تعداد اسلاید : 24
پاورپوینت اموزشی موازی کردن ژنراتورهای سنکرون
تعداد اسلاید : 24
میزانسازی تنظیم کنندههای ولتاژ ژنراتورهای سنکرون با به کارگیری مدل ژنراتور درون خطی (on-line generator)
چکیده
تنظیم، رگولاتورهای ولتاژ اتوماتیک برای کنترل ولتاژ ژنراتورهای یک سیستم قدرت در بسیاری وضعیت ها برای حالت مدار باز یک ژنراتور سنکرون انجام شده است. معادلات اساسی ماشین های الکتریکی و همچنین اندازه گیری های دقیق نشان داده است که AVR ها در حالتی که به شبکه متصل هستند و تحت بار نامی کار می کنند بکلی رفتار متفاوتی نسبت به حالتی که مدار باز هستند از خود نشان می دهند. این مقاله روشی را برای تنظیم یک AVR تحت بار نامی ارائه کرده و سپس مقایسة حالت گذرا را در ولتاژ ترمینال در حالت متصل به شبکه و open-circuit می پردازد.
موضوع مورد مطالعه نصب یک ژنراتور در calgorcg ، Canada بود و در آن مشاهده کردیم که هنگامی که یک AVR را در حالتی که به شبکه متصل است تنظیم می کنیم بهبودی بیشتری در میرایی حالت گذرا حاصل می شود. همچنین در این حالت در انتقال توان نیزف میرایی بیشتری در در حالت گذرا حاصل می شود.
در بسیاری از مواقع، رگولاتورهای ولتاژ در نیروگاه ها برای ایجاد میرایی قابل توجه برای شرایط گذرا در حالت مدار باز نصب می شوند، در بسیاری از مواقع، در این رویه میزان سازی لازم است که ابتدا هم خود AVR و هم ژنراتور سنکرون را بر روی یک کامپیوتر آنالوگ و یا دیجیتال مدل کنیم (همانند شکل 1) تنظیمات مربوط به AVRها معمولاً در نیروگاه و در حین تصدی فازهای ژنراتور و کنترل کننده ها، انجام می گیرد.
شکل 1) بلاک دیاگرام مربوط به مدل مدار باز یک ژنراتور به منظور تنظیم AVR ها
با کمی تلاش می توان ای ن روش تنظیم سازی در شرایط مدار باز را به گونه ای به کار بریم که بتوانیم با کمک آن AVR ها را تحت بار نیز تنظیم کنیم. اگر AVR های مدار باز تأثیر منفی بر روی عملکرد سیستم هنگام فعالیت در حالت مدار بسته نداشته باشد نیازی به اعمال تغییر بر روی تنظیمات AVR نداریم اما اگر نوسانات سیستم همچنان تداوم داشته باشد، هنگامی که بار ژنراتور در حال کاهش است و یا هنگامی که یک خط اتصال و یا یکی از بارها غالب هستند. آنگاه این به منزلة تنظیم نبودن AVR می باشد در چنین شرایطی معمولاً بواسطه چندین فیدبک حول ژنراتور سعی در پایدارسازی سیستم میکنند. این فیدبک ها که مشتمل بر پایدارسازی های قدرتی هستند در سالهای اخیر عنوان بسیاری از مقالات در این زمینه بوده که از بین آنها نتایج بسیاری قدرتی هستند در سالهای اخیر عنوان بسیاری از مقالات در این زمینه بوده که از بین آنها نتایج بسیار مثبتی نیز اخذ شده که بکارگیری آن نتایج در هنگام نوسانات سیستم و یا مواقعی که مسأله تداخل مشکلاتی را در سیستم قدرت ایجاد نموده بسیار سودمند بوده است.
word: نوع فایل
سایز:130 KB
تعداد صفحه:14
تعداد صفحات : 17 صفحه -
قالب بندی : word
1- مقدمه
مبدل های حرارتی فین و لوله در حد گسترده ای در بخش های مختلف مهندسی از قبیل سیستم های گرمایش ، تهویه و سردسازی ( HVACR ) مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد بالای مبدل های حرارتی با توجه به استانداردهای موثر به لحاظ هزینه های پایین و کاهش اثرات محیطی از اهمیت بسیاری برخوردار است.
در خصوص مبدل های حرارتی تغییر فاز و سیستم های تغییر مایع به هوا که به طور کلی با سیستم های HVAC&R شناخته شده بوده ، مقاومت همرفت ضلع هوا به طور معمول به دلیل ویژگی ترموفیزیکی هوا غالب می باشد. از این رو تلاش های بسیاری در خصوص افزایش عملکرد انتقال حرارت ضلع هوا و تغییراتی در الگوی فیلم از قبیل انطباق موج ، لوور و فین شکاف صورت گرفته است. با این حال با افزایش قابل توجه انتقال حرارت ، جبران افت فشار نسبت به موارد مشابه در دیگر روش های متداول افزایش انتقال حرارت به مراتب چشم گیر تر می باشد.
در سال های اخیر ، یک رویکرد بسیار امید بخش برای افزایش عملکرد انتقال حرارت مسیر جریان هوا با استفاده از عوامل تغییر و جابجایی جریان و به طور کلی با استفاده از مبدل های گردابی مورد توجه قرار گرفته است. با جریان سیال ، در ژنراتورهای گردابی ، در میدان جریان به دلیل جدا شدن جریان بر روی لبه مقدم ژنراتور گردابی ، جریان های گردابی ( حلقوی ) مخالف جریان اصلی ایجاد شده که ترکیب انبوه جریان ، تغییر لایه مرزی و ناپایدار شدن جریان و در نتیجه افزایش انتقال حرارت با توجه به این جریان های حلقوی را به دنبال دارد. ژنراتورهای گردابی طولی بکار رفته در انواع مبدل های حرارتی به دلیل مزایای افزایش انتقال حرارت با افت فشار متوسط ، بسیار مورد توجه می باشند.
فبیگ و گروه تحقیقاتی اش به صورت آزمایش یک مبدل حرارتی با سه ردیف لوله را با بال های کوچک دلتا شکل مورد مطالعه قرار داده اند.
براین اساس افزایش انتقال حرارت 65-55 درصد در مقایسه با افزایش 45-20 ضریب اصطکاک ظاهری برای ساختار خطی مشاهده می شود. بی سا و نیز بررسی های عددی را در خصوص ساختار جریان و مشخصات انتقال حرارت در یک کانال با لوله های داخلی و ژنراتور گردابی بالدار دنبال می کند. براساس بررسی های فبیگ افزایش انتقال حرارت موضعی 10 درصد لوله های مدور و افزایش 100 درصد لوله های صاف با ساختار هندسی یکسان گزارش شده است. وب و گروه تحقیقاتی اش نیز در بررسی های عددی خود ، مشخصات انتقال حرارت و ساختار جریان در جریان های آرام و آشفته از طریق یک کانال مستطیلی شکل متشکل از ژنراتورهای گردابی را دنبال می کنند. جاکوب و شا نیز به بررسی و مرور افزایش انتقال حرارت القاء شده با جریان گردابی پرداخته و مبنای نظری این روش را مورد بحث قرار می دهند. بیسوا و گروه تحقیقاتی اش نیز در بررسی های خود دریافتند که جریان آنسوی یک مبدل گردابی بال دار با جریان گردابی اصلی ، جریان گردابی گوشه ای و جریان های حلقوی ایجاد شده متناسب است. لی یک بررسی عددی را در خصوص مشخصات انتقال حرارت و ساختار آشفته در یک لایه مرزی سه بعدی با جریان های حلقوی طولی دنبال می کند.
چن نیز بررسی های عددی بسیاری در خصوص انتقال حرارت و جریان در یک وسیله انتقال حرارت با لوله بیضی شکل و در آرایش خطی و نامتقابل با ژنراتورهای جریان گردابی بالدار پانچ شده انجام داده است.
ژنراتورهای الکتریکی
یک ژنراتور الکتریکی دستگاهی است که از یک منبع انرژی مکانیکی تولید انرژی الکتریکی می کند. این فرایند را تولید الکتریسته می نامند.
ابداعات
قبل از اینکه ارتباط بین مغناطیس و الکتریسته کشف شود، ژنراتورها از اصول الکتروستاتیک بهره می بردند. ماشین ویمشارت از القای الکتروستاتیک یا تاثیر کردن استفاده می کرد. ژنراتور واندوگراف از اثر تریبوالکتریک «برق مالشی) برای جدا سازی بارهای الکتریکی با استفاده از اصطکاک بین عایقها ، استفاده می کرد. ژنراتورهای الکتروستاتیک کارآمد نیستند و تنها برای آزمایشات علمی که نیازمند ولتاژهای بالا است، مناسب هستند.
فارادی
در سال 1831 –1832م میشل فارادی کشف کرد که بین دو سر یک هادی الکتریکی که بصورت عمود بر یک میدان مغناطیسی حرکت می کند، اختلاف پتانسیلی ایجاد می شود. او اولین ژنراتور الکترومغناطیسی را بر اساس این اثر ساخت که از یک صفحه مسی دوار بین قطب های یک آهنربای نعل اسبی تشکیل شده بود. این وسیله یک جریان مستقیم کوچک را تولید می کرد.
دینامو
دینامو اولین ژنراتور الکتریکی قادر به تولید برق برای صنعت بود، و کماکان مهمترین ژنراتور مورد استفاده در قرن 21 ام است. دینامو از اصول الکترومغناطیس برای تبدیل چرخش مکانیکی به یک جریان الکتریکی متناوب، استفاده می کند.
اولین دینامو بر اساس اصول فارادی در سال 1832 توسط هیپولیت پیکسی که یک سازنده تجهیزات بود، ساخته شد. این وسیله دارای یک آهنربای دائم بود که توسط یک هندل گردانده می شد. آهنربای چرخنده بگونه ای قرار داده می شد که یک تکه آهن که با سیم پوشانده شده بود، از قطب های شمال و جنوب آن عبور می کرد. پیکسی کشف کرد که آهنربای چرخنده، هر بار که یک قطبش از سیم پیچ عبور می کند، تولید یک پالس جریان در سیم می کند. به علاوه قطب های شمال و جنوب آهنربا جریان ها را در جهت های مختلف القا می کنند. پیکسی توانست با اضافه کردن یک کموتاتور جریان متناوب تولیدی به این روش را به جریان مستقیم تبدیل کند.
دیناموی گرام
بهرحال هر دوی این طرح ها دارای مشکل یکسانی بودند: آنها پرش های جریانی القا می کردند که از هیچ چیز پیروی نمی کرد. یک دانشمند ایتالیایی بنام آنتونیو پاسینوتی این مساله را با جایگزینی سیم پیچ چرخنده توسط یک سیم پیچ حلقه ای که او با سیم پیچی یک حلقه آهنی درست کرده بود، حل کرد. این بدان معنی بود که آهنربا همواره از بخشی سیم پیچ عبور می کرد که این مساله موجب یکنواختی جریان خروجی می شد. زنوب گرام چند سال بعد در حین طراحی اولین نیروگاه تجاری در پاریس در دهه 1870م، این طرح را دوباره ابداع کرد. طراحی وی با نام دینامی گرام معروف است. نسخه های مختلف و تغییرات زیادی از آن هنگام تا کنون در این طراحی بوجود آمده است، اما ایده اصلی چرخش یک حلقه بی پایان از سیم، کماکان قلب تمامی دیناموهای پیشرفته باقی ماند.
شامل 18 صفحه word
سیر تکاملی ژنراتورهای سنکرون(از ابتدا تا پایان دهه 1980)
هدف از انجام این تحقیق بررسی سیر تحقیقات انجام شده با موضوع طراحی ژنراتور سنکرون است. به این منظور، بررسی مقالات منتشر شده IEEE که با این موضوع مرتبط بودند، در دستور کار قرار گرفت. به عنوان اولین قدم کلیه مقالات مرتبط در دهههای مختلف جستجو و بر مبنای آنها یک تقسیمبندی موضوعی انجام شد. سپس سعی شد بدون پرداختن به جزییات، سیرتحولات استخراج شود. رویکرد کلی این بوده است که تحولات دارای کاربرد صنعتی بررسی شود.
با توجه به گستردگی موضوع و حجم مطالب، این گزارش در دو بخش ارایه شده است. در بخش اول ابتدا پیشرفتهای اولیه ژنراتورهای سنکرون از آغاز تا دهه 1970 بررسی شده است و در ادامه تحولات دهههای 1970 و 1980 به تفصیل مورد توجه قرار گرفتهاند. در پایان هر دهه یک جمعبندی از کل فعالیتهای صورت گرفته ارایه و سعی شده است ارتباط منطقی پیشرفتهای هر دهه با دهههای قبل و بعد بیان شود.
ماشین سنکرون همواره یکی از مهمترین عناصر شبکه قدرت بوده و نقش کلیدی در تولید انرژی الکتریکی و کاربردهای خاص دیگر ایفاء کرده است.
ساخت اولین نمونه ژنراتور سنکرون به انتهای قرن 19 برمیگردد. مهمترین پیشرفت انجام شده در آن سالها احداث اولین خط بلند انتقال سه فاز از لافن به فرانکفورت آلمان بود. درکانون این تحول؛ یک هیدروژنراتور سه فاز 210 کیلووات قرار گرفته بود.
علیرغم مشکلات موجود در جهت افزایش ظرفیت وسطح ولتاژ ژنراتورها، در طول سالهای بعد تلاشهای گستردهای برای نیل به این مقصود صورت گرفت.
مهمترین محدودیتها در جهت افزایش ظرفیت، ضعف عملکرد سیستمهای عایقی و نیز روشهای خنکسازی بود. در راستای رفع این محدودیتها ترکیبات مختلف عایقهای مصنوعی، استفاده از هیدروژن برای خنکسازی و بهینهسازی روشهای خنکسازی با هوا نتایج موفقیتآمیزی را در پی داشت به نحوی که امروزه ظرفیت ژنراتورها به بیش از MVA1600 افزایش یافته است.
در جهت افزایش ولتاژ، ابداع پاورفرمر در انتهای قرن بیستم توانست سقف ولتاژ تولیدی را تا حدود سطح ولتاژ انتقال افزایش دهد به نحوی که برخی محققان معتقدند در سالهای نه چندان دور، دیگر نیازی به استفاده از ترانسفورماتورهای افزاینده نیروگاهی نیست.
همچنین امروزه تکنولوژی ژنراتورهای ابررسانا بسیار مورد توجه است. انتظار میرود با گسترش این تکنولوژی در ژنراتورهای آینده، ظرفیتهای بالاتر در حجم کمتر قابل دسترسی باشند.
تاریخچه
ژنراتور سنکرون تاریخچهای بیش از صد سال دارد. اولین تحولات ژنراتور سنکرون در دهه 1880 رخ داد. در نمونههای اولیه مانند ماشین جریان مستقیم، روی آرمیچر گردان یک یا دو جفت سیمپیچ وجود داشت که انتهای آنها به حلقههای لغزان متصل میشد و قطبهای ثابت روی استاتور، میدان تحریک را تامین میکردند. به این طرح اصطلاحاً قطب خارجی میگفتند. در سالهای بعد نمونه دیگری که در آن محل قرار گرفتن میدان و آرمیچر جابجا شده بود مورد توجه قرار گرفت. این نمونه که شکل اولیه ژنراتور سنکرون بود، تحت عنوان ژنراتور قطب داخلی شناخته و جایگاه مناسبی در صنعتبرق پیدا کرد. شکلهای مختلفی از قطبهای مغناطیسی و سیمپیچهای میدان روی رتور استفاده شد، در حالی که سیمپیچی استاتور، تکفاز یا سهفاز بود. محققان بزودی دریافتند که حالت بهینه از ترکیب سه جریان متناوب با اختلاف فاز نسبت به هم بدست میآید. استاتور از سه جفت سیمپیچ تشکیل شده بود که در یک طرف به نقطه اتصال ستاره و در طرف دیگر به خط انتقال متصل بودند.
شامل 26 صفحه word