گزارش کاراموزی بررسی ماشينهاي AC

گزارش کاراموزي بررسي ماشينهاي AC در 16 صفحه ورد قابل ويرايش

فهرست:

ماشينهاي AC

نقش AC در سنکرون ها

درايو هاي Vacon AC براي OEMها

درايوهاي AC

هزينه‌هاي مربوط به انتقال DC

اتصالات در سيستم AC

هزينه‌هاي مربوط به انتقال DC

مبدل‌هاي AC

سيستم تبديل از AC به DC و بر عکس





ماشينهاي AC

ماشينها لوازمي هستند که مي توانند انرژي الکتريکي را به انرژي مکانيکي و يا بالعکس تبديل کنند ، از اينرو بدانها مبدلهاي ( Converters ) انرژي الکترو ديناميکي گفته مي شود . برخي از مبدلها مانند موتورها و ژنراتورها حرکت دوراني دارند و برخي از آنها همچون رله ها ، عمل کننده ها ( Actuator ) ، محرک ها ، حرکت انتقالي يا خطي دارند . يک موتور( Motor ) الکتريکي وسيله اي است که بتواند انرژي الکتريکي را به انرژي مکانيکي تبديل کند و يک ژنراتور ( Generator ) وسيله اي است که انرژي مکانيکي را به انرژي الکتريکي تبديل مي سازد . ترانسفورماتور ( Transformer ) نيز وسيله اي است که انرژي متناوب در يک ميزان ولتاژ را به انرژي الکتريکي در ميزان ولتاژ ديگر تبديل مي کند .

در حالت ژنراتوري رتور ( قسمت محرک ماشين ) توسط محرک اوليه بچرخش در مي آيد . با چرخش در آمدن هاديهاي رتور در آنها بخاطر وجود ميدان مغناطيسي ، ولتاژ الغا مي گردد . اگر بارالکتريکي به سيم پيچ حاصله توسط اين هادي ها وصل گردد جريان جاري مي شود و توان الکتريکي به مصرف کننده تزريق خواهد شد.

ژنراتورها به دسته هاي گوناگوني تقسيم مي شوند ، از جمله

(1) ژنراتورهاي Dc که خود آن به دسته هاي زير تقسيم مي شود :

1- ژنراتور با تحريک جداگانه ( Seperatly Excited )

2- ژنراتور شنت ( Shunt )

3- ژنراتور سري

4- ژنراتور کمپوند ( Compound ) اضافي

5- ژنراتور کمپوند نقصاني

در ماشينهاي Dc سيم پيچ تحريک ( Field Winding )( سيم پيچ ميدان ) بر روي استاتور ( Stator ) قرار دارد و رتور ( Rotor ) حاوي سيم پيچ آرميچر است . ولتاژ القا شده در سيم پيچي آرميچر يک ولتاژ متناوب ( Ac ) است از اينرو براي يکسو کردن ولتاژ متناور در ترمينال رتور از کموتاتور ( Commutator ) و جاروبک ها ( Brush ) و يا يکسو سازها ( Rectifier ) استفاده مي شود . از اينرو انواع مختلف ژنراتور هاي Dc از نظر مشخصه هاي ترمينالشان ( ولتاژ- جريان ) با يکديگر فرق دارند و بسته به مورد استفاده ژنراتور مناسب را انتخاب مي کنند .

ماشينهاي Ac ، ژنراتورهايي هستند که انرژي مکانيکي را به انرژي الکتريکي Ac تبديل مي کنند . و موتورهايي هستند که انرژي الکتريکي Ac را به انرژي مکانيکي تبديل مي سازد . ماشينهاي Ac بيشتر به دو دسته ماشينهاي سنکرون و ماشينهاي القايي ( آسنکرون ) تقسيم مي شوند .

نقش AC در سنکرون ها

ماشينهاي سنکرون موتورها و يا ژنراتورهايي هستند که جريان قدرت آنها توسط منبع قدرت Dc تامين مي شود در صورتيکه ماشينهاي القايي ، موتورها و يا ژنراتورهايي هستند که جريان ميدان آنها توسط عمل ترانسفورماتوري ( القاي مغناطيسي ) در سيمپيچهاي ميدان برقرار مي شود .

