مهندسی برق و قدرت



گئورک اهم فیزیکدان آلمانی(۱۷۸۹-۱۸۵۴)پی برده بود که نسبت جریان عبوری از خط در دمای ثابت با ولتاژ آن متناسب و با مقاومت آن نسبت عکس دارد،قانون اهم عبارت است از نسبت اختلاف پتانسیل(افت ولتاژ) در دو سر یک جسم نسبت به شدت جریانی که از آن عبور میکند.

 

در فرمول های فوق R(مقاومت الکتریکی)Vپتانسیل الکتریکی(یا افت ولتاژ)I شدت جریان عبوری است.

برای درک بهتر قوانین اهم بهتر است از مثلث قوانین اهم استفاده کنیم،برای درک بهتر نسبت ها فرمول ها را از بالای مثلث بنویسید،از بالا به پایین تقسیم و دو قسمت کناری ضرب میشوند،مثلا زمای که I مجهول است نسبت بدست آمده از بالا به پایین (V/R)میشود.

توان الکتریکی(P) عبارت است از حداکثر مقدار توانی که می تواند به شکل دیگری از انرژی مانند گرما و نور تبدیل شود،برای درک بهتر نسبت توان الکتریکی با قوانین اهم به سراغ نمودار دایره ای قوانین اهم می رویم

جهت عضویت در کانال مهندسی برق و قدرت کلیک کنید


پل ویتستون برای محاسبه یک مقاومت مجهول با استفاده از دو مقاومت معلوم و یک مقاومت متغیر بکار می رود و در حسگرهای الکتریکی و در برق صنعتی بعنوان پخش بار کاربرد دارد،و شکل مدار آن به صورت زیر است؛
در مدار شکل بالا قسمت مجهول یعنی RX با استفاده از فرمول زیر رو قابل محاسبه است؛
حال مدار شکل زیر را در نظر بگیرید
فرض کنید این بار بجای R4 مقاومت R3 مجهول باشد،مقاومت مجهول از طریق فرمول زیر قابل محاسبه است؛
حال وارد یک مثال عددی میشویم؛
در یک پل ویتستون مقاومت R1=R2=10 و مقاومت 5=R4 است مقاومت مجهول را بیابید؟
R3=(R2*R4)/R1=(10*5)/10=5
مثال زیر نیز متعلق به یک پل ویتسون است که در آن R3 مثال بالا بصورت Rs و R4 بصورت RX در نظر گرفته شده است؛
تصویر مدار دستگاه جوشکاری،در مدار دستگاه جوشکاری از پل ویتستون استفاده شده است ولی بجای خازن ها از سلف استفاده شده ست.  

------
با استفاده از برنامه زیر و وارد کردن شماره مقاومت مجهول در ابتدا و در مرحله دوم مقادیر مقاومت های معلوم می توانید محاسبات پل ویتستون را در متلب انجام دهید
ّّّ
RX=input('please insert Unknown Resistor number')
if RX==3
    R1=input('please insert R1 Resistor value?')
    R2=input('please insert R2 Resistor Value?')
    R4=input('please insert R4 Resistor Value?')
    R3=(R2*R4)/(R1)
else
    RX==4
        R1=input('please insert R1 Resistor value?')
    R2=input('please insert R2 Resistor Value?')
    R3=input('please insert R3 Resistor Value?')
    R4=(R1*R3)/R2
end


پل ویتستون برای محاسبه یک مقاومت مجهول با استفاده از دو مقاومت معلوم و یک مقاومت متغیر بکار می رود و در حسگرهای الکتریکی و در برق صنعتی بعنوان پخش بار کاربرد دارد،و شکل مدار آن به صورت زیر است؛
در مدار شکل بالا قسمت مجهول یعنی RX با استفاده از فرمول زیر رو قابل محاسبه است؛
حال مدار شکل زیر را در نظر بگیرید
فرض کنید این بار بجای R4 مقاومت R3 مجهول باشد،مقاومت مجهول از طریق فرمول زیر قابل محاسبه است؛
حال وارد یک مثال عددی میشویم؛
در یک پل ویتستون مقاومت R1=R2=10 و مقاومت 5=R4 است مقاومت مجهول را بیابید؟
R3=(R2*R4)/R1=(10*5)/10=5
مثال زیر نیز متعلق به یک پل ویتسون است که در آن R3 مثال بالا بصورت Rs و R4 بصورت RX در نظر گرفته شده است؛

------
با استفاده از برنامه زیر و وارد کردن شماره مقاومت مجهول در ابتدا و در مرحله دوم مقادیر مقاومت های معلوم می توانید محاسبات پل ویتستون را در متلب انجام دهید
ّّّ
RX=input('please insert Unknown Resistor number')
if RX==3
    R1=input('please insert R1 Resistor value?')
    R2=input('please insert R2 Resistor Value?')
    R4=input('please insert R4 Resistor Value?')
    R3=(R2*R4)/(R1)
else
    RX==4
        R1=input('please insert R1 Resistor value?')
    R2=input('please insert R2 Resistor Value?')
    R3=input('please insert R3 Resistor Value?')
    R4=(R1*R3)/R2
end
------
کانال تلگرام مهندسی برق و قدرت

https://t.me/Electrical_power_engineering


جریان متعادل الکتریکی یکی از مهمترین معیارها برای ارزیابی کار موتور القایی است،هر انحراف در ولتاژ و انحراف در شکل موج یا جریان الکتریکی از نظر اندازه یا تغیر در فاز بعنوان عدم تعدل ولتاژ یا جریان شناخته خواهد شد،دلیل اصلی عدم تعادل جریان در سیم پیج استاتور به دلایل زیر است؛


عدم تعادل ولتاژ تغذیه

اعوجاج ولتاژ تغذیه

عدم تعادل امپدانس استاتور یا سیم پیچ روتور 

عدم تعادل ناحیه شبکه ای روتور آغاز کننده

در حالت ولتاژ سه فاز امپدانس استاتور و روتور شدید به ناحیه روتوری که در حالت تعادل قرار دارد متصل است،و جریان هر سه فاز استاتور متعادل خواهد شد.


هر تغیر در فاز ولتاژ یا امپدانس موتور الکتریکی مشکلاتی را از عدم تعادل جریان الکتریکی استاتور منجر خواهد شد،عدم تعادل جریان استاتور یک نگرانی جدی قابلیت اعتماد عملیاتی موتور را منجر خواهد شد و منجر به سوختن موتور خواهد شد و در حالت تک فاز موتور کار نخواهد کرد.


عدم تعادل بعنوان حداکثر انحراف از میانگین ولتاژ یا جریان سه فاز تقسیم بر میانگین ولتاژ یا جریان سه فاز تعریف میشود و فرمول آن به شرح زیر است؛


عدم تعادل ولتاژ و جریان در شبکه الکتریکی می تواند به سه سیستم متعادل توالی فاز مثبت و منفی و صفر تبدیل شود.اگر سیستم الکتریکی به متعادل شود،اجزای فاز منفی و فاز صفر غایب خواهند شد،در این مورد  مورد جریان فاز نامتعاد است. عدم تعادل جریان می تواند به فاز مثبت و منفی و صفر تبدیل شود،عدم تعادل ولتاژ سیستم و امپدانس مدار عدم تعادل جریان را در موتور القایی سبب میشود.


با افزایش دمای موتور عدم تعادل ولتاژ افزایش می یابد نمودار زیر ارتباط افزایش دمای موتور و عدم تعادل ولتاژ را نشان میدهد.

عدم تعادل ولتاژ بیش از 5 دصد باعث آسیب به موتور میشود و کارایی موتور با افزایش عدم تعادل ولتاژ کاهش می یابد.

عدم تعادل موتور 450 کیلوات 6.6 کیلورمی که کاربردی است می تواند بنا به یکی از دلایل زیر باشد؛

مدار شکن موتور الکتریکی 

سیم پیچ استاتور و روتور

جاروبک های کربنی و یالغزش حلقه

ناحیه شبکه ای روتور

مقاومت موتور روتور

-------------

منبع این نوشته

https://sdvelectrical.blogspot.com/2018/12/voltage-unbalance-in-induction-motor.html


