فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:100
فهرست مطالب:
خلاصه
فصل اول
مقدمه
1-1- تاریخچه مختصری ازگرمایش القائی
1-2- طبقه بندی کوره های القائی ازنظرفرکانس
1-3- کاربرد گرمایش القائی درصنعت
فصل دوم
اصول گرمایش القائی ومزایای آن نسبت به سایرروشها
2-1- مقدمه
2-2- اساس گرمایش القائی
2-3- اساس کارکوه القائی
2-4- توزیع جریان گردابی دریک میله توپر
2-5- مزایای گرمایش القائی نسبت به سایرروش ها گرمادهی
فصل سوم
انواع کوره های القائی ذوب ( فرکانس شبکه )
3-1- مقدمه
3-2- کوره های القائی بدون هسته
3-3 – کوره القائی کانالی
3-3-1- کوره القائی کانالی خودریز
فصل چهارم
تجهیزات جانبی ونقش آنها درعملکرد کوره های القائی
4-1- مقدمه
4-2- سیستم های حفاظتی
4-2-1- وسیله ایمنی اتصال زمین
4-2-2- رله فشاری
4-2-3 – رله های ولتاژ زیاد وجریان زیاد
4-2-4 – رله های حرارت زیاد
4-2-5 – تخلیه بار خازن ها
4-3- سیستم خنک کنندگی
4-4- مواد دیرگذار
4-4-1آسترکشی کوره
4-5 –سیستم تخلیه مذاب
4-6 – بانک خازن
4-6-1 حفاظت خازن ها
4-7 – سیم پیچ کوره های القائی
4-7-1 ضریب کیفیت سیم پیچ کوره
4-8 –ترانسفورماتور
4-9- سلف کوره های القائی
4-10 – طرح کلی یک کوره القائی
4-11- مسئله « پل » درکوره های القائی
4-12- خطرقراضه های مرطوب
فصل پنجم
اصول جبران سازی بارومتعادل کردن آن
5-1- مقدمه
5-2- تصحیح ضریب قدرت وجبران سازی
5-3-متعادل کردن بار
5-3-1 مدارمتعادل کننده ایده آل
فصل ششم
انتخاب مشخصات اصلی کوره های القائی ذوب
6-1- مقدمه
6-2- انتخاب مشخصات ظاهری کوره
6-3- انتخاب فرکانس مناسب
6-4- انتخاب توان مورد نیاز
6-5- انتخاب ظرفیت کوره
فصل هفتم
نتیجه گیری وپیشنهاد
منابع ومراجع
خلاصه
کلمات کلیدی: گرمایش القائی – کوره القائی – کوره بدون هسته – کوره کانالی – متعادل کردن بار – تصحیح ضریب قدرت
امروزه کوره های القائی یکی ازاساسی ترین نیازهای صنعت می باشد و درواقع می توان گفت بسیاری ازصنایع به نوعی به این نوع کوره ها وابستگی دارند. این کوره ها انواع مختلفی دارند که دراین پایان نامه سعی شده است یکی ازپرکاربرد ترین آنها ، کوره های القائی ذوب با فرکانس شبکه مورد بررسی قرارگیرد.
دراین پایان نامه سعی برتدوین دانش فنی درزمینه کوره های القائی ذوب با فرکانس شبکه بوده است تا در آینده مورد استفاده صنعتگران ودانش پژوهان قرارگیرد . مسائلی ازقبیل انواع کوره های ذوب ، حفاظت کوره ها ، مساله تصحیح ضریب قدرت ومتعادل کردن بار دراین پایان نامه موردیوجه قرارگرفته است .
ابتدا سعی شده است . اصول کلی گرمایش القائی با استفاده از قانون الکترومغناطیس فاردای ودرواقع طرز کار کلی کوره القائی بیان گردد. درادامه ، انواع کوره های القائی ذوب با فرکانس شبکه مورد بررسی قرارمی گیرند ونحوه عملکرد هریک بیان می شود . سپس تجهیزات جانبی این نوع کوره ها مورد توجه قرارمی گیرد. پس از آن بررسی مدارهای مورد استفاده به منظور جبران سازی ضریب قدرت ومتعادل سازی پرداخته می شود. درانتها نحوه انتخاب پارامترهای این نوع کوره ها بیان می گردد.
