های روتور با نصف زاویه مرحله تعیین می شوند.

اگر القای تك فاز و دو فاز با هم تركیب شوند ، یك حالت نیم مرحله (Half Step mode) حاصل می شود. در این حالت تعداد مراحل یا استپ ها در هر چرخه دو برابر است ; به طوری كه اگر موتوری در حالت مرحله كامل یا Full – Step برای كامل كردن چرخه به دویست دور نیاز داشته باشد ، در حالت نیم مرحله یا Half – Step به چهارصد دور برای تكمیل آن نیاز دارد. جدول 3 توالی كاركرد برای حالت نیم مرحله نشان می دهد.

 

استپ موتوری كه در بالا شرح داده شد از دو پیچه با در مقابل هم قرار دادن مگنت های همنام در هر قطب استفاده می كند. به این دلیل است كه این نوع ، استپ موتور "Bifilar" نامیده می شود.

نتیجه گیری

كارایی و امكانات یك استپ موتور بسیار بیشتر از انواع دیگر الكترو موتورها می باشد. بدین لحاظ كه بسیاری مكانیزم ها و حالات مختلف چرخش را می توان از آنها گرفت و همچنین این كه كنترل این موتور ها بسیار آسان تر از سایرین است به طوری كه عمدتا به وسایل كنترل سرعت اضافی از قبیل ترمز های الكتریكی و مكانیكی نیازی ندارند.

حل المسائل مدار 1 جبه دار

دوستان" حل المسائل مدار دکتر جبه دار" در 8 بخش آماده دریافت میباشد.

 

 

1 Part

 

Part 2

 

Part 3

 

Part 4

 

Part 5

 

Part 6

 

Part 7

 

Part 8