دانلود پایان نامه ،ترجمه مقالات ،پروپزال،پروژه و تحقیق

موتورهای Dc بدون جاروبک(BLDC)

در این بخش در مورد ویژگی‌ها، انواع و اساس عملکرد موتورهای DC بدون جاروبک مغناطیس دائم (PM BLDC) بحث می‌گردد.

1- تعریف موتور BLDC

موتور BLDC در مراجع مختلف دارای تعاریف متفاوتی می‌باشد. استاندارد انجمن ملی سازندگان تجهیزات الکتریکی (NEMA)ف موتور BLDC را این‌گونه تعریف می‌نماید:

یک موتور بدون جاروبک، ماشین دوار خود سنکرونی است که دارای روتور مغناطیس دائم بوده و از موقعیت‌های مشخصی از شافت دوار روتور، جهت کموتاسیون الکترونیکی استفاده می‌شود. این موتور می‌تواند همراه با درایوهای الکترونیکی مربوطه به‌صورت مجتمع باشد یا این‌که موتور از درایو مربوطه جدا باشد.

KUSKO نیز تعریف زیر را بیان می‌کند[12]: 

یک موتور که دارای سیم‌پیچی استاتور بوده و یک موتورم مغناطیس دائم برجسته از جنس آهن نرم دارد. سیم‌پیچ‌های استاتور از یک منبع تغذیه اولیه DC و به توسط یک ماتریس از سوئیچ‌های حالت جامد تغذیه گشته و عمل کنترل با استفاده اط سنسورهای وضعیت و با منطقی مشخص انجام می‌شود.در غیاب یک ریگلاتور، سرعت موتور متناسب با ولتاژ DC اولیه می‌باشد.

موتور BLDC اساساً دارای ساختاری مشابه یک مغناطیس دوار همراه با یک مجموعه از هادی‌های حامل جریان می‌باشد. از این‌نظر، مشابه با یک موتور کموتاتور DC معکوس شده نیز می‌باشد که مغناهطیس می‌چرخد اما هادی‌های جریان، ایستان باقی می‌مانند. در هر دو حالت، برای ثابت‌ماندن جهت گشتاور در یک جهت، جریان در هادی‌ها می‌بایست در هر زمان که یک قطب مغناطیسی از روبروی آن عبور می‌کند، پلاریته‌اش نیز معکوس شود. در یک موتور کموتاتور DC، معکوس شدن پلاریته با کموتاتور و جاروبک‌ها انجام می‌شود. چون کموتاتور نسبت به روتور ثابت می‌باشد، لحظات سوئیچ زنی به‌طور اتوماتیکن با تغییر پلاریته میدان مغناطیسی هادی‌ها سنکرون می‌گردد. در یک موتور BLDCف معکوس شدن پلاریته با کلید‌زنی ادوات الکترونیک قدرت انجام می‌گردد. پروسه‌ کموتاسیون در هر دو نوع ماشین، شبیه به هم بوده و سنکرون با وضعیت روتور می‌باشد و لذا معادلات دینامیکی مربوطه و مشخصه‌های سرعت-گشتاور آن‌ها یکسان می‌باشند.

به علت ساختار شبکه های توزیع، گستردگی و در معرض عوامل محیطی بودن آنها بسیاری از خاموشیهای اعمال شده به مشترکین ناشی از حوادث این شبکه هامی باشد.

روش عیب یابی فعلی در شبکه های توزیع به علت عدم وجود تجهیزات حفاظتی و مانیتورینگ مناسب و نیز نبودن امکان کنترل از راه دور زمانبر بوده و بصورت سعی و خطا می باشد.این مسئله باعث برخی آسیبهای احتمالی به تجهیزات شبکه و مشترکین نیز می گردد.

افزایش اطلاعات از وقایع سیستم اتوماسیون شبکه های توزیع در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است که با اجرای آن اطلاعاتی نظیر عملکرد تجهیزات حفاظتی، وضعیت کلیدها و مقادیر ولتاژ و جریان در مرکز قابل مشاهده بوده و امکان ارسال فرمان برای تجهیزات وجود دارد.

در این پروژه سعی شده است معرفی جامعی از سیستمهای اتوماسیون ومانیتورینگ پست ارائه گردد.

در فصل دوم از پروژه به شرح کلی سیستمهای اتوماسیون پست(SAS) پرداخته شده است و همچنین انواع سیستمهای پست همراه با مزایای آنها نیز بیان شده است.

در فصل سوم، پیشرفته ترین سیستم اتوماسیون پست(SAS570) بطور کامل شرح داده شده است و به توزیع مواردی از قبیل خصوصیات، طراحی تجهیزات و وظایف این سیستم پرداخته شده است.

اجزای سیستم اتوماسیون پست بسیار زیاد وگسترده است و صحبت در مورد تمامی آنها نیاز به تالیف چندین کتاب دارد ولی بطور خلاصه چند جزء مهم سیستم اتوماسیون پست در فصل چهارم آورده شده است.

در فصل پنجم به شرح کاملی از سیستم مانیتورینگ پست(530 SMS) پرداخته شده است.

امید است این پروژه بتواند دید جدیدی نسبت به تکنولوژی پیشرفته اتوماسیون و مانیتورینگ به شما ارائه کند.

علت انتخاب موضوع پروژه خود به این نام این بوده است که به علت زیاد بود انواع کابلها در سطح شهرهای مختلف و رعایت نشدن بعضی از استاندارد های فواصل در طول این کابل ها و بروز حوادث مختلف( از قبیل پاره شدن خطوط و اختشاش در فازها به علت وجود میدانهای اضافی در یک فاز که در فصل های بعد به آن خواهیم پرداخت  )  به علت رعایت نکردن این استاندارد ها اینجانب را به آن داشت که با تحقیق و جستجو در کتابها و سایتهای مختلف تا بتوانم پروژه خود را به پایان برسانم که این مطلب را به عنوان هدف این پروژه انتخاب کرده ام.

چشم انداز کلی این پروژه :

قابل ذکر است که در این پروژه دو استاندارد کلی به کار برده شده ، اولین استاندارد مربوط به استاندارد بین المللی ایمنی برق است با نام  NESC (National Electrical Safty Code) که به ایمنی برق و همچنین به فواصل استاندارد الکتریکی در شهرها و روستا ها می پردازد و استاندارد دومی بیشتر استاندارد بین المللی مهندسی با نام IEC (International Electrotechnical commission که استاندارد های مهندسی برق بوده و برای افزایش بازدهی در خط مهم می باشد .  البته استاندارد IEEE هم یک استاندارد بین المللی بوده و مخفف Institute Of Electrical And Electronical Engineering , Inc  است که در برخی موارد در متن از آن استاندارد هم غافل نبوده ایم . 

فصل آخر این کتاب به نرم افزار PLS_CADD و PLS_CADD/LITE اختصاص داده شده است که بیشتر به استاندارد های موجود در خط با انواع استاندارد های IEC , IEEE می باشد .

در اوایل قرن بیستم به این واقعیت پی برده شد که ماشین القایی بعد از قطع ولتاژ خط ممکن است در حالت تحریک باقی بماند ولی برای ایجاد چنین تحریکی شرایط خاصی مورد نیاز بود. محققان بعد از پژوهش و تحقیق در یافتند که با اتصال خازنهایی به ترمینال موتور القایی در حال چرخش (توسط توان مکانیکی بیرونی) شرط تحریک پایدار بوجود آمده و ولتاژ بطور پیوسته تولید می شود. بنابراین یک سیستم تولید جدیدی متولد شد که در آن ولتاژ خروجی شدیداً به مقدار خازن تحریک و سرعت روتور و بار بستگی دارد. این نوع تولید تا سالهای 1960-1970 به فراموشی سپرده شد و مطالب کمی در مورد آن نوشته شد.

 علت این بی توجهی در اهمیت عملی کم چنین تولیدی مستتر بود. چرا که ژنراتور القایی به تنهایی توانایی کنترل ولتاژ و فرکانس تولیدی را ندارد. از این رو ژنراتورهای سنکرون در واحدهای تولیدی بکار گرفته و هرساله مقدار زیادی سوخت صرف تولید برق ac می شود. طبیعی است با استفاده روزافزون از آلترناتورهای سنکرون، آنهااز نظر مقادیر نامی، روشهای خنک سازی، تکنولوژی ساخت و مدلسازی این ژنراتورها دستخوش رشد و تحول شدند، اما ساختار اساسی آنها بدون تغییر ماند ولی بدلیل نگرانی از نرخ کاهش شدید منابع انرژی تجدیدناپذیر و به طبع آن صعود چشمگیر قیمت نفت از یک طرف و ظهور و رشد قطعات نیمه هادی قدرت و پیشرفت کنترل صنعتی از طرف دیگر ژنراتور القایی بازگشت مجددی یافت. 

