موتور سنکرون

اجزا واحدها در سیستم SI به صورت اعشاری است برای مشخص کردن توان های ده، پیشوندهای خاصی همراه واحدهای این سیستم به کار می رود

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	4562 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	150

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

موتور سنکرون

فصل اول

مبانی مدارهای الکتریکی

• : مقدمه

اجزا واحدها در سیستم SI به صورت اعشاری است. برای مشخص کردن توان های ده، پیشوندهای خاصی همراه واحدهای این سیستم به کار می رود. این پیشوندها عبارتند از:

پیکو (P و ^12-10) کیلو (K و 10³)

نانو (n و ^9-10) مگا (M و 10⁶)

میکرو گیگا (G و 10⁹)

میلی سانتی (C و ^2-10)

1-2 : کمیات اساسی الکتریکی

1-2-1- بار

می دانیم که در یک اتم، الکترون بار منفی و پروتون بار مثبت دارد و بار یک الکترون با بار یک پروتون برابر است. واحد بار الکتریکی کولن (C) است. یک کولن برابر بار 10⁸*24/6 الکترون است. یعنی یک الکترون دارای بار C ^19-10*6/1 است.

1-2-2- جریان

بار متحرک نشان دهنده جریان است. جریان در یک مسیر مجزا، مثلاً یک سیم فلزی، علاوه بر مقدار، جهت نیز دارد. جریان، آهنگ عبور بار از یک نقطه در یک جهت خاص است.

پس از مشخص کردن یک جهت مرجع، کل باری که از زمان t=0 به بعد از یک نقطه مرجع در آن جهت عبور کرده را q(t) می نامیم. آهنگ عبور بار در لحظه t برابر است. با کاهش فاصله می‎توان نوشت:

(1-1)

جریان، برابر آهنگ زمانی عبور بار مثبت از یک نقطه مرجع در یک جهت مشخص است. جریان را با i یا I نشان می‎دهیم. بنابراین:

(1-2)

واحد جریان آمپر (A) است. یک آمپر، انتقال بار با آهنگ 1 کولن بر ثانیه را نشان می‎دهد. برای به دست آوردن باری که در فاصله t₀ تا t منتقل شده، می‎توان از رابطه 1-3 استفاده کرد:

(1-3)

1-2-3- ولتاژ

هر عنصر را به صورت یک شکل دارای دو پایانه یا دو سر نشان می‎دهیم. (شکل 1-1)

فرض کنید جریانی به پایانه A عنصر مداری شکل 1-1 وارد شده و از پایانه B خارج می‎شود. برای عبور این جریان، باید مقداری انرژی صرف شود. در این صورت
می گوییم بین دو پایانه B , A ، اختلاف پتانسیل یا ولتاژ الکتریکی وجود دارد. بنابراین ولتاژ روی یک عنصر، معیاری از کار لازم برای عبور بار از طریق آن است. ولتاژ یا اختلاف پتانسیل بنابر تعریف عبارت است از کار انجام شده برای انتقال بار q از یک نقطه به نقطه دیگر. یعنی:

(1-4)

که در آن v اختلاف پتانسیل بر حسب ولت (v)، w کار انجام شده و q بار الکتریکی است.

1-2-4- توان الکتریکی

توان آهنگ مصرف انرژی است. اگر برای انتقال 1 کولن بار از یک عنصر، 1 ژول انرژی مصرف شود، توان لازم برای انتقال یک کولن بار در ثانیه، یک وات خواهد بود. رابطه توان را می‎توان به صورت رابطه 1-5 نوشت:

(1-5) p=v .i

که p توان الکتریکی بر حسب وات (w) است. یعنی یک وات برابر یک ولت آمپر است.

1-2-5- مقاومت

هر عنصر مداری که در آن انرژی تلف شود، معمولاً ولتاژ دو سرش با جریان گذرنده از آن متناسب است. یعنی:

(1-6) V=RI

که R ثابت تناسب است و مقاومت آن عنصر می‎باشد. واحد مقاومت اهم است و رابطه 1-6 قانون اهم نام دارد.

شکل 1-2 علامت مداری یک مقاومت را نشان می‎دهد.

در یک مقاومت، جریان از نقطه با پتانسیل بیشتر به نقطه با پتانسیل کمتر جاری می گردد. معمولاً پتانسیل بیشتر را با علامت + و پتانسیل کمتر را با علامت – نشان می دهند. مقاومت، یک عنصر مصرف کننده انرژی الکتریکی است. یعنی ‎توان در آن تلف می‎شود. توان تلف شده در یک مقاومت از رابطه 1-7 به دست می‎آید.

فهرست

عنوان صفحه

1-1: مقدمه............................................................................................................

1-2: کمیات اساسی الکتریکی................................................................................

1-2-1: بار............................................................................................................

1-2-2: جریان.......................................................................................................

1-2-3: ولتاژ.........................................................................................................

1-2-4: توان الکتریکی...........................................................................................

1-2-5: مقاومت.....................................................................................................

1-3: اتصال سری مقاومتها.......................................................................................

1-4: اتصال موازی مقاومتها................................................................................

1-5: منابع.............................................................................................................

1-5-1: منبع ولتاژ.................................................................................................

1-5-2: منبع جریان...................................................................................................

1-6: قانون ولتاژ کیرشهف (KVL).......................................................................

1-7: مقسم ولتاژ...................................................................................................

1-8: مقسم جریان.................................................................................................

1-9: مدارهای مختلط............................................................................................

1-10: زمین مدار..................................................................................................

مسائل فصل 1.......................................................................................................

فصل دوم: جریان متناوب..........................................................................................

2-1: موج سینوسی................................................................................................

2-2: فرکانس.........................................................................................................

2-3: مقدار متوسط....................................................................................................

2-4: قوانین اهم در مدارهای AC.........................................................................

2-4-1: فاز............................................................................................................

2-5: فازور............................................................................................................

2-6: اعداد مختلط..................................................................................................

2-7: ساده کردن اعداد مختلط..............................................................................

2-8: موج پالس......................................................................................................

2-9: موج مثلثی.....................................................................................................

مسائل فصل دوم...................................................................................................

فصل سوم روشهای تحلیل مدار...........................................................................

3-1: تبدیل منابع....................................................................................................

3-2: قضیه جمع آثار.............................................................................................

3-3: روش ولتاژ گره ها.......................................................................................

3-4: روش جریان مش.........................................................................................

3-5: روش تونن....................................................................................................

3-6: روش نورتن.................................................................................................

3-7: انتقالی حداکثر توان به بار............................................................................

مسائل فصل 3.......................................................................................................

فصل چهارم: وسایل اندازه گیری.........................................................................

4-1: ولتمتر...........................................................................................................

4-2: آمپرمتر.........................................................................................................

4-3: اهم متر.........................................................................................................

4-4: تست کردن قطعات الکتریکی.........................................................................

4-4-1: سیم..........................................................................................................

4-4-2: مقاومت.....................................................................................................

4-4-3: سلف.........................................................................................................

4-4-4: خازن........................................................................................................

4-5: اسیلسکوپ....................................................................................................

مسائل فصل چهارم...............................................................................................

فصل پنجم: خازن و سلف در جریان مستقیم........................................................

5-1: خازن............................................................................................................

5-2: خازن در جریان مستقیم...............................................................................

5-3: شارژ خازن..................................................................................................

5-4: دشارژ خازن................................................................................................

5-5: به هم بستن خازنها.......................................................................................

5-6: سلف.............................................................................................................

5-7: سلف در جریان مستقیم................................................................................

5-8: تغییرات جریان در سلف...............................................................................

5-9: به هم بستن سلف ها.....................................................................................

مسائل فصل پنجم..................................................................................................

فصل ششم: خازن و سلف در جریان متناوب.......................................................

6-1: مدارهای RC.................................................................................................

6-1-1: مدارهای RC موازی ...................................................................................

6-2: مدارهای RL.................................................................................................

6-2-1: مدار RL سری.........................................................................................

6-2-2: مدار RL موازی.......................................................................................

مسائل فصل ششم.................................................................................................

فصل هفتم: مدارهای RLC....................................................................................

7-1: RLC سری........................................................................................................

7-1-1: فرکانس تشدید مدار سری.......................................................................

7-2: RLC موازی.................................................................................................

7-2-1: فرکانس تشدید در RLC موازی..............................................................

7-3: پهنای باند.....................................................................................................

مسائل فصل هفتم..................................................................................................

فصل هشتم ترانسفورماتورها....................................................................................

8-1: اندوکتانس متقابل..........................................................................................

8-2: توان..............................................................................................................

8-3: بازتاب امپدانس.............................................................................................

مسائل فصل هشتم................................................................................................

فصل نهم: سیستم های چند فازه...........................................................................

9-1: سیستم تک فاز..............................................................................................

9-2: سیستم سه فاز.............................................................................................

9-3: توان در مدارهای سه فاز.............................................................................

مسائل فصل نهم:.......................................................................................................

فصل 10: موتور و ژنراتورهای DC.....................................................................

10-1: موتورهای DC...........................................................................................

10-2: معرفی موتورهای DC................................................................................

10-3: انواع موتورهای DC...................................................................................

10-4: مدار معادل موتورهای DC........................................................................

10-5: موتورهای DC تحریک مجزا و موازی......................................................

10-6: مشخصه پایانه ای موتور DC موازی........................................................

10-7: معرفی ژنراتورهای DC.............................................................................

10-8: ژنراتور تحریک مجزا.................................................................................

10-9: مشخصات پایانه ای ژنراتورهای تحریک مجزا.........................................

10-11: کنترل ولتاژ پایانه ای...............................................................................

10-12: ژنراتور dc موازی...................................................................................

10-13: موتورهای سنکرون.................................................................................

10-14: مدار معادل موتور سنکرون....................................................................

10-15: موتور سنکرون از دید میدان مغناطیسی.................................................

10-16: کار موتور سنکرون در حالت پایدار........................................................

10-17: سختی مشخصه گشتاور در سرعت موتور سنکرون..............................

10-18: اثر تغییرات بار روی موتور سنکرون......................................................

10-19: نمودار فیزوری ژنراتور سنکرون...........................................................

10-20: ژنراتور سنکرون.....................................................................................

10-21: ساختمان ژنراتور سنکرون......................................................................

10-22: سرعت و چرخش ژنراتور سنکرون........................................................

10-23: اندازه گیری پارامترهای مدل ژنراتور سنکرون......................................

10-23-1: نسبت اتصال کوتاه..............................................................................

10-24: اثر تغییرات جریان میدان بر موتورهای سنکرون...................................

10-25: موتور سنکرون کم تحریک و موتور سنکرون پر تحریک.......................

مسائل.........................................................................................................................

پایان نامهموتور سنکرونپروژهتحقیقمقالهپژوهشپایان نامهدانلود پروژهدانلود تحقیقدانلود مقالهدانلود پژوهشدانلود پایان نامه

بررسی برق شرکت گمک ماکارون

توسعه صنعتی و شکوفایی اقتصادی کشور ، جزء لاینفک یکدیگر خصوصاً در جوامع روبه رشد می باشند که در اثر تشکیل کارخانجات ، خصوصاً توسعه شبکه تعاون کشور بوجود خواهد آمد جذب نقدینگی در دست مردم از طریق هدایت آن به سمت شرکتهای تعاونی تولیدی مهمترین گام در راه خود کفایی یک کشور در حال توسعه می باشد

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	50 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	61

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

بررسی برق شرکت گمک ماکارون

فصل اول

مقدمه :

توسعه صنعتی و شکوفایی اقتصادی کشور ، جزء لاینفک یکدیگر خصوصاً در جوامع روبه رشد می باشند . که در اثر تشکیل کارخانجات ، خصوصاً توسعه شبکه تعاون کشور بوجود خواهد آمد .

جذب نقدینگی در دست مردم از طریق هدایت آن به سمت شرکتهای تعاونی تولیدی مهمترین گام در راه خود کفایی یک کشور در حال توسعه می باشد .

تاریخچه :

شرکت تعاونی و تولیدی ماکارونی ساقه با نام تجاری گمک ماکارون درسال 1376 در اداره ثبت شهرستان ایذه به ثبت رسیده است که مدیریت این شرکت پس از دو سال موفق به دریافت مجوز ساخت و ساز گردید و در ابتدای سال 79 کار ساخت و ساز را با مشارکت بانک تجارت شروع کرده و در شهریور ماه سال 1382 به صورت آزمایشی تولید خود را آغاز نموده و هم اکنون وارد چرخه تولید شده و در حال توسعه می باشد

هدف از تشکیل این واحد تولیدی ایجاد اشتغال برای جوانان در یک منطقه محروم ، توسعه صنعت کشور در جهت امر خود کفایی ، جذب سرمایه در قالب تشکیل تعاونی و برآورده کردن قسمت کوچکی از نیازهای مصرفی جامعه

شرکت تعاونی و تولیدی ساقه (گمک ماکارون ) در ابتدای تأسیس دارای یک خط تولید بوده و هم اکنون با توجه به درخواست نیاز مصرف کنندگان خط تولید به دو عدد رسیده است اکثر کارخانجات تولیدی تازه تأسیس پیشرفت آنان بستگی به گذشت زمان دارد که هر چه کارکرد کارخانه طولانی تر شود موفقیت آنان از نظر تجاری و اقتصادی بهتر خواهد شد علت آن است که مارک اجناس تولید شده باید مدت زیادی طول بکشد تا در بین مردم شناخته شود .

تعداد اعضای شرکت :

تعداد اعضای شرکت 12 نفر می باشند که شامل مدیر عامل و شامل سهامداران می باشند

تعداد پرسنل شرکت :

تعداد پرسنل شرکت 14 نفر می باشند که عبارتند از : 1 نفر مرد و 13 نفر زن

1 نفر مسئول فنی

1 نفر مسئول آزمایشگاه

3 نفر در قسمت تولید

1 نفر در قسمت برش

4 نفر در قسمت بسته بندی

2 نفر درقسمت پرس

1 نفر در قسمت انبار آرد

1 نفر نگهبان

فصل دوم

فصل دوم :

مراحل تولید ماکارانی :

مرحله اول : قسمت انبار

انبار داری ظرفیت 12 تن آرد می باشد و نیز شامل یک الک برقی می باشد که این الک برقی دارای یک موتور تک فاز با تعدادی چرخدنده می باشد که باعث لرزش الک می شود و وظیفه ان گرفتن مواد زاید موجود در ارد می باشد سپس آرد وارد سیلو می شود و از آنجا به وسیله مارپیچ هایی که روی آن قرار دارد وارد دستگاه خمیر گیر می شود .

مرحله دوم قسمت تولید :

این قسمت شامل یک خمیر گیر می باشد که رنگ مخصوص ماکارونی ( بتا کاروتن ) و آرد گرفته شده از قسمت انبار را با آبی که از طریق یک پمپ که به صورت اتوماتیک عمل می کند وارد خمیر گیر می شود مخلوط می شود و به وسیله مار پیچ داخل خمیرگیر به هم می خورد . پس از آماده شدن خمیر از طریق 3 سلیندر که توسط 3 موتور پر قدرت 3 فاز به چرخش در می آیند و خمیر تولید شده را به سمت قالب های مخصوص هدایت می کند و قبل از خارج شدن خمیر از قالب ها به وسیله پمپ واکیوم هوای خمیر گرفته می شود در نتیجه ما کارانی رنگ زرد به خود گرفته و از قالب ها خارج می شود که پس از خروج از قالب ها ماکارونی توسط یک قیچی برقی در اندازه های یکسان برش داده می شود و آنها را روی نی های مخصوص می ریزند و نی ها را روی چرخ های حامل می گذارند و وقتی چرخ ها پر شد به داخل گرمخانه می برند قسمت های زائد ماکارونی توسط یک پمپ ( مکش ) که زیر قیچی برقی قرار دارد به بیرون منتقل می شود .

مرحله سوم گرمخانه ها :

پس از انتقال ماکارونی به گرمخانه ، فن داخل گرمخانه روشن می شود و وقتی ظرفیت داخل گرمخانه ها تکمیل شد به مدت 48 ساعت ماکارونی داخل گرمخانه می ماند تا با استفاده از هوای گرم خشک شود که این هوای گرم در قسمت سوخت کد شامل یک مشعل می باشد که سوخت آن گازئیل آب مو جود در دیگ بخار گرم می شود و آب گرم شده توسط لو له های به اتاق های گرم خانه ها منتقل می شود و تبدیل به بخار می شود تو لید می شود و پس از خوشک شدن ما کارانی یک سالن منتقل می شود تا کاملأ سرد شود .

مر حله چهارم : برش و بسته بندی ماکارانی

پس از سرد شدن ما کارانی ،آنهارا به اتاق برش منتقل می کنند که درآنجا ماکارونی ها را توسط دستگاه برش به اندازهای منا سب برش می زنند و پس به سالن بسته بندی منتقل می کنند و ما کارانی هارا به مقدار تعین شدۀ استاندار درون سلفون های مخصوص می ریزند و سپس به قسمت پرسانتقال داده پرس می شوند و آنها را به صورت بسته های 10تای ویا 20 تایی آماده می کنند سپس در سالن مخصوص انبار می شوند وآماده برای انتقال به با زار و مصرف مشتری می باشد

فصل سوم

فصل سوم

سیستم برق کارخانه :

برق فشار قوی از شبکه به ترانس 3 فاز 100 کیلو وات با جریان 200 آمپر از نوع روغنی وارد می شود . که این ترانس بروی 2 پایه بتونی از نوع توپر نصب شده است . دلیل استفاده از پایه های بتنی از نوع توپر این است که این پایه نسبت به پایه های چوبی سنگین تر بوده و از نظر مکانیکی بسیار قوی بوده و عمر طولانی تری دارد . سپس از ترانس 3 فاز و یک نول خارج می شود که سیم نول آن در درون یک لوله قرار داده و زمین می شود و 3 سیم فاز آن به قسمت تابلو کنتورها داده می شود . تابلو کنتورها شامل 2 کنتور اکتیو و رآکتیو و 3 فاز می باشند و وظیفه آنها اندازه گیری توان حقیقی مشترکین بر حسب کیلو وات ساعت توسط کنتور اکتیو و اندازه گیری بار آکتیو مصرف کنندگان توسط کنتور آکتیو می باشد .

سپس برق 3 فاز از کنتورها وارد جعبه تقسیم می شود . و در جعبه تقسیم منشعب می شود سپس انشعابات آن به قسمت های مختلف کارخانه فرستاده می شود .

از جعبه تقسیم یک انشعاب وارد تابلوی برق قسمت انبار می شود . که این تابلو شامل یک کلید زبانه ای صفر و یک ( 1- 0) می باشد که برق اصلی همان قسمت را کنترل می کند و شامل 3 عدد فیوز فشنگی می باشد همراه با تعدادی تر مینال خروجی که می توان برای کاربردهای مختلف از این ترمینالها انشعاب گرفت علاوه بر این از 3 لامپ سیگنال ( رنگی ) استفاده شده که هر کدام نشان دهنده درستی یک فاز می باشند تا در صورت معیوب و یا ضعیف بودن هر فاز سریعاً وارد عمل شده رفع عیب نمایند.

یک انشعاب از جعبه تقسیم وارد 3 تابلوی اصلی برق کارخانه می شود که این انشعاب به 3 قسمت تقسیم می شده و وارد تابلوی اصلی تابلوی خازن و تابلوی کنتاکتور اصلی می شود .

1-تابلوی برق اصلی که برق ورودی را از ترانس 3 فاز می گیرد .

این تابلو شامل یک کلید 3 فاز کشویی اصلی می باشد که سر راه مدار قرار دارد . و سر راه هر کدام از سیم های فاز یک فیوز 160آمپری کشابی قرار دارد . این تابلو همچنین شامل آمپر متر ، ولت متر و 3 عدد لامپ سیکنال به رنگ های سبز و زرد و قرمز وجود دارد که هر کدام نشان دهنده یک فاز از 3 فاز برق می باشند تا درصورت معیوب بودن هر فاز به آسانی عیب را تشخیص داده و آن را رفع نمائیم .

علاوه بر این بروی تابلو کلیدهای اتاقک های گرمخانه که شمل یک کلید زبانه ای ( 1- 0) می باشد قرار دارند . کلید قسمت تولید و قیچی برش نیز در این قسمت قرار دارد .

2-تابلوی خازن :

تابلوی خازن شامل یک خازن بزرگ می باشد که وظیفه آن کمک به اصلاح ضریب قدرت مدار شبکه و جلوگیری از نوسانات برق و جلوگیری از صدمه دیدن وسایل برقی مورد استفاده در کارخانه می باشد و نیز شامل یک کنترل فاز می باشد تا زمانی که برق نوسان پیدا می کند به طور اتوماتیک برق کل مدار قطع می شود

1- تابلوی کنتاکتور اصلی :

این تابلو شامل 2 عدد کنتاکتور 3 فاز قدرت می باشد که ووظیفه آنها تغییر دادن جهت گردش موتورهای موجود در گرمخانه ها می باشد . این دو کنتاکتور از طریق یک تایمر الکترونیکی فرمان می گیرند . بروی هر موتور یک پروانه (فن ) قرار دارد . برای اینکه ماکارونی ها بهتر خشک شوند هر نیم ساعت یک بار از طریق تایمر الکترونیکی به هر کدام از این کنتاکتور فرمان داده می شود تا جهت گردش موتور عوض شود و در هر بار فرمان 3 دقیقه بین آنها برای خشک شدن موتور حالت STOP گذاشته می شود

علاوه بر این از یک وسیله دیگر به نام کنترل فاز برای حفاظت از این دو کنتاکتور استفاده می کنیم . زیرا این دو کنتاکتور هزینه زیادی داشته لذا لازم است از لحاظ حفاظتی بیشتر مورد توجه قرار گیرد. کنترل فاز از لحاظ ظاهری بسیار شبیه تایمر الکترونیکی بوده ولی از لحاظ کاربرد تفاوت زیادی باهم دارند . وظیفه کنترل فاز قطع مدار در هنگام وجود هر گونه اضافه بار و اتصال کوتاه و یا هر چیزی که باعث صدمه زدن به مدار برقی می باشد سریعاً عمل کرده و کل برق مدار را قطع می کند .

برق قسمت تولید :

برق از تابلوی اصلی به وسیله یک کابل چهار سیمه ( 3 فاز و یک نول ) گرفته و وارد تابلو گوچکی که کنار دستگاه تولید قرار گرفته می شود و از تابلو کوچک وارد تابلوی تولید می شود . 3 رشته سیم فاز وارد تابلو تولید می شود که سر راه هر فاز یک فیوز 120 آمپری کشابی قرار دارد و برق هر رشته فاز تقسیم می شود و سر راه هر انشعاب یک فیوز فشنگی 60آمپری قرار دارد و بعد وارد کنتاکتورهای تابلو می شود . زیر هر کنتاکتور یک بی متا قرار دارد و از بی متال برق گرفته شده و وارد کلید هایی که روی دستگاه قرار گرفته می شود و در تابلو برق تولید می شود که قسمتی برای دستگاه قیچی قسمتی برای پمپ و قسمتی برای خمیر دادن که برق در قسمت خمیر دان به جز کلید روشن و خاموش کردن 2 عدد میکرو سوئیچ نیز قرار گرفته شده برای رعایت ایمنی و تا زمانی که درهای خمیر دان بسته نشوند خمیر دان روشن نمی شوند .

برق مدار قیچی دستگاه تولید بوسیله 3 عدد فیوز 60 آمپری و یک کنتاکتور و یک بی متال به دینام قیچی می رسد .و برای قیچی کردن ماکارونی های اضافه روی دستگاه تولید یک دینام قرار گرفته که زمانیکه روشن می شود بوسیله مارپیچی که به دینام وصل است آرد وارد دستگاه خمیر دان می شود و یک پمپ در دستگاه تولید قرار دارد به نام پمپ وواکیوم که مدار پمپ واکیوم نیز مانند مدار قیچی می باشد . کار پمپ واکیوم مکیدن هوای خمیر می باشد .

با روشن کردن دستگاه تولید از طریق کلید موجود در تابلو برق تولید دستگاه توسط 3 موتور بزرگ القایی به چرخش درمی آید . با به چرخ در آمدن این موتورها 3 سیلندر که از طریق یک کوپلینگ ( پیچ و مهره ) که به سیلندر متصل شده ، سیلندرها را به چرخش در می آورد و همزمان با چرخش سیلندر مخلوط کن خمیر به چرخش در می آید و با درست شدن خمیر ، خمیر از طریق سیلندرها و قالب هایی که به خمیر شکل می دهند از سه روزنه بیرون می آید که ماکارونی های تولید شده توسط قیچی برقی برش داده می شود .

برق قسمت گرم خانه :

یک انشعاب از جعبه تقسیم وارد گرمخانه ها می شود . قسمت گرمخانه ها شامل 9 عدد اتاقک می باشد که هر کدام از این اتاقک ها 2 عدد موتور 3 فاز با قدرت 2 اسب بخار و 1450 دور در دقیقه می باشد . بروی هر موتور یک پروانه بزذگ قرار دارد که وظیفه آنها به گردش در آوردن هوای گرم درون اتاقک ها برای خشک کردن ماکارونی می باشد . که این موتور ها علاوه بر حفاظت از طریق تابلوهای برق،خود دارای کلید های مینیاتوری می باشند که علاوه بر روشن و خاموش کردن موتورها وظیفه حفاظت از آنها را نیز بر عهده دارند .

موتورها درون گرمخانه ها طوری قرار گرفته اند که جلوی آنها ورقه های فلزی و لوله های بخار قرار دارند و تقریباً مانند رادیات ماشین هستند ولی کار آنها عکس رادیات است و داخل لوله های آب گرم می آید و تبدیل به هوای گرم می شوند . این هوای گرم باید طوری باشد که ماکارونی ها خمیر نشوند . سپس هوای گرم اضافه باید از گرمخانه ها خارج شود که این کار از طریق کانال کشی ها و هواکشی های بالا گرمخانه انجام می شوند . برق آن نیز از تابلوی اصلی گرفته شده و به هواکش می رسد و یک کلید سر راه هواکش قرار دارد جهت روش و خاموش کردن هواکش گرمخانه .