جهت عضویت در کانال تلگرام مهندسی برق و قدرت کلیک کنید
 

https://t.me/Electrical_power_engineering

جهت عضویت در کانال تلگرام نرم افزارهای مهندسی برق کلیک کنید

https://t.me/electrical_engineering_softwares


جهت تماس با مدیر وبلاگ به

این آیدی در تلگرام تماس بگیرید



هادی های گروهی یا باندل اغلب برای افزایش ظرفیت الکتریکی و کاهش کورنا و نویزها در ولتاژ های بالای 200 کیلولت به کار میرود اگر چه پدیده کورنا و نویز رادیویی در ارتفاع بالا و تراکم هوای زیاد رخ میدهد سایر عوامل مانند سطح رطوبت نیز تاثیر گذار است،ابعاد بندل عامل اصلی کاهش اصابت کورنا می باشد. تر حالی که افزایش ظرفیت آلومنیومی برای کاهش تلفات و افزایش جریان بکار گرفته میشود،افزایش قطر نیز سطح رسانا را افزایش می دهد و بطور موثر هردو کارایی بالاتری پیدا میکنند بطور کلی داکتور های باندل در خطوط 200 کیلوات یا بالا بکار میروند

باندل ها در هر فاز شال 2 و 3 و 4 هادی میشوند

یک توضیح در برخی از کتب درسی نیز به این صورت قید شده است که Ds همان 0.7788 است ایالات متحده برای ساخت خطوط 765 کیلولت از خطوط شش باندله و چین برای ساخت خطوط 1000 کیلوات از خطوط 8 باندل استفاده کرده است. باندل ها مورد استفاده در خطوط انتقال منجر به بهبود قابلیت رسانایی شده است و بعلاوه کورنا و اواج رادیویی را کاهش داده است و مقدار جریان که می تواند حمل شود را افزایش داده است که در مقایسه با یک باندل آلومنیومی در خطوط AC افزایش می یابد. 
در باندل های کوچک مشکلات بارگیری نسبت به باندل های بزرگ افزایش می یابد. با افزایش قطر باندل ارتعاش یک سیم کمترین تاثیر را بروی سیم های مجاور میگذارد،با افزایش ارتعاش بروی باندل ها آنها میلی به ارتعاش ندارند. 

در جریان اتصال های کوتاه یک کشش مغناطیسی بی ن ریز رساناها سبب ضربه زدن آنها به هم می شود.اعمال نیروی فشار بین جدا کننده ها و رطوبت جدا کده ها باعث خم شدن آنها می شود. توصیه میشود که در جدا کننده ها از میله های زره پوش برای حفاظت بیشتر استفاده شود.
منابع این نوشته
برسی سیستم های قدرت جلد اول احدکاظمی

https://studyelectrical.com/2019/01/bundled-conductors.html


جهت عضویت در کانال تلگرام مهندسی برق و قدرت کلیک کنید
 

https://t.me/Electrical_power_engineering

جهت عضویت در کانال تلگرام نرم افزارهای مهندسی برق کلیک کنید

https://t.me/electrical_engineering_softwares

جهت عضویت در کانال تلگرام آموزش متلب و برنامه نویسی کلیک کنید

https://t.me/matlab_programing_tech

جهت عضویت در کانال ریاضیات به زبان ساده کلیک کنید
  

https://t.me/Mathematics_teaching

جهت تماس با مدیر وبلاگ به

این آیدی در تلگرام پیام بدهید

صفحه اینستاگرام برقی مدیر وبلاگ


SVC ها نوعی جبران ساز توان راکتیو هستند که با توجه به نیاز خط می توانند توان راکتیو را تولید یا جذب کنند،از مزایای SVC ها می توان به،پاسخ سریع،قابلیت اطمینان زیاد،قابلیت انعطاف زیاد،متعادل کردن فاز،محدود کردن ولتاژ های اضافی و ماندگار،نداشتن اینرسی چرخان،راه اندازی سریع،نداشتن اتصال کوتاه،هزینه کم،میراکردن(کاهش نوسانات) زیر سنکرون،افزایش پایدری گذرا اشاره کرد،در سیستم های توزیع از SVC ها برای جلوگیری از فروپاشی ولتاژ،بهبود ضریت توان،متعادل کردن بار،افزایش میرایی در سیستم انتقال اشاره کرد.

SVC ها به دونوع امپدانس متغیر و مبدل الکترونیک قدرت تقسیم میشوند که SVC های امپدانس متغیر خود به سه دسته تقسیم میشوند

خازن سوئیچ شونده تریستوری(Thyristor Switched Capacitor)

این نوع SVC شامل یک خازن قدرت متصل به یک شیر تیرستوری دو طرفه است که از طرف دیگر به یک سلف متصل شده است.در این نوع SVC خروچی توان راکتیو در مراحل مختلف متفاوت است.

در مدل سلف کنترل شده با تریستور(TCR)بجای خازن قدرت در هر دو سوی شیر تریستوری سلف قرار داده شده است،این نوع مبدل تریستوری برای محدود کردن و افزایش ولتاژ بری خطوط الکتریکی استفاده میشوند.

در سلف کنترل شده با تریستور به همراه خازن(FC-TCR)یک خازن کنترل شده با شیر دیودی به موازات یک سلف کنترل شده با شیر دیودی قرار گرفته است و ترکیبی از دو SVC قبلی است.

تصویر زیر نیز یک SVC شامل TCR و TSC است،این نوع جبران کننده برای تنظیم ولتاژ انتقال در ترمینال انتخاب شده کار می رود،در مدل زیر دو خازن موازی سویچ شده با تریستور و دو سلف موازی سوییچ شده با تریستور به خط انتقال وصل شده اند و توان راکتیور مورد نیاز را تزریق و یا کاهش میدهند.

.تصویر زیر یک SVC واقعی متصل به شبکه است،البته باید ذکر کرد که ادوات فکتس تکنولوژِی هایی هستند که امروزه کمتر بکار می روند و در دنیای واقعی عملیاتی نشده اند،زیرا اپراتور های خطوط همکاری لازم را برای اتصال SVC ها به خطوط نمی کنند.

ضریب توان به نسبت توان واقعی به توان ظاهری گفته میشود،برای محاسبه ظریب توان باید توان واقعی(p)با واحد watt است را باید به توان ظاهری که با واحد (s) است تقسیم کنیم،حال برای محاسبه توان ظاهری باید توان واقعی(p) را با توان راکتیو(Q)جمع ببندیم.

PF(power factor)=P/S

S^2=P^2+Q^2


برق شهری از سیستم جریان متناوب AC استفاده میکندُ،بنابراین هر وسیله ای که از آن استفاده کند چشمک خواهد زد،بنابراین لامپی که از برق شهری استفاده کند چشمک میزند،حدقلا تعداد چشمک زدن هایی که در هر ثانیه برای چشم انسان غیرقابل تشخیص باشد ۵۰ تا ۶۰ بار در ثانیه است و با افزایش نوسانات و تعداد چشمک زدن ها برای انسان قابل تشخیص خواهد بود،در نتیجه فرکانس برق شهری را روی ۵۰ تا ۶۰ هرتز تنظیم میکنند تا برای ما قابل تشخیص نباشد.


واکنش یک عنصر مدار به تغیرات جریان الکتریکی یا ولتاژ است که در اثر ظرفیت خازنی یا القایی پدید می آید راکتانس مشابه مقاومت عمل میکند و در برابر تغیرات ولتاژ مقاومت می کند.

راکتانس بر دو نوع است؛

راکتانس سلفی:در راکتانس سلفی در زمان بالا رفتن فرکانس خط مقاومت زیادی از خود نشان میدهد و در فرکانس پایین مقاومت کمتری از خود نشان میدهد،در راکتانس سلفی با عبور جریان از سیم در اطراف سیم یک میدان مغناطیسی ایجاد میشود،در صورت برعکس شدن جریان این میدان در برابر عبور جریان از خود مقاومت نشان میدهد.

برای محاسبه راکتانس سلفی یا راکتانس القایی از فرمول استفاده میشود،\scriptstyle {f}فرکانس خط است و با Lضریب خود القایی خط است که در

این لینک نحوه محاسبه آن آمده است،متناسب است.

راکتانس خازنی برعکس راکتانس سلفی عمل میکند و در فرکانس های بالا مانند اتصال کوتاه عمل میکند و در فرکانس های پایین از خود مقاوت شدید نشان میدهد،و فرمول آن بصورت است.


نکته اول این است که هر دو جریان کشنده هستند ولی استدلال عمومی مبنی بر این است که جریان dc خطرناک تر است زیرا جریان dc مستقیم است ولی جریان ac متناوب است و به صفر می رسد و فرد می تواند دست خود را از جریان بکند.در حالت عادی نیز جریان dc باید خطرناکتر باشد اما بدون داشتن فرکانس جریان ac که فرکانس بالایی دارد خطرناکتر است با این همه به جریان و زمان و مقاومت بستگی دارد.

اما با توجه به آزمایشات پزشکی چار دایل جریان ac منجر به یک سری از انقباضات عضله ای می شود و آسیب های شدید تری را به بدن وارد میکند.

جریان ac باعث انقباضات عضلانی شدید میشود و عرق را تحریک میکند و باعث کاهش مقاومت پوست میشود،فرکانس 60 هرتز ac تاثیر زیادی بروی بدن می گذارد در این فرکانس 25 ولت می تواند برای بدن بسیار کشنده باشد.


یک مبدل AC به AC یا تنظیم کننده ولتاژ AC وسیله ای است که ولتاژ متناوب را بدون تغیر فرکانس عوض میکند؛

دو نوع کنترل کننده ولتاژ AC وجود دارد

کنترل کننده نیم موج

کنترل کننده تمام موج


در کنترل کننده نیم موج

نحوه کار

در سیکل نیم مثبت جریان AC تولید کننده SCR در ωt=αروشن است،در طول این بار ولتاژ مثبت است SCRبه علت تخلیه بار طبیعی در  ωt = π خاموش خواهد شد،جریان بار و جریان منبع مثبت هستند.

در نیم سیکل منفی دیود D1 در سمت چپ برابر با = π روشن خواهد شد در طول این دوره ولتاژ بار منفی است و بار و جاری و جریان و منبع ولتاژ منفی است.

با کنترل زاویه آتش  (α)از SCR ما می توانیم ولتاژ بار را کنترل کنیم.


میانگین ولتاز خروجی برابر است با 

= √2 Es/2π (cosα-1)


اگر α از 0 تا π متغیر باشد ولتاژ خروجی از Es تا Es/ √2 متغیر است و میانگی ولتاژ خروجی از  0 تا -√2 Es / π  متغیر است

در کنترل کننده تمام موج

کنترل کننده تمام موج ac شامل دو تریسوتور که در جهت مخالف به هم وصل شده اند می باشد.بار برای کاربردهای قدرت کم بعنوان مقاومت استفاده می شود،به وسیله کترل زاویه(α) شلیک SCRمی تواند بعنون ولتاژ AC کنترل کند.

نحوه کار 

در طول طیف نیم موج تیرستور T1 بایاس را در زمانی که تریستور T2 بایاس را ارسال میکند ارسال میکند.

در طول نیم موج مثبت تریستور T1در زاویه آتش(α) شلیک میکند،T1 آغاز هدایت و منبع ولتاژی است که بار را از ωt=α به π.می دهد.در π ولتاژ سیستم VS به 0 سقوط می کند بعد از π تریستور T1 قبل از خاموش شدن بایاس مع میشود.

در نیم موج منفی تریستور T2 در (π+α) شلیک میکند  و تریستور T2 را ازπ+α  به 2π هدایت میکند.بعد از 2π  تریستور T2 بایاس مع میشود و آن را از 0 تا αهدایت میکند،T1 بایاس را از VT1=VS بعد از π و π تا (π+α) ارسال میکند،میانگین ولتاژ خروجی برابر است با :

Vs[1/π{π-α+(sin2α/2)}]

اگر aاز 0 تا π متغیر باشد ولتاژ خروجی متوسط از ولتاژ vs تا 0 کنترل میشود. 

 
منبع

AC voltage regulator (AC to AC converter)


راکتانس به واکنش(مخالفت)یک عنصر به تغیرات جریان یا ولتاژ الکتریکی از که بر اثر ظرفیت خازنی یا پدیده القای الکتریکی به وجود می آید،یک تعریف دیگر برای راکتانس این است که راکتانس قسمت موهومی سلف یا خازن است؛


راکتانس بر دو نوع است:


راکتانس سلفی یا راکتانس القایی در برابر تغیر جریان است و نحوه محاسبه آن به صورت زیر است:

راکتانس خازنی در برابر تغیر ولتاژ مقاومت می کند و به صورت زیر محاسبه میشود:


آخرین ارسال ها

آخرین وبلاگ ها

آخرین جستجو ها