از این رو علاقمندی زیادی برای استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مثل باد جهت جایگزینی سوخت و کاهش نرخ مصرف سوخت ایجاد شد و توجه به ژنراتور القایی به خاطر مزایای زیادی که دارد بیشتر شد.

در سالهای اخیر کاربرد ژنراتور القایی در تولید برق از توربینهای بادی و آبی کوچک مورد توجه زیادی قرار گرفته است. چرا که سادگی نگهداری و کاهش منابع انرژی فسیلی و توانایی ژنراتور القایی برای تبدیل توان مکانیکی از فاصله وسیعی از سرعت روتور موجب شده تا به فکر جایگزینی انرژی باد به جای سوختهای فسیلی بیافتند و انبوه تحقیقات در این زمینه نشانگر توانایی آن در رفع مشکلات حاضر است.

با توجه به افزایش مصرف, تولید انرژی الکتریکی بایستی در ارتباط کامل با نحوه توزیع و پخش انرژی آن باشد. در مراکز شهری چگالی انرژی موجب گشته تا با توجه به کمبود فضا و ایمنی لازم در سیستم, بکار گیری پستهای GIS   در مقایسه با انواع دیگر پستها در کشور ما مورد بررسی و توجه قرار گیرد که این اهمیت چه از نظر فنی و چه از نظر اقتصادی و با توجه به روند تکنولوژی در آینده مورد توجه ما می باشد و همچنین انرژی مورد نیاز انواع مختلف مصرف کننده ها در هر موقعیت و به هر میزان, تنها از طریق شبکه هایی امکان پذیر است که کلیه مراکز مصرف و تولیدشان با یکدیگر در ارتباط کامل و به هم پیوسته باشد. با احداث شبکه های سراسری که ظرفیت مناسب و کافی دارند, می توانیم یک تبادل انرژی بین مراکز مصرف کننده ها و تولید کنندگان داشته باشیم. که جهت این تبادل انرژی نیاز به افزایش ولتاژ و سپس کاهش آن می باشد که در این خصوص ایستگاههای فشار قوی مناسب این مشکل را بر طرف کرده و گام اساسی در جهت پیش برد این مساله برداشته است. و با توجه به محدودیت های محیطی و نامناسب بودن وضعیت جوی و استراتژیکی منطقه این امکان را به ما می دهد که با احداث و توسعه پست های فشارقوی از نوع بسته GIS این تبادل انرژی را به نحو مطلوبی در مراکز مصرف و حوزه شهری داشته باشیم که در این میان مسئله اقتصادی در این مراکز از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده که پستهای سربسته GIS تا حدودی به این مسائل جواب گو می باشد.

این پایان نامه شامل ده فصل, می باشد که در فصل اول به بررسی عایق های گازی SF6 که در پستهای سربسته گازی بیشترین کاربرد را دارد می پردازیم. در فصل دوم به نقش و نوع پستهای فشار قوی در شبکه های انتقال و پخش انرژی و همچنین سطح ولتاژهای موجود در ایران بحث می شود. در فصل سوم به نقش و اساس پستهای GIS و همچنین تکنولوژی سیستمهای GIS, مزایا و معایب پستهای GIS در صنعت برق اشاره می شود. سیستمهای GIS داخلی (indoor) و بیرونی (out door) و همچنین هزینه های مربوط به احداث آنها در فصل چهارم آورده شده است. بررسی جنبه های اقتصادی سیستمهای GIS از نظر هزینه و فاکتورهای موثر در آن و ارزیابی پروژه از لحاظ اقتصادی و نیز مقایسه سیستم های GIS با AIS  در فصل پنجم بحث شده است. در فصل ششم به عیب یابی و تعمیرات تجهیزات پستهای GIS پرداخته می شود. نحوه نگهداری پستهای GIS نیز در فصل نهم بحث شده است و فصل آخر به نتیجه گیری کلی و پیشنهادات اختصاص دارد. در ضمن نمونه ای از تجهیزات انواع پستهای GIS در ضمیمه های یک و دو آورده شده است.

همانطور که می دانید امروزه بقای صنعت و زندکی مدرن بدون استفاده از انرژی الکتریکی امکان پذیر نیست . این انرژی برای رسیدن به مصرف کننده از سه بخش تولید ، انتقال وتوزیع تشکیل شدهاست .

باتوجه به رشدروز افزون جمعیت و بالا رفتن فرهنگ استفاده از انرژی الکتریکی ، شبکه های برق رسانی در چند دهه اخیر رشد سریعی داشته اند که این رشد مستلزم رشد همزمان روشهای مهندسی طراحی وتوسعه می باشد ، متاسفانه در بخش توزیع به دلیل طراحی های تلفات و افت انرژی زیاد می باشد که سرچشمه این مشکلات عدم وجود برنامه ای مدرن برای پیش  بینی نیازهای آتی شبکه می باشد .

