تعداد اسلاید: 100
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 59
1- ژنراتورهای ( مولد ) DC
2- موتورهای DC
انواع ژنراتورهای DC :
1-مولد DC با تحریک جداگانه :
سیم پیچ میدان این ژنراتور به وسیله یک منبع ولتاژ مستقل تحریک میشود.
این ژنراتور هنگامیکه یک حوزه وسیعی از تغییرات ولتاژ خروجی مورد نیاز باشد استفاده میشود.
کاربرد : بدلیل قابلیت تنظیم ولتاژ در محدوده وسیع در تنظیم دور موتورها وتحریک مولدهای بزرگ در نیروگاهها مورد استفاده قرار میگیرد.
2-مولد شنت :
سیم پیچ میدان با سیم پیچ آرمیچر موازی بسته میشودو به همین دلیل به آن سیم پیچ شنت یا موازی میگویند. تعداد حلقه های سیم پیچ شنت بسیار زیاد است و جریان این سیم پیچ کم حدود 5 درصد جریان اسمی آرمیچر میباشد. ( جریان باید کم باشد تا در جریان اصلی اثر کمی بگذارد.)
کاربرد: از این مولد در شارژ باطری ها و تامین برق روشنایی اضطراری و تغذیه سیم پیچ مولد های نیروگاهی استفاده می شود.
۳- مولد سری: که سیم پیچ میدان (سیم پیچ سری تحریک) با سیم پیچ آرمیچر سری بسته می شود. سیم پیچ سری دارای تعداد حلقه های کمتر بوده ولی جریان عبوری آن نسبتاُ زیاد است.(زیرا جریان آن همان جریان اصلی است) تا معادل mmf سیم پیچ شنت تولید شود.
کاربرد مولد سری :
بدلیل داشتن گشتاور راه اندازی زیاد در وسایل حمل و نقل مانند مترو و جرثتقیلهای برقی استفاده میشود.
4-مولد کمپوند :
اگر از هر دو سیم پیچ شنت وسری جهت تحدیک مولد استفاده شود، مولد DC یا کمپوند میگویند ، که دارای دو نوع کمپوند اضافی و نقصانی میباشند.
کمپوند اضافی :
اگر نیرو محرکه مغناطیسی سیم پیچ سری ، نیرو محرکه مغناطیسی سیم پیچ شنت را تحریک کند، مولد کمپوند اضافی گویند. که دارای دو نوع شنت بلند و شنت کوتاه میباشد
مولد کمپوند اضافی بسته به تعداد دورهای سیم پیچ سری میتواند یکی از سه حالت زیر باشد :
الف) فوق کمپوند : (تعداد دهر سیم پیچ سری زیاد است) در مواردی استفاده میشود که بایستی ولتاژ بار ثابت باشد. ولی به علت وجود فاصله بین مولد و مصرف کننده در سیمها افت ولتاژ به وجود می آید. در این حالت افزایش ولتاژ خروجی مولد، افت ولتاژ خط را جبران میکند و به مصرف کننده ولتاژ ثابت میرسد.
ب)تخت : نیروی محرکه مغناطیسی سیم پیچ سری و موازی با هم برابر بوده و جایی استفاده میشود که نیاز به ولتاژ ثابتی باشدو فاصله بین مولد و مصرف کننده کم باشد
ج)زیر کمپوند : اثر آمپر دور سیم پیچ سری ناچیز می باشد(ـبه علت تعداد دور کم سیم پیچ سری) و در تحریک مولد های نیروگاهی نقش موثری دارد
کمپوند نقصانی :
کمپوند نقصانی هنگامی که شار سیم پیچ سری باعث کاهش و نقصان اثر شار سیم پیچ شنت شود و در جوشکاری قوس الکتریکی استفاده می شود.
تذکر : کمپوند نقصانی و کمپوند اضافی دارای دو نوع شنت بلن و شنت کوتاه می باشند
که اگر سیم پیچ سری با سیم پیچ ارمیچر با هم سری بسته شوند شنت بلند گفته و اگر سیم پیچ شنت با سیم پیچ ارمیچر موازی قرار گیرد شنت کوتاه می گویند.
مقدمه: در مولدهای شنت افت ولتاژ به ازای بارهای مصرفی زیاد است. ولی می توان آن را بدون بار راه انداخت . در مولد سری افت ولتاژ تقریباً ناچیز است زیرا هر چه جریان مصرف کننده زیاد شود ولتاژ در سر مولد سری نیز افزایش پیدا می کند. ( تا نقطه اشباع) اما مولد سری را نمی توان بدون بار راه انداخت.
برای اینکه بتوان افت ولتاژ را کم کرد و همچنین از مواد در تمام حالات ، یعنی برای بارهای متغیر استفاده کرد آنرا بصورت کمپوند ( سری و موازی) می سازند.
در مولد کمپوند سیم پیچ شنت نازک و دارای دور زیاد است و فوران اصلی مولد توسط آن ایجاد می شود در صورتیکه سیم پیچ سری ضخیم و دارای تعداد دور کم می باشد و افت ولتاژ اهمی و عکس العمل مغناطیسی آرمیچر را خنثی می کند.
مولد کمپوند بر حسب نوع اتصال به دو نوع مولد کمپوند با شنت کوناه و کمپوند با بلند بلند تقسیم می شود.
مولد کمپوند بر اساس در نظر گرفتن جهت های فوران ناشی از سیم پیچی های سری و موازی به دو نوع تقسیم می گردد.
مولد کمپوند نقصانی
در مولد کمپوند نقصانی فوران ناشی از سیم پیچ تحریک سری با فوران ناشی از سیم پیچ تحریک شنت هم جهت نیستند و در حالت باردار بودن مولد ، سیم پیچ سری باعث تضعیف میدان مغناطیسی شنت می گردد و ولتاژ خروجی مولد را به شدت پایین می آورد
مولد کمپوند اضافی
در مولد کمپونه اضافی فوران ناشی از سیم پیچ تحریک سری فوران سیم پیچ تحریک شنت را تقویت می نماید و ولتاژ خروجی افزایش پیدا می کند اما با توجه به میزان افت ولتاژ اهمی و عکس العمل مغناطیسی آرمیچر توسط سیم پیچ سری سه حالت زیر ممکن است ایجاد شود.
1- حالت فوق کمپوند : با افزایش بار ، ولتاژ خروجی مولد زیاد می شود و در این حالت افزایش نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری یزرگتر از افت ولتاژ در اثر مقاومت و عکس العمل آرمیچر است.
2- حالت کمپوند مسطح: با افزایش بار ، ولتاژ خروجی ثابت می ماند . در این حالت ، افت ولتاژ ناشی از مقاومت و عکس العمل آرمیچر با افزایش نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری میدان می شود.
3- حالت زیر کمپوند: با افزایش بار ، ولتاژ خروجی کاهش می یابد . در این حالت افزایش نیروی محرکه ناشی از سیم پیچ سری نمی تواند افت ولتاژ را جبران کند.
روشهای ایجاد حالت مختلف کمپونه اضافی در یک مولد
انواع آرایش های ممکن در بحث توربین های بادی سرعت متغیر بررسی میشود، بخش اول انواع ژنراتورهای DC و القایی قفس سنجابی و دو سو تغذیه ونیز ژنراتور سنکرون در کاربردهای ظرفیت بالا بررسی می شود شد، در بخش دوم کاربردهای با ظرفیت کمتر مد نظر قرار گرفته ، که آرایش هایی همچون ژنراتور DCهمراه چاپر، ژنراتور سنکرون آهنربا دائم ، و چند آرایش ژنراتور القائی بررسی می شوند ، البته با توجه به ترانزیستورهای توان بالا GTO ها و یا استفاده از IGBT، یا انواع روشهای کنترل زاویه آتش ، روش شش گامی، مدولاسیون پهنای باند چند سطحی، یا بردار فضایی، و یا اینکه مبدل منبع ولتاژی یا جریانی باشد، آرایش های متفاوتی ایجاد می گردد که هریک جداگانه قابل بررسی اند.
فهرست :
مقدمه
فصل اول : انواع ژنراتور های مورد استفاده در توربین های بادی
سیستمهای کاربردی برای توربین بادی ظرفیت بالا
ژنراتور DC با پل اینورتری با کموتاسیون خط
کاربرد ژنراتور سنکرون و اینورتر/ یکسو ساز در توربینهای بادی
کاربرد سیستم های ژنراتور القایی تغذیه دو سویه برای توربین های باد
کاربرد ژنراتورهای القائی دوسو تغذیه متصل به اینورتر یکسوساز با رابط جریان DC
کاربرد ژنراتور القائی دو سو تغذیه متصل به اینورتر / یکسوساز با رابط ولتاژ DC
کاربرد ژنراتور القائی دو سو تغذیه و سیکلوکانورتر(مبدل AC/ AC
آرایشهای توربین بادی سرعت متغیر با ظرفیت کم
ژنراتور DC با رابط ولتاژ DC بکارگیری چاپرها
ژنراتور القایی
ژنراتور القائی با رابط ولتاژ DC
ژنراتور القائی با رابط جریان DC
آرایش ژنراتور القائی و سیکلوکانوتر
ژنراتور القائی و مبدلی با رابط فرکانسی بالا
آرایشهای ژنراتورهای آهنربائی دائم
مقایسه انواع سیستم های الکتریکی توربین بادی
فصل دوم : مدارهای کنترل ژنراتور القایی تغذیه دو سویه مقدمه
فصل اول : انواع ژنراتور های مورد استفاده در توربین های بادی
سیستمهای کاربردی برای توربین بادی ظرفیت بالا
ژنراتور DC با پل اینورتری با کموتاسیون خط
کاربرد ژنراتور سنکرون و اینورتر/ یکسو ساز در توربینهای بادی
کاربرد سیستم های ژنراتور القایی تغذیه دو سویه برای توربین های باد
کاربردژنراتورهای القائی دوسو تغذیه متصل به اینورتر یکسوساز با رابط جریان DC
کاربرد ژنراتور القائی دو سو تغذیه متصل به اینورتر / یکسوساز با رابط ولتاژDC
کاربرد ژنراتور القائی دو سو تغذیه و سیکلوکانورتر(مبدل AC/ AC
آرایشهای توربین بادی سرعت متغیر با ظرفیت کم
ژنراتور DC با رابط ولتاژ DC بکارگیری چاپرها
ژنراتور القایی
ژنراتور القائی با رابط ولتاژ DC
ژنراتور القائی با رابط جریان DC
آرایش ژنراتور القائی و سیکلوکانوتر
ژنراتور القائی و مبدلی با رابط فرکانسی بالا
آرایشهای ژنراتورهای آهنربائی دائم
مقایسه انواع سیستم های الکتریکی توربین بادی
فصل دوم : مدارهای کنترل ژنراتور القایی تغذیه دو سویه
الگوریتم ١ : مدلسازی یکجای سیستم
مدل باد و مدل شبکه مصرفی
الگوریتم ٢: مدلسازی جزء به جزء سیستم
نتایج
مراجع
مدل باد و مدل شبکه مصرفی
الگوریتم ٢: مدلسازی جزء به جزء سیستم
نتایج
مراجع
مدل بندی توربین های بادی بر مبنای ژنراتورهای القائی سوخت (تغذیه) دو برابر، برای مطالعات پایداری سیستم برق و قدرت
چکیده :
این مقاله با فرمول سازی ژنراتور القائی سوخت دو برابر (DFIG) و مرتبط برای تحقیقات پایداری سرو کار دارد. برای کارا ساختن محاسبات، یک مدل DFIG با ترتیب کاهش، توسعه یافته که محاسبه را به جزء بسامد اساسی محدود می کند. با این حال ترفیع و گسترش مدل که در این مقاله معرفی شده است، به بررسی اجزای متناوب جریان آرمیچر (گردنده) هم امکان می دهد که برای بکار انداختن عملیات (کارکرد) اهرم، الزامی است. مدل های مناسب برای مبدل های گردنه و مبدل های کناری شبکه هم که ارتباط dc دارند، مقام 4 حالت اجرائی ممکن را محسوب می کند. مدل پیشنهادی برای کنترل سرعت و کنترل زاویه پیچ (گام) می تواند زمانی استفاده شود که تغییرات سرعت گردنده و باد، مهم و اساسی باشند نتایج شبیه سازی، برای اهداف ثبات کدل و همچنین برای عملکرد دینامیکی (پویایی) مزارع بادی روبع دریا ارائه می شوند که او طریق کابل های زیر دریایی بلند، به شبکه ولتاژ بالا اتصال می یابند.
واژه های ضمیمه :
کنترل سیستم، دستگاه القائی با تغذیه یا سوخت دو برابر، پایداری سیستم برق، قدرت یا نیروی بادی
نام گذاری :
جریانات گردنده و استیانه مختلط (پیچیده)
ولتاژهای پایانه گردنده و استانه مختلط
ولتاژ مبدل با رابلط dc پیوستهای القائی گردنده و استیانه مختلط
انداکتانس نشتی روتور و استاتور به صورت مقادیر پریونیت، آنها به ری اکتانس های X6R و X65 مرتبط می باشند.
انداکتانس میدان اصلی بصورت مقادیر پریونیت که به ری اکتانس Xh مربوط می باشند.
مقاومت روتور و استاتور
سرعت زاویه ای روتور، سرعت همزمان
ثابت داخلی گروه های انبوه در حال چرخش توربین بادی
سرعت باد
زاویه گام
گشتاور مکانیکی / الکتریکی
اندیس های بالا و پایین :
متغیریا/ انداکتانس گذارا
جزء محوری 4 گانه مستقیم
قالب مرجع، اختیاری 4> ، w0> : همزمان،
US > : ولتاژ استور دارای جهت
1 ) مقدم
دهه گذشته باد را به عنوان پر تحریک ترین منبع انرژی در حال رشد جماتی، تجربه کرده است. در آلمان ظرفیت توربین بادی نصب شده تقریباً تا پایان سال 2006 از 20 Gw پیش گرفته بود. در 2020 ظرفیت قدرت بادی کل، تقریباً Gw 50 مورد انتظار خواهد بودکه پیش از 50 درصد بار اوج آلمان است. در آینده افزایش نیروی بادی، بطور عمده رو به دریا خواهد بود یعنی جاهائی که کشت های بادی باچندین هزار مگاوات به شبکه KV 400 متصل میشوند.
با درصد و سهم افزایش باد در تولید برق، عملکرد دینامیکی (پویائی) سیستم برق بطور قابل توجهی بخاطر تکنولوژی های متفاوت بکار رفته برای پزنراتور های بادی و معمولیتغیر خواهد کرد. بنابراین توربین های بادی و پارک های بادی باید در مطالعات پایداری دینامیک سیستم قدرت بررسی می شوند که برای آن، مدل هائی از توربین های بادی مناسب مورد نیاز است. این مدل ها باید از نظر درجه درستی یا صحت برای بررسی تعاملات پویائی مربوطه بین شبکه و توربین بادی و سهولت مورد نیاز برای شبیه سازی از سیستم های بزرگ با هم ترکیب شوند. مدل بندی توربین بادی، یک تحقیق معمولی است که معمولاً بسیاری از نهادهای آکادمیک (دانشگاهی) و بانیان، آنرا انجام می دهند. انتشارات متفاوت در گذشته اخیر بوجود آمده که از آن جنبه مطالعات پایداری در سطح بزرگ و وسیع به حساب می آید. علی رغم تلاش های صورت گرفته، مدل توربین بادی هنوز به برخی اصلاحات، توسعه ها و تطابقات نیاز دارد. بر مبنای تجارب نویسندگان مشغول در فرآیند توسعه، کنترل و اجرای فشار زیادی از توربین هایبادی تا گروه 5 مگاوات، این مقاله، گزارش جامعی درباره مدل بندی WT بر اساس ژنراتور القائی با سوخت دو برابر (DFIG) برای مطالعات پویائی سیستم قدرت و نوع پایداری آن را فراهم میکند.
ژنراتورهای همزمان معمول، برای تحلیل پایداری مدل های کاهش، توصیف می شوند. همان تقریب و تخلیل ها برای نتایج DFIG در یک مدل مشابه بکار برده می شود که با برخی محدودیت ها، قابل اجرا است. در مورد اختلالات شبکه جدی، DFIG و سیستم مبرل مربوطه، باید در برابر صدمه و آسیب محافظت شوند که برای آن اهرم دو شاخ (CB) روشی است که بطور عمده استفاده می شود. CB یک مقاومت اتصالی به مدار رونق، برای دوره زمانی کوتاه و برای انرژی زدائی دستگاه در حال قطع شدن مبدل، فی باشد. روشن کردن CB بر مبنای جریان روتور و یا مقادیر ولتاژ رابط dc (جریان مستقیم) مبدل، بوجود می آید. بااین حال زمانیکه شبیه سازی با استفاده از یک مدل با ترتیب کاهش انجام می گیرد، اجزای اصلی برای گرفتن سیکنال های تریگر (قطع) در هر دو متغییر به کنار گذاشته می شود. یک روش مناسب برای برطرف کردن این مسأله در مقاله مذکور بحث و بررسی شده است. در حالت اجرائی طبیعی، جریانات،اکتیو، اکتیو (فعال) و ری اکتیو (واکنشی) و از این رو Q , P مربوطه به DFIG ، توسط مبدل کناری روتور، بطور مستقبل کنترل می شوند. کنترل گر مربوطه بر مبنای معادلات DFIG ناشی میشود. مدل های ساده شده هم برای مبدل رابطه dc و خط کنلری مبدل، ارائه میشوند. برای اینکه مطالعات شبیه سازی، متغیرهایسرعت باد را در نظر بگیرند ویا زمانیکه انحراف سرعت ملی روتور، سرعت توربین و سیستم های کنترل گام آن باید بررسی شوند. به همین منظور، یک مدل کلی و ژنریک پیشنهاد می شود. نتایج شبیه سازی، برای اهداف اثبات و طبقه بندی ارائه می شوند. در پایان این مقاله، عملکرد خاص کشت بادی عمدۀ روبه دریا به عنوان پاسخی به اختلال شبکه ای، نشان داده شده است.
پیچش های محوری توربین بادی ممکن است برای نوعپایداری شبیهسازی هاسودآور باشد بویژه زمانیکه تعاملاتی با کنترل گرها، مورد انتظار است. با اینحال بخاطر محدودیت فضائی، این موضوع در مقاله حاضر ارائه نشده است.
2 ) مدل DFIG :
A : مدل مفصل و کامل با ترتیبی کلی (full - order)
DFIG رایج ترین وسیله بکار رفته برای تولید نیروی بادی است. همانگونه که بطور کلی شناخته شده، پایانه های روتور بایک ولتاژ سه فاز متقارن مربوط به دامنه و نوسانمتغیر تغذیه میشوند. این ولتاژ را یک مبدل منبع ولتاژ فراهم می کند که معمولاً با مدارهای الکترونیکی برق، بر مبنای IGBT تجهیز شده است. ساختار مبنا در شکل استان داده شده است.
ولتاژ روتور نوسان متغیر، به تنظیم سرعت روتور امکان می دهد تا به نقطه اجرائی بهینه با هر سرعت بادی عملی، ارتباط یابد. محافظت در مقابل جریانات بالا و ولتاژ جریان مستقیم بطور نامطلوب بالا، توسط CB فراهم می شود که در طرفی ازروتور قرار می گیرد. زمانیکه جریان روتور افزایش مییابد و ولتاژ dc فراتر از مقدار مجاز فوقانی است، سوئیچ های نیرسیتور روشن شده و پایانه های روتور از طریق مقاومت CB مدار کوتاه (اتصال کوتاه) می شوند. در طی این دورهف مبدل کنترل تنظیم و نصب می شود تا خاموش کند و DFIG به عنوان یک دستگاه الفائی رینگ (حلقه) لغزش معمولی عمل می کند. به دنیا مدارهای کوتاه شبکه، جریان روتور شامل اجزای متناوب اضافی است که با جریانات مدار کوتاه dc معروف، بر روی طرف استاور، مرتبط است. جریانات روتور متناوب، منجر به فراتر رفتن از حدّ ولتاژ رابط dc مبدل میشود.
و از این رو تأثیر سیگنال روشن CB بوجود می آید. برای بررسی جریانات روتور متناوب در شبیه سازی، یک مدل DFIG مفصل با ترتیب کلی مورد نیاز است.
پیش زمینه تئوریک برای مدل بندی دستگاه های القاء بطور گسترده توسعه یافتند و بطور کامل در مقالات و متون درسی گسترده ای بکار گرفته شده اند. در این مقاله نشان فازور فضائی با استفاده از بردارهای مختلط (متغیرهای زیر خط دار)، از حملیه اجزای محوری مستقیم اورسورگونال (d) و چهار تاش (q) پذیرفته شده است. فازورها میتوانند با توجه به سیستم مبنای چرخشی متفاوت، نشان داده شوند و این سیستم ها ممکن است در هر نقطه در سطح مختلط، نصب شوند. انتخاب سیستم مبنا، جهت و سوی مستقیم، بر واقعیت کنترل کوپلاژ (منفصل) مطلوب Q , P را دارد. سیستم بنای مبنا برای هر یک از متغیرهای مختلط، با استفاده از یک اندیس بالا > مشخص میشوند که با یک علامت نشان دهنده سرعت سیستم مبنا و یا یک فازور متغیر، دنبال می شود که حاکی از ارتباط محور d انتخابی، با مسیر فازور است.
معادلات (1) ، (5) مجموعه کامل از روابط ریاضیاتی را نشان می دهند که عملکرد دینامیکی دستگاه را توصیفمی کنند. سیستم پریونیت (p . a) بهعنوان یک واحد اندازه گیری، برای مقام مقادیر، پذیرفته شده و در علامت عرف که با چنین روشی انتخاب می شود، نیروهای واکنشی القائی و فعال مصرفی، مثبت هستند (همچنین توجه کنید که w0 مساوی با 0/1 در پریونیت است).
معادلات ولتاژ :
(1)
(2)
Wk یک سرعت اختیاری مرتبط با سرعت سیستم مبنای در حال چرخش بکار رفته، است که اندیس k > آن را مشخص می کند.
پیوست های القائی : (پیوند شار)
(3)
(4)
در این فرمول
معادله حرکتی :
(5)
بعد از تعدادی کاربرد درست جبری، هر کس معدله حالت محتلط (پیچیده) را برای مدارهای روتور و استاتور به شرح زیر در نظر می گیرد :
(6)
(7)
که همراه با معادله حرکتی (5)، مدل ترتیب کلی (full - order) (FOM) را تشکیل می دهند که می تواند برای مقادیر فوری شبیه سازی های حوزه زمانی نوپا، استفاده شود. متغیرهای حالت، اجزای فشار روتور و استاتور، به مانند سرعت روتور، هستند. اغلب ولتاژ استاتور VS<K ثابت است یا به عنوان یک متغیر ورودی مستقل می شود. این، خود به استفاده از Fom برای تحقیقات در باس نامحدود دستگاه منفرد امکان می دهد. بااین حال در یک عملیات موازی شبکه : ولتاژ استاتور می تواند متغیر باشد که به تعامل بین DEIC و شبکه بستگی دارد. بطور اساسی Fom به معادلات متفاوت برای کل شبکه بخاطر این حقیقت نیاز دارد که شبکه بطور مستقیم به مدار استاتور متصل است. ولتاژ استاتور در (6)، با استفاده از معادلات متفاوت شبکه ای می تواند حذف شود. اگر Fom برای شبیه سازی حوزه زمانی بکار رود، اندازه های مرحله تکمیلی کوچک، به عنوان نتیجه ای از مقادیر ثابت زمانی کم، مورد نیاز میباشند. مرحله زمان تکمیلی کم، علاوه بر شعار عمده معادلات، مختلف، بویژه برای شبکه، منجر به تلاش سازی شبیه سازی قابل توجه به هنگام مطالعه سیستم های بزرگ می شود. این عدم منافع، صدمات قابل اجرا بودن Fom را برای شبکهای کوچک یا حتی برای سیستم باس نامحدود در دستگاه تک، محدود می کند.
B : مدل با ترتیب کاهشی :
این مدل (Rom) می تواند با نادیده گرفتن شرایط اشتقاقی در (1) بدست آورده شود : یعنی این تقریب فقط در سیستم مبنای چرخشی بطور همزمان موجه است. مطابق با آن و از این نقطه به بعد، سیستم مبنای چرخشی همزمان، پذیرفته شده ولی اندیس w0 > برای سهولت ایده (فکر)، به کنار گذاشته می شود. سپس آن فرمول (1) را برای پیوندهای شاری استاتور دنبال می کند که :
بطور مشابه، اظهار دیگری پیوندهای شاری استاتور می تواند با حذف جریان روتور در (3) و استفاده از (4) حاصل شود، از این رو
(10)
از فرمول (9) و (10) داریم :
(11)
که بعد از ترتیب و اصلاح مجدد فرمول زیر بوجود می آید :
(12)
در اینجا :
(13)
(14)
که به عنوان امپدانس گذاری داخلی و منبع ولتاژ ثونین محرک گذار، تعریف میشوند و به ترتیب با فرمول زیر مشخص می شوند :
ولتاژ (12) می تواند با استفاده از مدار معادل نشان داده شده در شکل 2 توصیف شود.
ولتاژ داخلی v در شکل 2، تابعی از اجزای q , d مربوط به شار روتور می باشند که همراه با سرعت روتور، متغیرهای حالت مدل با ترتیب کاهش هستند خود معادلات متفاوت حالت فضا، می تواند از فرمول (2) بعد از حذف جریان روتور و با استفاده از (4) حاصل شود. رابط منتج شده که به اجزای q , d منفک می شود بهصورت :
(15)
(16)
برای تکمیل مدل ظاهراً ثابت (بی حرکت)، معادله حرکت (5) باید برای این حقیقت اصلاح شود که شار استاتور به مدت طولانی یک متغیر حالت، نیست. این اول با حذف شار استاتور و با استفاده از فرمول (3) حاصل می شود و سپس از طریق جریان روتور و استفاده از فرمول (4) که منجر به فرمول زیر می شود :
(17)
معادلات (15) تا (17)، مدل رده سوم ظاهراً ثابت از دستگاه القائی را بوجود می آورند. تعیین پیوند شاروتور (R ) و از این رو جریان استاتور (is)، به تکمیل عددی معادلات (15) و (16) و حل معادلات بخش بار جبری شبکه، نیاز دارد که با آن مدار معادل دستگاه، (شکل 2) بوجود می آید. معادله حرکت (17) باید بطور همزمان با معادلات (15). (16) برای بدست آوردن سرعت روتور حل شود.
با مدل گسترده شده با ترتیب کاهش (reduced – order) :
از آنجائیکه مدل ترتیب کاهشی، اجزای dc جریان استاتور را بررسی نمیکن. و از ایین جریانات روتور متناوب مربوطه را در نظر نمی گیرد، آن بای راه اندازی سوئیچ اهرم دو شاخ مناسب نیست. به همین منظور، گسترش و ترفیح مدل، در این مقاله پیشنهاد شده که به استفاده بیشتر از Rom امکان می دهد ولی یک بخش مدل اضافی، فوال می شود، زمانیکه تطبیق اجزاء dc با نتایج شبیه سازیف الزامی است. این ایده بر مبنای فرضیه ای است که شار استاتور محاسبه شده با استفاده از Rom ، فقط جزء کمی از s می باشد. از فرمول (6) و با بررسی معادله (8) داریم : که در این معادله اندیس بالایی (Rom) محلولِ Rom کم، را مشخص می کند. در سیستم مبنای همزمان، کم کردن معادله (18) از (6) فرمول زیر را بوجود می آورد :
(19)
که تحت فرضیه های زیر می باشد :
(1) این تقریباً زمانی کامل می شود که اهرم خاموش شود. با وجود اهرم در مدار، این فرضیه کمتر معقول بوده ولی هنوز قابل قبول است.
(2) این مسلم فرض می کند که پایانه استاتور تا ولتاژ معادل تونین شبکه افزایش می یابد. در این مورد پارامترهای استاتور باید همچنین بصورت اصلاح شوند که پارامترهای امپدانس شبکه معادل می باشند. با این حال باید تأکید شود که دانست USN بصورت خاص الزامی نیست ولی این فرضیه باید بطور کلی، ممکن باشد. امپدانس شبکۀ معادل مربوطه به آسانی از ظرفیت مدار کوتاه مشخصK ً S ، محاسبه می شود. واضح است که امتداد و توسعه پیشنهادی مدارهای استاتور به یک منبع ولتاژ مجازی مرتبط با فرضیه هاف برای محاسبه مدار اتصال کوتاه استاندارد استفاده می شود. با این حال روش مذکور، امپدانس شبکه معادل ثابت، را مسلم فرض می کند. بنابراین شبیه سازی به مواردی محدود میشود که امپدانس بطور اساسی تحت تأثیر اختلال شبکه قرار نمی گیرد.
در معادله (19)، شاراستاتور بهصورت ارائه می شود تا تقریب بکار رفته تأکید شود و همین طور گسترش استاتور برای شمولیت مدار معادل شبکه را نشاندهد.
معادله (19) فقط را به عنوان یک متغیر ورودی دارد که به صورت زیر محاسبه می شود :
(20)
و به عنوان یک نتیجه می تواند مشابه با معادلات Rom حل شود. علاوه بر این، گسترش مدل باید در جواب و واکنش به اختلالات شبکه ای مقدم باشد و می تواند زمانیکه تفاوت بین قابل چشم پوشی است. نادیده گرفته شود. Rom با امتداد مذکور، به محاسبه جریانات روتور اجزای متناوب مربوطۀ بوجود آمدهف توسط جزء dc (جریان مستقیم) جریانات اتصال کوتاه استاتور، امکانمیدهد.
یک شرح بسیار مفصل از گسترش مدل پیشنهادی، می تواند در [15] یافت شود. هم چنین مقایسات بر مبنای نتایج شبیه سازی بین مدل ترتیب کامل، Rom و Romie در [15] ارائه شده است.
3 ) کنترل سرعت و گام :
مدل سادهشدۀ پیشنهادی برای مطالعات پویائی سیستم قدرت، در شکل 3 نشان داده شده است. قدرت مکانیکی بوجود آمده از باد می تواند بصورت زیر محاسبه شود :
(21)
که در اینجا :
غلظت هوا
برش مقطعی که از طریق آن انبوه هوا جریانمی یابد
ضریب قدرت
سرعت وزشباد
سازندگان wt، مقدار خاص CP را براییک توریبن، به عنوانتابعی از زاویه گام (B) و نسبت سرعت – نوک ارائه می کنند. نسبت سرعت – قسمت نوک بصورت زیر تعریف می شود. در اینجا R، شعاع و WT سرعت توربین است. یک رابطه ثابت بین WR , WT وجود دارد که بوسیلهنسبت انتقال (تغییر) چرخ دنده ارائه میشود. محاسبه قدرت با فرمول (21)، بر مبنای یک سرعت بادی خاص است. با این حال در حالت واقعی سرعت باد ممکن است تقریباً در جهت (مسیر)، متفاوت باشد و شدت آن در برابر بخش مذکور بوسیله پره ها قطع شود. برای بررسی این اثر، سرعت باد، از طریف یک بلوک تا خیر فاز به معادله تبدیل نیرو فراهم می شود.
طرح کنترل که در شکل 3 نشان داده شده، دو خروجی یا نتیجه دارد : قدرت مبنای توربین بادی که به مبدلی کنترل و مقدار مبنای گام، راه می یابد. هر دوی کانال هایکنترلی، انحراف سرعت را به عنوان ورودی دارند. کنترل گر گشتاور تلاش می کند تا سرعت را در سطح سهمینۀ مرتبط با قدرت واقعی توربین بادی نگه دارد. سرعت سهمینه در یک جدول بررسی ذخیره می شود. زمانیکه این سرعت فراتر از سرعت ظاهری است، کنترل گر گام، بر پائی پره ها را شروع می کند. از این رو، قدرت مکانیکی تولید شده توسط باد، کمتر می شود و در نتیجۀ آن سرعت محور (میله) هم کاهش می یابد. سرعت باد برای کنترل، در این طرح بخاطر مشکلاتی درباره درجه صحت اندازه گیری های سرعت باد، بکار برده می شود. هر دو کنترل گرها بطور دائمی فعال هستند چون تغیر بین ساختارهای متفاوت، الزامی نیست.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 16صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
کلیات :
همانطور که کرارا در کلیه جزوات تحریک عنوان شده در ژنراتورهای سنکرون جهت تولید الکتریسیته لازم است یک میدان مغناطیسی دوار داشته باشیم بدین لحاظ می بایستی بتوانیم جراین DC مناسبی برای تولید این میدان به روتور ژنراتور اعمال کنیم.
این مولد DC بایستی از شبکه مستقل باشد تا ضربه های اعمال شده در شبکه به آن اعمال نشود حال این مولد را می توان بر روی بخشی از روتور ژنراتور مستقر نمود که تشکیل خواهد شد از ژنراتور و یک سو کننده جریان بدون اتصالات الکتریکی که این نوع را تحریک دینامیک گویند.
و نوع دیگر سیستم تحریک استاتیک می باشد که شامل یک ترانس و یک سو کننده جریان می باشد که توان لازم را از خروجی ژنراتور می گیرد و توسط جاروبک بر روتور منتقل می نماید.
بدیهی است این نوع سیستم هر کدام دارای معایب و محاسنی می باشند که بطور خلاصه و فهرست وار تشریح می گردد.
سیستم دینامیک :
1- استهلاک کمتر در نبود قطعات جاروبک و رینگ انتقال دهنده جریان
2- حجم کمتر در بخش تجهیزات کمکی
3- رسیدگی و بازبینی کمتر
4- طویل شدن روتور و سنگین شدن آن و مشکلات بالانس
سیستم استاتیک :
1- بالا بودن سرعت پاسخ سیستم
2- کوتاه بودن شفت
3- استهلاک رینگ و جاروبک ها
4- الزام به داشتن محرک اولیه
بدیهی است برای کنترل ولتاژ خروجی ژنراتور باید جریان DC اعمال شده به روتور توسط یک سیستم کنترل تحت نظارت قرار گیرد که اینجا نقش کنترل کننده این سیستم ها از ساده ترین و قدیمی ترین نوع تا پیشرفته ترین آنها در ساختار کلی مشترک می باشند که تشکیل می شود از یک مقایسه – کننده با دو تا چند ورودی که عبارتست از ولتاژ ژنراتور، ولتاژ مبنا (set point) ، جریان ژنراتور ، جمع برداری ولتاژ و جریان ژنراتور که ورودی ذکر شده آخرین بعنوان کنترل کننده MVAR ژنراتور بکار می رود . از طرفی بسته به نوع و ارزش کنترل کننده ها سیستم می تواند دارای یک حلقه کنترل یا بیشتر باشد. بطور مثال جهت بالابردن سرعت سیستم یک حلقه فرعی جهت نمونه گیری جریان تحریک استفاده می شود.
در این جزوه سیستم تحریک ژنراتورهای MARELL1 که از نوع استاتیک با کنترل کننده الکترونیکی می باشد در قالب سه بخش زیر تشریح می گردد.
1- مولد جریان DC یا بخش قدرت
2- سیستم کنترل
3- اجزاء کنترل
1- بخش قدرت و تولید کننده جریان DC
معمولا این بخش از یک پل نیمه هادی تشکیل شده که در سیستم های مختلف بصورت پلهای تمام موج یا نیم موج که می تواند بصورت تک فاز یا سه فاز در مدار عمل نمایند تشکیل شده است این سیستم دارای یک پل سه فاز نیم موج می باشد که در یک بازو دیود و در بازوی دیگر تایریستور کار یکسو سازی را عهده دار می باشند . جریان سه فاز ورودی ازطریق یک ترانس 11KV/330 V با توان 200 KVA از طریق فیوزهای 1FU ~ 3FU به پل ارتباط پیدا می کند مسیر تغذیه سه فاز ورودی در شکل (1) و مجموعه پل یکسو ساز با تجهیزات جانبی آن در شکل (2) نشان داده شده است.
در شکل (1) ترانس TV با نسبت 330/220 و قدرت 350 VA فن 88VE1 را تغذیه می کند و فیوزهای 4FU و 5FU کار حفاظت جریانی آنرا عهده دار است، این فن در بالای سقف پانل تحریک نصب شده است و کار خنک کاری تجهیزات تحریک را انجام می دهد ترانس 330/380 IS با توان 1KVA تغذیه ترانس TVT از شکل 2 را بعهده دارد.
همانطور که در شکل شماره (2) مشاهده می شود جریان خروجی از شاخه مثبت پل پس از عبور از حلقه سیم پیچ آمپلی فایر مغناطیسی TC و کلید تحریک (41F) به جاروبک روتور انتقال می یابد همچنین جریان خروجی از شاخه منفی پس از عبور از شنت N2 و کنتاکت دیگر کلید (41F) به جاروبک روتور منتقل می شود.
سیم پیچ TC که بعنوان یک مجموعه کنترل کننده جریان در بازوی ثانویه ترانس TVT قرار گرفته است وظیفه دارد با افزایش جریان تحریک میزان ولتاژ اعمال شده به فن خنک کننده تایریستورها VT را افزایش دهد تا در نتیجه میزان هوای دمیده شده به رادیاتورهای پل افزایش یابد، لذا نتیجه می گیریم میزان دمش خنک کاری تابع جریان خروجی پل می باشد.
جریان خروجی پل توسط شنت و آمپرمتر 0 ~ 500 متصل به آن قابل قرائت می باشد همچنین ولتاژ خروجی تحریک توسط ولتمتر 0 ~ 500 از طریق دو فیوز قابل قرائت است.
از مقاومت RSC به عنوان مقاومت تخلیه جریان تحریک پس از قطع کلید (41F) استفاده می گردد بدیهی است پس از قطع کلید فوق کنتاکتهای N.C کلید مذکور جریان پسماند حاصل در، روتور را سریعا در مقاومت RSC تخلیه می نماید.
ترانس های T و 2T ترانسهای پالس می باشند که وظیفه انتقال مغناطیسی پالسهای اعمال شده از سیستم کنترل به گیت تایریستورها را عهده دار می باشند.
مقاومت متغییر RSC در سر راه سیم پیچ TC قرار گرفته است بطوریکه افت ولتاژ حاصل از آن به عنوان فیدبک جریان تحریک استفاده می گردد.
شایان ذکر است این فیدبک در کلیه سیستم های مختلف تحریک بکار نمی رود و بسته به نوع طراحی به جهت داشتن سرعت بیشتر در پاسخ سیستم کنترل، بعنوان یک فیدبک داخلی بکار می رود.
ترانسهای جریان TA1 و TA2 بعنوان فیدبک جریان ژنراتور و ترانس های ولتاژ TV3 و TV1 بعنوان فیدبک ولتاژ ژنراتور بکارمی رود.
در راه اندازی اولیه ژنراتور های سنکرون قبل از برقراری جریان از طریق پل یکسو کننده، احتیاج است که یک میدان مغناطیسی اولیه ایجاد شده تا ژنراتور دارای ولتاژ خروجی گردد و این ولتاژ بتواند بعنوان منبع تغذیه پل مذکور استفاده گردد.
در ژنراتورها معمولا از 3 طریق این کارعملی می گردد:
1- پسماند مغناطیسی:
در این حالت هسته روتور از جنس آهن نرم استفاده می شود بطوریکه توسط اعمال یک جریان DC اولیه به روتور مغناطیسی گردد این پسماند مغناطیسی تا مدتهای زیاد قابل استفاده می باشد که گاها در تغییرات انجام شده بر روی روتور (مثلا زمان خارج کردن روتور از درون استانور این پسماند کم شده و یا از بین می رود در این صورت پس از جا زدن روتور با اعمال جریان DC به روتورباعث احیاء این پسماند می شوند.
2- ژنراتور کمکی : (PMG)
معمولا این سیستم در تحریک های نوع دینامیک بکار می رود بدین صورت که یک ژنراتور در انتهای روتور اصلی ژنراتور نصب گردیده است که روتور آن مغناطیس دائم می باشد و جریان تولید شده در استانور آن به عنوان تغذیه سیستم بکار می رود.
3- منبع تغذیه کمکی (باتری)
در سیستم های نوع استاتیک معمولا برای راه اندازی ژنراتور جراین باطری توسط یک کلید به جاروبک های روتور منتقل می گردد این کلید قبل از بسته شدن کلید تحریک اصلی به مدت چند ثانیه یک جریان ابتدایی به روتور منتقل کرده تا با بالا رفتن ولتاژ خروجی ژنراتور سیستم خود کفا گردد که جریان راه اندازی در سیستم تحریک Marelli از این نوع می باشد، این جریان از طریق باتری و از طریق کلید 31 (Field Flash) به روتور جاری می گردد. بدین صورت که با اعمال فرمان بستن کلید تحریک (کلید 41F) کویل 31 انرژی دار شده و کلید مذکورکه زمان دار می باشد به مدت 3 ثانیه جریان را هدایت می کند تا ولتاژ ژنراتور را به میزان 6KV برساند این ولتاژ به میزانی است تا تغذیه سیستم به جهت افزایش ولتاژ ژنراتور تا حد 11Kv کنترل آن تامین گردد.
2- سیستم کنترلک
همانطور که در بخش اول عنوان شد سیستم های تحریک بطور عام فقط دارای دو فیدبک یکی ولتاژ و دیگری جریان ژنراتور می باشد که در یک حلقه کنترلی در بخش مقایسته کننده با مرجع سنجیده و حاصل سیگنال خطا پس از اعمال ضرایب حاصله از توابع تبدیل سیستم در خروجی بعنوان سیگنال کنترل کننده ظاهر می شود.
بدیهی است در این حلقه که بعنوان حلقه اصلی کنترل محسوب می گردد ضرایب عکس العمل سیم پیچ ژنراتور می بایستی دخالت داده شود.
در صورتیکه بخواهیم اثر لختی حاصل از سیم پیچ تحریک را در سرعت پاسخ سیستم تاثیر دهیم احتیاج است یک حلقه فرعی برای آن تعریف کنیم ، بصورتیکه سگنال خطای مورد نظر حاصل سنجش سیگنال خروجی حلقه اصلی با سیگنال فیدبک جریان تحریک باشد. مطالب بیان شده فوق در دیاگرام شکل شماره (3) در قالب دو حلقه مشاهده می شود. در صورتیکه توابع تبدیل دو حلقه مذکور را بترتیب با F(S)1 و F(S)2 نمایش دهیم مقادیر هر یک بشرح ذیل خواهد بود.
تابع تبدیل F(S)1 مربوط به بلوک 1
تابع تبدیل F(S)2 مربوط به بلوک 2
که مقادیر t1 الی t5 براساس مشخصات سازنده بترتیب ذیل می باشد.
همچنین مقدار kc عبارتست از:
در رابطه فوق Ven نرخ افزایش ولتاژ تحریک می باشد.
- محدود کننده های جریان تحریک
تا زمانی که ژنراتور با شکبه پارالل نشده است افزایش و کاهش جریان تحریک به غیر از محدود کردن ولتاژ بی باری ژنراتور (OVER VOLTAGE PROTECTION) مشکلاتی را برای سیم پیچ های روتور و استاتورایجاد نخواهد کرد ولی پس از اتصال به شبکه رفتار سیستم کنترل تابع شبکه خواهد بود بصورتیکه با افزایش میزان سفلی شدن شبکه جریان تحریک افزایش و با افزایش خازنی شدن شبکه جریان تحریک کاهش پیدا خواهد کرد این تغییرات در مجموعه ای بنام کنترل کننده بار راکتیو خلاصه می گردد که باید به محدود کننده های حد بالا و حد پایین تحریک به شرح زیر اشاره کرد.
- حد پایین تحریک:
زمانی که شبکه بشدت خازنی شود سیستم می بایستی جریان تحریک را در جهت کاهش فعال نمودن این اثر را در حد مطلوب خنثی نماید . بدیهی است بدلیل کاهش جریان تحریک روتور در دو انتها شروع به گرم شدن می نماید که برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و همچنین از دست دادن میدان مغناطیسی مورد نیاز تولید مگاوات می بایستی یک محدود کننده حد پایین تحریک وارد عمل شود و اجازه ندهد که جریان راکتیو ازمیزان تعیین شده کمتر شود توابع این محدود کننده بشرح ذیل بیان می گردد.
- حد بالای تحریک
در این حالت بدلیل سلفی شدن شبکه سیستم لازم می بیند که جریان تحریک را به جهت پاسخگویی به این تغییر افزایش دهد که در این حالت مگاوار لازم به شبکه اعمال می شود که افزایش بیش از حد جریان تحریک باعث می گردد دمای سیم پیچ های استاتور از حد متعارف تجاوز کند و باعث صدمات ناشی از گرمای بیش از حد به عایق ژنراتور و هسته آن گردد در این بخش نیز احتیاج به یک محدود کننده حد بالای تحریک داریم که تابع مربوطه در این خصوص ذیلا آمده است :
در رابطه فوق و سیگنال خطای بلوک 2 از شکل (3) می باشد و len نرخ افزایش جریان تحریک است، ضمنا ضریب KLsv در حالت حداکثر محدود کنندگی برابر
Klsv=11(volt)/len(A)
و در غیراینصورت
Klsv=2.28(volt)/len(A)
همانطور که در شکل (4) مشاهده می شود AB منحنی حد بالای تحریک میباشد.
در شکل های شماره (5،6) دیاگرام سیستم کنترل جریان تحریک بطورجامع نشان داده شده است در شکل مذکور Ve،Ie بترتبی ولتاژ و جریان تحریک Im،Vm بترتیب ولتاژ جریان خروجی ژنراتور می باشد.
در بلوک های شکل (5) نمودار توابع هر بلوک و در شکل (6) توابع هر بلوک درج شده است.
در شکل (5) در بلوک 2، Vcp عبارتست از سقف مثبت ولتاژ تحریک و Vcp 0.8 سقف منفی ولتاژ تحریک می باشد.
در شکل (6) مقاومت سیم پیچ تحریک ، ولتاژ نامی ژنراتور، برابر است با :
در رابطه فوق زاویه جریان ، جریان اولیه ترانس تغذیه می باشد.
از آنجائیکه ولتاژ خروجی ژنراتور تابع تغییرات ولتاژ مرجع می باشد لذا ولتاژ خروجی ژنراتور در حالت زیر متناسب با مرجع تغییر می کند.
الف- تغییرات ولتاژ مرجع بین صفر و 11 ولت و ژنراتور بین صفر تا 110 درصد
ب- تغییرات ولتاژ مرجع بین 8 تا 11 ولت و ژنراتور بین 80 تا 110 درصد
تابع تبدیل فیدبک جریان ژنراتور و تابع تبدیل فیدبک ولتاژ ژنراتور می باشد
3- بررسی اجزاء کنترل
بدنبال بررسی اجمالی حلقه های کنترلی سیستم می توان با در نظر گرفتن شکل (6) اجزاء کنترل سیستم را بشرح زیر تشریح کرد:
در بلوک دیاگرام شکل (7) که شمابه دیاگرام توصیف شده در شکل شماره (6) می باشد می توان اجزاء سیستم را بطور گسترده مشاهده نمود.
همانطور که در شکل مشاهده می شود بلوک های مشخص شده با یک حرف با اندیس های مختلف در یک کارت الکترونیکی گنجانده شده اند. که ذیلا به تشریح این کارت ها می پردازیم.
4- اجزاء اصلی کنترل
کارت RT
این کارت در حقیقت مقایسگر اصلی حلقه کنترل می باشد. همانطور که در شرح دیاگرام کنترلی سیستم عنوان شد در حلقه اصلی ولتاژ و جریان ژنراتور بعنوان فیدبک های اصلی سیستم بکار رفته اند بدین لحاظ ورودی های این کارت عبارتند ازک
1- جریان ژنراتور
2- ولتاژ ژنراتور
3- سیگنال مرجع سیستم
شکل این کارت می بایستی مجموعه ای از شکل 5b و 4 از کتاب می باشد.
همانطور که در شکل (8) آمده است ولتاژ ژنراتور به ترانس 1T و 2T و جریان ژنراتور توسط CT از طریق دو مقاومت متغییر 1PST و PST به ترانس های 3T و 4T اعمال می گردد از این دو مقاومت متغییر در جهت تنظیم محدوده عملکرد جریان استفاده می شود.
بدیهی است بلوک A2 شامل ترانس های 1T و 2T و بلوک A3 شامل ترانس های3T و 4T می باشد. همانطور که مشاهده می گردد سیگنال حاصل از جمع برداری ولتاژ ترانس 1T و جریان 4T و همچنین ولتاژ ترانس 2T با جریان ترانس 3T به یکسو کننده 3 فاز وارد و ولتاژ DC شده حاصل از این یکسو ساز که از طریق پین 13 قابل قرائت در کارت به ورودی مقایسگر I-OA بعنوان فیدبک سیستم اعمال می گردد، همانطور که از طریق سربندی ترانس ها به یکدیگر مشاهده می گردد سیگنال حاصل از این دو ترانس عبارتند از تفاضل دو بردار ذکر شده.
که جمع برداری حاصل از این دو بردار در پل یکسو کننده و به عنوان قید یک سیستم به مقایسه کننده اعمال می گردد. از طرفی سیگنال مرجع از طریق کارت INS-GOI به ترمینال پین 47 این کارت اعمال می گردد. همانطور که دیده می شود سیگنال فیدبک با پلاریته مثبت و مرجع با پلاریته منفی ازطریق دو مقاومت مساوی 3R و 7R به مقدار 5/2 کیلو اهم به مدار جمع کننده 1-0A وارد می گردد.
حاصل جمع جبری این دو سیگنال با حداکثر ضریب تقویت در خروجی ظاهر می گردد که بدیهی است این ضریب تقویت با مقاومت متغییر 2P که در خارج کارت تعییه شده از صفر تا ماکزیمم مقدار خود قابل تغییر می باشد.
از طرفی جهت استفاده از سیگنال مذکور، در مدارات مختلف این در تقویت کننده PUSH-POLL طبقه بعد تقویت گردیده و بر روی پین 55 قبل ازOP- قابل خواندن است.
مقادیر الی به شرح ذیل می باشد.
براساس 12R=464 kn و 4c=22mf برابر 1sec می باشد.
در حالت اتصال 1J به 3
مقدار تغییرات مقاومت متغییر 2P می باشد.
مقدار برحسب 4c=22mf و 7R=215 kn بین صفر تا 0.47 ثانیه تغییر کند.
اجزاء دیگری که می توان در این کارت به آن اشاره نمود بشرح ذیل می باشدک
1- مدار محدود کننده سیگنال خروجی مقایسه کننده:
همانطور که در شکل 9 مشاهده می گردد این عمل به عهده دیود زنر 15D با حداکثر میزان محدود کننده می باشد.
2- رله PS (حفاظت)
کنتاکت N.C رله مذکور در مسیر فیدبک مقایسه کننده قرار گرفته است به شکلی که پس از بستن کلید تحریک 4I رله PS انرژی دار و با بازشدن کنتاکت مورد اشاره خروجی مقایسه کننده با شیب افزایش پیدا خواهد کرد.
لذا می توان گفت که این کنتاکت اجازه نمی دهد که با شروع لحظه اول بستن کلید تحریک ضربه و یا ولتاژ بالایی در خروجی مقایسه کننده ظاهر گردد و باالعکس پس از بازشدن کلید تحریک بلافاصله خروجی صفر گردد.
شایان ذکر است بر طبق FIG 9 می توان با استفاده از BREAK JUWPER . 1J و با اتصال خازنهای 2C یا 3C ازطریق اتصال پین 43 به پین 13 یک مدار مشتق گیر به کارت اضافه نمود. لذا در صورت استفاده از این بخش سیگنال فیدبک شبکه V/I با اعمال ضریب مشتق گیر مربوطه در مقایسه کننده ظاهر خواهد گردید همانطور که در شکل FIG9 مشاهده می گردد. در این کارت فقط انتگرال گیر مورد استفاده قرار گرفته است. بدیهی است در صورت استفاده این سیستم در یک شبکه محدود مانند شبکه داخلی کارخانجات که همواره شوکهای ناشی از به مدار آمدن و یا خارج شدن مصارف سلقی و یا خازنی را در بر دارد می توان از مشتق گیر مربوطه استفاده نمود.
به غیر از رله PS رله دیگری به نام AU در این کارت تعبیه شده است که کنتاکتهای آن در بخش های دیگر سیستم مورد استفاده قرار می گیرد.
جمع بندی عملکرد این کارت در سیستم به شرح ذیل میباشد:
پس از اعمال جریان ابتدایی از طریق باتری به سیم پیچ تحریک (بسته شدن کلید 4I) و برق دار شدن ترانس در تغذیه داخلی سیستم سیگنال مرجع با مقدار ابتدایی خود که به پین 47 اعمال می گردد باعث بالا رفتن ولتاژ مثبت در خروجی PIN55 و در نتیجه بالا رفتن ولتاژ ژنراتور می گردد. بدیهی است که با افزایش ولتاژ ژنراتور بلافاصله سیگنال فیدبک مربوطه در PIN13 کارت با پلاریته مثبت ظاهر خواهد شد تا باعث شود که ولتاژ خروجی کارت و در نتیجه ولتاژ ژنراتوراز حد تعیین شده بالاتر نرود. از این به بعد با افزایش و یا کاهش سیگنال مرجع توسط بهره بردار ( در صورتیکه ژنراتور با شبکه پارالل نباشد) باعث افزایش ولتاژ و در صورتیکه با شکبه پارالل باشد باعث افزایش بار REACTIVE می گردد.
کارت LS ( کارت محدود کننده بار REACTIVE)
وظیفه این کارت محدود کردن جریان راکتیو ژنراتور براساس اطلاعات دریافتی از CT و PT می باشد و همچنین در حالتی که شبکه دارای تغییراتی از نظر بار راکتیو گردد خروجی این کارت به عنوان یک مرجع دوم به PIN 17 کارت RT اعمال می گردد. بدیهی است این مرجع شناوربوده و مستقل از مرجعی است که توسط بهره بردار قابل تغییر است.
ترانس های تعبیه شده در این کارت وظیفه محاسبه میزان بار اکتیو و راکتیو ژنراتور بر عهده دارند. بدین صورت که با سربندی در نظر گرفته شده برای ترانس های IT و 2T که از فاز S و R مربوط به PT و R و زمین مربوط به CT تغذیه می گردند میزان بار راکتیو را تعیین می کند لذا سیگنال حاصل از جمع برداری دو ترانس IT و 2T پس از یکسوسازی از طریق مقاومت 15R به ورودی OP.AMP اعمال می گردد.
میزان سیگنال اعمال شده به عنوان بار راکتیو توسط مقاومت 14R و میزان سیگنال اعمال شده به عنوان بار اکتیو توسط مقاومت متغییر 5P قابل تنظیم می باشد. این دو سیگنال توسط مقاومت های یاد شده در مدار جمع کننده جمع جبری می شوند و با ضریب تقویت در خروجی (PIN47) ظاهر و از آنجا از طریق کلید ILS به ورودی کارتRT (PIN17) اعمال می شود. شکلهای (10) و (11)
بدهیهی است با (تغییرات شبکه ) گرایش شبکه به سمت سلفی شدن و یا خازنی شدن خروجی این کارت تغییر کرده و باعث می شود سیگنال خروجی کارت RT که نتیجه آن تغییر جریان تحریک است موجب گردد که ژنراتور خود را با شبکه وفق دهد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 32 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید