در این پاورپوینت ضمن معرفی مبدل های هیدروژنی انواع پیل های سوختی به همراه مزایا، معایب و کاربردها را بررسی کرده و به معرفی عملکرد کشورمان در این زمینه در سیستم پلیمری سایت طالقان ، سیستم متانلی دانشگاه بابل و پیل سوختی پلیمری مرکز تحقیقات مهندسی اصفهان می پردازد.فایل پاورپوینت مذکور که شامل 53 صفحه می باشد ترکیب انرژی های نو (فتوولتاییک و انرژی بادی) با پیل های سوختی را نیز بررسی می کند.
مبادله کن های گرما ، وسایلی هستند که جریان انرژی گرمایی بین دو یا چند سیال در دمای مختلف را فراهـــم می کنند . مبادله کن های گرما در محـــدوده ی وسیعی از کاربردها استفاده می شوند . کاربردها شامل تولید برق ، صنایع فرایندی ، شیمیایی ، غذایی ، الکترونیک ، مهندسی محیط زیست ، بازیابی گرمای استفاده نشده ، صنایع ساخت و تولید ، تهویه مطبوع ، تبرید و کاربردهای فضا می باشند .
شلینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:40
فهرست و توضیحات:
چ
چکیده................................................................................................................ 1
مقدمه ................................................................................................................ 2
فصل 1 کلیات .................................................................................................... 4
1-1 تعریف هارمونیک ........................................................................................................................... 5
1-2 ضریب اعوجاج کلی ....................................................................................................................... 7
فصل 2 مبدل های قدرت ..............................................................................0 1
2-1 مقدمه ............................................................................................................................................. 11
2-2 کاربردهای اینورتر ........................................................................................................................ 14
فصل 3 علل ایجاد هارمونیک ....................................................................... 21
3-1 منابع ایجاد هارمونیک ................................................................................................................ 22
3-2 مبدل های الکتریکی قدرت ....................................................................................................... 24
3-3 منابع جدید تولید هارمونیک ..................................................................................................... 32
3-4 صرفه جویی انرژی و کنترل موتورها ....................................................................................... 34
3-5 مدولاسیون ضربه ای منقطع (PBM) ...................................................................................... 38
فصل 4 اثرات هارمونیک .............................................................................. 41
4-1 اثرات هارمونیک ............................................................................................................................ 42
4-2 اثرات هارمونیک بر خازن ها ...................................................................................................... 49
4-3 اثرات هارمونیک بر ماشین های آسنکرون ............................................................................. 53
4-4 اثرات هارمونیک بر عملکرد رله ها ........................................................................................... 54
4-5 اثرات هارمونیک بر کلیدها ......................................................................................................... 58
4-6 اثرات هارمونیک ب عایق ها ...................................................................................................... 59
4-7 اثرات هارمونیک بر فیوزها ......................................................................................................... 60
4-8 اثرات هارمونیک بر سیستم های مخابراتی ............................................................................ 60
4-9 تاثیرات دیگر هارمونیک ها ........................................................................................................ 61
فصل 5 روش های کاهش هارمونیک ........................................................... 62
5-1 مقدمه ............................................................................................................................................ 63
5-2 فیلترهای پسیو ............................................................................................................................ 64
5-3 فیلترهای اکتیو ............................................................................................................................ 64
5-4 مدولاسیون پهنای پالس ........................................................................................................... 71
5-5 انواع روش های مدولاسیون عرض پالس ............................................................................... 78
5-6 حذف هارمونیک به کمک ترانسفورمر .................................................................................... 88
5-7 تحلیل مدولاسیون سینوسی .................................................................................................... 89
5-8 نکات تکمیلی ............................................................................................................................... 98
5-9 اینورتر 3 فاز ................................................................................................................................. 99
5-10 مبدل های چندسطحی ............................................................................................................ 115
5-11 حذف هارمونیک های مرتبه پائین در اینورترهای چند سطحی ..................................... 116
فصل 6 شبیه سازی در نرم افزار MATLAB .......................................... 133
6-1 مقدمه ........................................................................................................................................... 134
6-2 شرح مدار .................................................................................................................................... 134
نتیجه گیری ........................................................................................................................................ 147
منابع ......................................................................................................................................................... 148
چکیده
در این پروژه به بررسی انواع هارمونیک های ناشی از عناصر غیر خطی همچون مبدل های الکترونیک قدرت،راه اندازها و درایورهای تنظیم سرعت در پروژه های قدرت و بررسی علل آنها و همچنین روش های کاهش و حذف این هارمونیک ها پرداخته شده است.