چه بسا شبکه هایی که بدون در نظر گرفتن پارامترهای آینده نگری طراحی شده و با گذشت زمان و رشد بار ، کارآیی لازم را نداشته باشد و باعث ایجاد تلفات و اختلالاتی در شبکه شود برای نمونه طی برنامه اول و دوم توسعه در کشور شعار روستاهای بی برق کشور مطرح گردید که علی رغم تبعات مثبت اقدام فوق در طی این سالها کیلومترها شبکه توزیع ، بدون پیش بینی قبلی و حتی برآورد فنی و اقتصادی احداث گردید که در دراز مدت باعث بروز مشکلاتی خواهد شد . سعی داریم در این پروژه راهکارهای مهندسی برای جلوگیری از این قبیل مشکلات و بهینه کردن شبکه برای جلوگیری از این قبیل مشکلات و بهینه کردن شبکه توزیع و فوق توزیع با استفاده ازپیش بینی های فنی ارائه کنیم که نتیجه آن کاهش تلفات و صرفه جوئی قابل توجهی خواهد بود .

در شبکه های برق رسانی درصد قابل توجهی از توان و انرژی تولیدی نیروگاه ها در مسیر تولید تا مصرف به هدر می روند ، که مقدار این تلفات به پارامترهای متعددی از جمله بافت شبکه، نوع تجهیزات ، چگالی بار ، نوع مصرف و سهم هر یک در کل ، شکل منحنی مصرف و شرایط آب و هوائی منطقه وابسته می باشد . تنوع و تعدد عوامل موثر در مقدار تلفات سبب می شود که مقدار آن حتی در دو شبکه به ظاهر مشابه و با پیک مصرف یکسان ، متفاوت باشد ..

در تجزیه و تحلیل تلفات ، دوعامل اصلی آن یعنی تلفات توان و تلفات انرژی باید مشترکاً مورد بررسی قرار گیرند چون مقدار تلفات توان در ساعات پیک هر شبکه به طور مستقیم در تعیین ظرفیت مفید نیروگاهها موثر می باشد ، که این مطلب نشانگر اهمیت بیشتر تلفات توان در مقایسه با تلفات انرژی می باشد . گر چه امکان محاسبه یا تخمین ماکزیمم تلفات توان بخشی از شبکه در ساعات پیک شبکه سراسری تا حدودی امکان پذیر می باشد . اما محاسبه و اندازه گیری آن برای کل مسیر تولید تا مصرف کاری دشوار و در برخی موارد غیر عملی است . یکی از دلایل مهم این پیچیدگی ، وجود عوامل ناشناخته و غیر قابل اندازه گیری در بین اجزاء تلفات می باشد ، که به همین دلیل در گزارشات آماری تنها به تلفات انرژی شبکه ها اشاره می گردد . از آنجا که تلفات توان تابعی از تغییرات مصرف لذا مقدار آن در ساعات مختلف شبانه روز متفاوت می باشد و به همین دلیل در برخی از ساعات روز مقدار آن زیاد و در ساعات دیگر کم می باشد . در یک دوره مشخص ، تلفات انرژی از مجموع تلفات لحظه ای توان به دست می آید . به همین دلیل درصد تلفات انرژی مبین متوسط تلفات توان در دوره مورد مطالعه می باشد ، یا به عبارت دیگر درصد تلفات در ساعات پیک به مراتب بیشتر از درصد متوسط تلفات انرژی می باشد . به عنوان مثال متوسط سالیانه تلفات انرژی شبکه سراسری برق با احتساب مصارف داخلی نیروگاه ها چیزی در حدود 20 درصد می باشد . اما بررسی های انجام شده نشان می دهد مقدار تلفات در ساعات پیک حدود سی درصد می باشد [13 و 49 ] به عبارت دیگر در ساعات پیک حدود سی درصد از ظرفیت نیروگاه ها به شکل های مختلفی در اجزاء شبکه به هدر می رود .

رشد رو به تزاید مصرف منابع غیرقابل تجدید انرژی و افزایش آلودگی های ناشی از بهره برداری های بی رویه، توازن این ذخائر پایان پذیر را به مخاطره افکنده و در این رابطه، بررسی راهکارهای عملی استفاده از منابع جدید انرژی (انرژی‌های تجدیدپذیر ) در دستور کار محققان و دانشمندان قرار داده است.

حفظ سلامت محیط زیست و قابلیت بازیافت طبیعی دو خصوصیت مهمی است که در گزینش نهایی این منابع مورد توجه بوده و در این راستا، جذب انرژی مفید از اقیانوس ها، دریاها و رودخانه ها بعنوان یکی از پاکیزه ترین منابع بکر به جهان معرفی گردیده است.

بحران انرژی در دهه 1970 میلادی، فکر دانشمندان را به سوی منابع انرژی مستقل از سوخت فسیلی کشانده که از آن جمله استفاده از انرژی پایان ناپذیر نهفته در دریاها می باشد.

در این پایان نامه به چگونگی تولید برق از جزر و مد دریاها بعنوان یکی از انرژیهای پایان ناپذیر نهفته در دریا اشاره شده است.

در فصل اول سعی شده تا ابتدا مختصری درباره انرژیهای قابل حصول از دریاها گفته شود تا خواننده این پایان نامه یک دید کلی درباره انرژیهای دریایی پیدا نماید. در فصل دوم در مورد جزر و مد و چگونگی به وجود آمدن جزر و مد و پارامترهای موثر در جزر و مد مطالبی ارائه گردیده است. در فصل سوم به شرایط لازم مکانی، برای ایجاد نیروگاههای جزر و مدی و نکات اساسی طراحی نیروگاههای جزر و مدی اشاره شده است. در فصل چهارم به روشهای مختلف تولید برق از طریق نیروی جزر و مدی، همچنین به عنوان نمونه دو نیروگاه جزر و مدی لارنس فرانسه و آناپولیس کانادا که در حال حاضر از آنها برای تولید برق استفاده می شود اشاره شده است. و در نهایت به بررسی سواحل ایران برای استفاه از انرژی جزر و مدی برای تولید برق پرداخته شده است. در فصل پنجم هم ترجمه مقاله ای آمده است که به کوشش حقیر انجام شده است.

نیروی جزر و مد دوبار در روز بکار گرفته می شود از تغییرات در سطح آب دریا که علت اصلی و عمده آن نیروی جاذبه از طرف ماه و به مقدار خیلی کمتر نیروی جاذبه از طرف خورشید برروی اقیانوسهای جهان است.

چرخش زمین نیز یکی از عامل های تولید جزر و مد می باشد. نیروی جزر و مد یک تفکر جدید نیست بلکه از قرن یازدهم در انگلیس و فرانسه برای آسیاب کردن گندمها مورد استفاده قرار گرفته است.

درک این قاعده که جریانات جزر و مدی چگونه بالا می آید، برای توضیح دادن نیروی جزر و مدی یک ضرورت است.

درحالیکه درک کامل این فعل و انفعالات کاملاً پیچیده است در ابتدا برای جزر و مد می توانیم یک شرط کلی بوسیله تحقیق کردن نیروی جاذبه ماه و خورشید برروی اقیانوسها و همچنین تأثیر نیروی گریز از مرکز بیان کنیم.

اثر متقابل ماه و زمین باعث به وجودآمدن برآمدگی اقیانوسها به سوی ماه می شود. در حالیکه در طرف مقابل اثر نیروی جاذبه خورشید هم نیز باعث بوجود آمدن برآمدگی اقیانوسها به سوی خورشید می شود. برآمدگی های حاصل از نیروی جاذبه ماه برروی سطح اقیانوسها را جزر و مد ماهی گویند. و برآمدگی های حاصل از نیروی جاذبه خورشید را که مقدار آن خیلی کمتر است را جزر و مد خورشیدی می گویند.

خورشید و ماه دارای موقعیت یکسانی در بین اجسام آسمانی نمی باشند، اما تغییر موقعیت آنها نسبت به یکدیگر برروی دامنه جزر و مد (اختلاف بین کمترین جریانات جزر و مدی و بیشترین جریانات جزر و مدی) تأثیر می گذارد. برای مثال، زمانیکه ماه و خورشید در یک سطح یکسان با زمین می باشند. دامنه جزر و مد منطبق با دامنه جزر و مد وابسته به خورشید و جزر و مد وابسته به ماه می باشد. در نتیجه دامنه جزر و مد بیشترین حالت ممکن می شود. (جزر و مد حداکثر) متناوباً زمانیکه آنها نسبت به یکدیگر در یک زاویه قائمه هستند. دامنه جزر و مد پائین آمده که نتیجه آن جزر و مد حداقل می باشد.