PSCAD خطوط و کابلهای انتقال (زبان فنی)
40 صفحه در قالب word
خطوط و کابلهای انتقال :
خط انتقال سربار و کابل زیر زمینی کریدورها(معابر عمومی ) در PSCAD به عنوان دو بخش اصلی ارائه شده اند: با تعریف پیکره بندی خود کریدور انتقال، جایی که این تعریف شامل داده های هدایت ظاهری (ادینلنس) / مقاومت مرکب (امپرانس) یا رسانا و ویژگی های عایق بندی، داده های امپرانس زمین، و موقعیت هندسی همه رساناها در کریدور می باشد. این تعریف سپس با بقیه سیستم الکتریکی از طریق عوامل حد فاصل الکتریکی هم کنش می شود.
طول خط 15 کیلومتری به 50Ms فاصله زمانی با فرض اینکه امواج از طریق این خط در سرعت نقد تکثیر می شوند . در حالت کلی ، سرعت تکثیر موج کمتر از سرعت نور است و در نتیجه طول خط کمتر از 12 تا 15 می باشد.
سه سیستم انتقال رسانای هر طول کوتاه (یعنی کمتر از 15Km برای Ms50 بار فاصله کم) میتواند با استفاده از یک معادل بخش PI ارائه شده باشد. این امر از طریق متصدی کتابخانه ، به نام بخش PI ، انجام شده است، جایی که فقط داده های ادسیتانس و امپرانس پاره خط وارد شده است.
با استفاده از داده هایی بر توسط تعریف سطح مقطع کریدور، خطوط و کابلهای انتقال بااستفاده از یکی از سه مدل (موج حمل کننده) توزیع شده الگو برداری می شود:
- Ber geron
- متکی به فرکانس(هد)
- متکی به فرکانس (فاز)
درست ترین مدل متکی به فرکانس (فاز) است که همه تاثیرات وابسته به فرکانس یک خط انتقال را ارائه می دهد، و بدون شک هر زمانی استفاده خواهد شد. هنگام استفاده از مدل Ber geron، داده های ادیقیاس و امپرانس می تواند مستقیماً برای تعریف کریدور انتقال وارد شود.
برای همه این مدلهای وابسته به فرکانس، اطلاعات رسانای مفصل ( یعنی هندسه خط، شعاع رسانا) باید مشخص باشد.
احداث سیستم های خط انتقال
2 روش عمده برای احداث خط انتقال در PSCAD وجود دارد. اولین روش شامل ساخت یک خط انتقال تشکیل شده از 2 مولفه اصلی است:
- حد فاصل الکترونیکی- حد فاصل های خط انتقال به بقیه شبکه الکترونیکی
- پیکره بندی خط انتقال- تعریف کریدور انتقال (زمینی که سیم برق در آن قرار دارد)، که می تواند شامل هندسه مقطعی برج، ویژگی های اتصال زمین و اطلاعات رسانا باشد.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
توزیع برق داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی قم
102 صفحه در قالب word
پیشگفتار
مقدمه
فصل اول: معرفی نیروگاه سیکل ترکیبی قم
فصل دوم :بررسی نقشه تک خطی نیروگاه قم
فصل سوم :بارهای مصرفی در سیستم مصرف داخلی
فصل چهارم:کابل های نیرو گاهی وتعیین سطح مقطع کابلها
ضمیمه 1:جداول انتخاب وسایل حفاظتی سیستم الکتریکی
ضمیمه 2:جداول سطح مقطع مصارف فشار متوسط
ضمیمه 3:جداول سطح مقطع مصارف فشار ضعیف
ضمیمه 4: نقشه های تک خطی ومصارف نیروگاه قم
منابع ومآخذ
پیشگفتار:
صنعت برق به خاطر نقش زیر بنای و وابستگی زیادی که به کلیه عوامل موثر در رشد اقتصادی و رفاه اجتماعی دارد صنعتی پویاست و اجرای طرح های اساسی انتقال و توزیع نیروی برق نیاز به برنامه ریزی و آینده نگری دارد . از سوی دیگر با توجه به رشد روز افزون جمعیت ، پیشرفت صنعتی کشور ما نیاز به انرژی الکتریکی پیوسته با رشد حداقل 7 درصد مواجه است و در این راستا احداث نیروگاه های جدید از یک سو و همچنین بهینه سازی نیروگاه های موجود ضروری است . در صنعت برق ترکیب انواع نیروگاه ها و ساختار آنها در تامین مطمئن حداکثر بار و انرژی الکتریکی مورد تقاضا با حداقل هزینه تولید دارای اهمیت بسیاری است . اگرچه نوع انرژی اولیه در دسترس و هزینه تمام شده آن نقش اصلی را در انتخاب انواع نیروگاه ها باز می کند ولی تامین سریع تقاضا و جلوگیری از تحمیل هزینه سنگین خاموشی به اقتصاد کشور محدودیت های منابع مالی به ویژه ارز خارجی ، نرخ بهره برداری ، عوامل زیست محیطی و بالاخره ضرورت های اقتصادی یا سیاسی در فرآیند انتخاب اثر مهمی دارد . از طرفی تامین مطمئن قدرت مورد نیاز مشترکان بویژه در شبکه سراسری ، مستلزم تنظیم برنامه زمان بندی دقیق برای تعمیرات ادواری ، پیش گیرانه و ... است .
ضریب ذخیره برق در حالت مطلوب باید از 10 درصد فعلی به سطح 30 درصد افزایش یابد و برای دست یافتن به این رقم باید ضریب توسعه نیروگاه ها ، بیش از رشد مصرف برق باشد ، در حال حاضر میزان تولید انرژی الکتریکی در کشور در سال جاری بیش از 142 میلیارد کیلو وات ساعت بر آورده شده است .
سهم نیروگاه های غباری در قدرت کشور 2/54 درصد – نیروگاه های گاری و سیکل ترکیبی 2/23 درصد و نیروگاه های برق آبی 7/9 درصد و بالاخره نیرو گاه های دیزلی وزارت نیرو 9/2 درصد است .
در صنعت برق با دو معضل همواره روبرو هستیم :
اولا : قدرت اسمی واحدهای نیروگاهی برق معمولا توسط سازنده ، بر اساس شرایط متعارف به شیوه ایده آل تعیین می شود ولی در عمل قدرت یاد شده تحت تاثیر شرایط محیطی ( ارتفاع محل نصب از سطح دریا ، درجه حرارت و رطوبت نسبی ) و همچنین فرسودگی و تغییرات نوع و کیفیت نوع و کیفیت سوخت قابل استفاده نیست . تلفات قدرت عملی با اسمی در مورد توربین های گانه محسوس تر از انواع نیروگاههای حرارتی برق – آبی و دیزلی است .
ثانیا : از مجموع انرژی الکتریکی تولید شده به طور متوسط بالغ بر 5 درصد آن به مصرف داخلی رسیده و 95 درصد آن به شبکه های انتقال برق تحویل می شود . نزدیک به 4 درصد انرژی الکتریکی نیز در شبکه های انتقال و نردیک به 10 درصد در شبکه های فوق توزیع برق به صورت گرما اتلاف می شود . بنابراین نزدیک به یک پنجم ظرفیت تاسیسات تولید سوخت معرفی و به طور کلی هزینه های تامین برق به مصارف داخلی و اتلاف در شبکه تعلق می گیرد .
بنابراین انرژی فروش رفته به مشترکین برق در عمل مستلزم تولید نزدیک به 2/1 برابر نیاز معرف است .
در همین راستا و با توجه به اینکه نیروگاه های سیکل ترکیبی از جمله نیروگاه های با راندمان بالا می باشند و از آنجا که توجه حداکثر سازندگان را به خود معطوف داشته است .
ایجاب می کند جهت بهینهد سازی عملکرد آن کوشید . تا اولا : بتوان این نیروگاه ها را با هزینه کمتری راه اندازی نمود و ثانیا بتوان با کم کردن « مصرف داخلی » ، راندمان و همچنین تولید انرژی را افزایش داد واین میسر نخواهد بود مگر آنکه اجزاء و نحوه عملکرد آنها را شناخت تا بتوان با نگرش دقیق تری هر یک از اجزاء را انتخاب نمود.
مقدمه :
عموما در نیروگاه های برق ، سیستم تولید انرژی به صورت خود کار انجام می شود . و برای این منظور به تجهیزات کمکی نیاز است . با طراحی مناسب این تجهیزات ، نه تنها راه اندازی قسمت های اصلی نیروگاه ها مهیا می شود ، بلکه موجبات مکانیزه شدن سیکل نیروگاه نیز فراهم می گردد . این تجهیزات بسته به نوع نیروگاه ها متنوع هستند . البته بیشترین تجهیزات کمکی در نیروگاه ها ، مربوط به نیروگاه های بخاری می باشد .
اصولا مصرف بخشی از انرژی تولیدی نیروگاه های برق جهت در مدار ماندن وادامه کار واحدها لازم و ضروری است . از این جهت نیروگاه های برق با یک سری مصارف ، به نام مصارف داخلی رو به رو هستند . این مصارف داخلی درصدی انرژی تولیدی نیروگاه ها را به خود اختصاص می دهند . همان گونه که نوع و سیستم های تجهیزات کمکی در نیروگاه های مختلف ، متفاوت است از نظر میزان انرژی مصرفی هم اختلافات نا چیزی بین نیروگاه های برق آبی کمترین و مصارف داخلی نیروگاه های بخار بیشترین مقدار را دارند که این مصارف را می توان به صورت تقریبی زیر بیان نمود :
لازم به ذکر است که مصرف داخلی نیروگاه های بخاری و سیکل ترکیبی با توجه به نوع سیستم خنک کنندگی فرق می کند .
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
بررسی خطوط انتقال قدرت GIL
130 صفحه در قالب word
فهرست مطالب
1-2- ساختار GIL یک خط 275 کیلوولتی.. 7
2- 1 طراحی سیستم GIL با توجه به سه عامل زیر انجام میگیرد. 16
2-2 طراحی سیستم و مزایای GIL. 18
5-2 – مدار حرارتی (CirCuit Thermal ) 22
2-7- محاسبه دینامیک سیال (CFD)(Computational fluid dynamics) 24
2-8 مطالعه حساسیت باردهی کوتاه مدت.. 26
2-9- نکات قابل توجه در طراحی GIL. 27
4-1- کاربرد گاز ترکیبات SF6 در صنعت برق. 40
4-2- برتری ترکیبات SF6 از لحاظ محیط زیست.. 42
4-3- روند کنترل و طرز عملکرد سیستم. 42
4-4- روش بالا بردن کیفیت SF6 بازیابی شده. 44
4-8- هماهنگی و تناسب عایقها در خطوط گازی 420kv عایق شده(Gil ) 49
5-1- رفتار مکانیکی و گرمایشی GIL. 77
5-2- خوابانیدن کامل GIL زیر زمین.. 80
5-3- مواد عایقی SF6 و برای GIL. 81
5-4- مقاوم کردن GIL در برابر خوردگی.. 82
5-6- رفتار الکتریکی و مکانیکی خط انتقال GIL در طولانی مدت.. 84
7-1- خط GIL در بومانویل کانادا 113
7-2- خط GIL با ولتاژ 154 کیلو ولت در کشور ژاپن.. 113
7-4- خط GIL عربستان سعودی.. 113
5-7- پروژه خط GIL در تغییر مسیر خط هوایی فرودگاه ژنو در سوئیس... 113
6-7- شرح کامل نصب خط GIL با ظرفیت بالا زیر زمینی در ژاپن.. 113
چکیده
GIL یا خطوط انتقال با عایق گازی، نسل جدیدی از خطوط انتقال انرژی هستند که قادر به انتقال توانهای بیش از 2500 مگاولت آمپر با کمترین تلفات (0011/0 درصد قدرت انتقالی) و با ضریب اطمینان بالا هستد. ایجاد تغییر ساختار در شبکه های برق و مکانیزمهای جدید بازاریابی باعث گردیده است تا شرکتهای بهره برداری شبکه متمایل به افزایش توان انتقال گردند. از آنجا که احداث خطوط هوایی چهره ناخوشایندی به شهرها و مناطق مسکونی میدهد، لزوم تجدید نظر در طراحیها، ایده سیستم انتقال انرژی GIL را عرضه نموده است.
با توجه به اینکه تجربه اولین خط GIL به 30 سال پیش بر میگردد و با گذشت زمان تغییراتی در نحوه ساخت و اجرای این نوع خط به وجود آمده است، در ابتدا خلاصه ای از آن معرفی میگردد.
GIL : Gas Insulated Transmission Lines .
احداث خطوط فشار قوی با هادیهای مرسوم سالهاست در دنیا متداول و مورد بهره برداری قرار گرفته و بدنه اصلی شبکه های فشار قوی با این هادیها تجهیز شده اند و نقش اصلی ارتباطی نیروگاهها به پست های فشار قوی و انتقال به مراکز مصرف و نیز ارتباطات بین کشورها و قاره ها را عهده دار میباشند.
همزمان با استفاده از این خطوط با هادیهای سنتی همواره تحقیقات پیرامون ابداع هادیها و خطوط مدرن ادامه داشته و تمهیداتی در انتقال انرژی به لحاظ انتقال بیشتر، تلفات کمتر و اثرات سوء زیست محیطی کمتر بوجود آمده است و به موازات این اقدام ، هادیها و خطوط با فن آوری جدید ابداع گردیده اند تا ضمن داشتن قدرت انتقال مناسب از حریم کمتری برخوردار بوده و مهم اینکه تاثیر زیست محیطی کمتری داشته باشند و بر این اساس ایده سیستم انتقال انرژی GIL را عرضه نمودهاند.
پس از ظهور و احداث نسل اول خطوط GIL به عنوان خطوط انتقال انرژی ، به دلایلی این طرح فراگیر و جهانی نشد. اولین مسئله ، هزینه تمام شده هر کیلومتر این خط در مقایسه با کابل زمینی و هوایی بود. بنابراین از دهه نود تحقیقات برای کاهش هزینه ساخت و احداق آن به میزان 50 درصد با توجه به سه عامل زیر صورت گرفت :
ارائه طرح مدولار برای تجهیزات و قطعات شامل اعضاء متفاوت برای ساده کردن سیستم GIL.
تمهیداتی برای حمل و نقل قطعات بلندتر به منظور کاهش اتصالات در کارگاه، به کارگیری خمهای انعطاف پذیر برای کاهش تجهیزات خمشی.
به منظور کاهش هزینه ها ، عمدتا از گاز نیتروژن به عنوان عایق استفاده میشود . به طوری که حدود 80 درصد عایق با نیتروژن و 20 درصد توسط SF6 تامین میشود.
حدود 30 است که خطوط انتقال جدید Gil که در زمین دفن میشوند احداث میشوند. این طرحها به کندی پیش میرود چون از لحاظ اقتصادی هنوز راه حل اقتصادی مناسبی پیدا نشده است که این کار را بهینه کند.
در سالهای اخیر جمعیت رشد فزاینده ای داشته است و این امر باعث افزایش نیاز به خطوط انتقال است اما این امر باعث بروز مشکلاتی از قبیل زشت شدن دید عمومی، هدر رفتن زمین (زمین زیر دکل و حریم کابلها است.)
بنابراین در آغاز دهه نود تمهیداتی ارائه شده است که عبارتند از :
- بهبود شکل ظاهری دکلها.
- بهبود نرم افزار طراحی دکلها به گونه ای که از لحاظ منظره مناسب باشد.
- پیشرفت تکنولوژی کابلهای انتقال زیر زمینی.
که این روش بسیار مناسب است به این خاطر که مقادیر بالای توان را میتوان در رده های بالای ولتاژ انتقال داد.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
اسیلاتور - نوسان ساز
48 صفحه در قالب word به همراه 36 اسلاید آماده
فهرست
مقدمه
معیارنوسان- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5
نوسان ساز مقاومت منفی--- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6
روش های تولید مقاومت منفی- - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - -8
تکنیکهای طراحی نوسان ساز- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -11
نوسان سازهای فیدبک دار- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 12
نوسان سازهای کنترل شده با کریستال- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16
اسیلاتورهای مایکروویو- - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - 17
اسیلاتورهای ترانزیستوری- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 20
تشدیدکنندههای مایکروویو- - - - - - - - - - --- - - - - - - - - - - - - - - -23
مدارهای تشدید سری و موازی (یادآوری) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 23
تشدیدکننده های خطوط انتقال- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 31
کاواک های موجبر مستطیلی- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -36
کاواک های موجبراستوانهای- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 37
تشدید کننده های دی الکتریک- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 38
ایجاد کردن رزوناتور- - - - - - - - - - - - --- - - - - - - - - - - - - - - - - - 39
اسیلاتورDR - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 41
- تنظیم فرکانس در DR
اسیلاتورتنظیم شوندهYIG - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 46
اسیلاتور Gunn element- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 47
مقدمه
اسیلاتورهای مایکروویو و RF به طورکلی در سیستم های نسبتا مدرن و سیستم های بی سیم مخابراتی برای تولید منبع سیگنال ، ترکیب فرکانسی و تولید موج حامل به کار می رود.
اسیلاتورهای نیمه هادی با قطعات غیر خطی فعال مثل دیود و ترانزیستور به صورت ترکیب با مدارات پسیو برای تبدیل DC به سیگنال حالت دائمی سینوسی RFمورد استفاده قرارمی گیرد.
مدارات اسیلاتوری ترانزیستوری پایه می توانند به صورت عمده در فرکانسهای پایین همچنین با نوسان ساز های کریستالی برای تولید فرکانس های پایدار و با نویز کم استفاده شوند.
در فرکانس های بالا دیود ها و ترانزیستورها به صورتی بایاس می شوند که در نقطه کار به صورت یک مقاومت منفی عمل می کنند . با استفاده از کاواک ،خطوط انتقال یا رزوناتورهای دی الکتریک برای تولید فرکانس های نوسان پایه تا 100GHz به کار می روند .
آنالیز دقیق این مدارات با استفاده از نرم افزارهای CAD انجام می شود .
ما ابتدا یک یادآوری در مورد اسیلاتور ترانزیستوری شامل ساختارهای هارتلی و کلپیتس که بهتر از اسیلاتور کریستالی عمل می کنند خواهیم داشت سپس اسیلاتورهای مایکروویو را بررسی می کنیم .
اسیلاتورهای مایکروویو به خاطر داشتن مشخصه های متفاوت ترانزیستوری و توانایی ایجاد قطعات مقاومت منفی و ضریب کیفیت بالاتر با ساختارهای فرکانس پایین تفاوت اساسی دارند.
معیارنوسان :
معیارنوسان کردن رامی توان به چند روش دقیق و معادل هم بیان کرد.اول اینکه در یک نوسان ساز دارای یک عنصر فعال دو دریچه ای باید یک مسیرفیدبک وجود داشته باشد واز طریق آن بخشی ازخروجی به ورودی برگردانده شود.اگر سیگنال فیدبک شده بزرگتر وهم فاز با ورودی باشد، نوسان شروع شده ودامنه اش به طور مرتب زیاد می شود، تا اینکه عنصراشباع شده، بهره حلقه فیدبک به یک برسد. بنابراین معیاراول این است، مداری نوسان می کند که درآن مسیرفیدبکی با بهره حداقل برابربا یک وبا تغییرفازصفروجودداشته باشد. معیار دیگر برای نوسان این است که ضریب پایداری مدار نوسان ساز باید کوچکتر از یک باشد.
اگر یکی از دو معیار فوق برای یک مدار معتبر باشد ،دترمینال معادلات ولتاژهای گره های یاجریانهای حلقه های آن برابر صفر خواهد بود.این معیار سوم نوسان خواهدبود، و روش ریاضی مناسبی برای یافتن فرکانس نوسان می باشد، به شرط اینکه بتوان معادلات جبری لازم را حل کرد.
سرانجام، اگر یک مدار بالقوه نوسانی را به طور فرضی به یک بخش فعال و یک بارتقسیم کنیم، هنگام پیدایش شرایط نوسان بخش حقیقی امپدانس خروجی بخش فعال منفی می شود. این یک شرط لازم برای نوسان است ولی کافی نیست؛ معیار منفی شدن مقاومت برای توصیف کار نوسان سازهای مایکروویو که در آنها از دیودهای بامقاومت منفی(دیودهای تونلی،گان،ایمپات وتراپات)استفاده می شود،مفید است.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
منابع تغذیه سوئیچینگ
76 صفحه مصور در قالب word
چکیده :
کلیه مدارات الکترونیکی نیاز به منبع تغذیه دارند. برای مدارات با کاربرد کم قدرت از باطری یا سلولهای خورشیدی استفاده می شود. منبع تغذیه به عنوان منبع انرژی دهنده به مدار مورد استفاده قرار میگیرد. حدود 20 سال است که سیستمهایی پر قدرت جای خود راحتی در مصارف خانگی هم باز کرده اند و این به دلیل معرفی سیستمهای جدید برای تغذیه مدارات قدرت است.
این منابع تغذیه کاملاً خطی عمل می نمایند. این نوع منابع را منابع تغذیه سوئیچینگ می نامند. این اسم از نوع عملکرد این سیستمها گرفته شده است. به این منابع تغذیه اختصاراً SMPS نیز می گویند. این حروف برگرفته از نام لاتین Switched Mode Power Supplies است.
راندمان SMPS بصورت نوعی بین 80% الی 90% است که 30% تا 40% آنها در نواحی خطی کار می کنند. خنک کننده های بزرگ که منابع تغذیه گلوله قدیمی از آنها استفاده می کردند، در SMPS ها دیگر به چشم نمی خورند و این باعث شده که از این منابع تغذیه بتوان در توانهای خیلی بالا نیز استفاده کرد.
در فرکانسهای بالای کلیدزنی از یک ترانزیستور جهت کنترل سطح ولتاژ DC استفاده می شود. با بالا رفتن فرکانس ترانزیستور، دیگر خطی عمل نمی کند و نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید مینماید. به همین سبب در فرکانس کلیدزنی بالا از المان کم مصرف Power MOSFET استفاده می شود. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن نیز زیاد می شود. المان جدیدی به بازار آمده که تمامی مزایای دو قطعه فوق را در خود جمع آوری نموده است و دیگر معایب BJT و Power MOSFET را ندارد. این قطعه جدید IGBT نام دارد. در طی سالهای اخیر به دلیل ارزانی و مزایای این قطعه از IGBT استفاده زیادی شده است.
امروزه مداراتی که طراحی می شوند، در رنج فرکانسی MHZ و قدرتهای در حد MVA و با قیمت خیلی کمتر از انواع قدیمی خود میباشند.
فروشنده های اروپائی در سال 1990 میلادی تا حد 2 میلیارد دلار از فروش این SMPS ها درآمد خالص کسب نمودند. 80% از SMPS های فروخته شده در اروپا طراحی شدند و توسط کارخانه های اروپائی ساخت آنها صورت پذیرفت. درآمد فوق العاده بالای فروش این SMPS ها در سال 1990 باعث گردید که شاخه جدیدی در مهندسی برق ایجاد شود.
این رشته مهندسی طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ نام گرفت.
یک مهندس طراح منابع تغذیه سوئیچینگ بایستی که در کلیه شاخههای زیر تجربه و مهارت کافی کسب کند و همیشه اطلاعات بروز شده در موارد زیر داشته باشند:
1- طراحی مدارات سوئیچینگ الکترونیک قدرت.
2- طراحی قطعات مختلف الکترونیک قدرت.
3- فهم عمیقی از نظریه های کنترلی و کاربرد آنها در SMPS ها داشته باشد.
4- اصول طراحی را با در نظر گرفتن سازگاری میدانهای الکترومغناطیسی منابع تغذیه سوئیچینگ با محیط انجام دهد.
5- درک صحیح از دفع حرارت درونی (انتقال حرارت به محیط) و طراحی مدارات خنک کننده موثر با راندمان زیاد.
فهرست مطالب
فصل اول- انواع منابع تغذیه
1-1منبع تغذیه خطی
1-1-1 مزایای منابع تغذیه خطی
1-1-2 معایب منبع تغذیه خطی
1-1-2-1 بزرگ بودن ترانس کاهنده ورودی
1-2 منبع تغذیه غیر خطی (سوئیچینگ)
1-2-1 مزایای منبع تغذیه سوئیچینگ
1-2-2 معایب منابع تغذیه سوئیچینگ
فصل دوم – یکسوساز و فیلتر ورودی
2-1 یکسوساز ورودی
2-2 مشکلات واحد یکسوساز ورودی و روش های رفع آنها
2-2-1 استفاده از NTC
2-2-2 استفاده از مقاومت و رله
2-3-2 استفاده از مقاومت و تریاک
2-3-1 روش تریستور نوری
فصل سوم – مبدل های قدرت سوئیچنیگ
3-1 مبدل فلای بک غیر ایزوله
3-2 مبدل فوروارد غیر ایزوله
فصل چهارم – ادوات قدرت سوئیچینگ
4-1 دیودهای قدرت
4-1-1 ساختمان دیودهای قدرت
4-1-2 انواع دیود قدرت
4-1-2-1 دیودهای با بازیابی استاندارد یا همه منظوره
4-1-2-2 دیودهای بازیابی سریع و فوق سریع
4-1-2-3 دیودهای شاتکی
4-2 ترانزیستور دوقطبی قدرت سوئیچینگ
4-3 ترانزیستور ماسفت قدرت سوئیچینگ
فصل پنجم – مدارهای راه انداز
5-1 مدارهای راهانداز بیس
5-1-1 راه انداز شامل دیود و خازن
5-1-2 مدار راه انداز بهینه
5-1-3 راه اندازهای بیس تناسبی
5-2 تکنولوژی ساخت ترانزیستورهای ماسفت
فصل ششم – واحد کنترل PWM
6-1 نحوه کنترل PWM
6-2 معرفی تعدادی از مدارهای مجتمع کنترل کننده PWM
6-2-1 مدار مجتمع مد جریانی خانواده 5/4/3/842 (3)
6-2-2 مدار مجتمع کنترل کننده مُد جریانی از نوع سیماس
6-2-3 مدر مجتمع مد ولتاژی P/FP 16666 HA
6-2-4 مدار مجتمع مد ولتاژی
6-2-5 مدار مجتمع مد جریانی
6-2-6 مدار مجتمع مد جریانی
فصل هفتم – سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر
7-1 سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر
7-2 مبدل فلایبک ولتاژ صفر ساده
7-3 مبدل های سوئیچینگ نرم ولتاژ صفر
7-3-1 مبدل تشدیدی موازی
7-3-2 مبدل تشدیدی سری
7-3-3 مبدل تشدیدی سری –موازی
7-3-4 پل تشدیدی با فاز انتقال یافته
7-4 سوئیچینگ نرم جریان صفر
فصل هشتم – تجزیه و تحلیل چند منبع تغذیه سوئیچینگ
8-1 مدار مجتمع
8-2 مدار مجتمع
8-3 مدار مجتمع P/FP 16666HA
8-4 مدار مجتمع
8-5 مدار مجتمع
8-6 مدار مجتمع TOPxxx
فصل نهم – برخی ملاحظات جانمایی
مقدمه
9-1 سلف
9-2 فیدبک
9-3 خازن های فیلتر
9-4 مسیر زمین
9-5 چند نمونه طرح جانمایی
9-6 خلاصه
9-7 فهرست قوانین طرح جانمایی
مقدمه :
منابع تغذیه سوئیچینگ امروزه و بخصوص از سال 1990 به این طرف جای خود را در تمامی دستگاه های الکتریکی و در صنایع الکترونیک، مخابرات، کنترل، قدرت، ماهواره ها، کشتی ها، کامپیوترها، موبایل، تلفن و ... به دلیل ارزانی قیمت و کم حجم بودن و راندمان بالا باز کرده اند. به همین دلیل اکنون همه کشورهای جهان حتی در جهان سوم به طراحی و ساخت این نوع از منابع تغذیه پرکاربرد می پردازند. اما با این وجود متأسفانه هنوز این منبع تغذیه در ایران ناشناخته مانده و همه روزه مقدار زیادی از بیتالمال المسلمین در راه ساخت منابع تغذیه غیر ایدهآل و یا خرید این گونه منابع تغذیه سوئیچینگ از کشور خارج می شود.
فصل اول
انواع منابع تغذیه
منبع تغذیه خطی
منابع تغذیه خطی منابعی هستند که عنصر کنترل آن ها در ناحیه فعال از عملکرد خود قرار دارد. این عنصر به صورت سری یا موازی با بار قرار می گیرد و با دریافت فیدبک از خروجی، میزان ولتاژ و جریان بار خروجی را تنظیم می کند به گونه ای که ولتاژ خروجی در یک سطح از پیش تعیین شده ثابت باقی بماند. معمولاً عنصر کنترل در این دسته از منابع یک ترانزیستور دو قطبی است که با تنظیم جریان بیس آن میزان جریان رسیده به بار کنترل می شود. بلوک دیاگرام ساده شده این نوع منبع تغذیه در شکل نشان داده شده است.
1-1-1مزایای منابع تغذیه خطی
مزایای یک منبع تغذیه خطی به شرح زیر است:
1- پایداری زیاد.
2- نویزپذیری پایین.
3- تثبیت عالی.
4- نوسان کم خروجی.
1-1-2 معایب منبع تغذیه خطی
معایب یک منبع تغذیه خطی به شرح زیر می باشد:
1- بازده کم تر از 50% (در توان های نسبتاً زیاد). راندمان منبع تغذیة خطی معمولاً کم است دلیل آن افت ولتاژ و در نتیجه اتلاف توان در عنصر کنترل است.
2- حجم زیاد. یکی از معایب منبع تغذیة خطی حجم زیاد آن به ویژه در توان زیاد است. دلیل اصلی حجیم شدن این منابع دو عامل ذیل است:
الف) بزرگ بودن ترانس کاهنده ورودی
ب) نیاز به گرماگیرهای[1] بزرگ به دلیل تلفات زیاد در عنصر کنترل
1-1-2-1 بزرگ بودن ترانس کاهندة ورودی
همان گونه که بیان شد یکی از دلایل حجیم شدن منبع تغذیه خطی بزرگ بودن ترانس کاهندة ورودی آن می باشد. این ترانس به دلایلی نمی تواند از بلوک دیاگرام کنار گذاشته شود. ترانس سبب مجزاسازی[2] مدار خروجی از ورودی می شود و از طرفی برای جلوگیری از تشعشع مدار و جلوگیری از نفوذ میدان های الکترومغناطیسی خارجی مجبوریم که زمین مدار را به بدنة منبع تغذیة خطی متصل کنیم و در صورت نبود ترانس خطر برق گرفتگی برای کاربر وجود دارد.
3- عدم توانایی فشرده سازی به ویژه برای بهرهوری بالا.
4- زمان نگهداری[3] نسبتاً کوچک.
منبع تغذیة خطی دارای زمان نگهداری بسیار کمی می باشد. منظور از زمان نگهداری مدت زمانی است که خروجی تغذیه علیرغم قطع بودن برق ورودی آن، هم چنان برقرار می ماند. اگر بخواهیم این زمان را افزایش دهیم باید ظرفیت خازن های ورودی را بسیار بزرگ در نظر بگیریم که طبعاً حجم زیادی اشغال می کند.
5- مناسب برای ولتاژهای کم.
این نوع منابع بیشتر برای ولتاژهای خروجی پایین به کار برده میشوند و این یکی از معایب منبع تغذیه خطی است که استفاده از آن در ولتاژهای زیاد مقرون به صرفه نیست.
1-2 منبع تغذیة غیرخطی (سوئیچینگ)
معایب منبع تغذیة خطی می تواند با استفاده از منبع تغذیة سوئیچینگ کاهش یافته و یا حذف شود. بلوک دیاگرام ساده شدة یک منبع غیرخطی (سوئیچینگ) در شکل نمایش داده شده است.
1-2-1 مزایای منبع تغذیة سوئیچینگ
منابع تغذیة سوئیچینگ دارای مزایایی به شرح زیر می باشند:
1- راندمان بزرگ تر از 50%
معمولاً بازده منابع تغذیه سوئیچینگ بیشتر از بازده منابع تغذیه خطی می باشد. بازده منابع تغذیه سوئیچینگ بین %70 تا %80 است. در منابع تغذیة سوئیچینگ عنصر کنترل (سوئیچینگ) در حالت اشباع و قطع کار می کند و توان تلفاتی پایینی دارد، در حالی که در منابع تغذیة خطی عنصر کنترل در حالت فعال کار می کند و توان تلفاتی بالائی دارد.
2- ابعاد کوچک ترانس
در منابع تغذیة خطی ترانس در فرکانس 50 هرتز برق شهر کار میکند. بر این اساس انرژی نسبتاً زیاد در تعداد دفعات کم به خروجی منتقل می شود. در حالی که در منبع تغذیة سوئیچینگ با افزایش فرکانس، بسته های انرژی کوچک تری در تعداد دفعات بیشتری منتقل می گردد.
3- سبک بودن منبع تغذیه
بیشتر وزن یک منبع به ترانس آن بستگی دارد. حال اگر ترانس کوچک باشد این منبع سبک خواهد شد.
4- کاملاً فشرده
منابع تغذیه سوئیچینگ را می توان در بسته بندی های کاملاً فشرده قرار داد، چون اتلاف حرارتی کمی دارند.
5- ورودی با محدودة دینامیکی زیاد
ولتاژ ورودی می تواند در محدودة وسیعی تغییر کند در حالی که ولتاژ خروجی ثابت باقی بماند.
6- زمان نگهداری بیش از پنج میلی ثانیه.
در منابع تغذیة سوئیچینگ زمان نگهداری بیشتر از منابع تغذیة خطی است. دلیل آن ولتاژ dc بالایی است که در خازن ورودی ذخیره می شود. از آنجائی که انرژی ذخیره شده در خازن با مربع ولتاژ رابطه دارد به همین دلیل منبع سوئیچینگ زمان نگهداری بیشتری دارد.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است