2) ژنراتورهاي سنکرون ( Synchronous Generator ) :

ژنراتورهاي سنکرون يا مولدهاي متناوب ، قدرت مکانيکي را به قدرت الکتريکي Ac تبديل مي کنند . در يک ژنراتور سنکرون ، جريان Dc به سيم پيچ روتور ، که ميدان مغناطيسي روتور را توليد مي کند اعمال مي شود . ( روش تغذيه قدرت مي تواند يا از يک منبع Dc خارجي توسط حلقه هاي لغزان و جاروبک ها ( Brush ) و يا مستقيماً روي محور ژنراتور سنکرون و از يک منبع قدرت Dc خاص باشد ) سپس روتور ژنراتور توسط يک محرک اوليه چرخانده شده و يک ميدان مغناطيسي چرخان در ماشين توليد مي کند . اين ميدان مغناطيسي چرخان سيستم ولتاژ سه فاز در سيم پيچ هاي استاتور ژنراتور القا مي نمايد . جريان آرميچر در اين ماشينها شارگرداني در شکاف هوايي پديد مي آورد که سرعت دوران اين شار با سرعت چرخش روتور برابر است و لذا به اين ماشينها لفظ سنکرون ( همزمان ) اطلاق مي گردد .قطب هاي مغناطيسي روي روتور مي تواند برجسته ( Salient Pole ) که ( براي روتورهاي با چهار قطب يا بيشتر ) و يا صاف ( براي روتورهاي دو و يا چهار قطبه ) باشند

3) ژنراتورهاي آسنکرون ( القايي ) ( Induction Generator ) :

ماشينهاي القايي ( Induction Motors ) ماشينهايي هستند که ولتاژ روتور ( که جريان روتور و ميدان مغناطيسي روتور را توليد مي کند ) از طريق القا در سيم پيچ روتور ظاهر مي شود نه اينکه توسط سيمهايي بدان متصل شود . ماشينهاي القايي تقريباً در تمامي موارد در حالت موتوري مورد استفاده قرار مي گيرند و حالت ژنراتوري آن به دليل معايب بسيار بندرت بکار برده مي شود .

درايو هاي Vacon AC براي OEMها

OEM به شرکتي اطلاق مي گردد که از مبدل فرکانس بعنوان بخشي از تجهيزاتي که توليد مي کند استفاده مي نمايد.

و کن براي OEM هايي که به بهبود عملکرد تجهيزات توليدي خود مي انديشند ، يک سري راه حل هاي درايو AC ولتاژ پايين سازگار با محصول ارائه مي دهد تا نيازهاي آنها را بصورت قابل قبولي بر طرف سازد.

يک مشتري VACON ، در واقع توليد کننده اي را انتخاب مي کند که متمرکز اصلي آن برروي درايو همراه با

- تيمي مشتري مدار

- عملکرد مشتري مدار

- کوشش در جهت توسعه محصول

- شبکه اي جهاني جهت پشتيباني مشتريان OEM مي باشد.

معايب

مهم‌ترين عيب اين سيستم گران بودن مبدل‌ها و همچنين محدوديت آنها در مقابل اضافه بارها است همچنين در خطوط کوتاه تلفات به وجود آمده در مبدل‌ها از يک شبکه AC با همان طول بيشتر است, بنابر اين اين سيستم در مسافت‌هاي کوتاه کاربردي ندارد و يا ممکن است صرفه جويي به وجود آمده در تلفات نتواند هزينه بالاي نصب مبدل‌ها را جبران کند. در مقايسه با سيستم‌هاي AC, کنترل اين سيستم در قسمت‌هايي که شبکه داراي اتصالات زيادي است خيلي پيچيده‌است. کنترل توان جاري در يک شبکه پر اتصال DC نيازمند ارتباط قوي بين تمامي اتصال‌هاست چراکه هنواره بايد توان جاري در شبکه کنترل شود.

هزينه‌هاي مربوط به انتقال DC

شرکت‌هاي بزرگ ايجاد کننده اين گونه خطوط مانند ABB يا Siemens هزينه مشخصي از اجراي طرح‌هاي مشابه در مناطق مختلف اعلام نکرده‌اند چراکه اين هزينه بيشتر يک توافق بين طرفين است. از طرف ديگر هزينه اجراي اين گونه طرح‌ها به طور گسترده‌اي به خصوصيات پروژه مانند: ميزان توان شبکه, طول خطوط, نوع شبکه(هوايي يا زير

زميني), قيمت زمين در منطقه مورد بحث و... بستگي دارد.

با اين حال برخي از شاغلين در اين زمينه در اين زمينه اطلاعاتي را بروز داده‌اند که مي‌تواند قابل اعتماد باشد. براي خط انتقال ? مگاواتي کانال انگلستان(English Channel) با طول تقريبي ?? کيلومتر, هزينه مربوط به قرار داد اوليه به تقريباُ به صورت زير است: (جداي از هزينه‌هاي مربوط به عمليات آماده سازي ساحل, هزينه‌هاي مربوط به مالکيت زمين‌ها, هزينه بيمه مهندسين و...)

پست‌هاي مبدل, باهزينه تقريبي ??? ميليون پند

کابل زيرآبي+ نصب, با هزينه تقريبي ? ميليون پند به ازاي هر کيلومتر

بنابراين براي احداث شبکه انتقال ? گيگاواتي در چهار خط, هزينه‌اي تقريبي برابر ??? ميليون پند نياز است که بايد ديگر هزينه‌هاي مرتبط با ساخت و بهره‌برداري خط به ارزش ??? تا ??? ميليون پند را هم به آن اضافه کرد.

اتصالات در سيستم AC

خطوط انتقال AC تنها مي‌توانند به خطوط AC که داراي فرکانس برابر و تطابق زماني يا فازي هستند متصل شوند. خيلي از شبکه‌هايي که به ايجاد اتصال تمايل دارند (مخصوصا شبکه‌هاي متعلق به دو کشور متفاوت) داراي شبکه‌هاي ناهماهنگ هستند. شبکه سراسري انگلستان و ديگر کشورهاي اروپايي با فرکانس ?? هرتز کار مي‌کنند اما هماهنگ نيستند يا براي مثال در کشوري مثل ژاپن شبکه‌ها ?? يا ?? هرتز هستند. در سراسر جهان مثال‌هاي زيادي از اين دست وجود دارد. در اين حالت اتصال شبکه‌ها به صورت AC غيرممکن يا پرهزينه است, اما در سيستم HVDC امکان ايجاد اتصال بين شبکه‌هاي اين چنيني وجود دارد.

اين امکان وجود دارد که ژنراتورهاي وصل شده به يک شبکه انتقال بلند AC دچار بي‌ثباتي شده و موجب اختلال در هماهنگي شبکه شوند. سيستم HVDC استفاده از ژنراتورهاي نصب شده در مناطق دورافتاده را عملي مي‌کند. ژنراتورهاي بادي مستقر در مناطق دور افتاده با استفاده از اين سيستم مي‌توانند بدون اينکه خطر ايجاد ناهماهنگي در شبکه به وجود آورند به شبکه اتصال يابند.

به طورکلي گرچه HVDC امکان اتصال دو شبکه متفاوت AC را فراهم مي‌کند اما هزينه ماشين‌آلات و تجهيزات مبدل از AC به DC و برعکس واقعاً قابل توجه است, بنابراين استفاده از اين سيستم بيشتر در شبکه‌هايي که توجيه اقتصادي داشته باشد انجام مي‌گيرد(مسافت داراي توجيه پذيري اقتصادي در سيستم HVDC براي خطوط زير آبي در حدود ?? کيلومتر و براي شبکه‌هاي هوايي بين ??? تا ??? کيلومتر است).