برق قسمت برش و بسته بندی و پرس:

برق این قسمت نیز از تابلو اصلی گرفته می شود و وارد تابلو سالن برش می شود که شامل یک کلید زبانه ای جهت روشن و خاموش کردن مدار و چند عدد ترمینال آزاد و 3 عدد لامپ سیگنال رنگی جهت عیب یابی قسمت برش شامل یک دستگاه برش باقی می باشد که از طریق یک کلید 3 فاز غلتکی روشن و خاموش می شود و کار آن بدین صورت است بعد از خشک شدن ها کارونی آنها را در یک جعبة مستطیلی شکل قرار می دهند و بعد از روشن کردن دستگاه آنها را به اندازه های دلخواه برش می دهند.

بررسی برقشرکت گمک ماکارونپروژهتحقیقمقالهپژوهشپایان نامهدانلود پروژهدانلود تحقیقدانلود مقالهدانلود پژوهشدانلود پایان نامه

مقاله در مورد PLC

Plc مخفف عبارت programming logic control میباشداین سیستم وسیله ایاست که متناسب بابرنامه ای که دریافت میکند وظیفه ای خاص را اجرا میکند به عبارت دیگر plc نوعی کامپیوتر است که برنامه ای خاص را اجرا میکند

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	435 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	100

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

پایان نامه PLC

خلاصه:

Plc مخفف عبارت programming logic control میباشد.این سیستم وسیله ایاست که متناسب بابرنامه ای که دریافت میکند وظیفه ای خاص را اجرا میکند به عبارت دیگر plc نوعی کامپیوتر است که برنامه ای خاص را اجرا میکند .

با ظهور plc تجهیزات و قطعات استفاده شده در کنترل فرایند های صنعتی و خطوط تولید تغییر نموده و مدار های رله کنتاکتوری و سخت افزاری حالت جامد کم کم جای خود را به کنترل کننده های قابل برنامه ریزی یعنی plc دادند .

امروزه در طراحی کنترل کننده خطوط تولید و فرایند های صنعتی استفاده از مدار های رله کنتاکتوری منسوخ گردیده و در اگثر کارخانه ها و مراکز صنعتی از سیستم plc اسنفاده میشود.

بدون تردید plc مهمترین و پر کاربرد ترین وسیله اتوماسیون در صنایع مدرن امروزی است .

در ماشین ها و خطوط تولید جدید کمتر موردی را میتوان یافت که از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی استفاده نشده باشد .

در حقیقت این وسیله بسیار قابل انعطاف که خود یک کنترل کننده کامل است به عنوان قطعه ای برنامه ریز در صنایع گوناگون کاربرد وسیعی یافته است به گونه ای که با پیشرفت تکنولوژی و حضور اتوماسیون در عرصه صنعت در طراحی کنترل کننده ها و مدار های فرمان خطوط تولید و فرایند های صنعتی استفاده از مدارهای فرمان قدیمی منسوخ گردیده و در اکثر مراکز صنعتی از کنترل کننده ها ی منطقی قابل برنامه ریزی استفاده میگردد.

پیشگفتار:

قرن بیستم قرنی است گسترده بین دو انقلاب .انقلابی در آغاز قرن و انقلابی در پایان آن .انقلاب اغازین ظهور تولید انبوه و پایان گرفتن عصر تولید دستی و انقلاب پایانی همانا ظهور تولید ناب و خاتمه یافتن تولید انبوه است . اکنون جهان در استانه عصر جدید به سر میبرد عصری که

در ان دگرگونی شیوه های تولید مصنوعات و ساخته های بشر چهره زندگی را یکسره دگرگون خواهد کرد .

امروزه با رشد شگفت آور دانش فنی بشر و افزایش تعداد تولید کنندگان مناطق مختلف جهان سهم بیشتر بازار های جهان از ان کشور ها و شرکت های است که در خصوص کیفیت نواوری و تنوع محصول و... حرف های تازه ای را برای گفتن دارند . اکنون تولید کنندگانی در جهان ظهور کرده اند که میتوانند با نیمی از نیروی کار و سرمایه و میزان مهندسی و مکان وزمان که برای تولید کنندگان انبوه قدیمی لازم است محصولاتی به جهان عرضه کنند که از نظر کیفیت و جنبه های نواورانه بسی برتر باشد .اکنون دیگر ان انبوه سازان که زمانی الگو و قبله آمال دیگر تولید کنندگان بودند پس از دهها سال سروری به غیر از عقب نشینی و از دست ندادن سهم بازار خود و یا تغییر کلی شیو های خود راه دیگری ندارند بنابراین جا دارد که بپرسیم تولید کنندگان محصولات برتر چگونه توانسته اند در مقابل تولید کنندگان انبوه قدیمی با وجود یک قرن تجربه در ساخت تولید و تجارت این میان قد علم کنند و با نیمی از سرمایه و نیروی فکری و کاری آنها و بهروری و کیفیت خود را چنین ارتقا بخشند ؟

امروزه صنعت کشور بیش از هر چیز نیازمند نو سازی و به کار گیری نگرش های نوین صنعتی میباشد روش های کهنه و مرسوم در صنعت کشور کاهش بهروری و افت کیفیت را به ارمغان آورد ه است و این در حالی است که مرز های صنعت به سرعت در حال گسترش است و اصرار بر روش های سنتی فاصله ایران را با دنیای صنعتی افزایش خواهد داد . از طرف دیگر ورود صنعت بدون دانش فنی چیزی از این فاصله نخواهد کاست . اکنون اگر چه صنعت ایران گام هایی به سوی توسعه استفاده از اتوماسیون و سیستم های مدیریت صنعتی متکی براین دانش برداشته است اما متاسفانه انتقال دانش فنی در این عرصه با کندی صورت میگیرد .

مقدمه:

امروزه با پدیدار شدن ریز پردازنده ها و پیشرفت فن اوری حالت جامد در عرصه علم و تکنولوژی که بی شک ان را میتوان بزرگترین پدیده در علم الکترونیک دانست چهره محیط های صنعتی به کلی دگرگون شده است .

Plc نیز مولود این پدیده یعنی ظهور ریز پردازنده ها بوده است .بدن تردید plc مهمترین و پر کاربرد ترین وسیله اتوماسیون در صنایع مدرن امروزی است در ماشین ها و خطوط تولید جدید کمتر موردی را میتوان یافت که از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی استفاده نشده باشد در حقیقت این وسیله بسیار قابل انعطاف که خود یک کنترل کننده کامل است به عنوان قطعه ای برنامه پذیر کاربرد وسیعی یافته است به گونه ای که با پیشرفت تکنولوژی و حضور اتوماسبون در عرصه صنعت در طراحی کنترل کننده ها و مدارات فرمان خطوط تولید و فرایند های صنعتی استفاده از مدارات فرمان قدیمی منسخ گردیده و در اکثر مراکز صنعتی از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی استفاده میگردد.

اکنون برای توجه بیشتر به تفاوت ها و مزایای plc نسبت به مدارات کنتاکتوری موارد زیر را بر میشماریم :

• استفاده از plc موجب کاهش حجم تابلوی فرمان میگردد
• استفاده از plc مخصوصا در فرایند های عظیم موجب صرفه جویی قابل تئجهی در هزینه لوازم و قطعات میشود
• Plc استهلاک مکانیکی ندارد بنابراین علاوه بر عمر بیشتر نیازی به تعمیرات و سرویس های دوره ای نخواهد داشت
• Plc انرژی کمتری مصرف میکند
• Plc ها بر خلاف مدارات رله کنتاکتوری نویز الکتریکی و صوتی ایجاد نمی کند
• استفاده از plc منحصر به یک پروسه و فرایند خاصی نیست و با تغییراتی که در برنامه میتوان به اسانی از ان برای کنترل پروسه های دیگر استفاده کرد
• طراحی و اجرای مدارات کنترل و فرمان با استفاده از plc بسیار سریع و اسان است
• برای عیب یابی مدارات کنتاکتوری الگوریتم و روش خاصی نداریم اما در عیب یابی مدارات plc براحتی با تغییرات در نرم افزار و simoulation کردن ان میتوان عیب

یابی کرد

کاربرد های plc در صنایع مختلف :

امروزه کاربرد های فراوانی از plc در پروسه های مختلف صنعتی به چشم میخورد که خود نشانگر اهمیت فراوان plc در صنعت است . از جمله این استفاده ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

• صنایع اتومبیل سازی شامل سوراخ کاری و پاشش رنگ و حمل موتور lift,drop
• صنایع پلاستیک سازی شامل ذوب قالب گیری و دمش هوا
• صنایع سنگین شامل کوره های صنعتی کنترل دمای اتوماتیک
• صنایع شیمیایی شامل دستگاه های مخلوط شیمیایی
• خدمات ساختمانی شامل آسانسور تهویه هواو...
• سیستم های حمل و نقل شامل سیستم کانوایرو...

شرح مختصری بر رساله:

Plc سیستمی است که متناسب با برنامه ای که دریافت میکند وظیفه ای خاص را انجام میدهد امروزه دز طراحی کنترل کننده های خطوط تولید و فرایند های صنعتی از ان استفاده میشود به عنوان مثال در سالن پرس 3 ایران خودرواتوماسیون خط شولر ساخت شرکت زیمنس و از نوع s7 و مدل cpu416-2dp که از پیشرفته ترین نوع plc هابشمار میرود مورد استفاده قرار گرفته است

PLC در یک نگاه:

programmable logic controller :PLC که با نام programmable controller نیز شناخته می شودکنترل کننده برنامه پذیری است که از خانواده کامپیوتر ها بشمار می آید .این کنترل کننده که عمدتا در مقاصد صنعتی بکار می رود ورودی ها را می گیرد و بر اساس برنامه ای که در حافظه آن نوشته شده خروجی هایلازم را برای ماشین یا فرایندی که تحت کنترل آن است صادر می نما ید .

بنا بر این در نگاه اول PLC از سه قسمت اصلی یعنی مدول های ورودی ،CPUو مدول های خروجی تشکیل شده است. مدول ورودی سیگنالهای متنوع دیجیتال یا آنالوگ را ازF IELD قبول میکند و سپس آنها را به سیگنال های منطقی (0و1)که برای CPU قابل پردازش باشد تبدیل می نماید .CPUمطابق با برنامه ای که قبلا کاربر در حافظه آن ذخیره کرده است دستورات کنترلی را اجرا کرده و خروجی لازم را بصورتسیگنال های منطقی به مدول های خارجی می فرستد .این مدول ها سیگنال های مذبور را به فرم دیجیتال یا با تبدیل به آنالوگ به تجهیزات FIELD مانند عملگر ها (ACTUATOR ) ارسال می نماید .

قبل از اینکه PLC در صنعت مورد استفاده قرار گیرد مدار های کنترلی کاملا سخت افزاری بودند این مدارهای بر اساس رله ها طراحی و سپس سیم بندی می شدند .بزرگترین عیب این روش آن بود که کوچکترین تغییری در سیستم کنترل مستلزم تغییر سخت افزار و سیم کشی بود که علاوه بر هزینه زیاد زمان زیادی را نیز برای اجرا نیاز داشت بعلاوهدر هنگام بروز خطا کار عیب یابی این مدار ها چندان ساده نبود.

سیستم جدید یعنی PLC مسایل فوق را به همراه نداشت .به سادگی قابل برنامه ریزی بود و تغییردر سیستم کنترل با تغییر در نرم افزار بر نامه کنترل بسهولت امکان پذیر می شد .

مزیتهای قوق همراه با مزایای دیگر ی چون کوچکترشدن ابعاد سیستم کنترل ،عیب یابی سریعتر ،خرابی کمتر توانایی اجرای فانکشنهای پیچیده ،توانایی تبادل اطلاعات با سیستم های دیگرو....موجب شد که مدارهای رله ای بسرعت میدان را برای حضور PLC خالی کنند .

اولین PLC ها در سال 1968ساخته شدند در دهه 70 قابلیت برقراری ارتباط به آنهااضافه شد در دهه 80 پروتکل های ارتباطی استاندارد شد و بلاخره در دهه90 استاندارد زبانهای برنامه نویسیPLC یعنی استاندارد IEC1131 ارائه گردید

استانداردIEC1131

در سال 1979 یک گروه متخصص در IECکار بررسی جامع PLCها را شامل سخت افزار ،برنامه نویسی و ارتباطات بر عهده گرفت .هدف این گروه تدوین روش های استانداردی بود که موارد فوق را پو شش دهد و توسط سازندگان PLCبکار گرفته شود .این کار حدود 12 سال بطول انجامیدو نهایتا پس ازبحث های موافق و مخالفی که انجام شد استانداردIEC1131شکل گرفت و جنبه های مختلف این وسیله از طراحی سخت افزار گرفته تا نصب ،تست ،برنامه ریزی و ارتباطات آن را زیر پوشش قرار اد.

PLC های مختلف زیمنس

در طبقه بندی محصولات زیمنس PLC هادر زیر مجموعهمحصولات SIMATIC قرار می گیرند .برخی از آنها بصورت COMPACTطراحی و ساخته شده اند به این معنا که منبع تغذیه وcpu ومدول های ورودی و خروجی بصورت یک پارچه در کنار هم بیکدیگر متصل هستند و یک واحد تلقی می شوند و بر خی دیگر به صورت مدولار هستند که بر خلاف نوع compact کاربر میتواند مدول های دلخواه از آن خانواده را بسته به نیاز خود انتخاب و در کنار هم قرار دهد .plc های زیمنس را میتوان به پنج خانواده زیر تقسیم کرد

Simatic s5

این plcها که نسبتا قدیمی هستند انواع مختلف دارند برخی مانند s5-95u به صورت compact بوده و

حوزه عملکرد محدود دارند .برخی دیگر مانند s5-100u وs5-115 مدولار بوده و برای سیستم های کنترلی با ابعاد متوسط بکار می روند برای حوزه های عملکرد وسیع plc های د یگری با نام های s5-135u وs5-155u از این خانواده عرضه شده اند . برنامه نویسی plcهای فوق با نرم افزار step5 انجام میگیرد .

Simatic s7

این plcها بعد از s5 عرضه شده اند و خود به سه خانواده مختلف تقسیم می شوندs7-200بصورت compact بوده و برای سیستم های کنترلی کوچک بکار می رود . s7-300 مدولار است و عملکرد متو سط دارد s7-400 نیز مدولار است ولی می تواند حوزه عملکرد وسیع داشته باشد . این plc ها با نرم افزار step7 برنامه نویسی و پیکر بندی می شوند .

Logo!logic modules

کنترل کننده ساده و ارزان قیمتی است که برای کار های کنترلی کوچک (مانند ساختمان ها یا ماشین های کوچک )کاربرد دارد.این plcبصورت compact است و برنامه ریزی آن توسط کلید های روی آن انجام می شود .برای برنامه ریزی از طریق کامپیوتر باید نرم افزار logo !softcompactنصب گردد.

Simatic c7

C7 ترکیبی است از s7-300 و oprator control علاوه بر اینکه کار کنترلی را انجام می دهد بر روی نمایشگر آن میتوان پیغام ها ،رخدادها ،مقادیر مرتبط با فرایند را دید و فانکشن هایی را نیز توسط صفحه کلید روی آن اعمال نمود. C7 کمپکت بوده و انواع مختلفی دارد که توانایی آنها با هم متفاوت است

برای برنامه نویسی این plc ها باید علاوه بر step7 نرم افزار protocol نیز روی کامپیوتر نصب شود

Simatic505

سری 505 که خود انواع مختلفی دارد برای کاربرد در حوزه های کوچک و متوسط طراحی شده است همه اعضای این خانواده به صورت compact عرضه می شوند و برنامه نویسی انها با نرم افزار texas instruments می باشد .

خانواده s7

s7-20

یک micro plc ارزان قیمت است .می تواند برای مقاصد ساده تا نسبتا پیچیده کنترلی بکار رود . نصب برنامه نویسی ،و کار با آن ساده است . بصورت compact عرضه می شود وi/o های آن

on-bord است .انواع مختلفی دارد و در برخی انواع آن می توان مدول اضافی نیز در کنار cpu قرار داد . برنامه نویسی آن با نرم افزار step7-micro/win انجام می شود .

S7-300

یک mini plc است .حوزه عملکرد آن متوسط است مدولار است مدول های آن تنوع زیاد دارد بسهولت قابل توسعه است بر نامه نویسی آن با step7 انجام می شود

s7-300f

برای سیستم های که نیاز به ایمنی زیاد دارند یا اصطلاحا fail-safe هستند طراحی شده است پایه آن s7-300 است در انتهای کدcpuحرف fمعرف این نوع است مانند cpu315f

S7-300c

شبیه s7-300 است با این تفاوت که cpu همراه با مدول دیگری مانند ورودی خروجی بصورت compact عرضه شده است در انتهای کد cpu حرف c معرف این نوع است مانند cpu314c 0

S7-400

حوزه عملکرد وسیع دارد مدولار است حجم زیادی از سیگنال ها را می تواند پو شش دهد براحتی قابل توسعه است در مقایسه با s7-300 سرعت پردازش بالاتر ،حافظه بیشتر و امکانات وسیعتری را داراست

برنامه نویسی آن با s7 انجام میشود

S7-400h

` پایه ان همان s7است ولی در جائی که high availability مورد نیاز است بکار می رود مانند جائی که هزینه راه اندازی مجدد سیستم پس از رفع عیب بالا است پروسه ای که اگر متوقف شود منجر به خسارت زیاد می شود جائی که بهره برداری از پروسه بدون مانیتورینگ و با حداقل پرسنل تعمیراتی انجام می شود .

S7-400fh

پایه آن s7-400 است توانائی های s7-400h را دارا است توانائی های f-system رادارا است یعنی برای کاربرد هائی که درجه ایمنی بالائی دارند نیز متناسب است

S7 و نسخه های مختلف آن :

در نگاه اول نرم افزار s7 را باید به دو نوع زیر تقیسم نمود:

1. s7-micro win که برای plc های s7-200 بکار می رود

2. s7 که برایs7-300.s7-400- و همچنین c7 بکار می رود.

مورد دوم یعنی s7 نسخه های مختلفی دارد که آخرین انها نسخه step7 v5.3 می باشد از مارس 2004 عرضه شده است و تفاوت های مختصری با نسخه قبلی ان یعنی نسخه 5.2 دارد

Step7(5.2) از دسامبر 2002 به بازار آمد و جایگزین نسخه قبلی یعنی s7 v5.1 گردید به طور کلی آین نرم افزار قادر به انجام امور زیر روی کنترل کننده ها و متعلقات انها میباشد:

پیکر بندی سخت افزار و تنظیم پارامتر های ان

-پیکر بندی و تنظیم ارتباطات(شبکه)

-برنامه نویسی

-تست وراه اندازی و عیب یابی

ارشیو سازی

در v5.2 نسبت به نسخه قبلی امکانات جدید تری اضافه شده است که از مهمترین انها می توان امکان پیکر بندی سخت افزار در مد کاری run یا اصطلاحا(configuration in run) cir را نام برده در فرایند های پیوسته که هیچ توفیقی نباید ایجاد شود توسط این قابلیت میتوان در مد run پیکر بندی سخت افزار را تغییر داد مثلا یک مدول جدید اضافه کرد در این حال وقفه ای که به پروسه داده می شود کمتر از یک ثانیه خواهد بود و در طول این مدت ورودی ها و خروجی ها آخرین حالت خود را حفظ می کند cir برای cpu های s7-400 از firam ware3.1 به بعد امکان پذیر است.

Step7 mini ,step 7 lite

این دو نسخه هایی از s7 هستند که نسبت به step7 پایه(یعنی v5.1 یا v5.2 )امکانات کمتری در انها وجود دارد و برای کارهای نسبتا سادهتر طراحی شده اند به عنوان مثال نسخه lite :

فقط برای s7 300 قابل استفاده است .

برنامه نویسی فقط به سه زبان lad, fbd, stl امکان پذیر است

ارتباط با شبکه را ساپورت نمی کند .

Step 7 proffesional:

در این نسخه علاوه بر s7 v5.2 پکیج های دیگری که قبلا به صورت optional عرضه می شدند یکجا ارائه شده اند که عبارتند از :

S7-plcsim سیمولاتور نرم افزاری است

S7-pdiag برای تشخیص عیب بکار می رود

S7-graph v5.2 برای برنامه نویسی به صورت sfc بکار می رود

S7-scl v5.2 برای برنامه نویسی بصورت st بکار می رود

مزیت های s7 به s5 :

S7 نسبت به s5 نقاط قوت و مزیت های متعددی دارد اما از مهمترین ویژگی های ان می توان به دو مورد زیر اشاره کرد :

1- تطابق با استاندارد iec 1131 :

زیمنس مدعی است که این استاندارد بویژه بخش سوم انرا که مربوط به برنامه نویسی است در s7 تا حد زیاد رعایت کرده است در حالیکه s5 فاقد این تطابق است

کارت یا مبدل ارتباطی بین کامپیوتر و plc که می تواند یکی از انواع زیر باشد :

Pc adaptor

این اداپتوراز یک طرف به پورت mpi کنترل کننده وصل می شود و از سمت دیگر به کامپیوتر .دو نوع آداپتور قابل اتصال به پورت usb را نشان می دهد

کارت برای نصب در اسلات isa یا pci کامپیوتر

با نصب این کارت خروجی مستقیما توسط کابل وکانکتور به plc متصل می گردد و نیاز به آداپتور بیرونی نمی باشد (مانند کارت cp5611 )

کارت pcmcia :

این کارت در اسلات notebook نصب می گردد مانند کارت cp5511

تذکر : اگر به جای کامپیوتر از pg استفاده شود نیازی به استفاده از مبدل های فوق نیست pg های زیمنس دارای پورت خروجی که مستقیما به plc وصل می گردند هستند. پساز اینکه کارت ارتباطی در اسلات کامپیوتر قرار گرفت و توسط کابل ارتباطی به پورت plc متصل گردید باید تنظیم های لازم انجام پذیرد.برای اداپتور نیز ابتدا انرا به پورت plc وصل کرده و سپس ارتباطش را با کامپیوتر توسط کابل ارتباطی برقرار می کنیم تنظیمات لازم توسط برنامه set pag/pc inter face که ایکون انرا بعد از نصب s7 میتوان در control panel مشاهده کرد امکان پذیر است .

Mpi در حالتی انتخاب می شود که آداپتور به پورت mpi مربوط به plc متصل باشد

Profibus در حالتی انتخاب می شود که آداپتور به پورت dp مربوط به plc متصل باشد auto هر دو حالت فوق را پوشش می دهد با کلیک رویperties pro می توان مشخص کرد که اداپتور به کدام پورت سریال متصل شده است سایر پارامتر ها را معمولا برای اداپتور لازم نیست تغییر دهیم سرعت پیش فرض 19200 میباشد اگر 38400 انتخاب شود بشرط اینکه کابل ارتباطی انرا ساپورت کند باید این تنظیم توسط dip سوئیچ روی اداپتور در حالتی که اکتیو نیست نیز انجام شود نکته دیگری که باید خاطر نشان شود این است که سیستم عامل های me,98,95,xp,windows2000 به طور اتوماتیک کارت یا آداپتور را میشناسد ولی در windows nt باید به صورت دستی اختصاص داده شود چون nt قابلیت plug and play را ندارد.

نرم افزار های جنبی و مرتبط با s7 :

برخی نرم افزار های دیگر که توسط زیمنس در خانواده simatic عرضه می شوند و بعضا مکمل step7 هستند با تقسیم بندی به سه دسته hmi,runtime,engineering در زیر آمده است

Engineering tools :

S7 scl

زبان برنامه نویسی سطح بالا میباشد که با زبان st ذکر شده در استاندارد iec1131-3 تنطبیق دارد و برای plc های s7 300 cpu 314 وبالاتر و s7-400,c7 بکار می رود همانطور که قبلا اشاره شد این نرم افزار در نسخه step 7 professional موجود است

S7 higraph

برای کنترل ترتیبی بصورت گرافیکی با ابزار های پیشرفته و در plc های s7-300,s7-400,c7 بکار می رود

S7graph

برنامه نویسی به صورت گرافیکی است که برای کنترل ترتیبی بکار می رود و با زبان sfc مندرج در استاندارد iec 1131-3 تطبیق دارد و برای polc های s7-300,s7-400 بکار میز رود این نرم افزار در نسخه s7 professional موجود است .

S7plcsim :

سیمولاتور نرم افزاری است که برای تست برنامه وقتی plc در دسترس نباشد بکار می رود این نرم افزار نیز در نسخه s7 professional موجود است

Cfc :

توسط این نرم افزار برنامه نویسی بصورت گرافیکی توسط یکسری بلوک های از پیش تعیین شده طراحی و انجام می شود .این نرم افزار را باید جداگانه تهیه کرد و برای s7-300,s7-400,f/h system کاربرد دارد

S7-pdiag :

ابزار عیب یابی است که برای plc های s7-300 با cpu314 و بالاتر و s7-400 بکار می رود در نسخه s7 professional موجود است

Teleservice :

برای ارتباط با plc از طریق خط تلفن به کار می رود وقتی plc توسط آداپتور خاص (ts) به مودم متصل باشد با استفاده از کامپیوتر به صورت remote می توان انرا از هر نقطه ای برنامه نویسی و رفع عیب کرد

Docpro :

برای مستند سازی به کار می رود با استفاده از ان می توان پس از اتمام پیکر بندی و برنامه نویسی نقشه های wiring و متن برنامه را با فرمت مناسب تهیه و چاپ کرد

Standard pid control :

ابزار کمکی برای طراحی کنترل کننده های pid است که برای plc های s7-300 با cpu31c و بالاتر و s7-400,c7 بکار می رود

Fuzzy conrol :

برای کنترل فازی است و در مواردی به کار می رود که توصیف ریاضی پروسه مشکل یا نا ممکن با شد .در برخی موارد ترکیب این روش با لوپ های pid نتیجه بهینه را برای سیستم کنترل بهمراه دارد

Modular pid control :

ابزلری است که برای طراحی لوپ های کنترلی پیچده بکار می رود و دارای فانکشن ها و بلوک های از قبل طراحی شده می باشد

Neurosystem :

شبکه های عصبی مورد استفاده در سیستم کنترل را می توان با این ابزار طراحی کرد و آموزش داد.