1-1 مقدمه
استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت در اواخر دهه 1970 معمول گردید. بسیاری از مهندسان برق در مورد توانایی پذیرش اعوجاج هارمونیکی توسط سیستم های قدرت به بحث و تبادل نظر پرداختند
پیش بینی های نگران کننده ای از سرنوشت سیستم های قدرت در صورت اجازه استفاده از این تجهیزات انجام گرفت . در حالی که بعضی از این پیش بینی ها بیش از حد قلمداد می شد ، ولی بررسی مفهوم کیفیت برق مدیون آنها ، بدلیل پیگیری درباره این مسئله نوظهور می باشد . بروز هارمونیک ها در سیستم های قدرت ناشی از استفاده عناصر غیرخطی در شبکه می باشد . عناصر غیر خطی در سیستمهای برق ، مانند :
راه اندازها ، درایورهای تنظیم سرعت ، مبدل های الکترونیک قدرت و غیره مقدار هارمونیک شکل موج جریان و ولتاژ بطور چشمگیری افزایش یافته که در نتیجه منجر به تحقیقاتی شد که نتایج آن نقطه نظرات متعددی در مورد کیفیت برق بود .
به نظر برخی از محققان ، اعواج هارمونیکی هنوز مهم ترین مسئله کیفیت برق می باشد. مسائل هارمونیکی با بسیاری از قوانین معمولی طراحی سیستم های قدرت و عملکرد آن تحت فرکانس اصلی مغایر است . بنابراین مهندسین برق با پدیده های نا آشنایی روبرو می شوند که لازمه دانستن ریاضی خاص و نیاز به ابزار پیچیده و تجهیزات پیشرفته برای حل مشکلات و تجزیه تحلیل آنها دارد . اگر چه تحلیل مسائل هارمونیکی می تواند دشوار باشد اما درصد کمی از فیدرهای مربوط به سیستمهای توزیع تحت تاثیر عوامل ناشی از هارمونیک ها قرار می گیرند.
مصرف کننده های برق خود هم می توانند تولید کننده هارمونیک باشند و هم در صورت وجود هارمونیک مشکلات زیادتری از تولید کننده های برق تحمل می کنند . اعوجاج هارمونیکی در بسیاری از دوره ها در سیستم های قدرت جریان متناوب وجود داشته و دنبال شده است .
جستجوی کتب و منابع و مطالب تکنیکی دهه های قبل و اخیر نشان می دهد که مقالات مختلفی در رابطه با این موضوع انتشار یافته است . اولین منابع هارمونیکی ترانسفورماتورها بودند و نخستین مشکل نیز در سیستم های تلفن پدید آمد.
استفاده از لامپ های قوس الکتریکی بدلیل مولفه های خاص هارمونیکی توجهات خاصی را برانگیخت ولی این مسائل به اندازه اهمیت مسئله مبدل های الکترونیک قدرت درسالهای اخیر نبوده است. با پیشرفت تکنولوژی در سالهای اخیر استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت نیز افزایش چشمگیری داشته است. در طی سالهای اخیر پژوهشگران متوجه شده اند که اگر سیستم انتقال به نحو مناسبی طراحی شود به نحوی که بتواند مقدار توان مورد نیاز بارها را به راحتی تامین کند ، احتمال ایجاد مشکل ناشی از هارمونیک ها برای سیستم های قدرت بسیار کم خواهد بود ، گرچه این هارمونیک ها موجب مسائلی در سیستم های مخابراتی می شوند . اغلب در سیستم های قدرت مشکلات زمانی بروز می کنند که خازنهای موجود در سیستم باعث ایجاد تشدید در یک فرکانس هارمونیکی شوند . در این شرایط اغتشاشات و اعوجاج ها ، بسیار بیشتر از مقادیر معمول می گردند امکان ایجاد این مشکلات در مورد مراکز کوچک مصرف وجود دارد ولی شرایط بدتر در سیستم های صنعتی بدلیل درجه زیادی از تشدید رخ می دهد .
پروژه ابزار دقیق: حسگرها و مبدل ها
نکاتی توضیحی و فرمولی و تصویری در مورد ترانسدیوسرها با توضیحات تکمیلی.
قالب: پاورپوینت در 57 اسلاید
تحلیل نیروهای الکترومغناطیسی در مبدل های توزیع تحت خرابی های مدار-کوتاه داخلی مختل
چکیده
خرابی های مدار کوتاه داخلی علت اصلی شکست های مبدل نیرو هستند. خرابی ها اگر بسرعت شناسایی نگردند، معمولاً به خرابی های جدی تبدیل می گردند که منجر به آسیب های برگشت ناپذیری به مبدل و متوقف سازی های غیرمتوقبه و هزینه های متعاقب خواهند شد. خرابی های مدار کوتاه داخلی ممکن است منجر به جریان شدیدی در فازهای کوتاه و مارپیچ های کوتاه گردد. افزایش جریان باعث افزایش نیروی الکترومغناطیسی در سیم پیچ های مبدل می شود. نیروهای الکترومغناطیسی گذرا در مسیرهای محوری و شعاعی، فشار مکانیکی بحرانی سیم پیچ ها و مبدل ها را تحریک می کند. در این مقاله ما نیروی الکترومغناطیسی شعاعی و محوری را در نوع مبدل هسته سه مرحله ای تحت خرابی های مدار کوتاه داخلی مختلف محاسبه میکنیم. ما همچنین تأثیر موقعیت و شدت خرابی کوتاه داخلی بر روی نیروی محوری و شعاعی را بررسی میکنیم. برای محاسبه نیروها در مبدل خرابی، از روش عناصر اجزای محدود گام زمانی (TSFE) استفاده می کنیم.
کلمات کلیدی: مبدل توزیع، نیروی شعاعی و محوری الکترومغناطیسی، مدار کوتاه سه مرحله ای
مقدمه
مبدل های قدرت از مؤلفه های مهم و باارزش انتقال انرژی و فرآیند توزیع برای کاربردهای الکتریکی هستند. درصد خرابی های مختلف در مبدل های توزیع در شکل 1 نشان داده شده است. می توان گفت که حدود 33 درصد شکست ها بعلت خرابی در سیم پیچ ها هستند.
شکل 1 توزیع شکست معمول برای مبدل ها
وقتی که مبدل تحت خرابی های مدار کوتاه داخلی باشد، ممکن است منجر به افزایش جریان در مارپیچ های کوتاه گردد. با تغییر نوع خرابی های مدار کوتاه داخلی، مانند گردش به گردش ولتاژ بالا (HV)، گردش به گردش ولتاژ پایین (LV)، لایه به لایه، بین HV و LV، و غیره، شدت جریان مدار کوتاه داخلی را می توان تغییر داد، وقتی که مبدل مطیع یک شرایط مدار کوتاه داخلی می گردد، نیروهای الکترومغناطیسی که در مبدل افزایش می یابد به داخل سیم پیچ ها وارد می گردد. نیروهای گذرا باعث آسیب های مکانیکی جدی می گردند که ممکن است مبدل را خم کند یا خراب کند و یا حتی باعث انفجار آن شود. بنابراین طراحی مبدل های توزیع که یک دستگاه اصلی و کلیدی در سیستم های قدرت الکتریکی است، بخاطر نتایج خرابی آنها برای تعمیر یا جایگزینی پرهزنیه، حائز اهمیت زیادی است. اینکار ممکن است منجر به تلفات قدرت الکتریکی با هزینه بالایی گردد. قبل از نصب مبدل در سیستم قدرت الکتریکی، نیروی الکترومغناطیسی بخاطر جریان مدار کوتاه داخلی باید برای عملیات ایمن پیش بینی گردد.
تعدادی از مقالات نیروی الکترومغناطیسی را تحت خرابی مدار کوتاه مبدل بررسی میکنند. Hyun-mo Ahn تأیید تجربی و تحلیل عناصر متناهی نیروی الکترومغناطیسی تک فاز را معرفی کرد. در منبع شماره 5 تحلیل مدار کوتاه برای مبدل سیم پیچ-دونیم با استفاده از راهکار مدار-میدان جفت شده معرفی می گردد. و منبع 6 به تحلیل عناصر دو بعدی و سه بعدی نیروی مدار کوتاه برای مبدل قدرت نوع هسته ای می پردازد. در منبع 6 شرایط مدار کوتاه در یک مبدل قدرت بزرگ تحلیل شده است و این نتیجه گیری بیان شده است که نیروی محوری داخلی در هر دو قسمت پایانی سیم پیچ بزرگتر از نیروی محوری داخلی در قسمت های میانی سیم پیچ است. در منبع 2 رفتار مبدل در مدارهای کوتاه داخلی مختلف بررسی می گردد.
در این مقاله، از روش اجزای محدود برای محاسبه نیروهای الکترومغناطیسی گذار استفاده شده است که در سیم پیچ های مبدل توزیع تحت مدارهای کوتاه داخلی مختلف عمل میکنند. ما یک مبدل 200 KVA فاز را انتخاب کردیم و خرابی های داخلی مختلف را در سیم پیچ مدلسازی کردیم. برای محاسبه دقیق نیروی الکترومغناطیسی تحت مدار های کوتاه داخلی مختلف، سیم پیچ HV به 110 بخش و سیم پیچ LV به 20 بخش تقسیم می گردد.
مدلسازی اجزای محدود مبدل خرابی
یک مبدل نوع هسته ای سه پایه سه مرحله ای توسط بسته FE دو بعدی بردار مدلسازی می گردد. در این مقاله نرام افزار ماکسل برای مدلسازی مبدل مورد استفاده قرار می گیرد.
خصوصیات مبدل پیشنهادی در جدول 1 معرفی شده است. شکل 2 طرح مبدل مدل را نشان میدهد. در این مدل، هسته با ابعاد واقعی دقیق مشابه با هسته واقعی مبدل آزمایشگاهی مدلسازی می گردد. سیم پیچی های HV و LV نیز با ابعاد واقعی مدلسازی می گردند. برای توصیف دقیق رفتار مبدل، مدل مخزن با ابعاد واقعی نیز مد نظر قرار داده می شود. همه ابعاد مبدل از مبدل آزمایشگاهی بدست می آید. از خصوصیات مغناطیس پذیری ماده هسته فراهم شده توسط شرکت تولید کننده استفاده شده است.
جدول 1 خصوصیات مبدل
بخاطر حجم متفاوت چگالی گدازا در هر بخش از هسته، برای محاسبه دقیق نیروی الکترومغناطیسی تحت مدار های کوتاه داخلی مختلف، سیم پیچ های HV به 110 قسمت و سیم پیچ های LV به 20 قسمت تقسیم می گردند؛ و سپس نیروی الکترومغناطیسی شعاعی و محوری در هر قسمت از سیم پیچ ها محاسبه می گردد.
شکل 2 مدلسازی مبدل
در مسئله دو بعدی بررسی شده در اینجا برای تحلیل گذرای مبدل، میدان الکترومغناطیسی و راهکار مدار جفتی بر مبنای فرمول A-V-A داده شده است. از معادلات ماکسل، محاسبه میدان مغناطیسی در بخش متقاطع مبدل بر مبنای فرمول A-V-A دو بعدی با معیار کولن، منجر به معادله زیر می گردد
که A پتانسیل بردار مغناطیسی، چگالی جریان منبع، نفوذپذیری مغناطیسی، رسانایی الکتریکی و معیار کولن است. بطور کلی، تحلیل گذرای مبدل دو قسمت اصلی دارد: فرمول FE الکترومغناطیسی و ارتباط های مدار خارجی. هر بخش معادلات ماتریس خاص خود را دارد که جفت شده اند و بصورت همزمان در هر گام زمانی حل می شوند و به ما اجازه می دهند که رفتار دینامیک گذرای مبدل را مدلسازی کنیم. همانطور که در بخش های بعدی مشخص می گردد، وقتی که یک خرابی داخلی در سیم پیچ های مبدل رخ میدهد، توزیع میدان مغناطیسی داخل مبدل و همچنین مقادیر نهایی در دامنه مدار اساساً تغییر میکند. البته چون معادلات ماکسل رفتار فیزیکی هر سیستم الکترومغناطیس را صرفنظر از نوع و شرایط سیستم توصیف میکنند، رفتار مبدل خرابی برای معادلات ماکسل مناسب است و حل میدان مغناطیسی در مبدل خرابی کاهش داده می شود تا این معادلات حاکم بر مدار-میدان جفت شده را حل کند. اصول بکار رفته برای مدلسازی خرابی سیم پیچی داخلی اینست که سیم پیچ را به دو بخش تقسیم کنیم: بخش مدار کوتاه و مارپیچ های باقیمانده در مدار. شکل 3 مدار مطابق و نمایش دامنه FE مارپیچ مبدل را نشان میدهد، با فرض اینکه یک خرابی داخلی در فاز B از سیم پیچ های ولتاژ بالای مبدل (HV) وجود دارد.
شکل 3 مدل سیم پیچ مبدل
برای اعمال خرابی داخلی، لازم است که دامنه هندسی و همچنین مدانه مدار در FEM را تغییر دهیم. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، مقاومت خرابی محدودکننده (Rf) برای آغاز خرابی بر روی سیم پیچ بکار برده می شود. شدت خرابی را می توان توسط مقادیر مختلفی از مقاومت خرابی در حلقه مدار کوتاه کنترل کرد. در واقع، مقاومت خرابی نشاندهنده مؤلفه مقاومتی ماده دی الکتریک در مدل مدار موازی معادل دی الکتریک گردش های کوتاه است. مسلماً شدت خرابی نه تنها به مقدار شدت جریان بستگی دارد، بلکه به تعداد گردش های کوتاه نیز بستگی دارد. بنابراین با FEM توسعه یافته مبدل، خرابی های داخلی با شدت و سطوح مختلفی در موقعیت های مختلف در سیم پیچ ها شبیه سازی می گردند.
شکل 4 جریان HV در حالت پایدار
شکل 5 جریان LV در حالت پایدار
شکل 6 سنجش آزمایش
جدول 2 مقایسه شبیه سازی با نتیجه آزمایشی
تایید مدل
شکل های 4 و 5 جریان LV و HV مبدل در حالت پایدار را نشان میدهد. برای تأیید نتیجه شبیه سازی با جریان نتیجه آزمایشی، ولتاژ و شدت گدازا در آزمایشگاه اندازه گیری می شود. شکل 6 مبدل را در آزمایشگاه نشان میدهد. نتیجه آزمایشی و شبیه سازی در جدول 2 با هم مقایسه شده است.
تحلیل نیروی الکترومغناطیسی جریان های کوتاه داخلی مختلف
برآورد گدازای نفوذ (شاره هرز)
وقتی که مبدل قدرت در حالت پایدار کار میکند، چگالی گدازا آهن و جریات در سیم پیچ ها نزدیک به رژیم اسمی است. اما زمانیکه در مدار کوتاه داخلی اتفاق بیفتد، جریان مدار چندین برابر از جریان اسمی بزرگتر خواهد بود.
گدازای مغناطیسی گذرا به خصوصیات مغناطیسی هسته بستگی دارد. خصوصاً زمانیکه مدار کوتاه داخلی ایجاد می گردد، چگالی گدازای نفوذ بعلت جریان مدار کوتاه چندین برابر بزرگتر از عملیات حالت پایدار افزایش می یابد. شارزه هرز از مسیرهای شعاعی و محوری تشکیل شده است.
برای محاسبه نیروهای الکترومغناطیسی، چگالی شاره مغناطیسی را باید ابتدا بدست آوریم. این هدف توسط حل معادلات بردار پتانسیل الکترومغناطیسی بدست می آید:
پس از محاسبه پتانسیل الکترومغناطیسی، مؤلفه های شاره هرز با استفاده از پتانسیل بردار بصورت زیر بیان می گردد
که و بترتیب مؤلفه های مسیری چگالی شاره هرز هستند. J چگالی جریان، و نفوذپذیری هوا است. A هم پتانسیل بردار مغناطیسی است.
چگالی شاره در داخل مبدل مطالعه شده که توسط FEM ایجاد شده است، در شرایط عملیاتی طبیعی و پس از اینکه خرابی طبیعی در امتداد یکی از دیسک های سیم پیچ LV ایجاد می گردد، A در شکل 7 داده شد است. شکل 7.a بطور واضح نشان میدهد که توزیع شاره در یک مبدل سالم دارای یک محور متقارت افقی است که از وسط اعضای هسته ای مبدل عبور میکند.
از طریق شبیه سازی های زیادی مشخص شد که تقارن در توزیع شاره همیشه در حین عملیات مبدل و در شرایط ذخیره ای مختلف بار، حتی برای حالت بار نامتعادل یا ذخیره واپیچیده وجود دارد، درحالیکه وقتی که خرابی داخلی وجود دارد، این تقارن وجود ندارد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 13 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید