چکیده
یکسو کننده ها و رگولاتورهای ولتاژی که به عنوان بارهای توان ثابت عمل می کنند، بخش مهمی از بار کل میکروگرید را تشکیل می دهند. به بیان ساده، این تجهیزات دارای مقاومت افزایشی منفی بوده و علاوه بر آن، مشخصه های دینامیکی حلقه کنترلی آنها دارای بازه فرکانسی مشابه با اینورترهایی است که میکروگرید را تغذیه می کنند. هر یک از این ویژگی ها، می تواند به افت ضریب میراکنندگی سیگنال کوچک منجر شود. روشن است که ثابتهای کنترلی droop باید با توجه به قدرت میراکنندگی انتخاب شوند (حتی در بارهای با امپدانس ساده). در مقاله حاضر، یکسوکننده های کنترل شده به صورت فعال، درفضای حالت غیرخطی مدلسازی شده، که در نزدیک ناحیه کاری به صورت خطی تقریب زده می شوند و به مدلهای شبکه و اینورتر اضافه می شود. تحلیل مشارکتی مقادیر ویژه سیستم ترکیبی، نشان می دهد که مدهای فرکانس پایین، با کنترل کننده ولتاژ یکسوکننده فعال، و کنترل کننده های دروپ اینورتر مرتبط است. تحلیل انجام شده همچنین نشان می دهد که وقتی کنترل کننده ولتاژ DC بار اکتیو، با ضرایب تقویت (گین) بزرگ طراحی می شود، کنترل کننده ولتاژ اینورتر ناپایدار می گردد. این وابستگی، با مشاهده پاسخ یک میکروگرید آزمایشی، به تغییرات پله ای توان گرفته شده از شبکه بررسی شده است. برای دستیابی به یک پاسخ میرا شده با محدوده پایداری مطمئن، لازم نیست در طراحی یکسوکننده فعال مصالحه ای صورت گیرد، اما باید برهم کنش و تاثیرات متقابل اینورتر و یکسوکننده بر یکدیگر، در طراحی مد نظر قرارگیرد.
کلمات کلیدی: میکروگرید، پایداری سیگنال کوچک، اینورتر، بارهای توان ثابت، بارفعال، یکسوکننده
مقدمه
قابلیت تولید توزیع یافته (DG) در یک شبکه توزیع، امکان تشکیل شبکه های کوچک، یا همان میکروگرید (MG) را می دهد [1]. با شکل گیری میکروگرید، لازم است مولد DG چه بعد از وقوع قطعی و چه در حین رسیدگی نسبت به تغییرات در بار پاسخگو باشد، و طوری بار را تقسیم کند که DGها در محدوده تعیین شده خود کار کنند. بنابراین میکروگرید در مواجهه با تغییرات و اختلالات کوچک در بار و یا شرایط کاری، باید پایداری سیگنال کوچک را تامین کند. در کل، مشخصه های دینامیکی بار و مشخصه های دینامیکی تولید، بر یکدیگر تاثیر متقابل خواهند داشت و پایداری شبکه را تحت تاثیر قرار می دهد [2]. بنابراین به هنگام بررسی پایداری میکروگرید، مشخصه های دینامیکی تولید و دینامیک بار هر دو باید مورد توجه قرار گیرد.
ژنراتور برق یکی از مهم ترین اجزا موجود در نیروگاه های تولید برق است و از آنجا که سیستم تحریک مهم ترین جزء هر ژنراتور را شامل می شود لذا سیستم تحریک نقش بسیار مهمی، در تولید برق دارد. کاربرد مهم سیستم تحریک، این است که می تواند ژنراتور را طوری هدایت کند که ژنراتور در ناحیه امن (محدوده پایداری) باقی بماند. لذا با توجه به اهمیت و جایگاه بسیار مهم سیستم تحریک در نیروگاهها، طبیعی است که حساسیت روی سیستم تحریک بالا می رود و اگر مشکلی در سیستم تحریک ایجاد شود، این مشکل به طور مستقیم روی ژنراتور اثر می گذارد. به عنوان مثال در صورت عملکرد نا مناسب محدود کننده زیر تحریک و یا فوق تحریک ژنراتور آسیب می ببیند و در صورت ایجاد مشکل در ژنراتور ناپایداری در شبکه نیز به وجود خواهد آمد.
در این پروژه ابتدا سیستمهای تحریک پردردسر (نظیر نیروگاه آبی سد شهید عباسپور) را بررسی شده است و بعد با سیستمهای تحریک روسی نیروگاه رامین (که نه خیلی دینامیکی هستند و نه خیلی استاتیکی) آشنا می شویم و در انتها با جدیدترین سیستم تحریک حال حاضر جهان آشنا خواهید شد و در فصل 6 (جمع بندی) این 4 نوع سیستم تحریک را به طور کامل با هم مقایسه کرده و مزایا و معایب آنها را تشریح خواهیم کرد.
سر فصل های این پایان نامه
مقدمه
فصل 1- نظریه سیستم تحریک
1-1- سیستم تحریک چیست؟
1-2- اجزای تشکیل دهنده سیستم تحریک
1-2-1- تولید جریان روتور
1-2-2- منبع تغذیه
1-2-3- سیستم تنظیم کننده خودکار ولتاژ (میکروکنترلر)
1-2-4- مدار دنبال کننده خودکار
1-2-5- کنترل تحریک
1-3- وظایف سیستم تحریک
1-4- جایگاه سیستم تحریک در تولید انرژی الکتریکی
1-5- سیستم تحریک در نیروگاه
1-6- رفتار الکتریکی و مکانیکی ژنراتور سنکرون
1-7- ساختمان ژنراتور سنکرون و انواع آن
1-8- کمیات اصلی یک ژنراتور سنکرون
1-8-1- قدرت مفید
1-8-2- ضریب توان
1-8-3- ولتاژ نامی
1-8-4- سرعت گردش
1-9- حالتهای عملکرد ژنراتور
1-9-1- حالت بی باری
1-9-2- ماشین باردار شده و عملکرد آن در هنگام وصل به شبکه بی نهایت
1-9-3- عملکرد بخش ویژه
1-10- گشتاور سنکرونیزاسیون
1-11- مشخصات گشتاور ژنراتور
1-12- دیاگرام توان ماشین سنکرون
1-13- نیازهای شبکه استاتیکی میکروکنترلر
1-14- تولید و مصرف توان راکتیو
1-15- مقایسه گاورنر و میکروکنترلر
1-16- رفتار استاتیکی میکروکنترلر AVR
فصل 2- انواع سیستم تحریک و معرفی انواع اکسایتر
2-1- سیستم تحریک ژنراتور
2-2- انواع سیستمهای تحریک
2-2-1- سیستم تحریک استاتیک
2-2-2- سیستم تحریک دینامیک
2-2-3- سیستم تحریک استاتیک
2-2-4- سیستم تحریک مشتمل بر تحریک کننده اصلی سه فاز و دیودهای ثابت
2-2-5- سیستم تحریک بدون جاروبک
2-3- انتخاب سیستم تحریک ژنراتور
2-3-1- توان خروجی سیستم تحریک
2-3-2- ولتاژ نامی سیستم تحریک
2-3-3- سقف ولتاژ تحریک
2-3-4- عایق سیم پیچ تحریک
2-4- ساختمان کلی تنظیم تحریک
2-5- انواع اکسایتر
2-5-1- اکسایتر با رئوستای تحت کنترل (سیستم اولیه)
2-5-2- سیستم کنترل میدان تحریک به وسیله اکسایتر با ژنراتور DC کموتاتوردار
2-5-3- سیستمهای کنترل میدان تحریک با استفاده از اکسایتر با یکسوکننده و آلترناتور
2-5-4- سیستم کنترل میدان تحریک با سیستم اکسایتر با یکسوکننده مرکب
2-5-5- سیستم کنترل میدان تحریک با اکسایتر از نوع یکسوکننده مرکب و اکسایتر با یکسوکننده و منبع تغذیه از نوع ولتاژی
2-5-6- سیستم کنترل میدان تحریک با اکسایتر متشکل از یکسوکننده با منبع تغذیه از نوع ولتاژی
فصل 3- معرفی سیستم تحریک سد آبی شهید عباسپور
3-1- معرفی سیستم تحریک نیروگاه آبی سد شهید عباسپور
3-2- مشخصات سیستم تحریک واحدهای نیروگاه آبی سد شهید عباسپور
3-2-1- ژنراتور
3-2-2- تحریک ژنراتور
3-2-3- سیستم تحریک
3-3- اجزای سیستم تحریک
3-3-1- ماشین اصلی
3-3-2- ماشین تحریک اصلی
3-3-3- جبران کننده پسماند
3-3-4- آمپلی داین
3-3-5- سیم پیچهای آمپلی داین
3-3-6- فیلد بریکر
3-3-7- مقاوت های ثابت زمانی
3-3-8- فید بکها
3-3-9- تنظیم کننده ولتاژ
3-3-10- رام
3-3-11- اس اس جی
3-3-12- بلوک فرسینگ
3-3-13- بلوک محدود کننده زیر تحریک
3-4- مدل سازی سیستم تحریک سد شهید عباسپور
3-4-1- تقویت کننده گردان (آمپلی داین)
3-4-2- مدل تحلیلی تحریک کننده اصلی
3-4-3- مدل تحلیلی پایدار ساز سیستم تحریک
3-5- ارائه مدل تحلیلی سیستم تحریک نیروگاه آبی سد شهید عباسپور
3-6- ارزیابی مدل
3-7- نحوه عملکرد سیستم تحریک
فصل 4- معرفی دو سیستم تحریک روسی در نیروگاه رامین
4-1- پانل ЭПА-500 و المانهای دورن آن
4-2- وظایف اصلی تقویت کننده های مغناطیسی
4-3- ماشین تحریک اولیه
4-4- ماشین تحریک اصلی
4-5- توضیح در مورد فورسنیگ
4-6- پارامترهای فورسنیگ و مگا وار واحد
4-7- عملدی فورسنیگ
4-8- توضیح در مورد واحد Б0MB حفاظت زیر تحریک
4-9- نکاتی بیشتر درباره محدودکننده زیر تحریک Б0MB
4-10- معرفی فیدبکهای ثابت (پایدار) و گذرا
4-11- پل های دیودی جهت یکسو کردن
4-12- اتوترانس یا ترانسفورماتور کنترل مگاوار
4-13- نحوه عملکرد سیستم تحریک واحدهای 2- 4 نیروگاه رامین
4-14- توضیحات برروی نقشه تک خطی و شماتیک پانل ЭπA-500
4-15- قسمت دوم: سیستم تحریک واحدهای 6و5 نیروگاه رامین
4-16- حفاظتهای مربوط به سیستم تحریک
4-17- تشریح کارتهای موجود در تنظیم کننده ولتاژ (AVR)
فصل 5- معرفی سیستم تحریک Unitrol 5000 در نیروگاه رامین
5-1- نحوه عملکرد سیستم تحریک Unitrol 5000 در واحد 1 نیروگاه رامین
5-2- فرمان ها و فیدبک ها
5-3- فرمان وصل میدان
5-4- فرمان قطع میدان
5-5- فرمان وصل تحریک
5-6- مرحله آغاز کار ژنراتور با راه اندازی نرم
5-7- “فایر آل فلش” چه چیزی است؟
5-8- فرمان قطع تحریک
5-9- مدهای کنترل: محلی / دور و اتوماتیک / دستی
5-10- فرمان های وصل دستی / اتوماتیک
5-11- کنترل کننده پیگیری
5-12- کنترل دستی جریان و کنترل اتوماتیک ولتاژ
5-13- فرمان کانال 1/کانال2
5-14- تغییر وضعیت به کانال اضطراری
5-15- نواحی ایمن
5-16- فرمان کاهش و افزایش نقطه تنظیم
5-17- فرمان های تنظیم کننده اعمال گر فوق العاده
5-18- فرمان های قطع و وصل پایدارکننده سیستم تحریک
5-19- تجهیزات مربوط به کنترل محلی
5-20- معرفی تابلوهای آرکنت
5-21- معرفی بخش های مختلف تابلو آرکنت
5-22- کنترل های اضافی
5-23- تریستور / مبدل
5-24- چک کردن برخی موارد قبل از قبل از راه اندازی سیستم
5-25- چک کردن در زمان بی باری
5-26- چک کردن منظم در خلال عملکرد
5-27- بررسی های لازم و تعمیرات در هنگام خاموش بودن
5-28- چک کردن تریپ اضطراری در سیستم تحریک در زمان هشدار و یا خطا
فصل 6- جمع بندی بررسی فنی و اقتصادی سیستم های تحریک
6-1- جمع بندی
6-2- مزایا و معایب سیستم تحریک واحد 2 تا 4 نیروگاه رامین
6-3- مزایا و معایب سیستم تحریک استاتیک – آنالوگ واحد 5 و 6 نیروگاه رامین
منابع و مراجع
ضمیمه
بنابراین بحث در مورد عوامل ایجاد کننده و تاثیر گذار بر این موضوع ایجاد راهکاری مناسب برای کم کردن اثرات نامطلوب این موضوع و حدالامکان حذف کردن آن می تواند کمک قابل توجهی به صنعت انتقال و توزیع برق داشته باشد و کمک شایانی به پایداری هر چه بیشتر سیستم انتقال نماید. اما اکنون باید ببینیم چه عواملی ایجاد کننده ی این اثر نامطلوب می تواند باشد اگر از خود بارهای الکتریکی بحث را شروع کنیم می بینیم که بارها نیز می تواند به عنوان یک عامل تاثیر گذار در این موضوع باشند بارهایی نظیر کوره های الکتریکی موتورهای الکتریکی و دستگاههای جوش سهم به سزاییدر این مطلب دارند و پدیده هایی نظیر flicker ولتاژ نیز مسئله با اهمیتی است که در جای خود به بررسی آنها می پردازیم.
در ابتدای تبدیل شدن اختراع برق بعنوان یک صنعت همه گیر از آن بیشتر برای مصارف خانگی استفاده می گردد که این مسائل از اهمیت چندان زیادی برخوردار نبود لیکن با استفاده روز از فزون این پدیده جدید انرژی در صنعت این مسائل اهمیت خود را بخوبی نشان داد. البته باید توجه داشت این موضوع با افت ولتاژ دائمی در طول یک خط انتقال برق کاملا متفاوت می باشد.
در ادامه فهرست مطالب ...
فصل ۱- نوسانات ولتاژ و تاثیرات موقتی
۱-۱- مقدمه
۱-۲- نوسانات ولتاژ ناشی از بارهای مختلف
۱-۳- روشهای جبران و تصحیح فلیکر
۱-۴- اضافه ولتاژهای ناشی از کلید زنی
۱-۵- اضافه ولتاژ
۱-۵-۱- مکانیزم انتقال الکترواستاتیکی موج ضربه
۱-۵-۲- مکانیزم الکترو مغناطیسی انتقال منبع ولتاژ ضربه به ثانویه
فصل ۲- وسایل حفاظتی برای انواع سیستم های برق
۲-۱- چکیده فصل
۲-۲- هدف فصل
۲-۳- فیوز
۲-۳-۱- فیوزهای قدرت
۲-۳-۲- MOTOR CONTROLLER
۲-۳-۳- محدوده جریان فیوزها
۲-۳-۴- Seleetive coordination
۲-۳-۵- Seleetive coordination fuses
۲-۳-۶- دستگاه مکمل اضافه جریان
۲-۴- انواع فیوزها
۲-۴-۱- کلید حفاظت از جان یا کلید (f۱)
۲-۴-۲- کلیدهای قطع کننده محافظ موتور
۲-۴-۳- کلیدهای قطع کننده محافظ موتور نوع PKZM۰
۲-۴-۴- قطع کننده های حفاظت – ترانسفورمر محدود کننده
۲-۴-۵- کلیدهای CL- PKZ۰
۲-۴-۶- کلیدهای قطع کننده (کلیدهای اصلی)
۲-۵- دستگاه رها کننده شائت (F۳) A (SHUNT RELEASE)
۲-۶- دستگاه ولتاژ پایین با همراه تاخیر زمانی uv (f۴) off
۲-۷- تاثیر عومل مخرب بر عملکرد فیوزها
۲-۸- پدیده برش جریان در کلیدهای نوع هوای فشرده
۲-۹- استفاده از تجهیزات قطع و وصل جریانهای بار در مدارهای خاص
۲-۱۰- هماهنگی فیوزهای قدرت و رله اضافه جریان
۲-۱۱- هماهنگی فیوز با رله های جریان زیاد زمان ثابت (DTOC)
۲-۱۲- هماهنگی فیوز با رله های جریان زیاد معکوس (IDMT)
۲-۱۳- هماهنگی فیوز با واحد لحظه ای رله های جریان زیاد
۲-۱۴- هماهنگی با ریکلوزرها
۲-۱۵- جمع بندی
فصل ۳- خطوط انتقال با ماکزیمم بار
۳-۱- مقدمه
۳-۲- ایمنی و انتخابی بودن و عمل کرد سریع
۳-۳- خطاهای اتصال کوتاه
۳-۴- انواع رله های حفاظتی
۳-۴-۱- رله های اضافه جریان
۳-۴-۲- حفاظت دیستانس
فصل ۴- بررسی خطرات الکتریکی
۴-۱- چکیده
۴-۲- مقدمه
۴-۳- آشنایی با جریانهای خطا
۴-۴- ولتاژ القایی
۴-۵- القاء خازنی
۴-۶- فلوی مغناطیسی القایی
۴-۷- ولتاژ های القایی ناشی از رعد و برق
۴-۸- روشهای ایجاد سیستم زمین حفاظتی
۴-۹- سیستم زمین حفاظتی تک فاز یا سه فاز
۴-۹-۱- اتصالات و بانداژها
۴-۱۰- نتیجه
۴-۱۱- منابع
فصل ۵- حفاظت بهینه هوشمند اضافه جریان در سیستمهای قدرت
۵-۱- مقدمه
۵-۲- سیستمهای خیره در حفاظت شبکه های قدرت
۵-۳- معادلات هماهنگی بهینه رله های جریان زیاد
۵-۳-۱- روش پیشنهادی
۵-۴- اجزای سیستم خیره
۵-۴-۱- پایگاه اطلاعات
۵-۴-۲- قوانین خبره مرتبط با نوع رله
۵-۵- نتایج
فصل ۶- بررسی نقش رله اتصال مجدد در شبکه های توزیع
۶-۱- مقدمه
۶-۲- عوامل موثر در ایجاد عیوب گذار
۶-۳- بررسی فنی عملکرد رله اتصال مجدد
۶-۴- دوره زمانی استفاده از رله اتصال مجدد
۶-۵- انتخاب کلیدها جهت استفاده از رله
۶-۶- بررسی اقتصادی استفاده از رله اتصال مجدد
۶-۷- نتیجه
فصل ۷- بررسی قطع شدگی فاز در موتورهای و نحوه حفاظت آنها
۷-۱- مقدمه
۷-۲- قطعی فاز در موتورهای اندوکسیونی
۷-۲-۱- بررسی حالت تکفازه شدن موتورها در وضعیت های مختلف
۷-۳- مقایسه قطع شدن فاز در موتورهای بار تورسیم پیچی شده و قفسه ای
۷-۴- روشهای مختلف حفاظت
۷-۴-۱- رله تعادل فاز ها Phase blanc relay
۷-۴-۲- رله مولفه منفی جریان زیاد لحظه ای instantaonus neqative sequencc over current
۷-۴-۳- رله جریان زیاد ovcr current relay with the delay
۷-۴-۴- رله حرارتی thermal relay
۷-۴-۵- رله ولتاژ فازهای معکوس Reverse phase vol taqe relay
۷-۴-۶- رله قطعی فاز phase failure relay
۷-۴-۷- نتیجه
فصل ۸- ارزیابی حفاظت خازنهای قدرت و بررسی علل انفجار بانکهای خازنی
۸-۱- مقدمه
۸-۲- تحول در ساختار خازنها
۸-۲-۱- طریقه و عوامل موثر در از کار انداخن سیستمهای عایق
۸-۲-۲- طریقه به کار افتادن عایق PAPER – FILM
۸-۳- طریقه از کار افتادن خازن
۸-۴- نتیجه
فصل ۹- محاسبات هماهنگی رله ها
۹-۱- خلاصه فصل
۹-۲- مقدمه
۹-۳- طرح مسئله
۹-۴- راه حل پیشنهادی
۹-۵- روش محاسباتی تنظیم رله های جریانی
۹-۶- مزایا و معایب روش پیشنهادی
۹-۷- نتیجه گیری
فصل ۱۰- روش صحیح تنظیم رله های جریانی در شبکه توزیع
۱۰-۱- مقدمه
۱۰-۲- راه حل پیشنهادی
۱۰-۳- روش محاسباتی تنظیم رله های جریانی
۱۰-۴- مزایا و معایب روش پیشنهادی
۱۰-۵- نتیجه گیری
۱۰-۶- مراجع
فصل ۱۱- هماهنگی رله های جریان زیاد با روشهای بهینه سازی
۱۱-۱- مقدمه
۱۱-۲- الگوریتم ژنتیک
۱۱-۳- تابع هدف
۱۱-۴- هماهنگی رله های جریان زیاد با استفاده از SWARM
۱۱-۵- یک طرح تطبیقی حفاظتی برای حفاظت بهینه رله های جریان
۱۱-۶- هماهنگ سازی بهینه رله های جریان
۱۱-۷- هماهنگی رله های جریان زیاد با روش برنامه ریزی تکمیلی
۱۱-۸- خلاصه
۱۱-۹- مشخصات رله اضافه جریان
۱۱-۱۰- گسسته یا پیوسته بودن TSM
۱۱-۱۱- اطلاعات الگوریتم ژنتیک
۱۱-۱۲- بررسی نتایج
مقدمه:
منابع تغذیه سوئیچینگ امروزه و بخصوص از سال ۱۹۹۰ 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 بیت المال المسلمین در راه ساخت منابع تغذیه غیر ایده آل و یا خرید این گونه منابع تغذیه سوئیچینگ از کشور خارج می شود.
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 می گیرد. حدود ۲۰ 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 ۸۰% الی ۹۰% است که ۳۰% تا ۴۰% 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 می نماید. 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 می باشند.
فروشنده های اروپائی در سال ۱۹۹۰ میلادی تا حد ۲ میلیارد دلار از فروش این SMPS ها درآمد خالص کسب نمودند. ۸۰% 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 ۱۹۹۰ 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 شاخه های زیر تجربه و مهارت کافی کسب کند و همیشه اطلاعات بروز شده در موارد زیر داشته باشند:
۱- طراحی مدارات سوئیچینگ الکترونیک قدرت.
۲- طراحی قطعات مختلف الکترونیک قدرت.
۳- فهم عمیقی از نظریه های کنترلی و کاربرد آنها در SMPS ها داشته باشد.
۴- اصول طراحی را با در نظر گرفتن سازگاری میدانهای الکترومغناطیسی منابع تغذیه سوئیچینگ با محیط انجام دهد.
۵- درک صحیح از دفع حرارت درونی (انتقال حرارت به محیط) و طراحی مدارات خنک کننده موثر با راندمان زیاد.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول- انواع منابع تغذیه...
۱-۱منبع تغذیه خطی...
۱-۱-۱ مزایای منابع تغذیه خطی...
۱-۱-۲ معایب منبع تغذیه خطی...
۱-۱-۲-۱ بزرگ بودن ترانس کاهنده ورودی...
۱-۲ منبع تغذیه غیر خطی (سوئیچینگ)...
۱-۲-۱ مزایای منبع تغذیه سوئیچینگ...
۱-۲-۲ معایب منابع تغذیه سوئیچینگ...
فصل دوم – یکسوساز و فیلتر ورودی...
۲-۱ یکسوساز ورودی...
۲-۲ مشکلات واحد یکسوساز ورودی و روش های رفع آن ها...
۲-۲-۱ استفاده از NTC...
۲-۲-۲ استفاده از مقاومت و رله...
۲-۳-۲ استفاده از مقاومت و تریاک...
۲-۳-۱ روش تریستور نوری...
فصل سوم – مبدل های قدرت سوئیچنیگ...
۳-۱ مبدل فلای بک غیر ایزوله...
۳-۲ مبدل فوروارد غیر ایزوله...
فصل چهارم – ادوات قدرت سوئیچینگ...
۴-۱ دیودهای قدرت...
۴-۱-۱ ساختمان دیودهای قدرت...
۴-۱-۲ انواع دیود قدرت...
۴-۱-۲-۱ دیودهای با بازیابی استاندارد یا همه منظوره...
۴-۱-۲-۲ دیودهای بازیابی سریع و فوق سریع...
۴-۱-۲-۳ دیودهای شاتکی...
۴-۲ ترانزیستور دوقطبی قدرت سوئیچینگ...
۴-۳ ترانزیستور ماس فت قدرت سوئیچینگ...
فصل پنجم – مدارهای راه انداز...
۵-۱ مدارهای راه انداز بیس...
۵-۱-۱ راه انداز شامل دیود و خازن...
۵-۱-۲ مدار راه انداز بهینه...
۵-۱-۳ راه اندازهای بیس تناسبی...
۵-۲ تکنولوژی ساخت ترانزیستورهای ماس فت...
فصل ششم – واحد کنترل PWM...
۶-۱ نحوه کنترل PWM...
۶-۲ معرفی تعدادی از مدارهای مجتمع کنترل کننده PWM...
۶-۲-۱ مدار مجتمع مد جریانی خانواده ۵/۴/۳/۸۴۲ (۳)...
۶-۲-۲ مدار مجتمع کنترل کننده مُد جریانی از نوع سی ماس...
۶-۲-۳ مدر مجتمع مد ولتاژی P/FP ۱۶۶۶۶ HA...
۶-۲-۴ مدار مجتمع مد ولتاژی...
۶-۲-۵ مدار مجتمع مد جریانی...
۶-۲-۶ مدار مجتمع مد جریانی...
فصل هفتم – سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر...
۷-۱ سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر...
۷-۲ مبدل فلای بک ولتاژ صفر ساده...
۷-۳ مبدل های سوئیچینگ نرم ولتاژ صفر...
۷-۳-۱ مبدل تشدیدی موازی...
۷-۳-۲ مبدل تشدیدی سری...
۷-۳-۳ مبدل تشدیدی سری –موازی...
۷-۳-۴ پل تشدیدی با فاز انتقال یافته...
۷-۴ سوئیچینگ نرم جریان صفر...
فصل هشتم – تجزیه و تحلیل چند منبع تغذیه سوئیچینگ...
۸-۱ مدار مجتمع...
۸-۲ مدار مجتمع...
۸-۳ مدار مجتمع P/FP ۱۶۶۶۶ HA...
۸-۴ مدار مجتمع...
۸-۵ مدار مجتمع...
۸-۶ مدار مجتمع TOPxxx...
فصل نهم – برخی ملاحظات جانمایی...
مقدمه...
۹-۱ سلف...
۹-۲ فیدبک...
۹-۳ خازن های فیلتر...
۹-۴ مسیر زمین...
۹-۵ چند نمونه طرح جانمایی...
۹-۶ خلاصه...
۹-۷ فهرست قوانین طرح جانمایی...
مقدمه
- مقدمه
مصرف کنندگان نهایی انرژی الکتریکی همواره خواستار دریافت مداوم برق با کیفیت مناسب هستند. بنابراین در بهره برداری از شبکه های توزیع دو اصل اساسی ذیل مطرح می گردد:
1- تداوم ارائه سرویس به مصرف کنندگان
2- حفظ کیفیت مناسب سرویس
1-1-1-تداوم ارائه سرویس به مصرف کنندگان:
فعالیت اصلی مراکز حوادث شرکتهای توزیع در تداوم توزیع انرژى الکتریکی به شبکه فشار ضعیف می باشد
ارائه سرویس به مصرف کنندگان برق به دلایل مختلف ممکن است با اختلال مواجه گردد. غیر از مواردی مانند اعمال خاموشیهای ناشی از کمبود انرژی برق، اغلب موارد مربوط به شبکه توزیع است. مهمترین عوامل عدم تداوم کار عادی شبکه توزیع عبارتند از:
1-حوادث غیر مترقبه مانند صدمه دیدن کابلها، شکستگی تیرها، آسیب دیدگی تجهیزات ناشی از برخورد وسایل نقلیه، شرایط جوی و...
2-عدم توانایی در تامین بار مصرف کنندگان به دلیل اضافه بار خطوط با ترانسفورماتور ها و...
3-تعمیر یا سرویس تجهیزات
2-1-1- حفظ کیفیت مناسب سرویس:
ارائه سرویس مداوم به مصرف کنندگان کافی نمی باشد بلکه کیفیت این سرویس نیز بسیار با اهمیت است. این کیفیت از دو جنبه برای بهره بردار (شرکت توزیع) و مصرف کننده حائز اهمیت است:
الف – کاهش تلفات شبکه توزیع تا حد ممکن (از دید بهره بردار)
ب- تامین ولتاژ مناسب در پستهای 4/0 کیلو ولت (از دید مصرف کننده)
هدف اساسی دیسپاچینگ توزیع، تداوم سرویس و ارتقای کیفیت سرویس می باشد. با توجه به مطالب فوق سعی شده است روشهای فعلی مراکز حوادث به منظور دستیابی به هدف مذکور مورد بررسی قرار گیرند و در عین حال نقش سیستم دیسپاچینگ توزیع برای کمک به تعیین تداوم و کیفیت سرویس تبیین گردد. برای روشن شدن مطلب توضیح مختصری درباره طراحی و بهره برداری از شبکه توزیع ایران ضروری می باشد.