مقدمه
صنعت متالوژی یا به عبارت دیگر صنعت ریخته گری وعلم یکی ازکهن ترین علو وصنایعی است که بشربه آن پرداخته است ودرآن پیشرفت کرده است . مهمترین مساله ای که دراین زمینه ازدیرباز وجود داشته وذهن بشر به آن معطوف بوده است مساله ذوب کردن مواد مختلف می باشد که برای ساخت ابزارآلات ووسایل مختلف مجبور به انجام آن بوده است .
شاید به جرات بتوان ادعا کرد که استفاده ازنیروی الکتریسته برای ذوب کردن مواد، نقطه عطف صنعت متالوژی بوده است . دراین زمینه کوره های القائی، پرکاربردترین کوره ها در این زمینه بوده اند که با استفاده ازایجاد گرما توسط نیروی مغناطیسی کارمی کنند و مزایای پرشماری نسبت به سایر روشها ذوب دارند که درفصل دوم بدان می پردازیم .
1-1- تاریخچه مختصری ازگرمایش القائی ( 5)
تاریخ کشف پدیده القای مغناطیسی به سال 1831 م برمی گردد. درنوامبر آن سال مایکل فاردای دو سیم پیچ را برروی یک حلقه آهنی پیچید ونشان داد که هنگامی که یک جریان متناوب را به یکی از دو سیم پیچ وصل کنیم یک ولتاژ دردیگری القا می شود . این کشف ،منجربه تولید ترانسفورماتور وتجهیزات وابسته به آن گردید وتا مدت ها تمامی سعی وتلاش متخصصان برگسترش وتوسعه این نوع تجهیزات متمرکز شده بود.
درسالهای پایان قرن نوزدهم بود که کاربردهای عملی گرمایش القائی شناخته شد واولین کاربرد شناخته شده ، ذوب فلزات بود در آغاز ازکوره هائی با بوته فلزی استفاده می شد ولی این روش به علت معایب زیاد به سرعت منسوخ شد وپس از آن سه تن ازمتخصصین به نامهای فرانتی ،کولبی2 وکلین3 روش ذوب را توسعه دادند ودرواقع اولین کوره ذوب واقعی راساختند که جریان، مستقیما درمذاب القا می شد وبا فرکانس برق شهر کار می کرد. درآغاز این نوع کوره ها به صورت یک اجاق حلقوی شکل بودند که مشکلات فراوانی منجمله مشکلات ناشی از نیروهای مکانیکی حاصل از تداخل جریان فوکوی القائی درذوب و جریا ن سیم پیچ اولیه را داشتند. مشکل دیگر این نوع کوره ها اثر « فشار 4» بود که باعث می شد ذوب از هم کسیخته شود وبنابراین مسیرالکتریکی که برای القائی لازم است قطع می شد وگرمایش متوقف می گشت . این مشکل درمورد ذوب فلزات غیرآهنی به مراتب حادتر بود.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:63
مباحث اصلی مورد بحث :
1- مقدمه
2- معرفی شبکه عصبی مصنوعی
3- فرکانس طبیعی
4- مدل سازی و آنالیز ورق با ANSYS
5- بررسی فرکانس ورق با هوش مصنوعی
6- نتیجه گیری و پیشنهادات
فصـل اول : مقدمه
در چند دهه اخیر،اندیشه بالنده شبیه سازی مغز انسان ،محققان و دانشمندان را برآن داشته است تواناییهای مغز انسان را به رایانه منتقل سازند.عملکرد مغز انسان با توجه به میلیونها سال تکامل میتواند به عنوان کاملترین و بهترین الگو برای تشخیص وقایع پیرامون خود در نظرگرفته شود.لذا دانشمندان در تلاشند تا با درک اصول وساز و کارهای محاسباتی مغز انسان که عملکرد بسیار سریع و دقیقی را دارا میباشد ، سیستمهای عصبی مصنوعی را شبیه سازی نمایند بدین ترتیب شبکههای عصبی مصنوعی تا حدودی از مغزانسان الگوبرداری شدهاند و همان گونه که مغز انسان میتواند با استفاده از تجربیات قبلی و مسائل از پیش یادگرفته،مسائل جدید را تحلیل و تجزیه نماید،شبکههای عصبی نیز در صورت آموزش قادرند برمبنای اطلاعاتی که به ازای آنها آموزش دیدهاند،جوابهای قابل قبول ارائه دهند.
شبکههای عصبی مصنوعی در بسیاری از موارد تحقیق و در تخصصهای گوناگون به کار گرفته شده و به عنوان یک زمینه تحقیقاتی بسیار فعال حاصل همکاری داشنمندان در چند زمینه علمی از قبیل مهندسی رایانه، برق، سازه و بیولوژی اند. کاربرد شبکههای عصبی در مهندسی عمران و بخصوص سازه نیز روز به روز در حال توسعه است و بی شک در آینده شاهد فراگیر شدن و گسترش این علم در مهندسی سازه خواهیم بود.از موارد استفاده شبکههای عصبی در مهندسی عمران میتوان به بهینه سازی، تحلیل، طراحی، پیش بینی خیز و وزن سازهها، تحلیل و طراحی اتصالات، پیش بینی نتایج آزمایشهای بتنی و خاکی ،کاربرد در تئوری گرافها و بسیاری از موارد دیگر اشاره نمود.
فصـل دوم : شبکه های عصبی مصنوعی
2-1- مقدمه
در این فصل به بررسی اجمالی شبکههای عصبی مصنوعی پرداخته میشود. با استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی سعی میشود که ساختار مغز انسان شبیهسازی شود. در مغز انسان حدود1011 واحد سازنده بنام نرون2 که همان سلولهای عصبی هستند وجود دارد که هر یک از آنها به حدود 104 نرون دیگر متصل است.
شبکههای عصبی مصنوعی که امروزه در کابردهای فراوانی ارزش خود را نشان دادهاند براساس مدل بیولوژیکی مغز انسان بوجود آمدهاند که از چند تا چند هزار نرون تشکیل شدهاند و اندازة آنها به پیچیدگی مسئله بستگی دارد. نرونها، ورودیها را که به طریقی خاص جمع شدهاند را پذیرا میشوند.
2-2- تاریخچة شبکههای عصبی
شبکههای عصبی در سال 1943 میلادی توسط مککلاچ و پیتز معرفی شد. اولین شبکه عصبی که توسط آنها معرفی شد دارای چند نرون ساده بود و قدرت محاسباتی مناسبی داشت.
در سال 1949 میلادی هب اولین قانون آموزش شبکههای عصبی را پیشنهاد کرد. در آن زمان هب ادعا کرد که اگر دو نرون بطور همزمان فعال شوند، اثر ارتباطی بین آنها زیاد میشود.
دهههای50 و60 میلادی سالهای طلائی شبکههای عصبی است. در محدوده سالهای 1958 تا 1962 روزنبلات گروه بزرگی از شبکههای عصبی به نام پرسپترون را معرفی نمود. قانون آموزش این شبکهها یک روش تکراری اصلاح وزن بود که بسیار قویتر از قانون هب عمل میکرد.
با ابداع روش انتشار برگشتی که مستقلاً توسط پارکر و لوکان ارائه گردید تحولی در شبکههای عصبی صورت گرفت. از سایر کسانی که در پیشبرد این علم سهیم بودند برنده جایزه نوبل فیزیک، هاپفیلد بود که شبکههای عصبی را که براساس وزن ثابت عمل میکنند را برای اولین بار معرفی کرد. این شبکهها با حافظه مشارکتی عمل میکردند و امکان حل مسائل با قیدهای اولیه توسط آنها میسر بود.
2-3- شبکه عصبی واقعی
سیستم عصبی انسان از واحدهایی بنام سلول عصبی که همان نرون ها هستند تشکیل شده اند که دارای پیچیدگی های حیرت انگیزی می باشد. یک نرون واقعی که در شکل نشان داده شده دارای سه جزء دندریت ، سیناپس و اکسون است. دندریتها که شاخه های متعدد سلولهای عصبی هستند علائم را بصورت پالسهای الکتریکی از سایر نرونها دریافت کرده و با واکنش شیمیایی در فضای بین سلولی انتقال میدهند. محل تماس دو عصب یا دو دندریت سیناپس نام دارد . اگر مجموع مقادیر ورودی از حد آستانه فراتر رود، پردازشگر فعالشده و از طریق اکسون علائمی را به سلول بعدی منتقل میکند
2-4- شبکه عصبی مصنوعی
هر شبکه عصبی دارای خصوصیاتی است که آن را از شبکههای دیگر متمایز میکند. این خصوصیات شامل نحوة ارتباط بین نرونها، روش آموزش شبکه، نحوة تعیین مقادیر وزنهای رابط و نوع تابع تحرک هر نرون است.
وزنهای رابط بین نرونها در واقع نشاندهندة اطلاعات مورد نیاز شبکه برای حل مسئله است. در یک شبکة عصبی هر نرون وضعیت مشخصی داشته و به ورودهای دریافت شده بستگی دارد. عموماً هر نرون پاسخ خود را به نرون یا نرونهای دیگر ارسال میدارد.
بطور کلی خصوصیات یک شبکه عصبی شامل، ساختار شبکه و نحوه ارتباط بین نرونها، روش آموزش شبکه و نحوه تعیین مقادیر وزنهای رابط، و تابع تحریک هر نرون است. با توجه به چگونگی انجام هر یک از موارد مذکور شبکههای عصبی متعددی ارائه شده که بیان خواهند شد.
2-5- سلول عصبی مصنوعی
سلول عصبی مصنوعی تقلیدی از سلول عصبی بیولوژیکی است. بطور کلی دستهای از ورودیها بهکار میروند که هر کدام معرف خروجی سلول عصبی دیگری است. هر ورودی در وزن متناظرش که بیانگر قدرت اتصالی است ضرب شده و سپس همه ورودیهای وزندار با یکدیگر جمع میشوند، تا سطح تحریک سلول عصبی معین شود. شکل 2-2 مدل یک شبکه عصبی مصنوعی را نشان میدهد .
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:29
چکیده:
درایو یا کنورتور فرکانس و یا کنترل کننده دور موتور
درایوها چه کاری انجام میدهند؟
درایو یا کنورتور فرکانس و یا کنترل کننده دور موتور برای تنظیم دور الکتروموتورهای AC (موتورهای سه فاز ) استفاده میگردد. درایوها قادرند دور موتور را از صفر تا چندین برابر دور نامی موتور و بطور پیوسته تغییر دهند.
تنظیم دور در الکتروموتورها علاوه بر منعطف نمودن پروسه های صنعتی ، در کاربردهای زیادی منجر به صرفه جوئی انرژی هم میگردد. علاوه بر آن درایوها جریان راه اندازی کشیده شده از شبکه را به میزان زیادی کاهش میدهند. بطوریکه این جریان خیلی کمتر از جریان اسمی موتور است.
درایوها میتوانند موتور را بطور نرم و کاملا کنترل شده استارت و استپ نمایند. زمان استارت و استپ را میتوان بدقت تنظیم نمود. این زمانها میتوانند کسری از ثانیه و یا صدها دقیقه باشد. توانائی درایو در استارت و استپ نرم موجب کاهش قابل ملاحظه تنشهای مکانیکی در کوپلینگها و سایر ادوات دوار میگردد.
کنترل کننده های دور موتور :
کنترل کننده های دور موتورهای الکتریکی هر چند که ادوات پیچیده ای هستند ولی چون در ساختمان آنها از مدارات الکترونیک قدرت استاتیک استفاده می شود و فاقد قطعات متحرک می باشند، از عمر مفید بالائی برخوردار هستند . مزیت دیگر کنترل کننده های دور موتور توانائی آنها در عودت دادن انرژی مصرفی در ترمزهای مکانیکی و یا مقاومت های الکتریکی به شبکه می باشد . در چنین شرائطی با استفاده از کنترل کننده های دور مدرن می توان از اتلاف این نوع انرژی جلوگیری نمود . بطوریکه در برخی کاربردها قیمت انرژی بازیافت شده از این طریق ، در کمتر از یکسال معادل هزینه سرمایه گذاری سیستم بازیافت انرژی می شود .
کنترل کننده های دور موتور انواع مختلفی دارند. آنها قادرند انواع موتورهای AC و DC را کنترل کنند. قیمت کنترلرها وابسته به نوع تکنولوژی بکار رفته در ساختمان آنها میباشد.
1- روش تثبیت نسبت ولتاژ به فرکانس(یا کنترل V/ F ثابت) : ساده ترین روش کنترل موتورهای AC روش تثبیت نسبت ولتاژ به فرکانس میباشد. اینک این روش، بطور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع کنترلرها از نوع اسکالر بوده و بصورت حلقه باز با پایداری خوب عمل میکنند. مزیت این روش سادگی سیستمهای کنترلی آن است. در مقابل این نوع کنترلرها برای کاربردهای با پاسخ سریع مناسب نمی باشند.
2- روش کنترل برداری : روبوتها و ماشینهای ابزار نمونه هائی از کاربردهای با دینامیک بالا هستند. در این کاربردها روشهای کنترلی برداری استفاده میشود. در روشهای کنترلی برداری با تفکیک مولفه های جریان استاتور به دو مولفه تورک ساز و فلو ساز، و کنترل آنها با استفاده از رگولاتورهای PI ترتیبی داده میشود که موتور AC نظیر موتور DC کنترل شود. و بدین ترتیب تمام مزایای موتور DC از جمله پاسخ گشتاور سریع آنها در موتورهای AC نیز در دسترس خواهد بود.
3- روش کنترل مستقیم گشتاور (Direct Torque Control ) : پاسخ گشتاور در روشهای برداری حدود 10 – 20msو در روشهای کنترل مستقیم گشتاور (Direct Torque Control ) این زمان حدود 5ms است
مزایای استفاده از کنترل کننده های دور موتور
مزایای استفاده از کنترل کننده های دور موتور هم در بهبود بهره وری تولید و هم در صرفه جوئی مصرف انرژی در کاربردهائی نظیر فنها ، پمپها، کمپروسورها و دیگر محرکه های کارخانجات ، در سالهای اخیر کاملا مستند سازی شده است. کنترل کننده های دور موتور قادرند مشخصه های بار را به مشخصه های موتور تطبیق دهند. این اسباب توان راکتیو ناچیزی از شبکه میکشند و لذا نیازی به تابلوهای اصلاح ضریب بار ندارند. در زیر به مزایای استفاده از کنترل دور موتور اشاره میشود:
7- کنترل کننده های دور مدرن امروزی با مقدورات نرم افزاری قوی خود قادرند راه حلهای متناسبی برای کاربردهای مختلف صنعتی ارائه دهند.
تکنولوژی الکترونیک قدرت و درایوهای AC
تکنولوژی الکترونیک قدرت (Power Electronics) ، بهره وری و کیفیت فرایندهای صنعتی مدرن را بی وقفه بهبود میبخشد. امروزه با کمک همین تکنولوژی امکان استفاده از منابع انرژی غیرآلاینده بازیافتی (ReneWable Energy ) ، نظیر باد و فتو ولتائیک فراهم شده است. تخمین زده میشود که با استفاده از الکترونیک قدرت، حدود 15 تا 20 درصد امکان صرفه جوئی انرژی الکتریکی وجود دارد [1]. در واقع با کاهش بیوقفه قیمت ها در عرصه الکترونیک قدرت زمینه برای حضور آنها در کاربردهای صنعتی، حمل ونقل و حتی خانگی فراهم میگردد.
نیروی محرک بیشتر پمپها و فن ها موتورهای القائی هستند که در دور ثابت کار میکنند. لیکن در سالهای اخیر با پیشرفتهای انجام گرفته در زمینه تکنولوژی الکترونیک قدرت ، استفاده از موتورهای القائی قفس سنجابی همراه با کنترل کننده دور موتور (AC DRIVE یا اینورتر یا بطور ساده درایو) رو به گسترش است . درایوها دستگاههائی هستند که توان ورودی با ولتاژ و فرکانس ثابت را به توان خروجی با ولتاژ و فرکانس متغیر تبدیل میکنند. باید توجه کرد که دور یک موتور تابعی از فرکانس منبع تغذیه آن است. برای این منظور یک درایو نخست برق شبکه را به ولتاژ DC تبدیل کرده و سپس آنرا با استفاده از یک اینورتر مجددا به ولتاژ AC با فرکانس و ولتاژ متغیر تبدیل میکند. در شکل(1) قسمتهای اصلی یک درایو ولتاژ پائین نشان داده شده است. همانطور که مشاهده میکنید قسمت اینورتر متشکل از سوئیچهای قدرتی است که در سالهای اخیر تغییرات تکنولوژیک زیادی پیدا کرده اند. در واقع با معرفی سوئیچهای قدرتی چون IGBT با قیمتهای رو به کاهش، زمینه برای عرضه درایوهای با قیمت مناسب فراهم شد. در هر حال خاطر نشان میکنیم که شکل موج خروجی درایو ترکیبی از پالسهای DC با دامنه ثابت است. این موضوع موجب میشود که خود درایو منشا اختلالاتی در کار موتور شود. برای مثال کیفیت شکل موج خروجی درایو میتواند سبب اتلاف حرارتی اضافی ناشی از مولفه های هارمونیکی فرکانس بالا در موتور شده و یا موجب نوسانات گشتاور Torque Pulsation در موتور گردد. با این حال درایوهای امروزی بدلیل استفاده از سوئیچهای قدرت سریع این نوع مشکلات را عملا حذف کرده اند.