Prodave mpi :

برای پردازش ترافیک دیتا در شبکه mpi بین سیستم های s7,m7,c7 بکار می رود

Simatic protocol :

ابزار پیکر بنی است که برای سیستم های کنترل اپراتوری و بخش مانیتورینگ مربوط به c7 بکار می رود

Simatic win cc :

نرم افزاری است که برای طراحی سیستم مانیتورینگ بکارمی رود

جایگاه نرم افزار s7 در سیستم کنترل :

در هنگام طراحی معمولا نیازی به اینکه plc یا ماشین در کنار pc یا pg موجود باشد نیست فقط لازم است که قبل از شروع کار فرایند به خوبی مطالعه شده و وردی و خروجی ها مشخص باشند و منطق سیستم کنترل معلوم شده باشد بهتر است سخت افزار plc نیز انتخاب شده باشد با چنین معلوماتی می توان کار طراحی را با استفاده از s7 بصورت offline یعنی بدون اتصال به plc انجام داد.

پس از تکمیل برنامه لازم است آنرا به plc دانلود کنیم پس در این حالت pc یا pg و نرم افزار plc ابزار کار هستند اگر سیمولاتور نرم افزاری در دست باشد بسیاری از نیاز های این مرحاه را مرتفع می کند و نیاز چندانی به plc نیست .

در این مرحله ماشین یا تجهیز نیز به جمع قبلی می پیوندد و برنامه به صورت عملی و ابتدا در حالتی که ماشین بدون بار است یا از تجهیز هنوز بهره برداری نمی شود تست می گردد که به این مرحله تست سرد (cold test) نیز می گویند سیگنال ها به تدریج و نه یک دفعه وارد مدار می شوند و بخش های برنامه قدم به قدم تست می شود پس از ان تست گرم شروع می شود یعنی ماشین زیر بار می رود و از تجهیز به صورت ازمایشی بهره برداری می شود تا سایر ورودی خروجی هایی که در تست سرد فعال نبودند تست گردند . برای انجام تست های فوق وجود s7 روی pc یا pg و ارتباط online با plc ضروزی است

operation یا بهره برداری :

پس از تکمیل مراحل تست و اعمال تغییرات لازم در برنامه plc کار عادی فرایند شروع می شود در اینجا نیازی به pg یا pc و نرم افزار s7 نیست اگر چه باید برای نیاز های احتمالی در دسترس باشند .

Troubleshooting یا عیب یابی :

در صورتیکه مشکلی در کار بهره برداری از فرایند پیش بیاید که ناشی از اجزای سیستم کنترلی باشد . مجددا به pc یا pg و نرم افزار s7 نیاز پیدا می شود این برنامه با امکانات مختلفی که در ان تعبیه شده می تواند به شناخت عیب و رفع ان کمک زیادی بنماید .

تنظیم پارامتر های کارت های di

در پنجره کاتالوگ در زیر مجموعه sm-300 کارت های digital input متنوعی را مشاهده می کنیم که به کلیک روی آنها توضیحات مختصری راجع به کارت در پایین پنجره کاتالوگ ظاهر می شود به طور کلی این کارت ها را می توان به شکل زیر دسته بندی کرد

تقسیم بندی کارت های digital input

از نظر تعداد ورودی	از نظر ولتاژ	از نظر قابلیت های خاص
4ورودی	24vdc	بدون ویژگی خاص
8ورودی	48vdc	تشخیص قطع شدن تغذیه
16ورودی	120vdc	ایجاد وقفه بر اساس لبه ورودی
32ورودی	230vdc	تاخیر در گرفتن

برای کارت هایی که قابلیت خاص ندارند وقتی روی انها کلیک می کنیم پنجره ای باز می شود که دو بخش دارد

General :

در این بخش توضیحاتی راجع به کارت , ویژگیها و کد سفارش آن همراه با نام ان آمده است که کاربر در صورت تمایل میتواند نام را به دلخواه تغییر دهد .

Address :

در این بخش آدرس هایی که توسط سیستم به کارت اختصاص داده شده آمده است . start آدرس شروع و end آدرس نهایی را نشان می دهد .بعنوان مثال برای کارتDI16XDC24V با 16 ورودی در شکل صفحه بعدمشاهده می کنیم که آدرس شروع 0و ادرس انتها 1است بنابراین لیست آدرس های 16کانال که هر کدام یک بیت (0و1) هستند مانند جدول زیر خواهد بود بعبارت دیگر این مدول دارای دو بایت آدرس است و میدانیم که 2BYTE=16BIT

کانال	ادرس
0	0.0
1	0.1
2	0.2
3	0.3
4	0.4
5	0.5
6	0.6
7	0.7
8	1.0
9	1.1
10	1.2
11	1.3
12	1.4
13	1.5
14	1.6
15	1.7

اگر چند مدول DI مشابه یا متفاوت داشته باشیم نیز مشاهده می کنیم که آدرس های تولید شده توسط سیستم با یکدیگر هیچ تداخلی ندارند .در S7-300 تغییر ادرس توسط کاربر بعضا امکان پذیر است برخی از CPU های 300این امکان را ساپورت می کنند از CPU315 به بالا .

در این حالت گزینه SYSTEM SELECTION قابل انتخاب است میتوان انرا غیر فعال نمود و ادرس جدید را وارد کرد شماره ادس نمی تواند از ADDRESS AREA مربوط به CPU بزرگتر باشد بعلاوه اگر ادرس جدید تداخلی با ادرس دیگر داشته باشد سیستم پیغام میدهد و در عین حال ادرس دیگری را پیشنهاد می دهد در مجموع پیشنهاد میشود که حتی المقدور کاربر ادرس های پیش فرض سیستم را تغییر ندهد .

در بین کارت های DI موجود در کاتالوگ برخی از کارت ها قابلیت های خاص دارند . توانایی اعمال وقفه (INTERRUPT) مهمترین قابلیت انهاست که این ویژگی در توضیحات زیر پنجره کاتالوگ دیده می شود بخش PROPERTIES این کارت ها نسبت به کارت های معمولی یک بخش اضافه بنام INPUT دارد که از بخش های زیر تشکیل شده است

DIAGNOSTIC INTERRUPT :

در حالت عادی غیر فعال است اگر فعال شود در صورت قطع تغذیه سنسور (مثلا به علت قطع فیوز)شماره کانال مربوطه در بافر تشخیص عیب CPU ثبت می شود . در جلوی NO SENSOR SUPPLY یک گزینه برای ورودی های 0تا7و یک گزینه نیز برای ورودی های 8تا15 وجود دارد میتوان هر دو یا یکی را بدلخواه فعال نمود بدیهی است در صورت قطع تغذیه آنچه در بافر ثبت می شود آدرس گروه کانال است نه ادرس خود کانال .

HARDWARE INTRRUPT :

در حالت عادی غیر فعال است اگر فعال شود جدول پایین که مربوط به تریگر کردن این وقفه است نیز فعال می شود در این جدول برای هر دو کانال ورودی یک گزینه وجود دارد . با انتخاب این گزینه میتوان تعیین کرد که وقتی ورودی این کانال تغییر میکند (لبه مثبت یا منفی) وقفه اعمال نماید .

INPUT DELAY :

در این قسمت میتوان تعیین کرد که ورودی را با چند میلی ثانیه تاخیر بگیرد توصیه میشود در دو حالت زیر این عدد را روی ماگزیمم بگذارید

1-با سوییچ های ساده و بدون حفاظت .تاخیر فوق باعث می شود که پرش لحظه ای ولتاژ مشکلی ایجاد نکند .

2-اگر طول کابل تا سنسور زیاد و کابل بدون شیلد باشد تاخیر فوق باعث می شود که ورودی را در زمان مناسب بگیرد .

پایان نامهPLCپروژهتحقیقمقالهپژوهشپایان نامهدانلود پروژهدانلود تحقیقدانلود مقالهدانلود پژوهشدانلود پایان نامه

کاربرد ماهوراه ( انتشار امواج ) و ارتباط با سکو های دریایی

این فصل اختصاص به انتشار امواج ماوراء افق با استفاده ا لایه تروپوسفر در ارتفاعات چندین کیلومتری سطح زمین دارد

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	23116 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	101

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

کاربرد ماهوراه ( انتشار امواج ) و ارتباط با سکو های دریایی

انتشار امواج ماوراء افق

کلیات

مقدمه

این فصل اختصاص به انتشار امواج ماوراء افق با استفاده ا لایه تروپوسفر در ارتفاعات چندین کیلومتری سطح زمین دارد. بطوریکه در فصول قبل بیان شد افق رادیویی یک فرستنده که آنتن آن در ارتفاع h_t از سطح زمین قرار دارد با فرض آنکه از کلیه ارتفاعات مسیر صرفنظر و فقط انحنای سطح زمین مدنظر باشد از رابطه زیر تبعیت می نماید.

که بعنوان مثال برای شرایط هوای استاندارد 33/1=K و ارتفاع 30 متری آنتن این فاصله به حدود 6/22 کیلومتر بالغ می گردد. برای آنکه بتوان امواج را مستقیماً و بدون نیاز به ایستگاههای واسط به فواصلی دورتر از افق رادیویی ارسال داشت از تکنیکهای خاص می بایست بهره گرفت که یکی از مهمترین آنها با کارآئی مناسب بهره گیری از ارتباطات تروپواسکاتر می باشد که در این فصل به توضیحاتی در خصوص آن پرداخته می شود.

روش های ارتباطات ماوراء افق

روش های ارسال و دریافت امواج رادیویی با استفاده از هاپ های بلند و از طریق ارتباطات رادیویی ماورای افق عبارتند از:

ارتباطات HF و MF

در این روش از شکست و بازتاب برای ارسال امواج تا فواصل هزاران کیلومتر استفاده می شود. پهنای باند متوسط مجاز ارسال در حد یک یا دو کانال تلفنی است. محدودیت اساسی دیگری که برای استفاده از زیر باندهای این طیف وجود دارد وابستگی اینگونه ارتباطات به ساعت شبانه روز و شلوغی آن می باشد. این روش بویژه قبل از مطرح شدن ارتباطات ماهواره ای بطور وسیعی استفاده می گردید.

اسکاتر یونسفری

این روش از اسکاترینگ امواج رادیویی در لایه یونسفر (یک پدیده مشابه تروپواسکاتر) بهره می برد و در فرکانس های VHF تا MHz 100 می تواند هاپ هائی تا چندین هزار کیلومتر را تشکیل دهد.

پهنای باند متوسط در این روش خیلی محدود است، به طوریکه فقط امکان ارسال چند کانال تلفنی وجود دارد. همچنین محدودیت های ناشی از محوشدگی سبب شده است که از این روش بندرت استفاده شود.

ترکش های شهابی

در این روش از انعکاسات حاصل از دنباله های یونیزه شده شهابها که همیشه در لایه های بالای اتمسفر وجود دارند بهره گیری می شود. به خاطر فیزیک پدیده، پیوستگی ارسال تأمین نگردیده و امواج باید در قالب ترکشها ارسال شوند. این پدیده در حال مطالعه است و در حال حاضر مورد استفاده قرار نمی گیرد.

تروپواسکاتر

این روش که موضوع این مطالب را تشکیل می دهد، ارسال تا بیش از صد کانال تلفنی را با هاپ هائی تا صدها کیلومتر امکان پذیر می نماید. این فن آوری در برخی مواقع راه حل مناسبی برای شبکه های محلی با هاپ های طولانی قلمداد می گردد.

دیفرکشن (پراش)

این تکنیک، ارسال تعداد زیادی کانال تلفنی را تا فواصل کوتاهی فراتر از افق ممکن می سازد. این پدیده در ارتباطات سیار و در باندهای UHF/VHF مورد استفاده

می باشد .

ماهواره ها

مناسب ترین روش برای هاپ های خیلی طولانی (مثلاً ارتباطات بین قاره ای) است، اما جایگزینی شبکه های ماورای افق با آن بعضاً به خاطر هزینه و عدم ظرفیت کافی مقرون به صرفه نیست.

جایگاه فعلی ارتباطات تروپواسکاتر

با وجود اینکه امروزه ارتباطات مایکروویو و ماهواره در سطح وسیعی گسترش یافته، ارتباطات تروپواسکاتر هنوز در جهان دارای اهمیت هستند. بطور مثال طول یک هاپ در لینک های تروپو از لینک های ارتباطات مایکروویو بلندتر است و به Km 600~500 می رسد که خود دلیل خوبی برای اهمیت این نوع ارتباط می باشد.

ظرفیت و کیفیت ارتباطات تروپو نسبت به ارتباطات MF/HF در وضعیت بهتری قرار دارد، بطوریکه سیستم های تروپو قادرند بیش از 60 کانال صوتی دیجیتال یا بیش از 300 کانال صحبت آنالوگ و یا کانال تلویزیون تک رنگ را انتقال دهند (مسائل فنی برای ارسال کانال تلویزیون رنگی نیز مورد بررسی قرار گرفته است)

بعلت باریک بودن اشعه رادیویی در ارتباط تروپو، امنیت، بقا و قابلیت ضد پارازیت (اغتشاش) در مقایسه با مخابرات ماهواره در سطح بالاتری قرار دارد. برای لینک های ارتباطی با مجموع طول مساوی، هزینه اولیه و هزینه نگهداری آن در مقایسه با ارتباطات مایکروویو کمتر است. حتی در مقایسه با خطوط اجاره ای ماهواره هزینه هر کانال صوتی وقتی که گستره ارتباط تروپو کمتر از 400 کیلومتر باشد بمراتب پایین تر است. از طرفی تعداد دستگاههای مورد نیاز برای ارتباط تروپو از ارتباط مایکروویو با فاصله زیاد کمتر است، بنابراین پرسنل کمتر لازم بوده و امنیت سایت ها به راحتی تأمین می شود.

پهنای باند در ارتباط تروپو حدود صد برابر پهنای باند در ارتباط دنباله شهابی است. امنیت ارتباطات تروپواسکاتری نسبت به ارتباطات ماهواره ای و نیز شبکه های تلفن عمومی متفاوت می باشد. بنابراین ارتباطات تروپو بعنوان یک وسیلۀ ارتباطی کارآمد و مطمئن در برخی نواحی از قبیل بیابان، باتلاق، جنگل، جزایر و نواحی پرجمعیت دوردست و پراکنده می تواند پیشنهاد شود.

ارتباطات تروپو همچنین به عنوان یک روش ارتباطی قابل رقابت برای ایجاد لینک های ارتباطی در میدان های نفتی دور از ساحل می تواند مطرح شود. در انتشار تروپواسکاتری لکه های خورشیدی، طوفان های مغناطیسی و انفجارهای هسته ای اثری ندارند، از این رو برای ارتباطات نظامی در جنگ های هسته ای مناسب هستند.

تجهیزات تروپو قادرند اطلاعات تلفن دیجیتال، تلکس، فاکس و تصویر را انتقال دهند و نیز می توان آنها را در سنجش از راه دور، اندازه گیری از راه دور، تلویزیون تک رنگ و انتقال دیتا (با تغییرات در تجهیزات) بکار گرفت.

مشخصات و کاربردهای اصلی

مشخصات اصلی

مشخصه های اصلی سیستم های ترواسکاتر را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:

• مسیرهای طولانی تا چند صد کیلومتر
• تضعیف مسیر خیلی بالا
• توان تشعشعی زیاد در فرکانس های رادیویی مربوطه
• آنتن های با گین بالا (سهمیگون های بزرگ)
• گیرنده های کم نویز و خیلی حساس
• محدودۀ فرکانسی MHz 5000 – 200
• مدولاسیون فرکانس
• ظرفیت ترافیک بیش از 120 کانال تلفنی
• پهنای باند محدود
• بهره گیری از روش تنوع فاصله آنتن[1] جهت بهبود کیفیت دریافت امواج رادیویی

کاربردهای اصلی

بلحاظ کاربردی، داشتن هاپهای بلند را بعنوان جالبترین مشخصه ارتباطات تروپواسکاتر می توان نام برد. این هاپهای بلند نیازی به تکرار کننده های واسطه نداشته و مسافتهائی بزرگتر از لینک های مایکروویو با دید مستقیم رادیویی را تأمین می نمایند. این خاصیت بویژه در مواردی که بلحاظ مسائل طبیعی مشکلاتی از نظر ارتباطی وجود دارد همچون موارد زیر مفید است:

• ارتباط بین ایستگاهها در بیابان یا جنگل
• ارتباط یک جزیره دوردست با خشکی و یا جزیرۀ دیگر
• شبکه های نظامی که بایستی از امکان خرابکاری در ایستگاههای تکرارکننده مصون بمانند.
• ارتباط یک سکوی نفتی دوردست در دریا با دفاتر و کارخانه ها در ساحل

سیستم های تروپواسکاتر قادرند سرویس های تلفنی، فاکس، تصویر، سنجش از راه دور[2] و تلویزیون تک رنگ را تأمین کنند و با بهره گیری از تجهیزات اصلاح خطا برای تبادل دیتا مورد استفاده قرار گیرند. این سیستم ها جهت برقراری لینک های محرمانه با اهداف خاص مانند ترانک های ارتباطی نظامی با ظرفیت کم و یا متوسط در لینک های تروپوی تاکتیکی کاربرد داشته و علاوه بر آن با شبکه های سرویس دیجیتالی مجتمع، ISDN[3] سازگار شده و بعنوان یک وسیله ارتباط بین دو نقطه در سیستم های دفاع هوائی خودکار بکار می روند.

مزایای سیستم های تروپواسکاتر

مهمترین فواید سیستم های ترواسکاتر بصورت زیر خلاصه می شوند:

1. امکان ارتباط در مسیر طولانی بطوریکه هر هاپ می تواند طولی به اندازه صدها کیلومتر یعنی حدود ده برابر طول یک هاپ ارتباط دید مستقیم معمولی داشته باشد.
2. امکان طراحی ساده برای سطوح ناهموار، چرا که تنها نکته مهم در طراحی سیستم تروپواسکاتر، انتخاب سایت ها بگونه ای است که در آنها آنتن ها تا حد امکان بصورت افقی یا کمی متمایل به طرف پایین جهت گیری شوند پس نوع و چگونگی عوارض زمین دخالت کمی در طراحی سیستم دارند.
3. پوشش نواحی بسیار وسیع، که با چند هاپ قابل تأمین است.
4. عدم نیاز به تکرار کننده به دلیل بلندی طول هاپ
5. کاهش تعداد ایستگاهها و استفاده بهینه از طیف فرکانسی به دلیل افزایش طول هاپ
6. کاهش مشکلات ناشی از تعمیر و نگهداری به دلیل کاهش تعداد ایستگاهها
7. افزایش ضریب ایمنی یک سیستم به دلیل کاهش تعداد ایستگاهها
8. سیستم تروپواسکاتر روشی مناسب برای ارتباط سکوهای نفتی دور از ساحل با نرخ ارسال 2 تا 8 مگابیت در ثانیه و برای فواصل 100 تا500 کیلومتر محسوب می گردد.
9. به دلیل کاهش تعداد تکرارکننده و به دنبال آن ساختمان ها، جاده ها، تجهیزات تغذیه الکتریکی، لوازم یدکی، دستگاههای اندازه گیری و پرسنل نگهداری، هزینه ها کاهش می یابند.

10. مصونیت بالا، در برابر قطع شدن مسیر موج[4] ، به دلیل استفاده از آنتن هائی با پهنای اشعه[5] بسیار باریک

11. انتشار تروپوسفریک بعلت مصونیت نسبی در مقابل اثرات منفی لکه های خورشیدی[6] ، طوفان های مغناطیسی[7] و انفجارهای هسته ای[8] برای ارتباطات نظامی در جنگ های هسته ای مناسب هستند.

12. هزینه زیاد برای ایجاد یک سیستم رادیویی تروپواسکاتری در مقایسه با فواید این نوع سیستم ها می تواند قابل چشم پوشی باشد.

انتشار امواج تروپوسفر

تروپوسفر پایین ترین لایه اتمسفر است که در آن معمولاً با افزایش ارتفاع، دما کاهش می یابد. گسترش این ناحیه از سطح زمین تا ارتفاع 9 کیلومتر در قطب های زمین و 17 کیلومتر در استوا می باشد. در تروپوسفر تغییرات دما، فشار و رطوبت مثل ابر و باران بر انتشار امواج رادیویی از یک نقطه به نقطه دیگر تأثیر می گذارد.

یونیزاسیون گازهای اتمسفر در داخل تروپوسفر قابل چشم پوشی است ولی در ارتفاع 60 تا 1000 کیلومتری وجود این یون ها کاملاً محسوس است. این لایه ها ناحیه یونسفر را تشکیل می دهند که تأثیر قابل توجهی روی امواج رادیویی در فرکانسهای زیر 40 مگاهرتز می گذارد. در فرکانسهای بالای 40 مگاهرتز مسائل زیر مطرح می باشند:

• پراکنده شدن امواج رادیویی بعلت نوسانات ضریب شکست متمرکز در یک مکان در تروپوسفر
• بازتاب بعلت تغییرات ضریب شکست در لایه های افقی
• داکتینگ بعلت گرادیان های منفی بزرگ در ضریب شکست

تمام این مکانیزم ها می توانند انرژی را به ماورای افق منتقل نمایند و منجر به تداخل بین یک مسیر رادیویی و مسیر دیگر بشوند. بازتاب، بیشتر، فرکانس های بین 30 تا 1000 مگاهرتز را تحت تأثیر قرار می دهد و پدیده داکتینگ، بیشتر در فرکانس های بالای 1000 مگاهرتز اتفاق می افتد. خوشبختانه اتفاق اخیر خیلی به ندرت روی زمین رخ می دهد و غالباً داکت ها در بالای دریاها وجود دارند.

بعلاوه تغییرات در ضریب شکست متناسب با ارتفاع سبب خم شدن امواج رادیویی مخصوصاً در وسعت افق رادیویی ماورای افق اپتیکی می شود. این پدیده در زوایای عمودی کوچک برای تمام فرکانس ها می تواند مهم باشد.

انتشار رادیویی، جدای از اثرات ضریب شکست، در فرکانس های بالای 3 گیگاهرتز در حضور باران های سنگین ممکن است شدیداً تحت تأثیر واقع شود، و در 15 گیگاهرتز و بالاتر تضعیف امواج به سبب اکسیژن و بخار آب در هوا اهمیت پیدا می کند. بعلاوه تضعیف بوسیله باران و گازهای اتمسفر موجب انتشار یک نویز حرارتی معادل خواهد شد.

علاوه بر موارد فوق اثرات زمین غالباً از اهمیت قابل توجهی برخوردار بوده و در فرکانس های بیشتر از 30 مگاهرتز حضور تپه ها و شکل آنها اثرات مهمی روی میزان انرژی میدان انتشار یافته در ماورای افق دارد. در فرکانس های بالاتر ساختمان ها و دیگر موانع اثرات قابل ملاحظه ای، بواسطه پراش و پراکندگی[9] و مکانیزم های بازتاب مستقیم، زمانیکه طول موج در مقایسه با ابعاد مانع کوچک باشد، بجای می گذارند.

هندسه مسیر امواج تروپواسکاتر

مقدمه

هندسه مسیر تروپواسکاتر نقش مهمی را در محاسبات طراحی بازی می کند و شامل پارامترهای مورد نیاز برای پیش بینی افت و اعوجاج مسیر می باشد. تعریف پارامترهای هندسی و فرمول اصلی مربوط به این پارامترها در این بخش مطرح خواهد شد. ابتدا به اطلاعات پایه و اساسی پرداخته و سپس به تعریف پارامترها و نیز برخی روابط اضافی اشاره می گردد.

---

1. Antenna Space Diversity

2. Remote Sensing

3. Integrated Services Digital Network, ISDN

1. Interception

2. Beam Width

3. Sun Spots

4. Magnetic Storms

5. Nuclear Explosion

1. Scattering

کاربرد ماهوراهانتشار امواجارتباطسکو های دریاییپروژهتحقیقمقالهپژوهشپایان نامهدانلود پروژهدانلود تحقیقدانلود مقالهدانلود پژوهشدانلود پایان نامه

تحقیق در مورد مترو تهران و کرج

در مجموعه مترو تهران و کرج از 4 گونه از قطارهای برقی استفاده می شود که شامل قطارهای خط 5 خط2 شامل قطارهای ACDC و قطارهای خط 1 نیز که شامل قطارهای ACDC است میشود

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1669 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	54

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

رشته برق در مورد مترو تهران و کرج

مقدمه:

در مجموعه مترو تهران و کرج از 4 گونه از قطارهای برقی استفاده می شود که شامل قطارهای خط 5- خط2- شامل قطارهای AC,DC و قطارهای خط 1 نیز که شامل قطارهای AC,DC است میشود قطارهای AC مشترک در خطوط 1و2 از یک نوع می باشد و همچنین قطارهای DC در دو خط نیز با تفاوت اندکی با یکدیگر یکسان است ولی قطارهای خط 5 دارای شکل حرکتی و نوع دیگری می باشد هم از لحاظ ساختمان و هم از نظر نوع کشش آن قطارهای خط 5 بنا به نیاز دارای دو واگن یکی کشنده master در سمت حرکت به سمت جلوی (حرکت Forward) و یکی هل دهنده slave در انتهای قطار می باشد یعنی در حین حرکت فقط دو واگن از قطار فعال می باشد و بقیه واگن ها به صورت تریلر Trailer می باشد. قطارهای AC مشترک مورد استفاده در خطوط 1و2 دارای ساختار مشابه یکدیگر بوده و فرق اساسی آنها در استفاده از جریان و ولتاژ AC در مقابل قطارهای dc که ولتاژ و جریان مصرفی آنها DC است. تفاوت کوچک میان قطارهایDC خط 1 نسبت به خط2 در واگن های Trailer است در واقع قطارهای خط 2 دو واگن از این قطارها به صورت تریلر است در حالیکه در قطارهای DC خط 1 این طور نمی باشد.

قطارهای AC مشترک مورد استفاده در خطوط 1و2 دارای ساختار مشابه یکدیگر بوده و فرق اساسی آنها در استفاده از جریان و ولتاژ AC در مقابل قطارهای dc که ولتاژ و جریان مصرفی آنها DC است.

تفاوت کوچک میان قطارهایDC خط 1 نسبت به خط2 در واگن های Trailer در واحد قطارهای خط 2 دو واگن از این قطارها به صورت تریلر است در حالیکه در قطارهای DC خط 1 این طور نمی باشد.

تجهیزات نصب شده بر روی پانل جلوی اپراتور :

مانومتر هوا

این نمایشگر جهت نمایش فشار هوای لوله اصلی قطار و همچنین فشار سیلندر ترمز در هنگام

ترمز‌گیری برای اپراتور می‌باشد. این مانومتر دارای دور رنج‌بندی سیاه و قرمز رنگ که دارای دو

عقربه به همین رنگها نیز می‌باشد.

نمایشگر فشار هوا

قرمز : فشار هوای لولة اصلی

مشکی : فشار هوای سیلندر ترمز واگن محلی

دستگیره ترمزی

دستگیره ترمزی یکی از اجزاء سیستم کنترل ترمز در کابین اپراتور می‌باشد.تجهیزات کنترل ترمز

توسط اپراتور به دو نوع است، یک نوع برای کابین اپراتور در واگن MC و TC و دیگری برای پانل

ایستاده د ر واگن MS ، اپراتور برای تنظیم سرعت قطار و کنترل بر حالت ترمز‌گیری، دستگیره

ترمزی در گامهای مختلف قرار می‌دهد.

شاسی شروع سربالایی : Hill start

در شرایط ویژه مثلاً وقتی قطار در سربالایی یا شیب زیاد پارک شود، مدار شروع سربالایی

Hill start circuit برای محافظت قطار از سُرخوردن قبل از حرکت تعبیه شده است .

سوئیچ ریست : Reset

سوئیچ RESET فقط در مورد خطاهای اضافه بار مدار اصلی و بی‌برقی مدار اصلی کاربرد دارد،

برای غلبه بر این خطاها از سوئیچ RESET استفاده می شود .

بوش باتن ترمز اضطراری : Emergency break

راهبران از این بوش‌ باتن در مواقع اضطراری جهت نگه داشتن سریع قطار استفاده می‌کنند .

صفحه کلید عملکرد دربها :

این صفحه کلید از سه قسمت “Door selecting” کلید سلکتوری انتخاب عملکرد دربها و

کلیدهای فشاری open و close دربهای سمت راست و دربها سمت چپ تشکیل گردیده است،

اپراتور با توجه به استفاده از درهای ‘‘یا تست’’ کلید انتخاب عملکرد دربها را در موقعیت R یا L یا

L/R قرار می‌دهد و یا برای اینکه دربها قابلیت بازشدن را نداشته باشنددر وضعیت صفر قرارمی‌دهد.

مارش تعیین جهت حرکت قطا

اپراتور با قراردادن مارش در هر یک از حالات FW یا BW می‌توان قطار را به سمت جلو یا عقب

هدایت کند .

درام حرکت FW/BW

صفحه TDU “Text Display Unit”

این کلید نشان‌دهنده یک واسطه نوشتاری بین اپراتور و سیستم ATP می باشد

شناخت تجهیزات سیستم ATP داخل کابین اپراتور :

الف : صفحه MFSD :

این صفحه نما یشگر پل ارتباطی بین سیستم ATP و اپراتور است که اطلاعات سیستم ATP

از قبیل سرعت جاری- سرعت هدف - مسافت هدف – سقف سرعت را در اختیار اپراتور قرار

می دهد . همچنین کلید BREAK که هم به عنوان نشان دهنده و هم کلید فشاری زرد رنگ

است که در هنگام اعمال ترمز توسط سیستم ATP روشن گردیده و با کاهش سرعت نسبت به

سقف سرعت شروع به چشمک زدن کرده که اپراتور با فشار دادن آن ترمز اعمال شده توسط

ATP به قطار را آزاد می کند .

ب : صفحه TDU :

این کلید نشان‌دهنده یک واسطه نوشتاری بین اپراتور و سیستم ATP می باشد . و از آن برای

نشان دادن پیغامها استفاده می شود . کلیدهای سمت چپ این صفحه جهت تنظیم روشنایی و

شفافیت کاربرد دارند . در هنگام در یافت یک پیغام خطا صدای آ لارمی شنیده شده ویک

نشان دهنده بروز خطا Ack در بالای کلید F1 چشمک خواهد زد تا هنگامی که اپراتور این

کلید را فشار ند هد صفحه دیگر ظاهر نخواهد شد در اصل کلید Ack یا F1 باید فشرده شود

تا کلیدهای F3 و F4 قابلیت کار کرد داشته باشند کلید F2 در این صفحه کاربردی ندارد

کلید F3 صفحه وضعیت را به نمایش می گذارد این صفحه فعال یا غیر فعال بودن سیستم

ATP و عملکرد دربها را به نمایش می گذارد. کلید F4 خطاهای مربوط به سیستم ATP

را به نمایش می گذارد در کل در صفحه TDU چهار صفحه خطا وجود دارد . کلید F5 :

مربوط به ورود اطلاعا ت است که شامل شماره قطار و شماره اپراتور و شماره مقصد می باشد

که توسط کلید های ارقام و جهات وارد شده و توسط کلید Enter ثبت می گردد .

نمایشگر ماتریسی (DISPLAY)

خطاهای جزئی در واحد ترمز : Brake unit minor faul

عموماً این مشکل خیلی جزئی بوده و عواقب جانبی برای ادامه حرکت قطار ایجاد نمی‌کند

خطای اصلی سیستم ترمز : Brake unit maijor fault

این خطا خیلی مهم و جامع و در عین حال فراگیر است که با توجه به وضعیت نمایشگر ماتریسی

دارای دو حالت می‌باشد .

الف : چنانچه این خطا بعد از مدتی محو شود که قطار می تواند ادامه مسیر دهد

ب : چنانچه این خطا به طور دائم روشن بماند که اپراتور باید به صورت دستی ترمز را آزاد کند .

اضافه بار و یا اتصال به زمین مدار اصلی : Over load/Groanding of main circuit

این خطا در دو حالت حین حرکت (اعمال تراکشن‏‏)و در زمان اعمال ترمز سرویس رخ می‌دهد.

روشن شدن نشان‌دهنده‌ خطا بر روی صفحه نمایشگر بدین مفهوم بوده، که جریان مدار اصلی قطار

زیاد بوده و یا اتصال به زمین صورت گرفته است .

بی‌برقی مدار اصلی Main circuit nopower

معمولاً این خطا با اضافه‌بار (over load) همراه بوده و زمانیکه فقط این خطا مشاهده شود بدین

مفهوم است که مدار تراکشن مربوطه قطع است .

قطع برق موتور ژنراتور : AC under voltage

خطای AC مربوطه به مدارات 220 V مصرفی در قطار می‌باشد .

بای‌پس شدن چاپرها : Chapper by pass

هر گاه دسته تراکشن در ناچ 3 قرار گرفته و سرعت قطار بالاتر از 56 _km/h باشد ، چاپرها بصورت

خودکار بای‌پس می‌شوند .

ترمز پارکینگ : Parking brake

زمانی که ترمز پارک درگیر باشد این نشانگر روشن است .

ایزوله کردن تراکشن موتور : Local traction cut off

زمانی که تراکشن موتور یکی از واگنها دچار نقص گردیده و دارای خطای - grounding یا صدا

و لرزشهای غیرعادی می‌باشد، اپراتور با قراردادن کلید SD31 از حالت صفر به یک ، تراکشن واگن

مربوطه را به حالت ایزوله در می‌آورد .

درب بسته نشده : Door not well closed

در زمان بازکردن دربها توسط اپراتور، ابتدا این نشان‌دهنده برروی صفحه نمایشگر روشن می‌شود .

تمام دربها باز هستند : all door opened

زمانیکه تمام دربهای قطار باز باشند این نشان‌دهنده نیز بر روی صفحه نمایشگر روشن می‌گردد .

آزاد نبودن ترمز : no release

هنگامی که قطار در حالت ترمز بوده – یکی از گامهای 1 تا 15 دسته ترمزی و یا ترمز اضطراری –

و یا فشار سیلندر ترمز بیش از 4 bar باشد، این نشانگر روشن خواهد شد و تا زمانیکه این نشانگر

خاموش نگردد، قطار فاقد نیروی کشش خواهد بود.

فشار پائین low pressure :

این نشانگر در هنگامی که فشار لوله اصلی هوا به زیر 5/5 bar برسد روشن می‌شود .

ترمز اضطراری : emergence break

این نشانگر در زمان فعال شدن ترمز اضطراری قطار به هر دلیل ممکن روشن می‌گردد تا به اپراتوراطلاع دهد که ترمز اضطراری قطار فعال می‌باشد

موتور ژنراتور : “Motor Genrator”

دستگاه مزبور یکی از دستگاههای مهم کمکی است که جهت مواردی چند در قطار نصب شده است.

ولتاژ “750 V DC” یک دستگاه موتور الکتریکی DC را فعال نموده و موتور مذکور که به یک

ژنراتورکوپل‌ شده، ژنراتور مزبور را متحرک ساخته و این ژنراتورکه یک مولد برق “AC” سنکرون می‌باشد برق 220 V AC سه فاز 50 HZ را تولید می‌نماید.

خطای افت ولتاژ : AC under voltage

درصورت عدم تأمین برق 220v سه فاز که با روشن شدن چراغ AC under voltage یک

واگن _ دو واگن و یا سه واگن درصفحه display و نیز ازطریق فرکانس متر و ولتمتر قابل

تشخیص می باشد .

نمایشگر ولتاژ و فرکانس

آشنایی با چاپر و وظایف آن در قطارهای DC :

وظیفه اصلی چاپر تنظیم یک سری مقاومت می باشد که با توجه به ناچ حرکتی این کار را انجام

می دهد . و این کار توسط میکرو کامپیوتر که یکی از اجزای چاپر می باشد انجام می شود .

مقاومتهایی که برای شروع حرکت و همچنین در زمان ترمز دینامیک بکار می روند R0 , R1 ,

R2, R3 می باشند . و با رفتن به ناچ بالاتر مقاومتها توسط چاپر از مدار خارج می شوند . ودر ناچ

سه با خارج شدن مقاومتها چاپر نیز بای پس می شود . که چراغ مربوط به بای پس شدن چاپر هر

واگن بر روی DISPLAY روشن می شود . که معمولا بین سرعت 46 تا 56 کیلومتر اتفاق

می افتد . و چاپر از اجزای زیر تشکیل شده است .

میکرو کامپیوتر - خازنهای چاپر – سنسورهای ولتاژ و جریان – ترانسفورماتور و فن چاپر

میباشد . لازم به ذکر است که تغذیه چاپر توسط ولتاژ 220 v AC می باشد .

باکس چاپر درشکل زیر نشان داده شده است .

پروژه رشته برقمترو تهران و کرجپروژهپژوهشپایان نامهمقالهجزوهدانلود پروژهدانلود پژوهشدانلود پایان نامهدانلود مقالهدانلود جزوه

بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS

این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	3977 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	60

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

بررسی انواع تجهیزات خانواده FACTS

فهرست

عنوان

فصل اول : پیشگفتار

1-1 مقدمه

1-2 محدودیت های انتقال توان در سیستم های قدرت 1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته

1-2-2 ضرفیت توان خطوط انتقال

1-3 مشخصه باپذیری خطوط انتقال

1-3-1 محدودیت حرارتی

1-3-2 محدودیت افت ولتاژ

1-3-3 محدودیت پایداری

1-4 راه حل‌ها 1-4-1 کاهش امپدانس خط با نصب خازن سری

1-4-2 بهبود پرفیل ولتاژ در وسط خط

1-4-3 کنترل توان با تغییر زاویه قدرت

1-5 راه حل‌های‌ کلاسیک

1-5-1 بانک‌های خازنی سری با کلیدهای مکانیکی

1-5-2 بانک‌های خازنی وراکتوری موازی قابل کنترل با کلیدهای مکانیکی

1-5-3 جابجاگر فاز

فصل دوم : آشنایی اجمالی با ادوات FACTS

2-1 مقدمه

2-2 انواع اصلی کنترل کننده های FACTS

2-2-1 کنترل کننده‌های سری

2-2-1-1 جبران ساز سنکرون استاتیکی به صورت سری(SSSC)

2-2-1-2 کنترل کننده‌های انتقال توان میان خط(IPFC)

2-2-1-3 خازن سری با کنترل تریستوری (TCSC)

2-2-1-4 خازن سری قابل کلیدزنی با تریستور (TSSSC)

2-2-1-5 خازن سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSC)

2-2-1-6 راکتور سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSR)

2-2-1-7 راکتور با کنترل تریستوری (TCSR)

2-2-2 کنترل کننده‌های موازی

2-2-2-1 جبران کننده سنکرون استاتیکی(STATCOM)

2-2-2-2 مولد سنکرون استاتیکی (SSG)

2-2-2-3 جبران ساز توان راکتیو استاتیکی(SVC)

2-2-2-4 راکتور قابل کنترل با تریستور (TCR)

2-2-2-5 راکتور قابل کلیدزنی با تریستور(TSR)

2-2-2-6 خازن قابل کلیدزنی با تریستور (TSC)

2-2-2-7 مولد یا جذب کننده توان راکتیو (SVG)

2-2-2-8 سیستم توان راکتیو استاتیکی (SVS)

2-2-2-9 ترمز مقاومتی با کنترل تریستوری (TCBR)

2-2-3 کنترل کننده ترکیبی سری – موازی

2-2-3-1 کنترل کننده یکپارچه انتقال توان (UPFC)

2-2-3-2 محدود کننده ولتاژ با کنترل تریستوری(TCVL)

2-2-3-3 تنظیم کننده ولتاژ با کنترل تریتسوری (TCVR)

2-2-3-4 جبران‌سازهای استاتیکی توان راکتیو SVC و STATCOM

2-3 مقایسه میان SVC و STATCOM

2-4 خازن سری کنترل شده با تریستور GTO (GCSC)

2-5 خازن سری سوئیچ شده با تریستور (TSSC)

2-6 خازن سری کنترل شده با تریستور (TCSC)

فصل سوم : بررسی انواع کاربردی ادوات FACTS

3-1 مقدمه

3-2 منبع ولتاژ سنکرون بر پایه سوئیچینگ مبدل

3-3 کنترل کننده توان عبوری بین خطی (IPFC)

3-4 جبرانگر سنکرون استاتیکی سری (SSSC)

3-5 جبرانگر سنکرون استاتیکی (STATCOM)

3-6 آشنایی با UPFC

3-6-1 تاثیر UPFC بر منحنی بارپذیری

3-6-2 معرفی UPFC

3-7 آشنایی با SMES

3-7-1 نحوه کار سیستم SMES

3-7-2 مقایسه SMES با دیگر ذخیره کننده های انرژی

3-8 آشنایی با UPQC

3-8-1 ساختار و وظایف UPQC

3-9 آشنایی با HVDCLIGHT

3-9-1 مزایای سیستم HVDCLIGHT

3-9-2 کاربرد سیستم HVDCLIGHT

3-9-3 عیب سیستم HVDCLIGHT

3-9-4 بررسی اضافه ولتاژهای داخلی در خطوط انتقال قدرت HVDC

3-10 مقایسه SCC و TCR از دیدگاه هارمونیک های تزریقی به شبکه توزیع

3-11 SVC

3-12 مبدل های منبع ولتاژ VSC

فصل چهارم : نتیجه گیری

منابع فصل اول پیشگفتار1-1 مقدمه این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد. با رشد روز افزون مصرف،سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند.این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود می‌آیند.بنابراین ظرفیت بهره‌برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست ، می‌باشد.این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستم‌های انتقال انرژی خواهد شد.یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان‌،‌احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت،مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف‌پذیر(FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر،تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد . برای درک بهتر و شناساندن مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی شناسائی شوند.آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند.مبدل‌های منبع ولتاژ،که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند . 1-2 محدودیتهای انتقال توان در سیستمهای قدرت یک سیستم قدرت از سه قسمت عمده تولید،انتقال و مصرف تشکیل شده است. هدف یک مهندس بهره‌بردار قدرت این است که توان خواسته شده مصرف‌کننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تامین نماید.از لحاظ کنترل روی مصرف کننده نمی توان محدودیت زیادی اعمال کرد زیرا او خریدار است و خواسته هایش باید تامین شود.در نتیجه ، کنترل اصلی در شبکه برق روی بخش تولید و انتقال است.حالت مطلوب در سیستم تولید و انتقال این است که این سیستم بایستی قابلیت تولید و انتقال توان خواسته شده را دارا باشد.معمولاً در طراحی اولیه،این خواسته در نظر گرفته می شود.ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف،اتصال شبکه‌های دیگر به شبکه قبلی و تاسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید و ... این تعادل را بر هم زده و محدودیت هایی را در بهره ‌برداری از شبکه قدرت بوجود می آورند. گسترش سیستم های قدرت و به هم پیوستن آنها در دو ناحیه متمایز صورت گرفت. ناحیه ای با درصد جمعیت زیاد و وجود نیروگاه های نزدیک به مصرف که توسعه سیستم قدرت را تبدیل به یک شبکه به هم‌پیوسته غربالی تبدیل کرده است ، مثل شبکه های قدرت در اروپا و شرق ایالات متحده آمریکا و ناحیه‌ای که مقدار توان عظیمی را از نیروگاههای آبی به مراکز مصرف در فواصل دور تحویل می دهد.از قبیل سیستمهای موجود در کانادا و برزیل . الحاق شبکه‌ها به هم علاوه بر مزیت فراوانی که در برداشت،مشکلات عدیده‌ای را هم به همراه آورد. مشکلی که در انتقال توان سیستم‌های به هم پیوسته غربالی وجود دارد، عبور توان در مسیرهای ناخواسته است که به عنوان مشکل توان در حلقه شناخته می شود.عبور این توان در مسیرهای ناخواسته موجب افزایش بار غیر مجاز و عدم بهره‌برداری بهینه از سیستم خواهد شد.لذا بایستی به طریقی توان عبوری از یک مسیر را کنترل نموده و از طرفی برای سیستم های انتقال انرژی طولانی مسئله توان در حلقه مشکل ساز نیست بلکه مشکل عمده در این سیستم ها ، مسئله پایداری گذرا و افت ولتاژ غیر مجاز است.به این معنی که برای حفظ پایداری شبکه و تثبیت سطح ولتاژ مجاز،توان عبوری در سیستم انتقال باید محدود شود.بر این اساس،حالت ایده‌آل یک سیستم انتقال انرژی موقعی است که : 1. کنترل توان در مسیرهای خواسته شده انجام پذیرد. 2. ظرفیت بهره برداری کلیه خطوط در حد ظرفیت حرارتی قرار داشته باشد.در نتیجه مشکلات عمده در بهره‌برداری از سیستم‌های انتقال انرژی عبارتند از عبور توان در مسیرهای ناخواسته و عدم بهره‌برداری از ظرفیت سیستم‌های انتقال در حد ظرفیت حرارتی. 1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته برای بررسی مسئله عبور توان در مسیرهای ناخواسته ، سیستم شکل (1-1) زیر را در نظر بگیرید. شکل (1-1) سیستم مورد مطالعه برای مساله توان در حلقهدر این سیستم دو ژنراتور A وB به ترتیب با تولید MW2000 وMW 1000،توان درخواستیMW3000 را از طریق خطوط AC با قدرت انتقالیMW 2000،(MW1000)AB،(MW1250) BC به بار نقطه C تحویل می دهند.قابل ذکر است که عبور توان در یک شبکه بعلت پارامترهای خطوط انتقالی به آسانی قابل کنترل نیست و در نتیجه،همانطور که در شکل نشان داده شده است ، خط BC بیش از قدرت نامی خویش توان انتقال می دهد.در حالیکه خطوط AC و AB هنوز توانائی انتقال توان بیشتر را دارند.اگر مصرف کننده C بخواهد توان بیشتری را تقاضا کند با وجود ظرفیت خالی خطوط مذکور انتقال توان به این مصرف کننده بخاطر افزایش بار خط BC امکان پذیر نخواهد بود. 1-2-2 ظرفیت توان خطوط انتقال برای بررسی مشکل دیگر سیستم های انتقال انرژی(عدم بهره برداری از ظرفیت کامل خطوط)لازم است مشخصه بار پذیری خطوط انتقال و مسایل وابسته به آن شناسائی شوند . 1-3 مشخصه بار پذیری خطوط انتقال سیستم های خطوط انتقال انرژی که توان نیروگاه های دور دست را به مصرف کننده می رسانند،به خاطر مسایل پایداری و افت ولتاژ،ظرفیت بارپذیری خطوط با مقدار واقعی آن تفاوت زیادی خواهد داشت. بارپذیری یک خط طبق تعریف برابر با حد بارگذاری خط (برحسب درصدی از بار امپدانس ضربه)در محدوده های مشخص حرارتی،افت ولتاژ و پایداری است. برای نخستین بار آقای Clair.St درسال 1953میلادی این مفهوم را مطرح کرد و بر اساس ملاحظات علمی و تجربی،منحنی‌های قابلیت انتقال توان خطوط را در محدوده ولتاژ 330 کیلووات و تا طول 400‌مایل را بدست آورد .این منحنی‌ها(که به نام خودش مشهور است)ابزار ارزشمندی برای مهندسان طراحی سیستم‌های انتقال برای تخمین سریع حدود حداکثر بارگذاری خطوط است بعدها کار او بصورت محاسباتی تعمیم داده شده است بر اساس این مطالعات مشخصه بارپذیری خطوط انتقال توسعه سه عامل محدود می‌شود: محدودیت حرارتی،محدودیت افت ولتاژ و محدودیت پایداری. برای بررسی این محدودیت ها سیستم شکل (2-1) را در نظر می گیریم که دو انتهای سیستم انتقال(پایانه ارسالی و پایانه دریافتی)توسط مدل تونن آن نشان داده شده است. شکل(2-1). مدل ساده شده شبکه برای مطالعه مشخصه بارپذیری1-3-1 محدودیت حرارتی (Thermal Limits)حرارت حاصل از عبور جریان خطوط انتقال دوتاثیر نامطلوب دارد: - ذوب شدن و از دست دادن تدریجی قدرت مکانیکی هادی آلومینیومی بعلت قرار گرفتن در معرض دماهای بالا بطور مداوم. - افزایش انحنای خط و کاهش فاصله آن با زمین به دلیل انبساط خط در دماهای بالا (شکل 3-1) معمولاً دومین عامل از عوامل فوق،حداکثر دمای کاری مجاز را تعیین می کند. در این حد،انحنانی خط به حداکثر مجاز خود نسبت به زمین می رسد. بر اساس ملاحظات مربوط به ذوب،حداکثر دمای مجاز برای خطوط با مقدار آلومینیوم بالا مساوی 127 و برای سایر هادیها 150 است.حداکثر جریان مجاز، بستگی به دمای محیط و سرعت بالا دارد . ثابت زمانی حرارتی در حدود 10 تا 20 دقیقه است از این رو بین ظرفیت‌نامی پیوسته و ظرفیت نامی زمان محدود می توان تفاوت قایل شد.بر این اساس در وضعیت‌های اضطراری با در نظر گرفتن جریان قبل از اغتشاش،دمای محیط و سرعت باد،از ظرفیت نامی زمان محدود استفاده کرد. شکل (3-1). فاصله مجاز خط انتقال از زمین و تاثیر دمای هادی در انبساط طول1-3-2 محدودیت افت ولتاژ با در نظر گرفتن مدل خط انتقال و پارامترهای تشکیل دهنده آن،پروفیل ولتاژ برای سیستم شکل (2-1) به ازای فاصله خط و توان انتقالی نامی و بی‌باری در شکل(4-1)نشان داده شده است.همانطور که ملاحظه می شود،ولتاژ خط در طول خط ثابت نبوده و شدیداً تابعی از توان انتقالی خط خواهد بود.این تغییرات ولتاژ بایستی درمحدوده مجاز باشد لذا انتقال توان در این خطوط محدود به تغییرات دامنه ولتاژ خواهد بود.به بیان دیگراگر طول خط را به عنوان یک پارامتر در نظر بگیریم مشخصه بارپذیری خط را تابعی از طول خط بر‌اساس محدودیت افت ولتاژ را می توان بصورت زیر محاسبه کرد. مقادیر ولتاژ پایانه های ارسالی و دریافت و بر اساس محاسبه پخش بار بدست می آید و برای این سیستم محدودیت افت ولتاژ 5% در نظر گرفته شده است.آنگاه طول خط به عنوان یک پارامتر در نظر گرفته و با مقدار اولیه آن شروع می کنیم و دامنه ولتاژ را حساب می کنیم. مقدار بر اساس افت ولتاژ مجاز 5% چک می شود.اگر به حد مجاز رسید آنگاه انتقال توان به محدودیت افت ولتاژ رسیده و را از رابطه زیر محاسبه می کنیم . (5-1) سپس با جایگزینی آن در رابطه زیر مقدار توان پایانه ارسالی محاسبه می شود. (6-1) که A و B پارامترهای مشخصه خطوط انتقال و و زوایای آنها هستند و زاویه بین و می باشد.نسبت مقدار Ps/Psil بارپذیری را بر حسب پریونیت بیان می کند. اگر افت ولتاژ مرحله قبلی در محدوده مجاز خود قرار داشت.آنگاه افزایش داده می شود و از معادله (1-1) بدست می آید . سپس مقدار جدید طول خط این حلقه محاسباتی تکرار می شود تا مشخصه بارپذیری خط انتقال بر حسب تابعی از طول خط متناظر با محدودیت افت ولتاژ بدست می آید . شکل (4-1) . تغییرات ولتاژ وسط خط انتقال سیستم شکل (2-1) برای توان های انتقالی متفاوت1-3-3 محدودیت پایداری با توجه به مشخصه توان–زاویه سیستم شکل (2-1) که در شکل (5-1) نشان داده شده است،ملاحظه می شود که در حالت ایده‌آل ژنراتور می تواند ماکزیمم توان انتقالی خود را در زاویه 90 درجه انتقال دهد که عملاً به خاطر ملاحظات پایداری با ضریب اطمینان 30% از ژنراتور بهره‌برداری می کنند.یعنی ماکزیمم توان خروجی ژنراتور نبایستی از 70% ظرفیت ماکزیم توان انتقالی خط افزایش یابد.زاویه ژنراتور متناظر با این محدودیت با استفاده از رابطه توان حدوداً بدست می آید. شکل (5-1) این محدودیت را برای خطوط انتقال با طول‌های متفاوت(یعنی امپدانس‌های متفاوت)نشان می دهد.همانطور که ملاحظه می شود با افزایش امپدانس خط(یا طول خط) برای تامین ضریب اطمینان 30% پایداری( متناظر با )، مقدار توان انتقالی مجاز متفاوت خواهد بود . 58 فصل اول پیشگفتار1-1 مقدمه این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد. با رشد روز افزون مصرف،سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند.این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود می‌آیند.بنابراین ظرفیت بهره‌برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست ، می‌باشد.این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستم‌های انتقال انرژی خواهد شد.یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان‌،‌احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت،مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف‌پذیر(FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر،تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد . برای درک بهتر و شناساندن مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی شناسائی شوند.آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند.مبدل‌های منبع ولتاژ،که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند . 1-2 محدودیتهای انتقال توان در سیستمهای قدرت یک سیستم قدرت از سه قسمت عمده تولید،انتقال و مصرف تشکیل شده است. هدف یک مهندس بهره‌بردار قدرت این است که توان خواسته شده مصرف‌کننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تامین نماید.از لحاظ کنترل روی مصرف کننده نمی توان محدودیت زیادی اعمال کرد زیرا او خریدار است و خواسته هایش باید تامین شود.در نتیجه ، کنترل اصلی در شبکه برق روی بخش تولید و انتقال است.حالت مطلوب در سیستم تولید و انتقال این است که این سیستم بایستی قابلیت تولید و انتقال توان خواسته شده را دارا باشد.معمولاً در طراحی اولیه،این خواسته در نظر گرفته می شود.ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف،اتصال شبکه‌های دیگر به شبکه قبلی و تاسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید و ... این تعادل را بر هم زده و محدودیت هایی را در بهره ‌برداری از شبکه قدرت بوجود می آورند. گسترش سیستم های قدرت و به هم پیوستن آنها در دو ناحیه متمایز صورت گرفت. ناحیه ای با درصد جمعیت زیاد و وجود نیروگاه های نزدیک به مصرف که توسعه سیستم قدرت را تبدیل به یک شبکه به هم‌پیوسته غربالی تبدیل کرده است ، مثل شبکه های قدرت در اروپا و شرق ایالات متحده آمریکا و ناحیه‌ای که مقدار توان عظیمی را از نیروگاههای آبی به مراکز مصرف در فواصل دور تحویل می دهد.از قبیل سیستمهای موجود در کانادا و برزیل . الحاق شبکه‌ها به هم علاوه بر مزیت فراوانی که در برداشت،مشکلات عدیده‌ای را هم به همراه آورد. مشکلی که در انتقال توان سیستم‌های به هم پیوسته غربالی وجود دارد، عبور توان در مسیرهای ناخواسته است که به عنوان مشکل توان در حلقه شناخته می شود.عبور این توان در مسیرهای ناخواسته موجب افزایش بار غیر مجاز و عدم بهره‌برداری بهینه از سیستم خواهد شد.لذا بایستی به طریقی توان عبوری از یک مسیر را کنترل نموده و از طرفی برای سیستم های انتقال انرژی طولانی مسئله توان در حلقه مشکل ساز نیست بلکه مشکل عمده در این سیستم ها ، مسئله پایداری گذرا و افت ولتاژ غیر مجاز است.به این معنی که برای حفظ پایداری شبکه و تثبیت سطح ولتاژ مجاز،توان عبوری در سیستم انتقال باید محدود شود.بر این اساس،حالت ایده‌آل یک سیستم انتقال انرژی موقعی است که : 1. کنترل توان در مسیرهای خواسته شده انجام پذیرد. 2. ظرفیت بهره برداری کلیه خطوط در حد ظرفیت حرارتی قرار داشته باشد.در نتیجه مشکلات عمده در بهره‌برداری از سیستم‌های انتقال انرژی عبارتند از عبور توان در مسیرهای ناخواسته و عدم بهره‌برداری از ظرفیت سیستم‌های انتقال در حد ظرفیت حرارتی. 1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته برای بررسی مسئله عبور توان در مسیرهای ناخواسته ، سیستم شکل (1-1) زیر را در نظر بگیرید. شکل (1-1) سیستم مورد مطالعه برای مساله توان در حلقهدر این سیستم دو ژنراتور A وB به ترتیب با تولید MW2000 وMW 1000،توان درخواستیMW3000 را از طریق خطوط AC با قدرت انتقالیMW 2000،(MW1000)AB،(MW1250) BC به بار نقطه C تحویل می دهند.قابل ذکر است که عبور توان در یک شبکه بعلت پارامترهای خطوط انتقالی به آسانی قابل کنترل نیست و در نتیجه،همانطور که در شکل نشان داده شده است ، خط BC بیش از قدرت نامی خویش توان انتقال می دهد.در حالیکه خطوط AC و AB هنوز توانائی انتقال توان بیشتر را دارند.اگر مصرف کننده C بخواهد توان بیشتری را تقاضا کند با وجود ظرفیت خالی خطوط مذکور انتقال توان به این مصرف کننده بخاطر افزایش بار خط BC امکان پذیر نخواهد بود. 1-2-2 ظرفیت توان خطوط انتقال برای بررسی مشکل دیگر سیستم های انتقال انرژی(عدم بهره برداری از ظرفیت کامل خطوط)لازم است مشخصه بار پذیری خطوط انتقال و مسایل وابسته به آن شناسائی شوند . 1-3 مشخصه بار پذیری خطوط انتقال سیستم های خطوط انتقال انرژی که توان نیروگاه های دور دست را به مصرف کننده می رسانند،به خاطر مسایل پایداری و افت ولتاژ،ظرفیت بارپذیری خطوط با مقدار واقعی آن تفاوت زیادی خواهد داشت. بارپذیری یک خط طبق تعریف برابر با حد بارگذاری خط (برحسب درصدی از بار امپدانس ضربه)در محدوده های مشخص حرارتی،افت ولتاژ و پایداری است. برای نخستین بار آقای Clair.St درسال 1953میلادی این مفهوم را مطرح کرد و بر اساس ملاحظات علمی و تجربی،منحنی‌های قابلیت انتقال توان خطوط را در محدوده ولتاژ 330 کیلووات و تا طول 400‌مایل را بدست آورد .این منحنی‌ها(که به نام خودش مشهور است)ابزار ارزشمندی برای مهندسان طراحی سیستم‌های انتقال برای تخمین سریع حدود حداکثر بارگذاری خطوط است بعدها کار او بصورت محاسباتی تعمیم داده شده است بر اساس این مطالعات مشخصه بارپذیری خطوط انتقال توسعه سه عامل محدود می‌شود: محدودیت حرارتی،محدودیت افت ولتاژ و محدودیت پایداری. برای بررسی این محدودیت ها سیستم شکل (2-1) را در نظر می گیریم که دو انتهای سیستم انتقال(پایانه ارسالی و پایانه دریافتی)توسط مدل تونن آن نشان داده شده است. شکل(2-1). مدل ساده شده شبکه برای مطالعه مشخصه بارپذیری1-3-1 محدودیت حرارتی (Thermal Limits)حرارت حاصل از عبور جریان خطوط انتقال دوتاثیر نامطلوب دارد: - ذوب شدن و از دست دادن تدریجی قدرت مکانیکی هادی آلومینیومی بعلت قرار گرفتن در معرض دماهای بالا بطور مداوم. - افزایش انحنای خط و کاهش فاصله آن با زمین به دلیل انبساط خط در دماهای بالا (شکل 3-1) معمولاً دومین عامل از عوامل فوق،حداکثر دمای کاری مجاز را تعیین می کند. در این حد،انحنانی خط به حداکثر مجاز خود نسبت به زمین می رسد. بر اساس ملاحظات مربوط به ذوب،حداکثر دمای مجاز برای خطوط با مقدار آلومینیوم بالا مساوی 127 و برای سایر هادیها 150 است.حداکثر جریان مجاز، بستگی به دمای محیط و سرعت بالا دارد . ثابت زمانی حرارتی در حدود 10 تا 20 دقیقه است از این رو بین ظرفیت‌نامی پیوسته و ظرفیت نامی زمان محدود می توان تفاوت قایل شد.بر این اساس در وضعیت‌های اضطراری با در نظر گرفتن جریان قبل از اغتشاش،دمای محیط و سرعت باد،از ظرفیت نامی زمان محدود استفاده کرد. شکل (3-1). فاصله مجاز خط انتقال از زمین و تاثیر دمای هادی در انبساط طول1-3-2 محدودیت افت ولتاژ با در نظر گرفتن مدل خط انتقال و پارامترهای تشکیل دهنده آن،پروفیل ولتاژ برای سیستم شکل (2-1) به ازای فاصله خط و توان انتقالی نامی و بی‌باری در شکل(4-1)نشان داده شده است.همانطور که ملاحظه می شود،ولتاژ خط در طول خط ثابت نبوده و شدیداً تابعی از توان انتقالی خط خواهد بود.این تغییرات ولتاژ بایستی درمحدوده مجاز باشد لذا انتقال توان در این خطوط محدود به تغییرات دامنه ولتاژ خواهد بود.به بیان دیگراگر طول خط را به عنوان یک پارامتر در نظر بگیریم مشخصه بارپذیری خط را تابعی از طول خط بر‌اساس محدودیت افت ولتاژ را می توان بصورت زیر محاسبه کرد. مقادیر ولتاژ پایانه های ارسالی و دریافت و بر اساس محاسبه پخش بار بدست می آید و برای این سیستم محدودیت افت ولتاژ 5% در نظر گرفته شده است.آنگاه طول خط به عنوان یک پارامتر در نظر گرفته و با مقدار اولیه آن شروع می کنیم و دامنه ولتاژ را حساب می کنیم. مقدار بر اساس افت ولتاژ مجاز 5% چک می شود.اگر به حد مجاز رسید آنگاه انتقال توان به محدودیت افت ولتاژ رسیده و را از رابطه زیر محاسبه می کنیم . (5-1) سپس با جایگزینی آن در رابطه زیر مقدار توان پایانه ارسالی محاسبه می شود. (6-1) که A و B پارامترهای مشخصه خطوط انتقال و و زوایای آنها هستند و زاویه بین و می باشد.نسبت مقدار Ps/Psil بارپذیری را بر حسب پریونیت بیان می کند. اگر افت ولتاژ مرحله قبلی در محدوده مجاز خود قرار داشت.آنگاه افزایش داده می شود و از معادله (1-1) بدست می آید . سپس مقدار جدید طول خط این حلقه محاسباتی تکرار می شود تا مشخصه بارپذیری خط انتقال بر حسب تابعی از طول خط متناظر با محدودیت افت ولتاژ بدست می آید . شکل (4-1) . تغییرات ولتاژ وسط خط انتقال سیستم شکل (2-1) برای توان های انتقالی متفاوت1-3-3 محدودیت پایداری با توجه به مشخصه توان–زاویه سیستم شکل (2-1) که در شکل (5-1) نشان داده شده است،ملاحظه می شود که در حالت ایده‌آل ژنراتور می تواند ماکزیمم توان انتقالی خود را در زاویه 90 درجه انتقال دهد که عملاً به خاطر ملاحظات پایداری با ضریب اطمینان 30% از ژنراتور بهره‌برداری می کنند.یعنی ماکزیمم توان خروجی ژنراتور نبایستی از 70% ظرفیت ماکزیم توان انتقالی خط افزایش یابد.زاویه ژنراتور متناظر با این محدودیت با استفاده از رابطه توان حدوداً بدست می آید. شکل (5-1) این محدودیت را برای خطوط انتقال با طول‌های متفاوت(یعنی امپدانس‌های متفاوت)نشان می دهد.همانطور که ملاحظه می شود با افزایش امپدانس خط(یا طول خط) برای تامین ضریب اطمینان 30% پایداری( متناظر با )، مقدار توان انتقالی مجاز متفاوت خواهد بود .

بررسیانواع تجهیزاتخانواده FACTSپروژهتحقیقمقالهپژوهشپایان نامهدانلود پروژهدانلود تحقیقدانلود مقالهدانلود پژوهشدانلود پایان نامه

لیزر و کاربردهای آن

امروزه لیزر کاربردهای بیشماری دارد که همه زمینه های مختلف علمی و فنی فیزیکشیمیزیست شناسی الکترونیک و پزشکی را شامل می شود همه این کاربردها نتیجه مستقیم همان ویژگی های خاص نور لیزر است

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	433 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	63

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

لیزر و کاربردهای آن

مقدمه

امروزه لیزر کاربردهای بیشماری دارد که همه زمینه های مختلف علمی و فنی فیزیک-شیمی-زیست شناسی - الکترونیک و پزشکی را شامل می شود. همه این کاربردها نتیجه مستقیم همان ویژگی های خاص نور لیزر است

لیزر چیست ؟

نور لیزر نوع کاملاً جدیدی از نور است؛ درخشان‌تر و شدیدتر از هرچه که در طبیعت یافت می‌شود. می‌توان نور لیزری آن‌چنان قوی تولید کرد که هر ماده‌ی شناخته شده‌ی روی زمین را در کسری از ثانیه بخار کند. می تواند سخترین فلزات را سوراخ کند یا به راحتی جسم سختی مثل الماس را سوراخ کند و از آن بگذرد.

برعکس، باریکه‌ی کم قدرت و فوق‌‌العاده دقیق انواع دیگر لیزر را می‌توان برای انجام دادن کارهای بسیار ظریف مثل جراحی روی چشم انسان به کار برد. نور لیزر را می‌توان خیلی دقیق کنترل کرد و به صورت باریکه‌ی مداومی به نام موج پیوسته یا انفجارهای سریعی به نام پالس درآورد.

اگرچه اصول بنیادی لیزر از 40 سال پیش شناخته شده بود، نمایش اولین لیزر، دریچه‌‌ای را به طرف یکی از هیجان انگیزترین و پردامنه‌ترین پیشرفت های تکنولوژی قرن بیستم گشود. در ظرف چند سال پس از نمایش اولین لیزر، انواع بسیار گوناگونی از لیزرها به صورت ابزارهای عملی به صور گوناگون به کار گرفته شدند. لیزرها در تکنولوژی انقلابی جدید پدید آورده‌اند و تأ ثیر آن‌ها بر زندگی ما در آینده نیز ادامه خواهد داشت.

امروزه گستره‌‌ی وسیعی از لیزرها در همه جا به کار گرفته شده‌اند. فروشگاه‌های بزرگ و بسیاری از انبارهای بزرگ خورده‌فروشی برای جستجوی خود‌به‌خود، ثبت قیمت‌‌ها و صورت‌برداری از اقلام خریداری شده، در قسمت حساب کننده از لیزر بهره می‌گیرند. در دستگاه‌‌های ویدئویی از نور لیزر برای خواندن دیسک‌های ویدئویی و ایجاد تصویر متحرک همراه با صدا استفاده می‌کنند. مقدار زیادی اطلاعات را روی دیسک‌‌های لیزری ثبت می‌کنند تا بعداً روی صفحه‌ی کامپیوتر خوانده شوند یا توسط چاپگرهای لیزری به شکل نسخه‌ی سخت روی کاغذ چاپ شوند.

در پزشکی نور لیزر به عنوان نوع جدیدی چاقوی جراحی بدون خونریزی استفاده می‌شوند و وقتی که نسجی مثل قسمت معیوب کیسه‌ی صفرا در خلال جراحی برداشته می‌شود، رگ‌های خونی بسته می‌‌شوند. کارهای دندانپزشکی با لیزر درد کمتری دارند و برای روکش و پل دندان از لیزرها استفاده می‌شود.

در صنعت از لیزرها برای عملیات گرمایی فلزات، جوش دادن قسمت‌ها به یکدیگر و وسایل هم‌ترازی دقیق استفاده می‌شود. لیزرها را برای اندازه‌گیری دقیق فاصله‌های خیلی بزرگ و نیز فاصله‌های خیلی کوچک به کار می‌برند. افزون بر این‌ها لیزرها را همراه با تارهای نوری، برای انتقال بهتر داده‌ها و بهبود ارتباط تلفنی به کار می‌گیرند. لیزرها در حال تغییر دادن نحوه‌ی پژوهش دانشمندان هستند. لیزرها می‌توانند چشمه‌ی جدیدی از قدرت الکتریکی بیافرینند، مشابه فرایندی که در خورشید برای تولید انرژی به وجود می‌‌آید.

خواص نور لیزر و کاربرد‌های آن
‏ از نخستین روزهای ساخت لیزر پی برده شد که نور لیزر خواص مشخصه‌ای دارد که آن را از نورهای ایجاد شده از سایر منابع، متمایز می‌کند. در ابتدا به این ویژگی‌ها و نحوه ایجاد آنها توسط لیزر اشاره خواهیم کرد. لیزر دارای سه ویژگی مهم است:
تک‌فامی
‏ در توضیح این ویژگی لازم است ابتدا با مفهوم گسیل القایی ( نشر القایی)آشنا شویم. گسیل پرتو توسط الکترونهای برانگیخته در داخل اتم به دو صورت است :1 ) گسیل خود به‌خودی 2) گسیل القایی
فرض کنید ‏‎1 ‎‏ ‏e‏ و ‏e2‎‏ دو تراز متوالی از یک اتم با انرژی‌های ‏‎1‎‏ ‏E‏ و‏‎2‎‏ ‏E‏ باشد و الکترونی در تراز ‏‎ e1 ‎در حالت پایه خود قرار گرفته باشد. اگر به هر دلیلی این الکترون از‎ ‎تراز ‏‎1‎‏ ‏e‏ به تراز بالاتر ‏‎2‎‏ ‏e‏ برود گفته میشود اتم تحریک شده است یا در حالت برانگیخته قرار دارد. چون این حالت یک حالت‏‎ ‎‏ ناپایدار است اتم تمایل دارد هرچه زودتر به حالت پایدار باز گردد. به همین دلیل الکترون مزبور بلافاصله به حالت قبلی در تراز‏‎1‎‏ ‏e‏ بر خواهد گشت. از طرفی چون این دو تراز اختلاف انرژی ‏‎1‎‏ ‏E‏ ‏E 2-‎‏ دارد بنا بر اصل پایستگی انرژی، انرژی اضافی الکترون به صورت تابش با فرکانس ‏V، حین بازگشت به تراز اول گسیل می‌شود. به این فرآیند گسیل خودبه‌خودی گویند. حال اگر الکترونی در تراز‏‎2‎‏ ‏e‏ در حالت پایه خود قرار داشته باشد و ما به طریقی اتم را تحریک کنیم ( میدان الکترومغناطیسی، تابش، حرارت و... ) در اثر این القا الکترون مزبور تراز ‏‎2‎‏ ‏E‏ را ترک نموده وبه تراز ‏‎ E1‎برود و حین این انتقال ( بنا به اصل پایستگی انرژی ) تابش گسیل کند به این تابش گسیل القایی یا نشر القایی گویند. ‏
‏ هر کدام از این فرآیندها ویژگی‌های خاص خود را دارد. در گسیل خودبه‌خودی تابش‌های گسیل شده به صورت کاتوره‌ای و در تمام جهات گسترده است. اما در گسیل القایی جهت تابش در یک راستای معین خواهد بود. از طرفی در گسیل خودبخودی فوتونهای تابشی در اثر گزار بین اتمهای ترازهای اتمی یا مولکولی مختلف و متفاوت از هم به وجود می‌آیند پس این تابش‌ها طیف گسترده‌ای از فرکانس‌ها را شامل می‌شود. ‏
‏ اما در گسیل القایی تابش در اثر گزار بین ترازهای اتمی یا مولکولی مشابه گسیل می‌شود. بنابراین همه تابش‌ها تقریبا فرکانس یکسانی دارد. معمولا در لیزر از فرآیند گسیل القایی استفاده می‌شود. اما برای داشتن گسیل القایی طولانی مدت به مولکول‌هایی شامل دوتراز که تراز بالایی آن پروتراز پایینی آن خالی باشد، نیاز داریم. اما آنچه که نظریه‌های کوانتومی بیان می‌کنند این است که بنا به قاعده گزینش در اتم‌ها ابتدا ترازهای پایین‌تر پر می‌شود. بنابراین به وضعیت به‌وجود آمده در لیزر، وارونگی جمعیت گویند. نحوه ایجاد وارونگی جمعیت بسته به نوع لیزر متفاوت است. مثلا در لیزر هلیوم نئون مخلوط کردن این دو گاز منجر به جفت شدن برخی تراز‌ها ی اتمی آن دو شده و وارونگی جمعیت مورد نیاز را تامین می‌کند. به این ترتیب لیزر قادر به ایجاد تابشی تک فرکانس خواهد بود. با این وجود برای تک فرکانس شدن بیشتر از یک عنصر اپتیک مانند بازآواگر( سنجه) نیزدر لیزر استفاده می‌شود. ‏
ویژگی تک‌فامی نور لیزر بیشتر کاربرد شیمیایی دارد. به عنوان مثال برای جدا سازی ایزوتوپ‌های یک عنصر به یک منبع تک‌فام مانند لیزر نیاز است. ایزوتوپ‌های یک عنصر از نظر محتوا باهم متفاوت است پس فرکانس‌های جذب آنها نیز اندکی متفا وت خواهد بود که تنها نور لیزر قادر به تفکیک آنها است. تمایل زیاد به استفاده از این کاربرد در صنایع هسته‌ای نیز غیرمنتظره نیست. ‏

همدوسی
‏ تابش الکترو مغناطیس به وسیله بارهای الکتریکی نوسان کننده تولید می‌شود. بسامد نوسان نوع تابشی را که گسیل می‌شود، معین می‌کند. اگر در یک چشمه، بارها ی الکتریکی به طور هماهنگ نوسان کند چشمه را همدوس و تابش حاصل را تابش همدوس می‌نامیم. همانطور که قبلا گفته شد در لیزر از گسیل القایی استفاده می‌شود. در این فرآیند می‌توان اتم را به نحوی تحریک کرد که همه الکترونهای برانگیخته فقط به تراز‌های خاصی برود و در نتیجه فرکانس تابشی آنها همه در یک محدوده خواهد بود. پس تمام این تابش‌ها با هم هماهنگ است که این همان تعریف چشمه همدوس است. از همدوسی نور لیزر می‌توان در تمام‌نگاری استفاده کرد. تمام‌نگاری روشی جهت تهیه تصاویر سه بعدی است. در این روش تصویر ویژه‌ای به نام تمام نگاشت روی فیلم عکاسی تشکیل می‌شود که بر خلاف دیگر تصاویر متداول عکاسی، حاوی اطلاعاتی نه تنها پیرامون شدت بلکه در مورد فاز نور بازتابیده از جسم نیز هست. واضح است که منبع نور آشفته چون خود دارای پرتو هایی با فازهای مختلف است قادر به تشکیل چنین تصویری نخواهد بود. تنها مشکل موجود برای چنین تصاویری آن است که تنها امکان تهیه تمام نگاشت‌های تک‌فام وجود دارد زیرا برای تشخیص رنگهای واقعی جسم باید از تابش طول موج‌های مختلف به طور همزمان استفاده کرد که در آن صورت اطلاعات مربوط به فاز از بین می‌رود. ‏

شدت زیاد
‏ شدت زیاد، خاصیتی است که بیش از سایر موارد همراه نور لیزر است و در حقیقت لیزرها بالاترین شدت‌های شناخته شده روی زمین را ایجاد می‌کند. از آنجا که لیزر باریکه‌ای موازی از نور را نه در تمام جهت‌ها، بلکه در راستای مشخصی گسیل می‌کند. مناسب‌ترین معیار شدت، تابیدگی است. بنا بر رابطه بین توان تابش شده وتابیدگی:
‏I = P / A
‏ که در آن ‏P‏ توان و ‏A‏ مساحت است می‌توان در مورد شدت‌ها ی زیاد بحث کرد. ازآنجایی که خروجی منابع نور معمولی اکثرا پرتو‌های واگرا است با دور شدن از چشمه به علت افزایش مساحت با ثابت ماندن توان (توان به ویژگی خود چشمه بستگی دارد )میزان شدت آن کاهش می‌یابد اما در لیزر به علت موازی بودن پرتوها، هر چه فاصله از منبع بیشتر شود با ثابت ماندن توان، مساحت سطح مقطع باریکه خروجی نیز تقریبا ثابت است و در نتیجه شدت در فاصله دوراز منبع همان مقداری را دارد که پرتو خروجی از منبع دارد. ‏
‏ اما اینکه چرا شدت خروجی از لیزر تا به این اندازه زیاد است، به توان لیزر بر می‌گردد. داخل لیزر سیستمی وجود دارد که نور ورودی به هنگام خروج تقویت می‌شود. همچنین با استفاده از ابزارهای اپتیک مناسب در لیزر می‌توان به شدت‌هایی دست یافت که از شدت خود منبع فراتر رود. ‏
‏ لازم به توضیح است که شدت نور خروجی از لیزر دارای توزیع گوسی است، یعنی شدت برای لحظه کوتاهی بیشترین مقدار خود را دارد. در ابتدا یک صعود ودر انتها یک نزول برای آن وجود دارد. پس یک طول عمر برای شدت حداکثر می‌توان تعریف کرد. طول عمر شدت ماکزیمم معمولا خیلی کوتاه است. یکی از کاربرد‌های کوتاه بودن عمر شدت‌های بالا در هرتپ، در چشم پزشکی است. مثلا پارگی شبکیه را که باعث کوری موضعی می‌شود می‌توان با جوشکاری نقطه‌ای توسط تپ‌های پر شدت نور حاصل از لیزر آرگون با بافت نگهدارنده آن متصل کرد. به علت کوتاه بودن عمر یک تپ، حین عمل نیازی به بیهوشی، بی حرکت کردن طولانی چشم و... وجود ندارد. در کاربرد‌های دیگر پزشکی کوتاه بودن طول عمرتپ مانع از احساس درد در بیماران می‌شود. چرا که زمان هرتپ بسیار کوتاهتر از زمان لازم برای فرستادن پیغام توسط اعصاب به مغز و بازگشت آن به محل درد است. ‏
ساختمان لیزر
در شکل شماره (1) طرح ساده‌ای از یک لیزر گازی را مشاهده می‌کنید. ساختار اصلی در اکثر لیزرها مشابه است. لیزر در واقع یک نوسان کننده اپتیک است که از یک محیط تقویت‌کننده نور که در داخل یک بازآواگر قرار دارد تشکیل می‌شود. پس اصلی‌ ترین قسمت در لیزر محیطی است که بتواند نور عبوری را تقویت کند. در لیزر‌های گازی از مخلوط یک یا چند گاز ( هلیوم، نئون، آرگون و... ) به صورت خالص به عنوان محیط تقویت کننده استفاده می‌شود. بخار فلزی کادمیوم، جیوه، سرب و... نیز در لیزر‌های گازی کاربرد دارد. از انواع دیگر لیزر‌های گازی، لیزر مولکول ازت( ‏‎2‎‏ ‏N‏) و لیزر دی اکسید کربن (‏CO2‎‏) است.‏
محیط تقویت کننده معمولا توسط یک محرک بیرونی به کار می‌افتد و شروع به تابش می‌کند. در اثر این تحریک، الکترون‌های هر اتم مدار خود را ترک کرده به مدار پایین تر در اتم مربوط می‌رود. جهت برقراری اصل پایستگی انرژی (به علت وجود اختلاف انرژی بین دو مدار) حین این گذار تابش خواهند کرد. این تابش نسبتا تک فام است زیرا عمل تحریک طوری است که عمل گذار بین تراز‌های یکسان اتفاق بیفتد. در لیزر نشان داده شده این محرک استفاده از روش تخلیه جریان الکتریکی است که به دو نوع تخلیه جریان مستقیم و تخلیه جریان متناوب در لیزر‌های گازی متداول است. روش تخلیه جریان متناوب ساده‌ترین روش تحریک است چرا که منبع تغذیه می‌تواند یک مبدل عمومی ولتاژ که به الکترود‌های فلزی سرد در داخل لامپ متصل می‌شود، باشد. از روش‌های دیگر بر انگیزش الکتریکی محیط لیزری، می‌توان روش تخلیه الکترودی با بسامد بالا ( که در اولین لیزر هلیوم نئون ساخته شده توسط جوان و همکارانش استفاده شده بود. ) و روش تپ‌های فشار قوی ( برای استفاده در لیزر‌های تپی پر توان) اشاره کرد. ‏
‏ در قسمت دیگر یک لیزر در دوجداره ابتدا و انتها از دو آینه صاف که با زاویه معلوم نسبت به افق به طور موازی با هم قرار دارد، استفاده می‌شود به چنین سیستم اپتیک، دریچه‌های بروستر گفته می‌شود. کاربرد این دریچه‌ها در قطبیده نمودن پرتوهاست. این دریچه‌ها برای یک جهت قطبیدگی خاص شفاف است ولی برای عبور قطبیدگی عمود بر آن ضریب عبور صفر است و تمام نور بازتابیده خواهد شد. استفاده از این وسیله در لیزر موجب قطبیدگی خطی نور خروجی از لیزر خواهد شد. ‏
‏ قسمت مهم دیگر لیزر استفاده از بازآواگر است. بازآواگر وسیله‌ای اپتیکی است که از دو آینه (تخت یا خمیده) تشکیل می‌شود به طوری که محیط تقویت کننده در میان آنها قرار دارد. تابش خروجی از تقویت کننده پس از قطبیده شدن توسط دریچه‌های بروستر به یکی از این آینه‌ها برخورد نموده جزئی از پرتو عبور و جرئی از آن بازتاب می‌یابد. پرتو بازتابیده دوباره مسیر محیط تقویت کننده و دریچه بروستر را پیموده و به آینه سمت مقابل بر خورد می‌کند. به این ترتیب عمل عبور و بازتاب بار‌ها تکرار می‌شود. نهایتا نور خروجی از تقویت کننده در اثر رفت و آمد بین دو آینه به صورت یک موج ایستاده در می‌آید. لازم به ذکر است که برای خروج انرژی از بازآواگر دو آینه به طور جزئی شفاف است. ویژگی پرتو خروجی از بازآواگر تک فام بودن آن است. در وواقع بازآواگر عمل گزینش فرکانس را انجام می‌دهد. ‏
شکل شماره (2) طرحی کلی از داخل یک لیزر هلیوم-نئون را نشان می‌دهد. محیط لیزری، دریچه‌های بروستر، آینه‌های بازآواگر، سیستم مربوط به محرک، محیط لیز کننده و سایر جزئیات مورد نیاز مانند لایه محافظ و شفاف آلومینیومی جهت جلوگیری از خروج انرژی از دیواره‌ها و بازتاب آن به داخل محیط تقویت کننده در شکل نشان داده شده است.

لیزر و کاربردهای آن

فکر ساختن وسیله‌ای که نور همدوس تولید کند ، مدتها دانشمندان قرن حاضر را به خود مشغول داشته بود . در سال 1985 فیزیکدان مشهور آمریکایی چالز تاونز راه این کار را پیدا کرد . دو سال بعد دانشمند دیگر آمریکایی ، تئودور مایمن به نظریه تاونز جامه عمل پوشاند و اولین لیزر را با بلوری از یاقوت مصنوعی ساخت این دو بعداً به دریافت جایزه نوبل نایل آمدند . یک لیزر یاقوتی ساده از سه بخش تشکیل می‌شود : استوانه‌ای از یاقوت مصنوعی ، یک چشمه نور ـ مثلاً یک لامپ گزنون که مانند لامپ نئون کار می‌کند . ( گزنون و زنون هر دو از گازهای بی‌اثرند یعنی اتمهایشان با اتمهای دیگر مولکول نمی‌سازد . ) ـ و یک بازتابنده که نور را از لامپ گزنون به یاقوت هدایت می‌کند

استوانه یاقوتی ، بخش اصلی دستگاه است . قطر آن در حدود 7 میلیمتر و طولش 3.5 تا 5 cm است . دو قاعده استوانه صیقل خورده و نقره اندود شده است تا آینه کاملی باشد . قاعده دیگر نیز نقره اندود است ولی نه کاملاً به طوری که می‌تواند قسمتی از نور را از خود عبور دهد .

یاقوت بلور اکسید آلومینیوم است که در آن تعداد نسبتاً کمی اتم کروم معلق است . اتمهای کروم از طریق گسیل القایی ، کوانتوم نور تولید می‌کنند ، اتمهای اکسیژن و آلومینیم که بقیه بلور را تشکیل می‌دهند فقط اتمهای کروم را در جایشان نگه می‌دارند. اتمهای کروم نسبتاً بزرگ است و تعداد زیادی الکترون در مدارهایشان دارد . در این جا فقط الکترونی مورد توجه ماست که بیش از دیگران برانگیخته می‌شود .

لازم به ذکر است واژه لیزر از حروف اول (( تقویت نور بوسیله گسیل برانگیخته تابش )) در زبان انگلیسی گرفته شده که آن را می‌توان توسعه “maser” تقویت میکروویو بوسیله گسیل برانگیخته تابش در محدوده فوتونی طیف امواج الکترومغناطیسی دانست

کاربرد لیزر در فیزیک و شیمی

اختراع لیزر و تکامل آن وابسته به معلومات پایه ای است که در درجه اول از رشته فیزیک و بعد از شیمی گرفته شده اند. بنابراین طبیعی است که استفاده از لیزر در فیزیک و شیمی از اولین کاربردهای لیزر باشند

رشته دیگری که در آن لیزر نه تنها امکانات موجود را افزایش داده بلکه مفاهیم کاملا جدیدی را عرضه کرده است طیف نمایی است. اکنون با بعضی از لیزرها می توان پهنای خط نوسانی را تا چند ده کیلوهرتز باریک کرد ( هم در ناحیه مرئی و هم در ناحیه فروسرخ ) و با این کار اندازه گیری های مربوط به طیف نمایی با توان تفکیک چند مرتبه بزرگی ( 3 تا 6) بالاتر از روش های معمولی طیف نمایی امکان پذیر می شوند. لیزر همچنین باعث ابداع رشته جدید طیف نمایی غیر خطی شد که در آن تفکیک طیف نمایی خیلی بالاتر از حدی است که معمولا با اثرهای پهن شدگی دوپلر اعمال می شود. این عمل منجر به بررسیهای دقیقتری از خصوصیات ماده شده است.

در زمینه شیمی از لیزر هم برای تشخیص و هم برای ایجاد تغییرات شیمیایی برگشت ناپذیر استفاده شده است. ( فوتو شیمی لیزری) به ویژه در فون تشخیص باید از روش های (پراکندگی تشدیدی رامان ) و ( پراکندگی پاد استوکس همدوس رامان ) (CARS) نام ببریم. به وسیله این روشها می توان اطلاعات قابل ملاحظه ای درباره خصوصیات مولکولهای چند اتمی به دست آورد ( یعنی فرکانس ارتعاشی فعال رامن - ثابتهای چرخشی و ناهماهنگ بودن فرکانس). روش CARS همچنین برای اندازه گیری غلظت و دمای یک نمونه مولکولی در یک ناحیه محدود از فضا به کار می رود. از این توانایی برای بررسی جزئیات فرایند احتراق شعله و پلاسما ( تخلیه الکتریکی) بهره برداری شده است.

شاید جالبتری کاربرد شیمیایی ( دست کم بالقوه ) لیزر در زیمنه فوتو شیمی باشد. اما باید در نظر داشته باشیم به خاطر بهای زیاد فوتونهای لیزری بهره برداری تجاری از فوتوشیمی لیزری تنها هنگامی موجه است که ارزش محصول نهایی خیلی زیاد باشد. یکی از این موارد جداسازی ایزوتوپها است.

کاربرد در زیست شناسی

از لیزر به طور روزافزونی در زیست شناسی و پزشکی استفاده می شود. اینجا هم لیزر می تواند ابزار تشخیص و یا وسیله برگشت ناپذیر مولکولهای زنده یک سلول و یا یک بافت باشد. ( زیست شناسی نوری و جراحی لیزری)

در زیست شناسی مهمترین کاربرد لیزر به عنوان یک وسیله تشخیصی است. ما در اینجا تکنیک های لیزری زیر را ذکر می کنیم :

الف) فلوئورسان القایی به وسیله تپهای فوق العاده کوتاه لیزر در DNA در ترکیب رنگی پیچیده DNA و در مواد رنگی موثر در فتوسنتز

ب) پراکندگی تشدیدی رامان به عنوان روشی برای مطالعه ملکولهای زنده مانند هموگلوبین و یا رودوپسین ( عامل اصلی در سازوکار بینایی)

ج) طیف نمایی همبستگی فوتونی برای بدست آوردن اطلاعاتی در مورد ساختار و درجه انبوهش انواع ملکولهای زنده

د) روشهای تجزیه فوتونی درخشی پیکوثانیه ای برای کاوش رفتار دینامیکی مولکولهای زنده در حالت برانگیخته

به ویژه باید از روشی موسوم به میکروفلوئورمتر جریان یاد کرد. در اینجا سلولهای پستانداران در حالت معلق مجبور می شوند که از یک اتاقک مخصوص جریان عبور کنند که در آنجا ردیف می شوند و سپس یکی یکی از باریکه کانونی شده لیزر یونی آرگون عبور می کنند. با قرار دادن یک آشکارساز نوری در جای مناسب می توان این کمیت ها را اندازه گیری کرد :

الف) نورماده ای رنگی که به یک جزء خاص تشکیل دهنده سلول یعنی DNA متصل ( که اطلاعاتی راجع بع مقدار آن جزء تشکیل دهنده سلول را به دست می دهد) امتیاز میکروفلوئورمتری جریان در این است که اندازه گیری ها را برای تعداد زیادی از سلولها در مدت زمان محدود میسر می سازد. به این وسیله می توانیم دقت خوبی برای اندازه گیری آماری داشته باشیم.

در زیست شناسی از لیزر برای ایجاد تغییر برگشت ناپذیر در ملکولهای زنده و یا اجزای تشکیل دهنده سلول هم استفاده می شود. به ویژه تکنیک های معروف به ریز - باریکه را ذکر می کنیم. در اینجا نور لیزر ( مثلا یک لیزر Ar⁺ تپی ) به وسیله یک عدسی شیئی میکروسکوپ مناسب در ناحیه ای از سلول با قطری در حدود طول موج لیزر (05 µm) کانونی می شود منظور اصلی از این تکنیک مطالعه رفتار سلول پس از آسیبی است که با لیزر در ناحیه خاصی از آن ایجاد شده است.

در زمینه پزشکی بیشترین کاربرد لیزرها در جراحی است ( جراحی لیزری) اما در بعضی موارد لیزر برای تشخیص نیز به کار می رود. ( استفاده بالینی از میکروفلوئورمتر جریان - سرعت سنجی دوپلری برای اندازه گیری سرعت خون - فلوئورسان لیزری - آندوسکوپی نای برای آشکارسازی تومورهای ریوی در مراحل اولیه

در جراحی از باریکه کانونی شده لیزر ( اغلب لیزر CO₂ ) به جای چاقوی جراحی معمولی ( یا برقی ) استفاده می شود. باریکه فروسرخ لیزر CO₂ به شدت به وسیله ملکولهای آب موجود در بافت جذب می شود و موجب تبخیر سریع این ملکولها و در نتیجه برش بافت می شود. برتریهای اصلی چاقوی لیزری را می توان به صورت زیر خلاصه کرد :

الف) دقت بسیار زیاد به ویژه هنگامی که باریکه با یک میکروسکوپ مناسب هدایت شود ( جراحی لیزر)

ب) امکان عمل در نواحی غیر قابل دسترس.. بنابراین عملا هر ناحیه از بدن را که با یک دستگاه نوری مناسب ( مثلا عدسی ها و آینه ها) قابل مشاهده باشد می توان به وسیله لیزر جراحی کرد.

ج) کاهش فوق العاده خونروی در اثر برش رگهای خونی به وسیله باریکه لیزر ( قطر رگی حدود 0/5 mm )

د) آسیب رسانی خیلی کم به بافتهای مجاور ( حدود چند میکرومتر) اما در مقابل این برتریها باید اشکالات زیر را هم در نظر داشت :

الف) هزینه زیاد و پیچیدگی دستگاه جراحی لیزری

ب) سرعت کمتر چاقوی لیزری

ج) مشکلات قابلیت اعتماد و ایمنی مربوط به چاقوی لیزری

با این اشاره اجمالی به جراحی لیزری اکنون می خواهیم به شرح مفصلتری از تعدادی از این کاربردها بپردازیم . در چشم بیماران مبتلا به مرض قند استفاده شده است در این مورد باریکه لیزر به وسیله عدسی چشم بر روی شبکیه کانونی می شود. پرتو سبز لیزر به شدت به وسیله گلبول های سرخ جذب می شود و اثر حرارتی حاصل باعث اتصال دوباره شبکیه یا انعقاد رگهای آن می شود. اکنون لیزر استفاده روزافزونی در گوش و حلق و بینی پیدا کرده است. استفاده از لیزر در این شاخه از جراحی جذابیت خاصی دارد. زیرا با اعضایی مانند نای - حلق و گوش میانی سروکار دارد که به علت عدم دسترسی به آن ها جراحی معمولی مشکل است. اغلب در این مورد لیزر همراه با یک میکروسکوپ استفاده می شود. همچنین لیزر برای جراحی داخل دهان نیز مفید است ( برای برداشتن غده های مخاطی ). امتیازات اصلی در اینجا جلوگیری از خونریزی و فقدان لختگی خون و درد پس از عمل جراحی و بهبود سریع بیمار است. لیزر همچنین اهمیت خود را در بهبود خونریزیهای سنگین در جهاز هاضمه ثابت کرده است. در این حالت باریکه لیزر ( معمولا لیزر نئودمیوم یا آرگون یونی ) به وسیله یک تار نوری مخصوص که در داخل یک آندوسکوپی داخلی قرار گرفته است پرتو لیزر را به ناحیه مورد معالجه هدایت می کند. لیزر همچنین در بیماری زنان مفید است درحالی که اغلب به همراه یک میکروسکوپ استفاده می شود. کاهش قابل ملاحظه درد و لخته شدن خون ارزش مجدد چاقوی لیزری را بیان می کند. در پوست درمانی اغلب از لیزر برای برداشتن خالها و معالجه امراض رگها استفاده می شود. بالاخزه استفاده از لیزرها در جراحی عمومی و جراحی غده امیدوار کننده است

لیزرکاربردهای لیزرپروژهپژوهشپایان نامهمقالهجزوهدانلود پروژهدانلود پژوهشدانلود پایان نامهدانلود مقالهدانلود جزوه

منابع انرژی فسیلی و هسته ای

استفاده از منابع انرژی فسیلی و هسته ای، مستلزم هزینه زیاد و افزایش آلودگی محیط زیست و عوارض مخرب ناشی از آن است، از این رو با بروز پدیده بحران انرژی در دنیا و از طرف دیگر پیشرفت تکنولوژی تبدیل انرژی باد، به انرژی الکتریکی که به کاهش قیمت آنها منجر شده، استفاده از انرژی باد اجتناب ناپذیر شده است

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1150 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	90

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

منابع انرژی فسیلی و هسته ای

فصل اول

مقدمه

فصل دوم

استفاده از انرژی باد

فصل سوم

معرفی انواع توربین های بادی- ساختار الکتریکی مکانیکی

فصل چهارم

ژنراتور نیروگاه بادی

فصل پنجم

بررسی سیستم های مبدل باد به انرژی الکتریکی

فصل ششم

سیستم آسنکرون

فصل هفتم

مبدلهای الکتریکی

مقدمه

استفاده از منابع انرژی فسیلی و هسته ای، مستلزم هزینه زیاد و افزایش آلودگی محیط زیست و عوارض مخرب ناشی از آن است، از این رو با بروز پدیده بحران انرژی در دنیا و از طرف دیگر پیشرفت تکنولوژی تبدیل انرژی باد، به انرژی الکتریکی که به کاهش قیمت آنها منجر شده، استفاده از انرژی باد اجتناب ناپذیر شده است. سیستم های مبدل انرژی باد، به انرژی الکتریکی از سال 1975 به شکل تجاری و در سطح وسیع در دنیا مورد استفاده قرار گرفته اند. هم اکنون با پیشرفت تکنولوژی میکروکامپیوترها و نیمه هادیهای قدرت امکان استفاده از سیستم کنترلی مدرن و در نتیجه تولید قدرت الکتریکی با کیفیت بالا از نیروی باد ایجاد شده است. تجربه نصب و راه اندازی نیروگاههای بادی در کشورهای صنعتی، به خصوص آمریکا و دانمارک نشان داده است که هزینه این سیستم ها قابل مقایسه با هزینه روش های سنتی و متداول تولید انرژی الکتریکی می باشد.

تامین انرژی الکتریکی برای بارهای شبکه با کیفیت بالا و تولید وقفه نیروی برق هدف اصلی یک سیستم قدرت می باشد. برای بالا بردن کیفیت انرژی الکتریکی نیاز است. کمیت های مختلف سیستم قدرت مانند راه اندازی از مدار خارج نمودن، بهره برداری در شرایط توان ثابت و…. کنترل شود. با توجه به ماهیت تغییرات سرعت باد در زمان های مختلف ایجاد شرایط کنترل برای سیستم های قدرت شامل مبدل های انرژی باد به الکتریکی حائز اهمیت می گردد. اجزاء مختلف یک سیستم قدرت بادی شامل: توربین بادی، ژنراتور، کنترل کننده زاویه گام پره و سیستم تحریک می باشد. که هر یک از این اجزاء انواع مختلف داشته و در مدل های مختلف براساس نیاز ساخته می شوند. لذا با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران و اهمیت انرژی‌های تجدیدپذیر به این موضوع پرداخته می شود.

باد رایگان است بشر از عهد باستان این نکته را به خوبی دریافته است و آسیاب بادی را ساخته است تا آب چاهها را بیرون بکشد و غلات را آرد کند. امروزه آسیابهای بادی دیگر منسوخ شده اند و جای خود را به مولدهای بادی داده اند که الکتریسته تولید می کنند. بهترین جا برای تاسیس مولدهای بادی سواحل دریا و تپه ها هستند. در این نقاط باد شدیدتر و منظم تر از نقاط دیگر می‌وزد. (برای تولید الکتریسته سرعت باد باید به طور متوسط 5 متر بر ثانیه، یعنی 18 کیلومتر در ساعت باشد.) اما باد این عیب بزرگ را دارد که فقط بعضی روزها و بعضی ساعات می وزد. اگر فقط به انرژی باد اتکا کنیم، به سرعت دچار کمبود الکتریسته
می شویم. پس راه حل چیست؟ راه حل این است که با استفاده از باتریها الکتریسته ای را که در ساعات بادخیز تولید شده است، ذخیره کنیم. راه دوم این است که مولد بادی را با موتوری که با سوخت کار می کند همراه سازیم. و در واقع یک گروه الکترون بوجود می آوریم. به این ترتیب می توانیم وقتی که باد نیست از الکتریسته ای که ماشین دوم تولید می کند استفاده کنیم. در حال حاضر در بسیاری از کشورهای در حال توسعه یا نقاط دور افتاده ای که برق رسانی به آنها ممکن نیست ازجمله در آرژانتین، استرالیا، آفریقای جنوبی … موادهای بادی می توانند نیاز یک مزرعه، چند خانه یا روستا را به برق تامین کنند. در اوایل قرن 14 میلادی بهره برداری گسترده از آسیابهای بادی در اروپا رایج گردید. اروپائیان بعدها روتور آسیابها را به بالای برجی انتقال داده اند که از چندین طبقه تشکیل می شود. نکته حائز اهمیت درباره آسیابهای مذکور آنست که پره ها بطور دستی در جهت باد قرار داده می شوند و این امر به کمک اهرم بزرگی در پشت آسیاب صورت می گرفت. بهینه سازی انرژی خروجی و حفاظت آسیاب در برابر آسیب دیدگی ناشی از بادهای شدید با جمع کردن پره های آن صورت می گرفت. نخستین مولدهای بزرگ به منظور تولید الکتریسته سال در اوهایو توسط چارلز براش ساخته شد. در سال 1888 ابداع انواع مولدهای بادی در مقیاس وسیع در 1930 در روسیه با ساخت ژنراتور بادی 100 کیلو واتی آغاز شد. طراحی روتورهای پیشرفته با محور عمودی در فرانسه توسط داریوس در دهه 1920 آغاز شد. از میان طرحهای پیشنهادی داریوس مهمترین طرح، روتوری است با پره های ایرفویل و انحنا دار که از بالا و پایین به یک محور عمودی متصل می شوند. در این زمینه، ابداعات دیگری صورت نگرفت و این طرح در سالهای اخیر به نام توربین داریوس مورد توجه قرار گرفته است. توسعه صنعت توربین های بادی، بسیار سریع بوده و در حال پیشرفت است. از ابتدای دهه 1980 تاکنون ظرفیت متوسط توربین بادی از 15 کیلو وات تا 8 مگا وات ارتقاء یافته است. مجموع ظرفیت نصب شده توربین های بادی در جهان به بیش از 25000 مگا وات بالغ می گردد. بنا بر محاسبات انجام شده، از باد در جهان
می توان 105-Ej (هر Ej ژول) برق گرفت و آنچه در عمل بدست می آید. 110Ej است و پیش بینی شده است تا 2020 میلادی 10 درصد از برق کل جهان از انرژی باد تولید خواهد شد. این صنعت همچنین باعث ایجاد 7/1 میلیون شغل می شود.

2-1- تاریخچه انرژی باد در جهان

انرژی باد از انواع قدیمی انرژی است که از بدو پیدایش کره زمین در آن وجود داشته و با پیشرفت جوامع انسانی مورد استفاده قرار گرفته است. کهن ترین دستگاههای مبدل باد در خاورمیانه، برای تهویه منازل بکار رفت که هنوز هم در بعضی شهرهای کویری ایران نظیر یزد بنام بادگیر از آن استفاده می شود. اولین توربین های بادی یا مبدل های انرژی باد به انرژی جنبشی در ایران شکل گرفت و کمی بعد در عصر حمورابی پادشاه بابل در عراق نیز گسترش یافت. نمونه های اولیه این توربین ها از محور عمودی استفاده
می کردند و دارای 4 پره بودند.

استفاده اصلی این توربین ها در آرد کردن غلات بود در 3 قرن قبل از میلاد، مصریها نمونه ای از توربین با محور افقی و 4 پره را ابداع کردند و بوسیله آن، هوای فشرده جهت ساختن ارگ در مراسم مذهبی را تامین کردند. آسیاب بادی در قرون وسطی در ایتالیا، پرتغال و اسپانیلا ظاهر شد و کمی بعد در انگلستان، هلند و آلمان نیز بکار برده شد. این ماشین ها می خواستند آب را به ارتفاع 5 متر پمپ نمایند. حتی از آن برای استخراج روغن از دانه های روغنی نیز استفاده کردند و بعدا انرژی باد علاوه بر خشکی در دریا نیز برای پیشبرد کشتی ها استفاده شد.

3-1- تلاش برای تسخیر دریا

در اروپا مولدهای بادی بیشتر برای تولید الکتریسته «پاک» که در شبکه های سراسری تزریق می شود مورد استفاده قرار می گیرند. تاسیس مولدهای بادی در خشکی گاهی سبب اعتراض هایی می شود (حمایت از پرندگان و محیط زیست) برای اجتناب از این گونه دردسرها، بهتر است که پیش از نصب مولد های بادی مطالعات لازم را انجام دهیم.

همچنین بایستی موقعیت نصب مولدهای بادی، در معرض راه پرندگان مهاجر قرار نگیرد. حال که نصب این مولدها در خشکی مشکلاتی دارد، پژوهشگران متوجه دریاها شدند. مثلا کشور دانمارک با نصب مولدهای بسیار عظیم در مناطق کم عمق سواحل خود نمونه بسیاری خوبی را ارائه داده است (دکل این مولدهای بادی 90 متر و طول متغیرهایش 40متر است.) آلمان، بلژیک، ایرلند هم به پیروی از دانمارک قصد دارند که با ایجاد پارک های بزرگ و نصب ژنراتورهای بادی در آنها به اندازه نیروگاه های معمولی الکتریسته تولید کنند. امروزه مولدهای بادی را در مناطق کم عمق دریاها کار می گذارند.

4-1- وضعیت کنونی بهره برداری از انرژی باد در جهان

نیروگاههای بادی در سراسر جهان به سرعت در حال گسترش می باشند. به طوریکه انرژی باد در میان دیگر منابع و گزینه های انرژی عنوان سریع الرشدترین صنعت را به خود اختصاص داده اند. نرخ رشد این صنعت در سال 2001 میلادی سالانه 35 درصد و در سال 2002 میلادی سالانه 28 درصد گزارش شده است. در پایان سال 2002 میلادی کل ظرفیت نصب شده جهان به 22400 مگاوات رسیده که در این میان آلمان، اسپانیا، آمریکا، دانمارک و هند سهم بیشتری دارند. تا پایان 2002 میلادی این 5 کشور روی هم 26000 مگا وات یعنی 84 درصد از ظرفیت نصب شده در جهان را در اختیار داشته اند.

کل سرمایه در گردش صنعت انرژی باد در سال 2002 میلادی 7 میلیارد یورو بوده است. هر کیلو وات برق 1000 دلار هزینه دارد که 750 دلار آن به هزینه تجهیزات و مابقی به هزینه های آماده کردن سایت، نصب، راه اندازی و نگهداری مربوط می شود. در چند سال اخیر با بزرگ شدن سایز، توربین های تجاری، قیمت سرمایه گذاری آنها کاهش یافته است. صنعت انرژی باد منافع اقتصادی و اجتماعی مختلفی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:

1-4-1 نداشتن هزینه اجتماعی:

این هزینه ها در تمام گزینه های متعارف انرژی (مانند منابع فسیلی) وجود دارند، اما با وجود هزینه های قابل توجه در بررسی های اقتصادی لحاظ نمی شود. انجمن انرژی باد در جهان (W.W.E.A) هزینه ها را به کوه یخی تشبیه کرده است. که حجم عظیم آن زیر آب است! کاهش اتکا به منابع انرژی وارداتی: در کشورهایی مثل ایران که می توان به این موضوع از جنبه افزایش صادرات نفت نگاه کرد.

2-4-1 اثرات زیست محیطی:

در جوامع بشری توسعه با بکار گیری انرژی بیشتر، میسر می گردد و بدین ترتیب انسان خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی اجتماعی و سنتی محیط زیست و منطقه ای نقش مهمی را به عهده دارد و کسب اطلاع از میزان اثر بخشی انواع مختلف انرژیهای مورد استفاده بر سلامت محیط زیست و موجودات زنده، وضع مقررات و استانداردهای زیست محیطی جهت کاهش آثار زیانبار همچنین استفاده از تکنولوژی و فن آوری مناسب جهت کنترل آلودگی و از همه بهتر جایگزینی انرژی تجدید شوند و پاکیزه به جای انرژی های آلاینده و تجدید ناشونده شاید بتوان آینده ای پاک را برای انسانها به ارمغان آورد.

با پیدایش نوآوریهایی در زمینه تولید انرژی مناسب برای هر کار خاص می توان مانع از ضایعات زیست محیطی و آلودگی هوا و … شد. احتراق سوختهای فسیلی موجب ورود حجم عظیمی از اکسیدهای سولفور، نیتروژن، مونوکسیدکربن و دی اکسید کربن در هوا می شود. میزان انتشار آلاینده ها فوق به ترتیب به نوع سوخت و همچنین مکانیزم های بکار گرفته شده در کنترل آلودگی بستگی دارد. آلودگی هوا می تواند به شکل مه- دود، باران اسیدی و ذرات معلق پدیدار گردد. واکنش های هیدروکربن ها و اکسیدهای نیتروژن در حضور تشعشعات فرابنفش موجب تولید ترکیبات سمی می گردد که در نهایت سلامتی و حیات انسان، جانوران و به طور کلی اکوسیستم را در معرض خطر قرار خواهد داد.

3-4-1- اثرات گلخانه ای

از بعد دیگر سوختهای فسیلی موجب بالا رفتن درجه حرارت اتمسفر و افزایش میزان در دراز مدت شاهد افزایش درجه حرارت کره زمین، ذوب یخهای قطبی، بالا آمدن سطح آبها، به زیر آب رفتن مناطق ساحلی خواهیم بود. چنانچه گفته شد در دهه های اخیر همگام با صنعتی شدن جوامع پیشرفت های سریع تکنولوژی به علت استفاده بیش از حد از منابع انرژی تجدید ناپذیر (سوختهای فسیلی)، بشر به فکر دستیابی به منابع بهتر و مطلوبتر انرژی افتاده است. در این بخش ما به انرژی تجدید پذیر باد می پردازیم.

5-1 اهمیت و لزوم بکارگیری انرژی باد از بعد اقتصادی

بازارانرژی یک بازار رقابتی است که در آن تولید برق در نیروگاههای بادی در مقایسه با نیروگاه های سوختهای فسیلی برترهای نوینی را پیش روی کاربران قرار داده است. از برتریهای نیروگاه بادی اینست که در طول مدت زمان، عمر خود، سالهای زیادی را بدون نیاز به هزینه سوخت، تولید خواهد کرد. در حالیکه هزینه دیگر منابع تولید انرژی در طول این سالها افزایش خواهند یافت. فعالیت های گسترده بسیاری از کشورهای جهان برای تولید الکتریسته از انرژی باد، سرمشقی برای دیگر کشورهایی است که در این زمینه راه درازی را در پیش دارند. بسیاری از مناطق اقتصادی در حال رشد در منطقه آسیا واقع شده اند. و اقتصاد رو به رشد کشورهای آسیایی از جمله ایران باعث شده تا این کشورها بیش از پیش به تولید الکتریسته احساس نیاز کرده و اقدام به تولید الکتریسته از منابع غیر فسیلی کند. افزون بر این موارد؛ نبود شبکه برق سراسری در بسیاری از بخش های روستایی نیز مهر تاییدی بر سیستم های تولید انرژی زده است. پس در خصوص دورنمای آینده اقتصادی استفاده از انرژی باد در ایران می بایست گفت استفاده از این انرژی موجب صرفه جویی فرآورده های نفتی به عنوان سوخت می شود. صرفه جویی حاصل در درجه اول موجب حفظ فرآورده های نفتی گشته که امکان صادرات و مهم تر اینکه تبدیل آن به مشتقات بسیار زیاد پتروشیمی با ارزش افزوده بالا را فراهم می سازد. در درجه دوم تولید الکتریسیته از این انرزی فاقد هر گونه آلودگی زیست محیطی بوده که همین عامل کمک شایانی به حفظ طبیعت سالم محیط زیست بشری کرده و در نتیجه مسیر برای نیل به توسعه پایدار اقتصادی اجتماعی فراهم می گردد. گسترش نیروگاه های بادی در راستای کاهش بهای تمام شده برق تولیدی افزایش چشم گیری نشان می دهد. به گونه ای که بهای هر کیلووات ساعت برق تولیدی از 40 سنت در سال 1990 به حدود 6 سنت در سال 2002 رسیده است. عدم مصرف سوخت، هزینه کم راهبری، تعمیر و نگهداری و آلوده نکردن محیط زیست از مزایای نیروگاه های بادی است. لازم به ذکر است به طور متوسط برای هر کیلووات ساعت برق تولیدی نیروگاه بادی حدودا 28/0 متر مکعب گاز طبیعی با آهنگ جهانی 4 سنت بر متر مکعب صرفه جویی می شود.

پایان نامهمنابعانرژی فسیلیانرژی هسته ای هسته ایپروژهپژوهشپایان نامهمقالهجزوهدانلود پروژهدانلود پژوهشدانلود پایان نامهدانلود مقالهدانلود جزوه

تجزیه تحلیل، پیچیدگیهای صنعت تجارت الکترونیک

قبلا مشاهده کردیم که چگونه تکنولوژیهای تجارت الکترونیک، اساس اقتصادی برخی تجارتها را تغییر می‌دهد در این فصل جزئیات بیشتری را در مورد اینکه چگونه این پیچیدگیهای صنعتی، ساختارهای اقتصادی صنعت را تغییر می‌دهد بیان خواهیم کرد

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	29 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	41

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

تجزیه تحلیل، پیچیدگیهای صنعتِ تجارت الکترونیک

مقدمه:

قبلا مشاهده کردیم که چگونه تکنولوژیهای تجارت الکترونیک، اساس اقتصادی برخی تجارتها را تغییر می‌دهد. در این فصل جزئیات بیشتری را در مورد اینکه چگونه این پیچیدگیهای صنعتی، ساختارهای اقتصادی صنعت را تغییر می‌دهد بیان خواهیم کرد.

در ابتدا، دو اثری را که گهگاهی با تکنولوژیهای اطلاعاتی قبلی مورد ملاحضه قرار گرفته، بررسی می‌کنیم: تغییر توازن قدرت در یک صنعت و هماهنگی بهتر فعالیتها، درون و مابین شرکتها. سپس، سه اثر دیگری که مستقیماً روی حلقه‌های ارزش (value chins) صنعت که برتری زیادی به عنوان نتیجة تغییرات مهم در علم اقتصادِ تجارتی که بوسیلة اینترنت آورده شده است، دارد را بررسی می‌کنیم.

این سه اثر عبارتند از: عدم مداخله، عدم یکپارچگی و تقارب دیجیتال حلقه‌های ارزش. گرچه این اثرات قبلاً مشاهده شد، اما آنها به عنوان نتیجة فوائد ویژه‌ای که بوسیلة شبکة جهانی به ارمغان آورده شده، پر اهمیت‌تر شده‌اند.

تغییر قدرت صنعت

یکی از بهترین چهارچوب‌های شناخته شده برای تجزیه تحلیل صنعت، 5 مدل مؤثر porter می‌باشد. پورتر 5 ابزار کلیدی که قابلیت سودآوری در یک صنعت را تعیین می‌کند، مشخص نمود. (شکل 1-6)

تهدید وارد شوندگان جدید در عرضة بازار

تهدید محصول یا خدمت جانشین

قدرت معامله خریداران

قدرت معامله عرضه کنندگان

مسابقة رقابتی مابین شرکتهای موجود در صنعت.

	قدرت معامله عرضه کنندگان		قدرت معامله خریداران

(شکل 1-6)

تهدید داوطلبان ورود جدید:

تهدید داوطلبان ورود جدید شرح می‌دهد که چگونه یک شرکت جدید یا یک شرکت با صنعتی متفاوت می‌تواند به سادگی در یک صنعت خاص وارد وارد شود. موانع ورود به یک بازار خاص عبارتند از: احتیاج به سرمایه، دانش و مهارت. برای مثال در صنعت خودروسازی، موانع ورود عبارتند از: لزوم طراحی و بهبود مدل جدید، ساختن کارخانه مونتاژ خودرو، بستن تعداد زیادی قرارداد با تأمین کنندگان قطعات و ایجاد شبکة فروش. صنعت ورود به صنعت نرم افزار بر خلاف صنعت قبلی که بدان اشاره گردید سهولت آن است، هم چنانکه این احتیاج کمتری به سرمایه‌گذاری در جهت توسعه محصول یا تجهیزات تولیدی در مقیاس بالا دارد.

سیستمهای IT هم چنین می‌توانند مانعی برای ورود ایجاد کنند.

برای مثال، برخی از خطوط هوائی در گذشته با سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی که در سیستمهای رِزِرو کامپیوتری انجام دادند، موانع مهمی در ورود به سرمایه‌گذاری، برای واردشوندگان جدید می‌تواند بسیار مشکل باشد. با این وجود یکی از خصوصیات اینترنت آن است که به داوطلبان جدید برای ورود به بازارهای موجود اجازة ورود می‌دهد، بدون آنکه احتیاج باشد با سرمایه‌گذاری عظیم سازمانی افراد حاضر در آنجا برابری یا رقابت کنند. بنابراین احتمالاً رقابت تازه واردین جدید در بسیاری صنایع افزایش می‌یابد. برای مثال اینترنت به فروشندگان اینترنتی کتاب نظیر Amazon.com اجازه می‌دهد که با کتابفروشیهای سنتی رقابت کند، بدن آنکه احتیاج به سرمایه‌گذاری در یک سری کتابفروشی در خیابانهای بزرگ باشد.

تهدید جانشینی:

در برخی قسمتها، تجارت الکترونیک ماهیت مرغوبیت محصول را تغییر داده که این به عنوان یک محصول جانشین طبقه‌بندی می‌شود. جانشینی در جائی به عنوان تهدید برای افراد حاضر در آن بازار مطرح می‌شود که محصول جدیدی به بازار عرضه می‌شود. با خصوصیاتی عیناً همانند سرویس یا محصول موجود. مثال کلاسیک این مورد می‌تواند، جانشین کالسکه‌های اسبی با ماشینهای موتوردار یا جای‌گزینی قسمتهای مکانیکی ماشینها با کامپیوتر باشد. برای رهائی از این مشکل، دست‌اندرکاران موجود می‌بایست محصولات تولیدی خود را به روز نگه داشته یا اینکه خود دست‌اندرکار اصلی در تأمین محصولات جای‌گزین شوند.

همان طوری که در فصل قبل ملاحضه گردید، بسیاری از محصولات یا خدمات جدید به وجود آمده‌اند تا بتوانند تا قسمتی، اگر نه به طور کامل، جایگزین چیزهای موجود شوند، برای مثال موسیقی آن‌لاین یا پست الکترونیک.

قدرت معاملة خریداران:

سومین عامل مهم که احتیاج به توجه دارد، قدرت خریداران می‌باشد. جائی که مقدار عرضه، نسبت به تقاضا زیادتر است یا جائی که خریداران نسبت به عرضه کنندگان کمترند، خریداران ممکن است در موقعیت معاملة قویتری نسبت به فروشندگان باشند. قدرت معامله خریداران، همچنان که اینترنت انتخاب عرضه کنندگان بالقوه را افزایش می‌دهد و اطلاعات بیشتری را در اختیار آنها قرار می‌دهد، ممکن است افزایش یابد. به بیان دیگر، اینترنت هم چنین می‌تواند به شرکتهای صنعتی اجازه دهد خریدارن با پتانسیل بیشتر را شناسائی کرده و به موجب آن، قدرت خریداران را کاهش دهد. نتیجه به اینکه کدام عامل قویتر است بستگی خواهد داشت.

معاملة قدرت عرضه کنندگان:

عرضه کنندگان، در صنعت در همان موقعیتی نسبت به کارخانجات هستند که کارخانجات نسبت به خریدارانشان دارند. بنابراین اینترنت می‌تواند تأثیرات مشابهی همانند آنچه در بالا شرح داده شد داشته باشد با وجود این افزایش یا کاهش قدرت ایشان، به چگونگی بکارگیری از تکنولوژی بستگی دارد.

مسابقة رقابتی مابین دست‌اندرکاران موجود:

آخرین نیرو یا عامل، رقابت مابین دست‌اندرکاران موجود در بازار می‌باشد. این عامل احتمالاً رو به افزایش است همچنان که تجارت الکترونیک به طور عموم، کارائی خود را در صنعت زیاد، تولید را کم، هزینه‌معامله را کاهش داده و کارائی و زنجیرة عرضه را افزایش می‌دهد.

افزایش قدرت مشتریان:

انگلیسی‌ها معمولاً تمایلی که از خدمات نامطلوب شکایت کنند، اما این ممکن است بوسیلة پایگاههای اینترنتی جدیدی که به مردم این امکان را می‌دهد. در مورد سرویسهائی که از شرکتها یا دیگر سازمانها دریافت نموده‌اند شکایت کنند، تغییر کند. برای مثال یک شرکت آلمانی به نام Dooyoo.deیک نسخة UK از پایگاههای آنها (شرکتها و سازمانها) تهیه کرد، که به افراد اجازه می‌دهد در خانة خود، امتیازِ خدمات و محصولات آنها را مورد بازبینی قرار داده و برای این مشارکت خود جایزه بگیرند. منتقدین در Dooyoo.uk بازای نوشتن هر عقیده‌ای 250 dooyoo miles می‌گیرند، در صورتی که شخص دیگری نظر شما را بخواند 50 mile و 10 mile زمانی که شما نظرات دیگران را مورد ارزیابی قرار دهید به شما تعلق قرار خواهد گرفت. هر 1000 dooyoo mile ارزشی به اندازة 1 پوند دارد که قابلیت تبدیل به پول نقد یا اسناد یا اهدا کردن به یک مؤسسه‌ی خیریه را دارد. منتقدین تراز اول با قرار داده شدن در یک Hall of Fame (مکانی که شهرت شخص افزایش می‌یابد) مورد تشویق قرار می گیرند.

تجزیه تحلیل سیستم ارزش:

دومین مدل از مدلهای پورتر که به طور گسترده برای تجزیه تحلیل صنایع استفاده می‌شود، زنجیرة ارزش است. مدل پورتر، ماهیتاً با کاهش هزینه و افزودن ارزش افزودة فعالیتهای درونی شرکتها سر و کار دارد. تجارت الکترونیک می‌تواند در این هدف، در تمام فعالیتهای زنجیرة ارزش کمک رسان باشد.

سه فعالیت اصلی یک فرایند تولید عبارتند از:

تدارکات درونی: دریافت اقلام، انبار کردن و در اختیار قرار دادن آنها برای فرایند عملیات به مقدار مورد نیاز.

اقدام عملی: فرایند تولید

تدارکات بیرونی: تحویل محصولات نهائی کارخانه، انبار کردن و توزیع آنها بین مشتریان

پورتر به این فعالیتهای پایة اصلی، دو فعالیت اصلی دیگر را نیز اضافه کرده است:

بازاریابی و فروش: پیدا کردن احتیاجاتِ مشتریان بالقوه و آگاه کردن آنها از محصولات و خدماتی که می‌توان به آنها ارائه داد.

سرویس (یا خدمات بهد از فروش): هر گونه نیازی برای نصب یا توصیه‌های قبل از تحویل محصول و خدمات پس از فروش، و خدمات بعد از آن که معامله صورت گرفت.

برای پشتیبانی این عوامل اصلی، می‌بایست شرکتی پایه گذاری کرد که تعدادی از فعالیتهای پشتیبانی را انجام دهد. پورتر این فعالیتها را به قرار زیر طبقه‌بندی کرده است:

تدارکات: اقدام جهت یافتن عرضه کنندگان مواد مورد نیاز عملیاتی که وارد سازمان می‌شوند. تدارکات در مواردی مانند گفتگو در مورد کیفیت کالاهای عرضه شده با قیمتی قابل قبول و هم چنین تحویل با اطمینان کالا، مسؤل می‌باشد.

توسعة تکنولوژی: سازمان نیازمند آن است که فرایندهای تولیدی خود را ارتقاء دهد، کارمندان را آموزش داده و با مدیریت نوآوریها این اطمینان را بدست آورد که محصولاتش و رتبة کل کالاها و خدماتش، قابل رقابت باقی می‌مانند.

مدیریت منابع انسانی: استخدام، آموزش و مدیریت پرسنلی افرادی که برای سازمان کار می‌کنن.

زیربنای شرکت: مدیریت کلی شرکت، شامل طرح ریزی و حسابداری.

همان طوری که در فصل قبل مشاهده شد، تجارت الکترونیک می‌تواند کارائی تمام مراحل زنجیرة ارزش را بهبود بخشد. برای مثال در تدارکات، لُجستیک، عملیات و غیره. بنابراین این حتی می‌تواند تأثیرات مهم خارجی بیشتری روی زنجیرة ارزش داشته باشد. زنجیرة ارزش در یک شرکت، در یک ًسیستم ارزشً می‌تواند زنجیره‌های ارزش شرکتهای دیگر را نیز بسط دهد. مزیت کلی رقابت یک سازمان، تنها به کارائی سازمان و کیفیت محصولاتش بستگی ندارد بلکه به تأمین کنندگان و شرکایش، فروشندگان عمده و خریداران نیز وابسته است. تجارت الکترونیک می‌تواند روی ارتباطاتی که ممکن است شرکت با این سازمانها داشته باشد نظیر پیوستن به شبکة اطلاعات به اشتراک گذاشته شده، تأثیر بگذارد و هم چنین تأثیری مستقیم روی زنجیره‌های ارزش این سازمانها دارد.

مدل 3D:

تجارت الکترونیک، سه اثر مهم روی سیستم ارزش می‌گذارد که برای راحتی می‌توان آنها را به نام 3D به خاطر سپرد.

اولاً، همان گونه که از فصل 3 نشان داده شد، در بسیاری بازارها، واسطه‌ها یا دلالان حذف شدند یا به اصطلاح واسطه‌زدائی شد. دوم آنکه شرکتها در بسیاری صنایع به دنبال ادغام در یکدیگرند، یا اساساً تجمع زدائی صورت گیرد.

و آخر اینکه، همان گونه که در فصل 1 مطرح شد، تقارب یا نزدیکی دیجیتال، موانع بین بسیاری از صنایعی را که در حال پایه ریزی تجارت الکترونیک بودند. شکست، از آن جمله می‌توان به ارتباطات تلفنی، کامپیوتری و الکترونیکی اشاره کرد.

واسطه زدائی / واسطه‌ گری مجدد:

اولین اثر روی سیستم ارزش، از تغییرات در اقتصاد زنجیرة عرضه ناشی می‌شود. در بسیاری از صنایع، این مسئله بسیار عادی است که تولیدکنندگان و عرضه‌کنندگان کالاهای خود را بین واسطه‌ها یا دلالان توزیع کنند. دلایل بسیاری برای گرایش به سمت دلالان وجود دارد ولی معمولی‌ترین دلایل عبارتند از:

کمبود منابع مالی برای در دست گرفتن مستقیم بازار.

فروش ناکافی که باعث می‌شود فروشنده به سمت راههای مفیدتر سوق داده شود.

اطلاعات و تماسهائی که دلالان ایجاد می‌کنند.

تجاربی که دلالان دارند.

تجزیه تحلیلپیچیدگیهاصنعتِ تجارت الکترونیکپروژهتحقیقمقالهپژوهشپایان نامهدانلود پروژهدانلود تحقیقدانلود مقالهدانلود پژوهشدانلود پایان نامه

تشخیص خطای سیم بندی استاتور با آنالیز موجک و شبکه عصبی

در این پایان نامه ابتدا عیوب الکتریکی و مکانیکی در ماشینهای الکتریکی بررسی گردیده و عوامل به وجود آورنده و روشهای رفع این عیوب بیان شده است

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	2597 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	118

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 1024

تمام فایل ها

تشخیص خطای سیم بندی استاتور با آنالیز موجک و شبکه عصبی




چکیده:

در این پایان نامه ابتدا عیوب الکتریکی و مکانیکی در ماشینهای الکتریکی بررسی گردیده و عوامل به وجود آورنده و روشهای رفع این عیوب بیان شده است . به دنبال آن ، به کمک روش تابع سیم پیچی ماشین شبیه سازی و خطای مورد نظر یعنی خطای سیم بندی استاتور به آن اعمال و نتایج مورد بررسی قرار داده شده است. پارامتر اصلی که برای تشخیص خطا در این پایان نامه استفاده کرده ایم ، جریان سه فاز استاتور در حالت سالم و خطادار ،تحت بارگذاری های مختلف خواهد بود.

در قسمت بعدی تئوری موجک و همچنین شبکه عصبی مورد بررسی قرار گرفته است . مادر اینجا از برای استخراج مشخصات سیگنال استفاده کرده ایم ، مهمترین دلیلی که برای استفاده از این موجک داریم خاصیت متعامد بودن و پشتیبانی متمرکز سیگنال در حوزه زمان می باشد. شبکه عصبی که برای تشخیص خطا استفاده کرده ایم ، شبکه سه لایه تغذیه شونده به سمت جلو با الگوریتم آموزش BP و تابع فعالیت سیگموئیدی می باشد . در فصل چهارم روش تشخیص خطای سیم بندی استاتور در ماشین القایی بیان شده است که به صورت ترکیبی از آنالیز موجک و شبکه عصبی لست. روند کلی تشخص خطا به این صورت می باشد که ابتدا از جریان استاتور ماشین در حالت سالم و همچنین تحت خطاهای مختلف که در فصل دوم بدست آورده ایم استفاده شده و تبدیل موجک بروی آن اعمال گردیده است.سپس با استفاده از ضرایب موجک مقادیر انرژی در هر مقیاس استخراج و به عنوان ورودی شبکه عصبی جهت آموزش دادن آن برای تشخیص خطای سیم بندی استاتور مورد استفاده قرار گرفته است. در نهایت به کمک داده های تست، صحت شبکه مذکور مورد بررسی قرار داده شده است. در نهایت نتیجه گیری و پیشنهادات لازم بیان گردیده است.

با توجه به مطالب اشاره شده نتیجه می شود که با تشخیص به موقع هر کدام از عیوب اوّلیه در ماشین القایی می توان از پدید آمدن حوادث ثانویّه که منجر به وارد آمدن خسارات سنگین می گردد ، جلوگیری نمود . در این راستا سعی شده است که با تحلیل ، بررسی و تشخیص یکی از این نمونه خطاها، خطای سیم بندی استاتور یک موتور القایی قفس سنجابی ، گامی موثر در پیاده سازی نظام تعمیراتی پیشگویی کننده برداشته شود و با بکارگیری سیستم های مراقبت وضعیت بروی چنین ماشینهایی از وارد آمدن خسارات سنگین بر صنایع و منابع ملی جلوگیری گردد.




مقدمه:

موتورهای الکتریکی نقش مهمی را در راه اندازی موثر ماشینها و پروسه های صنعتی ایفا می کنند. بخصوص موتورهای القایی قفس سنجابی را که بعنوان اسب کاری صنعت می شناسند. بنابراین تشخیص خطاهای این موتورها می تواند فواید اقتصادی فراوانی در پی داشته باشد. از جمله مدیریت کارخانه های صنعتی را آسان می کند، سطح اطمینان سیستم را بالا می برد، هزینه تعمیر و نگهداری پایین می آید و نسبت هزینه به سود بطور قابل توجهی کاهش می یابد.

Bonnett و Soukup برای خرابیهای استاتور موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی، پنج حالت خرابی مطرح کرده اند که عبارت اند از: حلقه به حلقه، کلاف به کلاف، قطع فاز، فاز به فاز و کلاف به زمین[1]. برای موتورهای قفس سنجابی، خرابیهای سیم پیچی استاتور و یاتاقانها کل خرابیها به حساب می آیند و همچنین اکثر خرابیهای سیم پیچی استاتور موتور القایی از فروپاشی عایقی حلقه به حلقه ناشی می شود]2[. برخی از محققین خرابیهای موتور را چنین تقسیم بندی کرده اند: خرابی ساچمه ها ( یاتاقانها) %40-50، خرابی عایق استاتور %30-40 و خرابی قفسه روتور %5- 10 [3] که اگر خرابی حلقه به حلقه جلوگیری نشود، منجر به خطای فاز به زمین یا فاز به فاز می گردد، که خطای فاز به زمین شدید تر است. در مقالات[4] [5] نظریه تابع سیم پیچی و کاربرد آن در آنالیز گذرای موتورهای القایی تحت خطا شرح داده شده است. از این نظریه در مدلسازی خطای حلقه به حلقه استاتور استفاده شده است. علاوه بر روشهای فوق خطای استاتور موتور القایی را می توان به کمک بردارهای فضایی مورد مطالعه قرار داد[6].





فصل اول :

بررسی انواع خطا در ماشینهای القایی و علل بروز و روشهای تشخیص آنها

1-1- مقدمه:

خرابیهای یک موتور قفس سنجابی را می توان به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم ‌کرد.هر کدام از این خرابیها در اثر عوامل و تنش های متعددی ایجاد می گردند . این تنشها در حالت کلی بصورت حرارتی ، مغناطیسی ، دینامیکی ، مکانیکی و یا محیطی می باشند که در قسمت های مختلف ماشین مانند محور ، بلبرینگ ، سیم پیچی استاتور ، ورقه های هسته روتور واستاتور و قفسه روتور خرابی ایجاد می کنند. اکثر این خرابیها در اثر عدم بکارگیری ماشین مناسب در شرایط کاری مورد نظر ، عدم هماهنگی بین طراح و کاربر و استفاده نامناسب از ماشین پدید می آید . در این قسمت سعی گردیده است ابتدا انواع تنشهای وارده بر ماشین ، عوامل پدید آمدن و اثرات آنها بررسی گردد .

قبل از بررسی انواع تنشهای وارده بر ماشین القایی بایستی موارد زیر در نظر گرفته شود :

1- با مشخص کردن شرایط کار ماشین می توان تنشهای حرارتی، مکانیکی ودینامیکی را پیش بینی نمود و ماشین مناسب با آن شرایط را انتخاب کرد . به عنوان مثال ، سیکل کاری ماشین و نوع بار آن ، تعداد دفعات خاموش و روشن کردن و فاصله زمانی بین آنها ، از عواملی هستند که تاثیر مستقیم در پدید آمدن تنشهای وارده بر ماشین خواهند داشت .

2- وضعیت شبکه تغذیه ماشین از لحاظ افت ولتاژ در حالت دائمی و شرایط راه اندازی و میزان هارمونیکهای شبکه هم در پدید آمدن نوع تنش و در نتیجه پدید آمدن خرابی در ماشین موثر خواهند بود .





1-2- بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی :

1-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور : ]1[

الف ـ تنشهای گرمایی : این نوع از تنشها را می توان ناشی از عوامل زیر دانست:

◄ سیکل راه اندازی : افزایش حرارت در موتورهای القایی بیشتر هنگام راه اندازی و توقف ایجاد می شود . یک موتور در طول راه اندازی ، پنج تا هشت برابر جریان نامی از شبکه جریان می کشد تا تحت شرایط بار کامل راه بیفتد . بنابراین اگر تعداد راه اندازی های یک موتور در پریود کوتاهی از زمان زیاد گردد دمای سیم پیچی به سرعت افزایش می یابد در حالی که یک موتور القایی یک حد مجاز برای گرم شدن دارد و هرگاه این حد در نظر گرفته نشود آمادگی موتور برای بروز خطا افزایش می یابد . تنشهایی که بر اثر توقف ناگهانی موتور بوجود می آیند به مراتب تاثیر گذارتر از بقیه تنشها هستند .

◄ اضافه بار گرمایی : بر اثر تغییرات ولتاژ و همچنین ولتاژهای نامتعادل دمای سیم پیچی افزایش می یابد.

بنابر یک قاعده تجربی بازای هر %2/1-3 ولتاژ فاز نامتعادل دمای سیم پیچی فاز با حداکثر جریان خود، 25% افزایش پیدا می کند .

◄ فرسودگی گرمایی : طبق قانون تجربی با ºc10 افزایش دمای سیم پیچی استاتور عمر عایقی آن نصف می شود. بنابراین اثر معمولی فرسودگی گرمایی ، آسیب پذیری سیستم عایقی است .

ب ـ تنشهای ناشی از کیفیت نامناسب محیط کار : عواملی که باعث ایجاد این تنشهامی شود به صورت زیر است :

◄رطوبت



◄ شیمیایی

◄خراش ( سائیدگی)[1]

◄ ذرات کوچک خارجی

ج ـ تنشهای مکانیکی : عواملی که باعث ایجاد این تنشها می شوند به صورت زیر می باشند :

◄ ضربات روتور : برخورد روتور به استاتور باعث می شود که ورقه های استاتور عایق کلاف را از بین ببرد و اگر این تماس ادامه داشته باشد نتیجه این است که کلاف در شیار استاتور خیلی زود زمین می شود و این به دلیل گرمای بیش از حد تولید شده در نقطه تماس می باشند .

◄ جابجایی کلاف : نیرویی که بر کلافها وارد می شود ناشی از جریان سیم پیچی است که این نیرو متناسب با مجذور جریان می باشد ( F∝ ). این نیرو هنگام راه اندازی ماکزیمم مقدار خودش را دارد و باعث ارتعاش کلافها با دو برابر فرکانس شبکه و جابجایی آنها در هر دو جهت شعاعی و مماسی می گردد.

1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور :

الف ـ تنشهای گرمایی : عواملی که باعث ایجاد این نوع تنشها در روتور می شود به صورت زیر است:

◄ توزیع غیر یکنواخت حرارت : این مسئله اغلب هنگام راه اندازی موتور اتفاق می افتد اما عدم یکنواختی مواد روتور ناشی از مراحل ساخت نیز ممکن است این مورد رابه وجود آورد. راه اندازی های مداوم و اثر پوستی، احتمال تنشهای حرارتی در میله های روتور را زیادتر می کنند .

◄جرقه زدن روتور : در روتورهای ساخته شده عوامل زیادی باعث ایجاد جرقه در روتور می شوند که برخی برای روتور ایجاد اشکال نمی کنند ( جرقه زدن غیر مخرب ) و برخی دیگر باعث بروز خطا می شوند ( جرقه زدن مخرب ) . جرقه زدن های غیر مخرب در طول عملکرد نرمال[2] موتور و بیشتر در هنگام راه اندازی رخ می دهد .

◄ نقاط داغ و تلفات بیش از اندازه : عوامل متعددی ممکن است باعث ایجاد تلفات زیادتر و ایجاد نقاط داغ شوند . آلودگی ورقه های سازنده روتور یا وجود لکه بر روی آنها ، اتصال غیر معمول میله های روتور به بدنه آن ، فاصله متغیر بین میله ها و ورقة روتور و غیره می تواند در مرحله ساخت موتور به وجود آید .البته سازندگان موتور ، آزمایشهای خاصی مانند اولتراسونیک را برای کاهش این اثرات بکار می برند.

ب ـ تنشهای مغناطیسی : عواملی مختلفی باعث ایجاد این تنشها بر روی روتور می شوند همانند، عدم تقارن فاصله هوایی و شارپیوندی شیارها ، که این عوامل و اثرات آنها در زیر مورد بررسی قرار داده شده است :

◄ نویزهای الکترومغناطیسی : عدم تقارن فاصله هوایی ، علاوه بر ایجاد یک حوزه مغناطیسی نامتقارن باعث ایجاد مخلوطی از هارمونیکها در جریان استاتور و به تبع آن در جریان روتور می گردد. اثرات متقابل هارمونیکهای جریان ، باعث ایجاد نویز یا ارتعاش در موتور می شوند . این نیروها اغلب از نا همگونی فاصله هوایی بوجود می آیند

◄ کشش نا متعادل مغناطیسی : کشش مغناطیسی نامتعادل باعث خمیده شدن شفت روتور و برخورد به سیم پیچی استاتور می شود. در عمل روتورها به طور کامل در مرکز فاصله هوایی قرار نمی گیرند. عواملی همانند، گریز از مرکز[3]، وزن روتور ، سائیدگی یا تاقانها و ... همگی بر قرار گیری روتور دورتر از مرکز اثر می گذارند .


◄ نیروهای الکترومغناطیسی : اثر شار پیوندی شیارها ناشی از عبور جریان از میله های روتور ، سبب ایجاد نیروهای الکترودینامیکی می شوند. این نیروها با توان دوم جریان میله ) ) متناسب و یکطرفه می باشند و جهت آنها به سمتی است که میله را به صورت شعاعی از بالا به پائین جابجا می کند . اندازه این نیروهای شعاعی به هنگام راه اندازی بیشتر بوده و ممکن است به تدریج باعث خم شدن میله ها از نقطه اتصال آنها به رینگ های انتهایی گردند.

ج ـ تنشهای دینامیکی : این تنشها ارتباطی به طراحی روتور ندارند بلکه بیشتر به روند کار موتورهای القایی بستگی دارند .

برخی از این تنشها در ذیل توضیح داده می شود :

◄ نیروهای گریز از مرکز[4] : هر گونه افزایش سرعت از حد مجاز ، باعث ایجاد این نیروها می شود و چون ژنراتورهای القایی در سرعت بالای سنکرون کار می کنند اغلب دچار تنشهایی ناشی از نیروی گریز از مرکز می گردند .

◄ گشتاورهای شفت : این گشتاورها معمولاً در خلال رخ دادن اتصال کوتاه و گشتاورهای گذرا تولید می شوند. اندازه این گشتاورها ممکن است تا 20 برابر گشتاور بار کامل باشد .

د ـ تنشهای مکانیکی : برخی از مهمترین خرابی های مکانیکی عبارتنداز :

◄ خمیدگی شفت روتور

◄ تورق نامناسب و یاشل بودن ورقه ها

◄ عیوب مربوط به یاتاقانها

◄ خسارت دیدن فاصله هوایی

هـ ـ تنشهای محیطی : همانند استاتور تنشهای محیطی مختلفی، می تواند بر روی روتور تاثیر گذار باشد همانند رطوبت ، مواد شیمیایی، مواد خارجی و غیره

Abrasion -1

[2] - عملکرد نرمال تعریف می شود به صورت هر موتوری که در معرض افت ولتاژ، تغییر بار (نوسانات بار)، اغتشاشات سوئیچینگ و غیره قرار می گیرد.


فهرست مطالب



چکیده........................................................................................................................................................1

مقدمه..........................................................................................................................................................2

فصل اول: بررسی انواع خطا در ماشینهای القایی و علل بروز و روشهای تشخیص آنها

1-1-مقدمه................................................................................................................................................3

1-2-بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی..............................................................................4

1-2-1-تنشهای موثر در خرابی استاتور.....................................................................................................4

1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور.....................................................................................................5

1-3- بررسی عیوب اولیه در ماشینهای القایی.............................................................................................8

1-3-1- عیوب الکتریکی اولیه در ماشینهای القایی....................................................................................10

1-3-2- عیوب مکانیکی اولیه در ماشینهای القایی......................................................................................17

فصل دوم: مدلسازی ماشین القایی با استفاده از تئوری تابع سیم پیچ

2-1-تئوری تابع سیم پیچ..........................................................................................................................21

2-1-1-تعریف تابع سیم پیچ.....................................................................................................................21

2-1-2-محاسبه اندوکتانسهای ماشین با استفاده از توابع سیم پیچ..............................................................26

2-2-شبیه سازی ماشین القایی..................................................................................................................29

2-2-1- معادلات یک ماشین الکتریکی باm سیم پیچ استاتور و n سیم پیچ روتور...................................32

2-2-1-1-معادلات ولتاژ استاتور.............................................................................................................32

2-2-1-2- معادلات ولتاژ روتور..............................................................................................................33

2-2-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطیسی.............................................................................................35

2-2-1-4- معادلات موتور القای سه فاز قفس سنجابی در فضای حالت...................................................36

2-3- مدلسازی خطای حلقه به حلقه و خطای کلاف به کلاف..................................................................44

فصل سوم: آنالیز موجک و تئوری شبکه های عصبی

3-1-تاریخچه موجک ها...........................................................................................................................54

3-2-مقدمه ای بر خانواده موجک ها.........................................................................................................54

3-2-1-موجک هار...................................................................................................................................55

3-2-2- موجک دابیشز..............................................................................................................................55

3-2-3- موجک کوایفلت..........................................................................................................................56

3-2-4- موجک سیملت............................................................................................................................56

3-2-5- موجک مورلت.............................................................................................................................56

3-2-6- موجک میر...................................................................................................................................57

3-3- کاربردهای موجک.........................................................................................................................57

3-4- آنالیز فوریه.....................................................................................................................................58

3-4-1- آنالیز فوریه زمان-کوتاه..............................................................................................................58

3-5-آنالیز موجک....................................................................................................................................59

3-6- تئوری شبکه های عصبی.................................................................................................................69

3-6-1- مقدمه..........................................................................................................................................69

3-6-2- مزایای شبکه عصبی....................................................................................................................69

3-6-3-اساس شبکه عصبی.......................................................................................................................69

3-6-4- انواع شبکه های عصبی................................................................................................................72

3-6-5-آموزش پرسپترونهای چند لایه......................................................................................................76

فصل چهارم:روش تشخیص خطای سیم بندی استاتور در ماشین القایی(خطای حلقه به حلقه)

4-1- اعمال تبدیل موجک.........................................................................................................................79

4-2- نتایج تحلیل موجک..........................................................................................................................81

4-3- ساختار شبکه عصبی.........................................................................................................................94

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات..

نتیجه گیری.........................................................................................................................................................97

پیشنهادات..................................................................................................................................................98

پیوست ها..................................................................................................................................................99

منابع و ماخذ

فارسی....................................................................................................................................................100

منابع لاتین...............................................................................................................................................101

چکیده لاتین............................................................................................................................................105



شکل1-1 : موتور القایی با ساختار مجزا شده از هم........................................................

شکل1-2: شمای قسمتی از موتور و فرکانس عبور قطب........................................................................10

شکل1-3: (الف) اتصال کوتاه کلاف به کلاف بین نقاط b وa (ب) خطای فاز به فاز..........................15

شکل2-1: برش از وسیله دو استوانه ای با قرارگیری دلخواه سیم پیچ در فاصله هوایی.............................22

شکل2-2: تابع دور کلاف متمرکز باN دور هادی مربوط به شکل2-1......................................................23

شکل2-3: تابع سیم پیچی کلاف متمرکز N دوری مربوط به شکل2-1.....................................................25

شکل 2-4: ساختار دو سیلندری با دور سیم پیچA وB.............................................................................26

شکل2-5: تابع دور کلاف 'BB شکل2-................................................................. ...............................27

شکل2-6:(الف) تابع دور فازa استاتور (ب) تابع سیم پیچی فازa استاتور............................................30

شکل2-7: تابع سیم پیچی حلقه اول روتور.............................................................................................30

شکل2-8(الف) اندوکتانس متقابل بین فازA استاتور و حلقه اول روتور (ب) مشتق اندوکتانس متقابل بین فازa استاتور و حلقه اول روتور نسبت به زاویه ....................................................................................31

شکل2-9: شکل مداری در نظر گرفته شده برای روتور قفس سنجابی ...................................................34

شکل 2-10: نمودار جریان (الف) فازa (ب)فازb (ج) فازc استاتور در حالت راه اندازی بدون بار.....41

شکل2-11: (الف) نمودار سرعت موتور در حالت راه اندازی بدون بار(ب) نمودار گشتاور الکترومغناطیسی موتور در حالت راه اندازی بدون بار........................................................................................................42

شکل2-12: نمودار جریان (الف) فازa (ب) فازb (ج) فازC استاتور در حالت دائمی بدون بار.......43

شکل2-13: فرم سیم بندی استاتور وقتی که اتصال کوتاه داخلی اتفاق افتاده است (الف) اتصال ستاره (ب) اتصال مثلث ............................................................................................................................... 45

شکل2-14: تابع دور، فازD در حالت خطای حلقه به حلقه (الف) 35دور (ب) 20دور ج) 10دور..................................................................................................................................................48

شکل2-15: تابع سیم پیچی فازD در خطای حلقه به حلقه (الف)35دور (ب)20دور (ج) 10دور..................................................................................................................................................48

شکل2-16: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بین فازC و حلقه اول روتور (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بین فاز C و حلقه اول روتور نسبت به زاویه ........................................................................................48

شکل2-17: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بین فازD و حلقه اول روتور (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بین فاز D و حلقه اول روتور نسبت به زاویه..........................................................................................49

شکل2-18: نمودار جریان استاتور (الف) فازa (ب)فازb (ج) فازC در خطای 10 دور در حالت راه اندازی بدون بار ...............................................................................................................................50

شکل2-19: نمودار جریان استاتور (الف) فازa (ب) فازb (ج) فازC در خطای 35 دور در حالت راه اندازی بدون بار ...............................................................................................................................51

شکل2-20: (الف) گشتاور الکترو مغناطیسی در خطای 10دور (ب) خطای 35 دور .............................52

شکل2-21: نمودار سرعت موتور در خطای حلقه به حلقه (35دور) .......................................................52

شکل2-22:نمودار جریان استاتور (الف) فازa (ب) فازb ( ج) فازC درخطای (35دور) در حالت دائمی بدون بار ............................................................................................................................53

شکل3-1:(الف) تابع موجک هار Ψ (ب) تابع مقیاس هار ...............................................................55

شکل3-2: خانواده تابع موجک دابیشزΨ ................................................................................................55

شکل3-3: (الف) تابع موجک کوایفلت Ψ (ب) تابع مقیاس کوایفلت ............................................ 56

شکل3-4: (الف) تابع موجک سیملت Ψ (ب) تابع مقیاس سیملت ..............................................56

شکل3-5: تابع موجک مورلت Ψ ..........................................................................................................57

شکل3-6: (الف) تابع موجک میر Ψ (ب) تابع مقیاس میر ............................................................57

شکل3-7: تبدیل سیگنال از حوزه زمان-دامنه به حوزه فرکانس-دامنه با آنالیز فوریه ..............................58

شکل3-8: تبدیل سیگنال از حوزه زمان- دامنه به حوزه زمان –مقیاس با آنالیز موجک ...........................59

شکل3-9: (الف) ضرایب موجک (ب) ضرایب فوریه ....................................................................60

شکل3-10: اعمال تبدیل فوریه بروی سیگنال و ایجاد سیگنالهای سینوسی در فرکانسهای مختلف............61

شکل3-11: اعمال تبدیل موجک بروی سیگنال .....................................................................................61

شکل3-12: (الف) تابع موجک Ψ ب) تابع شیفت یافته موجک ................................................62

شکل3-13: نمودار ضرایب موجک.........................................................................................................63

شکل3-14: ضرایب موجک هنگامی که از بالا به آن نگاه شود ...............................................................63

شکل3-15: مراحل فیلتر کردن سیگنال S .............................................................................................65

شکل3-16: درخت آنالیز موجک ...........................................................................................................66

شکل 3-17:درخت تجزیه موجک ..........................................................................................................66

شکل3-18: باز یابی مجدد سیگنال بوسیله موجک ...................................................................................67

شکل3-19: فرایند upsampling کردن سیگنال ....................................................................................67

شکل 3-20: سیستم filters quadrature mirror .........................................................................67

شکل 3-21: تصویر جامعی از مرفولوژی نرون منفرد .............................................................................70

شکل3-22: مدل سلول عصبی منفرد ......................................................................................................71

شکل3-23: ANN سه لایه ....................................................................................................................71

شکل3-24: منحنی تابع خطی .................................................................................................................73

شکل3-25: منحنی تابع آستانه ای ........................................................................................................73

شکل3-26: منحنی تابع سیگموئیدی ......................................................................................................74

شکل3-27: پرسپترون چند لایه ..............................................................................................................75

شکل3-28: شبکه عصبی هاپفیلد گسسته(ونگ و مندل،1991) ................................................................75

شکل 4-1: ساختار کلی تشخیص خطا ...................................................................................................79

شکل4-2: ساختار کلی پردازش سیگنال در موجک .................................................................................81

شکل4-3: تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار (35دور) با در بی باری .....................................82

شکل4-4: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار (20دور) با در بی باری ..................................82

شکل4-5: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار (10دور) با در بی باری ..................................83

شکل4-6: : تحلیل جریان استاتور درحالت سالم با در بی باری .....................................................83

شکل4-7: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار(35دور)با در بارداری ......................................84

شکل4-8: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار(20دور)با در بارداری .......................................84

شکل4-9: : تحلیل جریان استاتور درحالت خطادار(10دور)با در بارداری .......................................85

شکل4-10:تحلیل جریان استاتور در حالت سالم با در بارداری .........................................................85

شکل4-11: ضرایب موجک برای جریان استاتور ماشین خطادار(با خطای 35دور)در بی باری با …...86

شکل4-12: ضرایب موجک برای جریان استاتور ماشین خطادار(با خطای 20 دور)در بی باری با…...….87.

شکل4-13: ضرایب موجک برای جریان استاتور ماشین خطادار(با خطای 10دور)در بی باری با …...88

شکل4-14: ضرایب موجک برای جریان استاتور ماشین سالم در بی باری با ...................................89

شکل4-15: نمای شبکه عصبی ..............................................................................................................94

شکل4-16: خطای train کردن شبکه عصبی ........................................................................................95



جدول4-1 : انرژی ذخیره شده در ماشین سالم .......................................................................................90

جدول 4-2: انرژی ذخیره شده در ماشین خطا دار (10 دور) ................................................................91

جدول 4-3: انرژی ذخیره شده در ماشین خطا دار (20 دور) .............................................................. .92

جدول 4-4: انرژی ذخیره شده در ماشین خطا دار (35 دور) ............................................................... 93

جدول4-5: نمونه های تست شبکه عصبی ........................................................................................... 96





- Eccentricity2

- 1Centrifugal Force

تشخیصخطای سیم بندیاستاتورآنالیز موجکپروژهتحقیقمقالهپژوهشپایان نامهدانلود پروژهدانلود تحقیقدانلود مقالهدانلود پژوهشدانلود پایان نامهشبکه عصبی