گزارش کاراموزی بررسی تنظيم كننده هاي ولتاژ،ژنراتور،ماشين AC

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق، الکترونیک، مخابرات
گزارش کاراموزي بررسي تنظيم كننده هاي ولتاژ،ژنراتور،ماشين AC در 139 صفحه ورد قابل ويرايش


فهرست مطالب

عنوان صفحه

ماشينهاي ac 1

نقش acدر سنكرون ها 3

اتصالات در سيستم ac 11

مبدل هاي ac 12

قسمتهاي مختلف يك تنظيم كننده 20

مباحث كلي در مورد فيلتر 25

تقويت كننده dc 34

مدار محدود كننده مدار 37

تنظيم كننده هاي ولتاژ كليدي 49

ژنراتورها 52

تنظيم فلوي آب 58

تعميرات برنامه ريزي شده توربين 60

اندازه گيريهاي كليرنس 74

برنامه ريزي بازرسي با بورسكوپ 81

بازرسي احتراق 85

دمونتاژوالو 94

چك فلوي هواي نوزل سوخت 111

حدهاي بازرسي در مورد فلواسليو 128

ونتاژ 137







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.

به چند نمونه از دستاوردهاي ما در صنايع مختلف نظري بيافکنيد:



- درايو هاي وکن توليد محصولات با کيفيت در کارخانه لبنيات Valio کمک مي کند .

درايوهاي وکن ماشين آلات انتقال و کانواير ها را در کارخانه لبنيات Valio در شهر Riihimaki در فنلاند کنترل مي کنند .

Valio بيشترين حجم معاملات را در صنعت لبنيات در فنلاند دارا مي باشد . Valio پيشگام توليد لبنيات در سطح جهان مي باشد.

- درايو هاي AC مديريت پروسه را بهبود بخشيده اند :

تنظيم كننده هاي ولتاژ

در اكثر آزمايشگاههاي برق از منابع تغذيه براي تغذيه مدارهاي مختلف الكترونيكي آنالوگ و ديجيتال استفاده مي شود . تنظيم كننده هاي ولتاژ در اين سيستم ها نقش مهمي را برعهده دارند زيرا مقدار ولتاژ مورد نياز براي مدارها را بدون افت و خيز و تقريباً صاف فراهم مي كنند .

منابع تغذيه DC ، ولتاژ AC را ابتدا يكسو و سپس آن را از صافي مي گذرانند و از طرفي دامنه ولتاژ سينوسي برق شهر نيز كاملاً صاف نبوده و با افت و خيزهايي در حدود 10 تا 20 درصد باعث تغيير ولتاژ خروجي صافي
مي شود.

از قطعات مورد استفاده براي رگولاتورهاي ولتاژ مي توان قطعاتي از قبيل ، ترانسفورماتور ، ترانزيستور ، ديود ، ديودهاي زنر ، تريستور ، يا ترياك و يا آپ امپ (op Amp) و سلف (L) و خازن (C) و يا مقاومت (R) و يا ICهاي خاص را نام برد .

عوامل موثر بر تنظيم ولتاژ :

عوامل مختلفي وجود دارند كه در تنظيم ولتاژ در يك تنظيم كننده موثرند از جمله اين عوامل را مي توان ، تغييرات سطح ولتاژ برق ، ريپل خروجي صافيها، تغييرات دما و نيز تغييرات جريان بار را نام برد .

الف) تغييرات ولتاژ ورودي :

در تمامي وسايل الكترونيكي و يا سيستم هاي الكترونيكي و مكانيكي و غيره و در تمامي شاخه هاي علمي طراحان براي اينكه يك وسيله يا سيستم را با سيستم هاي مشابه مقايسه كنند معياري را در نظر مي گيرند كه اين معيار در همه جا ثابت است .

در يك تنظيم كننده معياري به نام تنظيم خط وجود دارد كه ميزان موفقيت يك تنظيم كننده ولتاژ در كاهش تغييرات ولتاژ ورودي را با اين معيار مي سنجند و به صورت زير تعريف مي كنيم :





يكسوساز تمام موج :

مدار يكسوساز تمام موج در حقيقت از 2 مدار نيم موج تشكيل شده كه هركدام

در يكي از نيم سيكلهاي ولتاژ سينوسي ورودي هدايت مي كند ، در نيم سيكل مثبت ولتاژ ورودي ، فقط ديود هدايت نموده و جريان را از مقاومت بار عبور مي دهد و در نيم سيكل منفي ولتاژ ورودي ، ديود هدايت نموده و جريان به مقاومت بار مي رسد .

مقادير متوسط جريان و ولتاژ :

اگر مدار يكسوساز تمام موج را با يكسوساز نيم موج مقايسه كنيم متوجه مي شويم كه جريان در مدار تمام موج 2 برابر حالت نيم موج است .

و ولتاژ DC نيز از ضرب جريان بدست آمده بالا در مقاومت بدست مي آيد .

حداكثر ولتاژ معكوس :

در يكسوكننده نيم موج ديديم كه وقتي ديود D در حالت قطع قرار مي گرفت تمامي ولتاژ ورودي بر روي آن ظاهر مي شد و بنابراين حداكثر ولتاژ معكوس ديود برابر بود .

در يكسوكننده تمام موج وقتي ديود قطع است ديود در حالت هدايت بوده و تقريباً اتصال كوتاه است و ولتاژ دوسر ديود برابر مي باشد و براي ديود نيز وقتي كه ديود وصل است ، ديود قطع و اوج ولتاژ معكوس برابر مي‌باشد . بنابراين بايد بدانيم كه در انتخاب ديودها براي مدار يكسوكننده تمام موج ، اندازه ولتاژ شكست ديود از بيشتر باشد تا ديود وارد ناحيه شكست نشود .

صافي خازني :

در شكلهاي مدارهاي يكسوكننده كه شكل موج ولتاژ خروجي در اين مدارها با شكل موج ولتاژ ورودي تفاوتي اساسي پيدا نموده و در واقع اين مدارهاي يكسوكننده از يك ولتاژي كه شامل هيچ گونه مؤلفه DC نيست يك ولتاژ DC توأم با ريپل (ripple) يا به عبارتي ناصاف بوجود مي آورد . براي حذف ريپل موجود در خروجي يكسوكننده مي توان از صافي خازني استفاده كرد اينكار بوسيله موازي كردن يك خازن با مقاومت در مدار مثلاً يكسوكننده نيم موج بدست مي آيد . اين صافي در حقيقت مانع رسيدن فركانسهاي بالاي موجود در شكل موج ورودي ، به مقاومت بار گرديده و با اين عمل به صاف تر شدن ولتاژ خروجي كمك مي كند (صافي پايين گذر) .

مباحث كلي درباره فيلتر

يك مدار يكسوساز براي تبديل سيگنالي با مقدار متوسط صفر به مقدار متوسط غيرصفر مورد نياز است . البته ، ولتاژ dc ضربان دار بدست آمده ، كاملاً dc نيست و حتي نمونه قابل قبولي از آن نمي باشد . اگرچه در مداري نظير يك شارژ باطري ، ضربان دار بودن مشكل بزرگي نيست ، با اين وجود ، براي مدارات منبع تغذيه يك راديو ، ضبط صوت ، كامپيوتر و ديگر دستگاههاي الكترونيك ضربان با فركانس 50 سيكل روي ولتاژ dc خروجي ظاهر مي شود و در اثر آن كار كليه مدارت نادرست انجام مي گيرد . در چنين موردي و موارد گوناگون ديگر dc بدست آمده بايستي صاف تر از ولتاژي باشد كه مستقيماً از يكسوساز نيم موج يا تمام موج بدست مي آيد .

فيلتر رگولاسيون ولتاژ و ولتاژ موجك

قبل از ورود به جزئيات مدار فيلتر ، بايستي روش متداول ارزيابي مداري كه اثر آن را به عنوان يك فيلتر مورد مقايسه قرار مي دهيم بدقت ملاحظه شود . اگرچه باطري علي الاصول داراي ولتاژ خروجي dc يا پيوسته است ، ولتاژ بدست آمده از منبع ac با يكسوسازي و فيلتر كردن ، داراي مقداري ريپل يا موجك خواهد شد .هر اندازه تغييرات ac نسبت به سطح dc كمتر باشد ، عمل فيلتر بهتر صورت گرفته است .

فرض كنيد ولتاژ مدار فيلتر را با يك ولتمتر dc و يك ولتمتر ac اندازه گيري كنيم . در آن صورت ولتمتر dc تنها مقدار متوسط يا سطح dc ولتاژ خروجي را نشان خواهد داد و ولتمتر ac فقط مولفه rms ولتاژ ac را اندازه گيري خواهد كرد (با فرض اينكه سيگنال از طريق يك خازن به ولتمتر اخيرالذكر منتقل شود) .

تنظيم كننده ( رگولاسيون ) ولتاژ موازي

رگولاتور ولتاژ موازي با استفاده از يك جريان موازي جريان بار ولتاژ تثبيت شده اي در خروجي بدست مي دهد . ولتاژ تثبيت نشده ورودي جريان بار را ايجاد مي كند . مقداري از جريان بوسيله عنصر كنترل كننده كشيده مي شود تا ولتاژ خروجي دو سر بار ثابت نگهداشته شود . چنانچه ولتاژ بار به علت تغيير مقاومت بار تغيير كند ، مدار نمونه گير متناسب با آن يك سيگنال فيدبك براي مقايسه كننده تهيه مي كند . سپس مقايسه كننده يك سيگنال كنترل بدست مي دهد كه مقدار جريان موازي بار را تغيير مي دهد ، بطور مثال ، اگر ولتاژ خروجي بيشتر شود ، مدار نمونه گير يك سيگنال فيدبك به مدار مقايسه كننده مي فرستد كه به دنبال آن يك سيگنال كنترل عنصر كنترل كننده را وا مي دارد تا جريان موازي بيشتري كشيده شود و جريان بار كمتري در خروجي بدست آيد . در نتيجه اين عمل ولتاژ خروجي كاهش مي يابد .

اساس رگولاتور موازي ترانزيستوري

مقاومت R3 ولتاژ تثبيت نشده را متناسب با جريان بار افت مي دهد . ولتاژ دو سر بار بوسيله ولتاژ ديود زنر و بيس – اميتر ترانزيستورتنظيم مي گردد . چنانچه مقاومت باركاهش يابد ، جريان راه انداز بيس Q1 كاهش مي يابد و جريان موازي دركلكتور كم مي شود . به اين ترتيب جريان بار بيشتر مي شود و در نتيجه ولتاژ تثبيت شده دو سر بار ثابت باقي مي ماند . ولتاژ خروجي بار برابر است با : مجموع ولتاژهاي ديود زنر به علاوه ولتاژ بيس – اميتر .

در اين نوع تنظيم كننده ها سرعت قطع و وصل ترانزيستور بين KHz 10 تا KHz 100 است و بازده اين تنظيم كننده ها مي تواند به 80 تا 90 درصد و حتي بالاتر برسد .

در نوع ديگر تنظيم كننده هاي كليدي كه به نوع اوليه شناخته شده اند ترانزيستور كنترل Q در اوليه ترانس قرار مي گيرد . در اين مدار ابتدا توسط يك يكسوساز و خازنهاي 1C و 2C ، ولتاژهاي ثابت ايجاد VI + و VI – ايجاد مي شوند .

ترانزيستورهاي 1Q و 2Q از مدار كنترل فرمان گرفته و به حالتهاي قطع و اشباع مي روند و از ولتاژهاي يك شكل موج متناوب مربعي مي سازند . دامنه اين موج مربعي توسط ترانسفورماتور T به مقدار دلخواه كاهش داده شده و توسط بقيه قسمتهاي مدار به ولتاژ DC مورد نظر در خروجي تبديل مي شود . نظر به فركانس بالاي شكل موج مربعي مزبور ، ترانسفورماتور داراي ابعاد كوچكي خواهد بود و مي تواند به آساني با سر وسط ساخته شود به گونه اي كه در خروجي نياز به يكسوساز پل نباشد .

از مدار تنظيم كننده ولتاژ كليدي اوليه مي توان در مواردي كه يك منبع ولتاژ DC ( باطري ) در اختيار داريم و چند ولتاژ DC ، حتي ولتاژ DC بزرگتر از ولتاژ ورودي مورد نياز است ( در سيستمهاي مخابرات صحرايي و يا در ماهواره ها ) استفاده نمود در اين كاربرد مدار در حقيقت يك مبدل DC به DC مي باشد .

مثال : با فرض آنكه ولتاژ ورودي V 12 = VI ، ولتاژ خروجي 5 ولت با ريپل كمتر از 20 ميلي ولت ، فركانس كليدزني KHz 25 و حداكثر تغييرات جريان سلف محدود به 8/0 آمپر باشد . مطلوب است .

الف ) سيكل كاري D

ب ) مقادير C و L

( تنظيم كننده ) رگولاتور موازي كاملتر

ديود زنر ولتاژ مرجع را ارائه مي كند ، بطوريكه ولتاژ دو سر R1 ولتاژ خروجي را احساس مي كند . مادامي كه ولتاژ خروجي تغيير مي كند ، جريان موازي شده بوسيله ترانزيستور Q1 تغيير كند تا ولتاژ خروجي ثابت باقي بماند . بطوريكه رگولاتور يك جريان بار بزرگتر بدست مي دهد . ولتاژ خروجي بوسيله ولتاژ زنر و ولتاژ دو سر بيس اميترهاي دو ترانزيستور تنظيم مي گردد .





تنظيم كننده ( رگولاتور ) ولتاژ موازي با استفاده از OP_AMP

ولتاژ زنر با ولتاژ فيدبك كه از طريق مقاومتهاي مقسم ولتاژ R1 و R2 بدست مي آيد مقايسه مي گردد تا جريان كنترل عنصر موازي Q1 تأمين گردد . جرياني كه از مقاومت Rs مي گذرد به گونه اي كنترل مي شود كه با توجه به افت ولتاژ دو سر آن ولتاژ خروجي ثابت باقي بماند .