گونشلی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                          صفحه
مقدمه…………………………………………………………………………………………………… ۶
۲-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۱۰
۲-۲- معرفی ترانسفورماتورهای اندازه گیری…………………………………………………… ۱۱
۲-۳  ترانسفورماتورهای ولتاژ و انواع آن……………………………………………………….. ۱۲
۲-۳-۱  ترانسفور ماتور ولتاژ القایی……………………………………………………………… ۱۲
۲-۳-۲  ترانسفورماتور ولتاژ خازنی (CVT )…………………………………………………
2-4 مسایل جنبی ترانسفورماتورهای ولتاژ………………………………………………………. ۱۴
۲-۴-۱ ضریب ولتاژ………………………………………………………………………………… ۱۴
۲-۴-۲ آلودگی……………………………………………………………………………………… ۱۵
۲-۴-۳  ظرفیت پراكندگی………………………………………………………………………… ۱۵
۳-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۱۷
۳-۲ ماهیت نور………………………………………………………………………………………. ۱۸
۳-۳ بررسی نور پلاریز ه شده…………………………………………………………………….. ۱۸
۳-۳-۱  نور پلاریزه شده خطی…………………………………………………………………… ۲۰
۳-۳-۲  نورپلاریزه شده دایره ای………………………………………………………………… ۲۰
۳-۳-۳  نورپلاریزه شده بیضوی…………………………………………………………………. ۲۱
۳-۴ پدیده دو شكستی……………………………………………………………………………… ۲۲
۳-۵  فعالیت نوری………………………………………………………………………………….. ۲۳
۳-۶ اثرهای نوری القائی…………………………………………………………………………… ۲۵
۳-۶-۱ اثر فارادی…………………………………………………………………………………… ۲۵
۳-۶-۲  اثر كر………………………………………………………………………………………. ۲۷
۳-۶-۳  اثر پاكلز……………………………………………………………………………………. ۲۸
۳-۷  معرفی المانهای مهم نوری………………………………………………………………….. ۳۰
۳-۷- ۱ منابع نور…………………………………………………………………………………….. ۳۱
۳-۷-۲ تار نوری…………………………………………………………………………………….. ۳۱
۳-۷-۳  قطبشگر ……………………………………………………………………………………. ۳۲
۳-۷-۴  تیغه ربع موج و نیمه موج………………………………………………………………… ۳۳
۳-۷-۵  آشكار سازی نور…………………………………………………………………………. ۳۳
بررسی ترانسهای ولتاژ نوری………………………………………………………………………. ۳۷
۴-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۳۷
۴-۲  OPT براساس اثر كر………………………………………………………………………. ۳۷
۴-۳ OPT  بر اساس اثر پاكلز………………………………………………………………….. ۴۰
۴-۳- ۱  اصول كار OPT…………………………………………………………………………
4-3-2  سیستم مدولاسیون شدت نور در OPT……………………………………………….
4-3-3  مدار پردازش سیگنال در OPT…………………………………………………………
4-2-4  مواد سازنده سلول پاكلز………………………………………………………………….. ۴۴
۴-۴  مشخصات OPT 45………………………………………………………………………..
4-4-1  مشخصه خروجی OPT………………………………………………………………….
4-4-2 مشخصه حرارتی OPT……………………………………………………………………
4-5  مسئل عملی OPT……………………………………………………………………………
4-6  بررسی مدار پردازش سیگنال در OCT 51……………………………………………..
4-6- 1 مدار پردازش سیگنال بر اساس روش AC/DC…………………………………….
4-6-2  مدار پردازش سیگنال به روش +/-…………………………………………………….. ۵۲
۴-۶-۳  مدار پردازش سیگنال با استفاده از متوسط شدت نور………………………………. ۵۳
فصل پنجم……………………………………………………………………………………………. ۵۶
۵-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۵۶
۵-۲- مزایا…………………………………………………………………………………………….. ۵۷
۵-۳- تحلیل نوع تجاری……………………………………………………………………………. ۶۰
۵-۳-۱ هزینه‌های سرمایه پست و هزینه‌های ساخت………………………………………….. ۶۰
۵-۳-۲  بازده كارآیی عملكرد…………………………………………………………………… ۶۲
۵-۳-۳  صرفه‌جویی‌های نگهداری و تعمیرات………………………………………………… ۶۷
نسبت دور قابل انتخاب خریدار منجر می‌شود به : …………………………………………….  ۶۸
۵-۳-۴  صرفه‌جویی‌های مصرف دوره نهایی…………………………………………………..   ۶۹
۵-۳-۵  مثال عملكرد IPP، MW600 در KV230………………………………………..
5-4  نتیجه‌گیری…………………………………………………………………………………….. ۷۰
فصل ششم…………………………………………………………………………………………….. ۷۱
۶-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۷۱
۶-۲  مشكلات و معایب ترانسفورماتورهای اندازه گیری معمولی………………………….. ۷۲
۶-۲-۱  احتمال انفجار……………………………………………………………………………… ۷۲
۶-۲-۲  اشباع شدن هسته ترانسفورماتور………………………………………………………… ۷۲
۶-۲-۳ اثر فرورزونانس……………………………………………………………………………. ۷۴
۶-۲-۳-۱  ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی…………………………………………………….. ۷۴
۶-۲-۳-۲ ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ القایی……………………………………………. ۷۵
۶-۲-۴  شار پس ماند………………………………………………………………………………. ۷۵
۶-۲-۵  وزن و حجم زیاد…………………………………………………………………………. ۷۶
۶-۲-۶ محدود بودن دقت آنها……………………………………………………………………. ۷۷
۶-۳  مزایای ترانسفورماتورهای اندازه گیری نوری…………………………………………… ۷۷
۶-۳-۱ عدم احتمال انفجار………………………………………………………………………… ۷۸
۶-۳-۲  عدم ایجاد پدیده فرورزونانس در آنها………………………………………………… ۷۸
۶-۳-۳ بدون اثر شار پس ماند……………………………………………………………………. ۷۸
۶-۳-۴  وزن و حجم كم………………………………………………………………………….. ۷۸
۶-۳-۵ داشتن دقت بالا…………………………………………………………………………….. ۷۹
۶-۳-۶  داشتن سرعت پاسخ دهی بالا………………………………………………………….. ۸۰
۶-۴  كاربردهای عملی ترانسفورماتورهای اندازه گیری نوری……………………………… ۸۰
۶-۵ نتیجه گیری…………………………………………………………………………………….. ۸۱
۶-۶ پیشنهادات………………………………………………………………………………………. ۸۳
۷-۱ مبدل ولتاژ نوری KV 230 توسط سنسور نوری پخش میدان الكتریكی…………… ۸۶
۷-۱-۱ مقدمه………………………………………………………………………………………… ۸۶
۷-۱-۲ طرح OVT……………………………………………………………………………….. :
7-1-3  برپایی آزمایش: …………………………………………………………………………..  ۹۰
۷-۲ مبدل‌های ولتاژ نوری بدون   باند پهن ۱۳۸ كیلوولت و ۳۴۵ كیلوولت………………. ۹۵
۷-۲-۱ مقدمه: ……………………………………………………………………………………….  ۹۵
۷-۲-۲  اصول طرح و كاركرد…………………………………………………………………… ۹۶
۷-۲-۳  نتایج تست‌های آزمایشگاهی ولتاژ بالا: ………………………………………………  ۹۸
۷-۲-۳-۱ بازدهی در مورد دقت…………………………………………………………………. ۹۸
B- عایق‌كاری……………………………………………………………………………………….. ۱۰۳
۷-۳ ترانس اندازه‌گیری ولتاژ فشار قوی نوری توسط تداخل نسبی نور سفید…………….. ۱۰۵
۷-۳-۱ مقدمه ۱۰۵
۷-۳-۲  سنسور پاكلز فشار قوی و ترانسفورماتور ولتاژ نوری بر پایه سیستم WLI……..
الف- مدولاتورهای الكترونوری در تنظیمات طولی…………………………………………… ۱۰۶
ب- سنسورهای پاكلز ولتاژ بالا بر اساس مدولاسیون طولی…………………………………. : ۱۰۸
ج – تكنیك WLI اعمالی برای سنسورهای پاكلز ولتاژ بالا جهت ساخت یك ترانسفورماتور نوری ولتاژ بالا : ۱۱۰
د- ترانسفورماتور ولتاژ بالا نوری با استفاده از تنظیمات WLI……………………………..
7-4  نتایج تجربی…………………………………………………………………………………… ۱۱۵
۷-۵ نتیجه‌گری………………………………………………………………………………………. ۱۱۷
ضمیمه…………………………………………………………………………………………………. ۱:

تحلیل ماتریس پلاریزاسیون نور…………………………………………………………………… ۱۲۰
۱ـ بردار جونز………………………………………………………………………………………… ۱۲۰
۲ـ پارامترهای استوكس…………………………………………………………………………….. ۱۲۱
۳- ماتریسهای جونز…………………………………………………………………………………. ۱۲۳
۴- ماتریسهای مولر………………………………………………………………………………….. ۱۲۳
۵ـ معرفی ماتریسهای فارادی، كروپاكلز…………………………………………………………. ۱۲۵
ضمیمه ۲: جدول استاندارد ترانسفور ماتور ولتاژ……………………………………………….. ۱۲۶

مقدمه

       انرژی الكتریكی به وسیله نیروگاههای حرارتی كه معمولاً در كنار ذخایر بزرگ ایجاد می شوند و نیروگاههای آبی كه در نواحی دارای منابع آبی قابل ملاحظه احداث می شوند ، تولید می شود . از این رو به منظور انتقال آن به نواحی صنعتی كه ممكن است صدها و هزاران كیلومتر دورتر از نیروگاه باشد ، خطوط انتقال زیادی بین نیروگاهها و مصرف كننده ها لازم است .

       در هنگام جاری شدن جریان در طول یك خط انتقال مقداری از قدرت انتقالی به صورت حرارت در هادیهای خط انتقال تلف می شود . این تلفات با افزایش جریان و مقاومت خط افزایش می یابد .تلاش برای كاهش تلفات تنها از طریق كاهش مقاومت ، به صرفه اقتصادی نیست زیرا لازم است افزایش اساسی در سطح مقطع هادیها داده شود و این مستلزم مصرف مقدار زیادی فلزات غیر آهنی است .

       ترانسفورماتور برای كاهش توان تلف شده و مصرف فلزات غیر آهنی بكار می رود . ترانسفورماتور در حالیكه توان انتقالی را تغییر نمی دهد با افزایش ولتاژ ، جریان و تلفاتی كه متناسب با توان دوم جریان است را با شیب زیاد كاهش می دهد .

       در ابتدای خط انتقال قدرت ، ولتاژ توسط ترانسفورماتور افزاینده افزایش می یابد و در انتهای خط انتقال توسط ترانسفورماتور كاهنده به مقادیر مناسب برای مصرف كننده ها پایین آورده می شود و به وسیله ترانسفورماتور های توزیع پخش می شود .

       امروزه ترانسفورماتور های قدرت ، در مهندسی قدرت نقش اول را بازی می كنند . به عبارت دیگر ترانسفورماتور ها در تغذیه شبكه های قدرت كه به منظور انتقال توان در فواصل زیاد به كار گرفته می شوند و توان را بین مصرف كننده ها توزیع می كنند ، ولتاژ را افزایش یا كاهش می دهند . به علاوه ترانسفورماتور های قدرت به خاطر ظرفیت و ولتاژ كاری بالایی كه دارند مورد توجه قرار می گیرند .

       تامین شبكه های ۲۲۰ كیلو ولت و بالاتر موجب كاربرد وسیع اتو ترانسفورماتور ها شده است كه دو سیم پیچ یا بیشتر از نظر هدایت الكتریكی متصلند ، به طوریكه مقداری از سیم پیچ در مدارات اولیه و ثانویه مشترك است .

       در پستهای فشارقوی به دو منظور اساسی اندازه گیری و حفاظت ، به اطلاع از وضعیت كمیت های الكتریكی ولتاژ و جریان احتیاج است . ولی از آنجا كه مقادیر كمیت های مذبور در پستها و خطوط فشارقوی بسیار زیاد است و دسترسی مستقیم به آنها نه اقتصادی بوده و نه عملی است  ، لذا از ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ استفاده می شود . ثانویه این ترانسفورماتور ها نمونه هایی با مقیاس كم از كمیت های مزبور كه تا حد بسیار بالایی تمام ویژگیهای كمیت اصلی را داراست ، در اختیار می گذارد ، و كلیه دستگاههای اندازه گیری ، حفاظت و كنترل مانند ولتمتر ، آمپرمتر ، توان سنج ، رله ها دستگاههای ثبات خطاها و وقایع و غیره كه برای ولتاژ و جریان های پایین ساخته می شوند از طریق آنها به كمیت های مورد نظر در پست دست می یابند . بنابراین ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ از یك طرف یك وسیله فشار قوی بوده و بنابراین می بایستی هماهنگ با سایر تجهیزات فشار قوی انتخاب شوند  و از طرف دیگر به تجهیزات فشار ضعیف پست ارتباط دارند ، لذا لازم است مشخصات فنی آنها بطور هماهنگ با تجهیزات حفاظت ، كنترل و اندازه گیری انتخاب شوند .

        ترانسفورماتور جریان حفاظتی جهت بدست آوردن جریان عبوری از خط انتقال یا تجهیزات دیگر در شبكه قدرت در مقیاس پایین تر به كار می روند و سیم پیچی اولیه آن بطور سری در مدار قرار می گیرد . تفاوت آن با ترانسفورماتور اندازه گیری آن است كه قابلیت آن را دارد كه جریانهای خیلی زیاد را به جریان كم قابل استفاده در رله ها تبدیل كند. از آنجا كه در اختیار گذاشتن جریان به طور مستقیم در ولتاژ های بالا میسر نیست ، و از طرفی چنانچه امكان بدست اوردن ان نیز باشد ، ساخت وسایل حفاظتی كه در جریان زیاد كاركنند به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست لذا این عمل عمدتاً توسط ترانسفورماتور های جریان انجام می شود . همچنین ترانسفورماتور جریان باید طوری انتخاب شود كه هم در حالت عادی شبكه و هم در حالت اتصال كوتاه ئ ایجاد خطا بتواند جریان ثانویه لازم و مجاز برای دستگاههای حفاظتی تامین كند .

       ترانسفورماتور ولتاژ حفاظتی ترانسفورماتور هایی هستند كه در آن ولتاژ ثانویه متناسب و هم فاز با اولیه بوده و به منظور افزایش درجه بندی اندازه گیری ولتمتر ها ، واتمترها و نیز به منظور ایزولاسیون این وسایل از ولتاژ فشار قوی بكار برده می شود . همچنین از ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ برای رله های حفاظتی كه هب ولتاژ نیاز دارند نظیر رلههای دیستانس ، واتمتری و… استفاده می شود . این ترانسفورماتور از نظر ساختمان به دو نوع تقسیم می شود كه عبارتند از :

         الف- ترانسفورماتور ولتاژاندكتیوی

         ب- ترانسفورماتور ولتاژ خازنی

    همچنین این نوع ترانسفورماتور ها سد عایقی ایجاد می كنند به طوریكه رله هایی كه برای حفاظت تجهیزات فشار قوی استفاده می شود ، فقط نیاز دارند برای یك ولتاژ نامی ۶۰۰ ولت عایق بندی شوند .

    ترانسفورماتور های اندازه گیری : در بیشتر مدارهای قدرت ، ولتاژ و جریانها بسیار زیادتر از آنستكه بشود با دستگاههای اندازه گیری معمولی اندازه گرفت . از این رو ترانسهای اندازه گیری بین این مدارها و وسایل اندازه گیری قرار می گیرند تا ایمنی ایجاد كنند . در ضمن مقدیر اندزه گیری شده در ثانویه ، معمولاً برای سیم پیچ های جریان ^A 1یا ^A 5 و برای سیم پیچ های ولتاژ ۱۲۰ ولت است . رفتار ترانسفورماتور های ولتاژ و جریان در طول مدت رخداد خطا و پس از آن در حفاظت الكتریكی ، حساس و مهم است زیرا اگر در اثر رفتار نا مناسب در سیگنال حفاظتی ، خطایی رخ دهد ، ممكن است باعث عملكرد نادرست رله هل شود . یك ترانسفورماتور حفاظتی نیاز است كه در یك محدوده ای از جریان كه چندین برابر جریان نامی است كار كند و اغلب در معرض شرایطی قرار دارد كه بسیار سنگین تر از شرایطی است كه ممكن است ترانسفورماتور جریان اندازه گیری با آن مواجهه شود . تحت چنین شرایطی چگالی شار تا وضعیت اشباع پیشرفت می كند كه پاسخ، تحت این شرایط و دوره گذرای اندازه گیری اولیه جریان اتصال كوتاه مهم است ، در نتیجه به هنگام گزینش ترانسفورماتور های ولتاژ یا جریان مناسب ، مسائلی مانند دورة گذرا و اشباع نیز باید در نظر گرفته شود .

دانلود فایل

ترانسفورماتورها را با توجه به كاربرد و خصوصیات آنها، می توان به سه دسته كوچك متوسط و بزرگ دسته بندی كرد. ساختن ترانسفورماتورهای بزرگ و متوسط به دلیل مسایل حفاظتی و عایق بندی و امكانات موجود ، كار ساده ای نیست ولی ترانسفورماتورهای كوچك را می توان بررسی و یا ساخت. برای ساختن ترانسفورماتورهای كوچك ، اجزای آن مانند ورقه آهن ، سیم و قرقره را به سادگی می توان تهیه نمود.

با توجه به اهمیت ترانسفورماتور، در سالهای اخیر كنترل بهینه آن در دنیا مورد توجه قرار داشته است و برای رسیدن به این هدف سیستم‌های مانیتورینگ On-Line ترانسفورماتور كه بر پایه استخراج پارامترهای ترانسفورماتور و پردازش و آنالیز آنها عمل می‌كنند طراحی و ساخته شده‌اند.

روغن ترانسفورماتور بخش تصفیه شده روغن معدنی می باشد كه در دمای بین ۲۵۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی گراد به جوش آمده است . این روغن پس از تصفیه از لحاظ شیمیایی كاملاً خالص بوده و تنها شامل هیدرو كربنهای مایع می باشد. روغن ترانسفورماتور دو وظیفه اساسی بر عهده دارد:اول اینكه بعنوان عایق الكتریكی عمل می نماید و ثانیا حرارت های ایجاد شده در قسمتهای برقدار ترانسفورماتور را به خارج منتقل می كند.

دو آزمایش مهم در ترانسفورماتورها برای دو هدف اصلی انجام می دهیم : در آزمایش اول كه به آزمایش بی باری معروف است تلفات ثابت ترانسفورماتور را بدست می آوریم ، تلفات ثابت به علت ناچیز بودن تلفات اهمی در حالت بی باری تقریباً برابر تلفات هسته یا تلفات آهنی است . در آزمایش دوم كه به آزمایش اتصال كوتاه معروف است تلفات اهمی (مسی یا ژولی ) در بار نامی بدست می آید.

درترانسفورماتورها پارامتر تلفات باید مورد توجه قرار گیرد زیرا در طول عمر ترانسفورماتور و همچنین هزینه تلفات انرژی موثر است.

پارامترهای موثر بر تلفات ترانسفورماتورها به دو دسته تقسیم بندی می شود.

- عوامل داخلی (نظیر جنس وساختمان سیم پیچ ها)

- عوامل خارجی (نظیر هوا و….)

تلفات ترانسفورماتور به دو دسته تقسیم می شود:

تلفات بارداری – تلفات بی باری

در تلفات بی باری از تلفات مس و تلفات آهن و تلفات دی الكتریك چشم پوشی میكنیم.برای كاهش تلفات فوكو هسته را ورقه ورقه میكنیم وبرای كاهش تلفات هیسترزیس جنس ورقه را تغییر می دهیم.

در سال ۱۹۹۹ طرح ترانسفورماتور خشك در شركت ABB  توسط Mats lijon  ارئه شد.

ترانسفورماتورهای خشك علاوه بر دهها مزیتی كه دارند مزیتی كه در این بحث از همه مهمتر به شمار می آید كاهش تلفات تا ۳۰ درصد می باشد.

به دلیل توزیع متقارن میدان الكتریكی نسبت به ترانسفورماتور روغنی در نتیجه همچون ژنراتور عمل میكند.از تلفاتی كه در ترانس رخ میدهد ۸۰ درصد به تلفات بارداری اختصاص داردواز این ۸۰ درصد،۸۰ درصد آن به تلفات اهمی بستگی دارد كه برای حل این مورد میتوانیم از ابر رساناها استفاده كنیم.ابر رساناها موادی هستند كه تلفات اهمی در آنها صفر می باشد واستفاده از آنها باعث از بین رفتن تلفات اهمی می شود.

مقدمه

هدف از گردآوری این پایان نامه بررسی و تحلیل ترانسفورماتورها می باشد. ما سعی كردیم در پنج فصل به تجزیه و تحلیل ترانسفورماتور ها بپردازیم. كه در اینجا برای آشنایی شما خواننده محترم با محتویات پایان نامه گزیده ای از هر فصل را توضیح می دهیم :

فصل اول : در این فصل به بررسی ساختمان ترانسفورماتور پرداخته ایم و قسمت های مختلف آن را از قبیل هسته ، سیم پیچ و قرقره بررسی نموده و اجزای داخلی آن را تشریح كردیم.

فصل دوم : در این فصل به ساختار ترانس قدرت پرداختیم و سعی كردیم اطلاعاتی در مورد ویژگی ها و وظایف ترانس قدرت را در اختیار شما قرار دهیم. همچنین به بررسی ترانس قدرت روغنی پرداختیم.

فصل سوم : در این فصل به نحوه و دلایل خنك كردن ترانسفورماتورها پرداختیم و انواع روشهای خنك كردن را بررسی كرده ایم. همچنین به بررسی روغن ترانسفورماتور و خصوصیات آن پرداخته شده است.

فصل چهارم : در این فصل در مورد سیستم مانیتورینگ OnLine ترانسفورماتور و قابلیتهای آن بحث كرده ایم.

فصل پنجم : ترانسفورماتورها از مهمترین اجزای سیستمهای قدرت بشمار می روند و سهم عمده ای از تلفات شبكه را به خود اختصاص می دهند. علیرغم آنكه تلفات یك ترانس توزیع در مقایسه با یك ترانس فوق توزیع یا انتقال بسیار كمتر است،اما تعداد بالای ترانسفورماتورهای موجود در شبكه های توزیع موجب شده است تا مجموع تلفات ترانسها در شبكه های توزیع بسیار بیشتر از شبكه های فوق توزیع و انتقال باشد.كه در این فصل به شناسایی عوامل تاثیرگذار در تلفات ترانسفورماتور وشیوه های كاهش تلفات در ترانسفورماتورهای قدرت پرداختیم.

دانلود فایل

مقدمه

ساختار كلی   FPGA

مقایسه FPGA با MPGA

مراحل پیاده سازی یك طرح بر روی F PGA

جایگزینی و سیم كشی اتصالات داخلی

انواع متفاوت معماری های F PGA

معیارهای اساسی انتخاب واستفاده ازF PGA

تكنولوژی های مختلف برنامه ریزی

استفاده از S RAM

استفاده از Anti_Fuse

استفاده از تكنولوژی های گیت شناور( E EPROM, EPROM  )

معماری بلوكهای منطقی

اثر معماری بلوكهای منطقی بر كارایی F PGA

معماری اتصالات قابل برنامه ریزی

تراشه های قابل بر نامه ریزیCPLD

مقایسه FPGA ها و CPLD ها

انواع PLD ها

مقایسه معماری CPLD ها و FPGA ها

مقایسه CPLD ها و FPGA از نظر اتصالات داخلی

بهره برداری از گیت های منطقی

تكنولوژی ساخت تراشه

زبان توصیف سخت افزاری AHDL

نمادها

اسامی در AHDL

گروهها

محدوده و زیر محدوده گروهها

عبارات بولی

عملگرهای منطقی

عملگرهای حسابی

مقایسه گرها

حق تقدم در عملگرهای بولی و مقایسه گرها

گیتهای استاندارد(ساده)

بافر TRI

ماكروفانكشن ها

پورتها

نگاهی گذرا به VHDL

ویژگیهای زبان VHDL

دستورات زبان VHDL

مراحل پیاده‌سازی برنامه‌های  VHDL در FPGA

 مقدمه:

امروزه  با پیشرفت در زمینه ساخت قطعات قابل برنامه ریزی در روشهای طراحی  سخت افزار تكنولوژی V LSIجایگزین SSI شده است.رشد سریع الكترونیك سبب شده است تا امكان طراحی با مدارهای مجتمعی فراهم شود كه درآنها استفاده از قابلیت مدار مجتمع با تراكم بالا و كاربرد خاص نسبت به سایر كاربردهای ان اهمیت بیشتری دارد. از اینرواخیرا مدارهای مجتمع با كاربرد خاص(  Integrated Circuit (Application  Specific به عنوان راه حل مناسبی مورد توجه قرار گرفته است(ASIC) وروشهای متنوعی در تولیداین تراشه ها پدیدآمده است.در یك جمع بندی كلی مزایای طراحی به روش A SIC عبارت است از :

          ·  كاهش ابعاد و حجم سیستم

          ·  كاهش هزینه و افزایش قابلیت اطمینان سیستم كه این امر ناشی ازآن است كه بخش بزرگی از یك طرح به داخل تراشه منتقل میشود وسبب كاهش زمان ، هزینه مونتاژ راه اندازی ونگهداری طرح می شود و در نتیجه قابلیت اطمینان بالا میرود.

          ·  كاهش مد ت زمان  طراحی وساخت وعرضه به بازار

          ·  كاهش توان مصرفی ,نویز واغتشاش

          ·  حفاظت از طرح:سیستم هایی مه با استفاده از تراشه های استاندارد ساخته می شوند به علت وجود اطلاعات كامل در مورد این تراشه ها به راحتی از طریق مهندسی معكوس قابل شناسایی و مشابه سازی هستند.در عین حال امنیت طرح در تجارت از اهمیت زیادی بر خوردار است و اكثر طراحان مایلند تا از این بابت اطمینان حاصل كنند .

اولین تراشه قابل برنامه ریزی كه به بازار عرضه شد ، حافظه های فقط خواندنی برنامه پذیر PROM)) بود كه خطوط آدرس به عنوان ورودی وخطوط داده به عنوان خروجی این تراشه ها تلقی می شد. PROM شامل  دسته ای از گیتهای  AND ثابت شده(غیر قابل برنامه ریزی ) كه به صورت رمز گشا بسته شده اند و نیز یك ارایه O R قابل برنامه ریزی  است.

از آنجایی كه PROM دارای قابلیت های لازم برای پیاده سازی مدارهای منطقی نمی باشد، از این تراشه ها بیشتر به عنوان حافظه های قابل برنامه ریزی استفاده می شود.

این قطعات دارای دو آرایه قابل برنامه  ریزی AND,OR هستند .در سال ۱۹۲۰ Philips, ساختار PLA  را به بازار عرضه كرد كه دواشكال ان  هزینه گران ساخت ان وسرعت كم آن بود.

شركت Memories   Monolitic  برای پوشش دادن اشكالات PLA ساختار آرایه قابل  برنامه ریزی منطقی PAL را به بازار عرضه كرد. PAL شامل  یك آرایه AND قابل برنامه ریزی و یك OR تثبیت شده است.

دانلود فایل

چكیده :

توسعه شبكه های قدرت نوسانات خود به خودی با فركانس كم را، در سیستم به همراه داشته است. بروز اغتشاش هایی نسبتاً كوچك و ناگهانی در شبكه باعث بوجود آمدن چنین نوساناتی در سیستم می شود. در حالت عادی این نوسانات بسرعت میرا شده و دامنه نوسانات از مقدار معینی فراتر نمی رود. اما بسته به شرایط نقطه كار و مقادیر پارامترهای سیستم ممكن است این نوسانات برای مدت طولانی ادامه یافته و در بدترین حالت دامنه آنها نیز افزایش یابد. امروزه جهت بهبود میرایی نوسانات با فركانس كم سیستم، در اغلب شبكه های قدرت پایدار كننده های سیستم قدرت (PSS) به كار گرفته می شود.

این پایدار كننده ها بر اساس مدل تك ماشین – شین بینهایتِ سیستم در یك نقطه كار مشخص طراحی می شوند. بنابراین ممكن است با تغییر پارامترها و یا تغیر نقطه كار شبكه، پایداری سیستم در نقطه كار جدید تهدید شود.

موضوع این پایان نامه طراحی پایدار كننده های مقاوم برای سیستم های قدرت است، به قسمی كه پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترها و تغییر شرایط نقطه كار تضمین شود. در این راستا ابتدا به مطالعه اثر تغییر پارامترهای بر پایداری
سیستم های قدرت تك ماشینه و چند ماشینه پرداخته می شود. سپس دو روش طراحی كنترل كننده های مقاوم تشریح شده، و در مسئله مورد مطالعه به كار گرفته می شوند.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                             صفحه

چكیده

فصل اول – مقدمه

۱-۱- پیشگفتار………………………………………………………………………………………… ۴

۱-۲- رئوس مطالب ………………………………………………………………………………… ۷

۱-۳- تاریخچه ………………………………………………………………………………………… ۹

فصل دوم : پایداری دینامیكی سیستم های قدرت

۲-۱- پایداری دینامیكی سیستم های قدرت…………………………………………………. ۱۶

۲-۲- نوسانات با فركانس كم در سیستم های قدرت ……………………………………. ۱۷

۲-۳- مدلسازی سیستمهای قدرت تك ماشینه …………………………………………….. ۱۸

۲-۴- طراحی پایدار كننده های سیستم قدرت (PSS) …………………………………. 23

2-5- مدلسازی سیستم قدرت چند ماشینه…………………………………………………… ۲۷

فصل سوم: كنترل مقاوم

۳-۱-كنترل مقاوم ……………………………………………………………………………………. ۳۰

۳-۲- مسئله كنترل مقاوم…………………………………………………………………………… ۳۱

۳-۲-۱- مدل سیستم………………………………………………………………………………… ۳۱

۳-۲-۲- عدم قطعیت در مدلسازی……………………………………………………………… ۳۲

۳-۳- تاریخچه كنترل مقاوم……………………………………………………………………….. ۳۷

۳-۳-۱- سیر پیشرفت تئوری…………………………………………………………………….. ۳۷

۳-۳-۲- معرفی شاخه های كنترل مقاوم………………………………………………………. ۳۹

۳-۴- طراحی كنترل كننده های مقاوم برای خانواده ای از توابع انتقال …………………. ۴۵

۳-۴-۱- بیان مسئله…………………………………………………………………………………… ۴۵

۳-۴-۲- تعاریف و مقدمات……………………………………………………………………….. ۴۶

۳-۴-۴-‌‌‌تبدیل مسئله پایدارپذیری مقاوم به‌یك مسئله Nevanlinna–Pick …….. 50

3-4-5- طراحی كنترل كننده……………………………………………………………………… ۵۳

۳-۵- پایدار سازی مقاوم سیستم های بازه ای ……………………………………………… ۵۵

۳-۵-۱- مقدمه و تعاریف لازم……………………………………………………………………….. ۵۵

۲-۵-۳- پایداری مقاوم سیستم های بازه ای…………………………………………………. ۵۹

۳-۵-۳- طراحی پایدار كننده های مقاوم مرتبه بالا………………………………………… ۶۴

فصل چهارم  : طراحی پایدار كننده های مقاوم برای سیستم های قدرت

۴-۱- طراحی پایدار كننده های مقاوم برای سیستم های قدرت ……………………… ۶۷

۴-۲- طراحی پایدار كننده های مقاوم به روش Nevanlinna – Pick ………….. 69

برای سیستم های قدرت تك ماشینه …………………………………………………………… ۶۹

۴-۲-۱- مدل سیستم………………………………………………………………………………… ۶۹

۴-۲-۲- طرح یك مثال…………………………………………………………………………….. ۷۱

۴-۲-۳ – طراحی پایدار كننده مقاوم به روش Nevanlinna – Pick…………….. 73

4-2-2- بررسی نتایج………………………………………………………………………………. ۷۷

۴-۲-۵- نقدی بر مقاله……………………………………………………………………………… ۷۸

۴-۳- بررسی پایداری دینامیكی یك سیستم قدرت چند ماشینه ……………………… ۸۳

۴-۳-۱- مدل فضای حالت سیستم های قدرت چند ماشینه…………………………….. ۸۳

۴-۳-۲- مشخصات یك سیستم چند ماشینه…………………………………………………. ۸۶

۴-۳-۳-طراحی پایدار كننده های سیستم قدرت……………………………………………. ۹۰

۴-۳-۴- پاسخ سیستم به ورودی پله……………………………………………………………. ۹۳

۴-۴- طراحی پایدار كننده های مقاوم برای سیستم های قدرت چند ماشینه ……… ۹۵

۴-۴-۱- اثر تغییر پارامترهای بر پایداری دینامیكی………………………………………… ۹۵

۴-۴-۲- مدلسازی تغییر پارامترها به كمك سیستم های بازه ای………………………. ۱۰۱

 ۴-۴-۳-پایدارسازی مجموعه‌ای ازتوابع انتقال به كمك تكنیك‌های‌بهینه سازی…….. ۱۰۵

۴-۴-۴- استفاده از روش Kharitonov در پایدار سازی مقاوم………………………. ۱۰۶

۴-۴-۵- استفاده از یك شرط كافی در پایدار سازی مقاوم………………………………. ۱۱۰

۴-۵- طراحی پایدار كننده های مقاوم برای سیستم قدرت چندماشینه (۲)…………. ۱۱۰

۴-۵-۱- جمع بندی مطالب……………………………………………………………………….. ۱۱۰

۴-۵-۲-طراحی پایدار كننده های‌مقاوم بر اساس مجموعه‌ای از نقاط كار………….. ۱۱۱

۴-۵-۳- مقایسه عملكرد PSS كلاسیك با كنترل كننده های جدید…………………. ۱۱۳

۴-۵-۴- نتیجه گیری………………………………………………………………………………… ۱۱۵

فصل پنجم : استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله

۵-۱- استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله ……………………………….. ۱۲۱

۵-۲- طراحی PSS‌های مقاوم به منظور هماهنگ سازی PSS  ها …………………. ۱۲۲

 ۵-۲-۱- تداخل PSS‌ها ………………………………………………………………………….. ۱۲۲

۵-۲-۲- بررسی مسئله تداخل PSS‌ها در یك سیستم قدرت سه ماشینه ………….. ۱۲۴

۵-۲-۳- استفاده از روش طراحی بر اساس چند نقطه كار در هماهنگ …………………. ۱۲۶

انتخاب مجموعه مدلهای طراحی ……………………………………………………………….. ۱۲۷

۵-۲-۴-‌مقایسه‌عملكرد دو نوع پایدار كننده به كمك شبیه سازی كامپیوتری……… ۱۳۰

۵-۳- طراحی كنترل كننده های بهینه (  فیدبك حالت ) قابل اطمینان برای سیستم قدرت     ۱۳۲

 ۵-۳-۱) طراحی كننده فیدبك حالت بهینه ………………………………………………….. ۱۳۲

تنظیم كننده  های خطی ……………………………………………………………………………. ۱۳۳

 ۵-۳-۲-كاربرد كنترل بهینه در پایدار سازی سیستم های قدرت چند ماشینه…….. ۱۳۴

۵-۳-۳-طراحی كنترل بهینه بر اساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم ……………….. ۱۳۶

 ۵-۳-۴- پاسخ سیستم به ورودی پله …………………………………………………………. ۱۴۰

فصل ششم : بیان نتایج

۶-۱- بیان نتایج ………………………………………………………………………………………. ۱۴۴

۶-۲- پیشنهاد برای تحقیقات بیشتر…………………………………………………………….. ۱۴۷

مراجع…………………………………………………………………………………………………….. ۱۴۸

ضمیمه الف – معادلات دینامیكی ماشین سنكرون…………………………………………. ۱۵۴

ضمیمه ب – ضرایب K1 تا K6 ………………………………………………………………… 156

ضمیمه پ – برنامه ریزی غیر خطی……………………………………………………………. ۱۵۸

دانلود فایل

مقدمه:

 از آنجایی كه امروزه راه اندازی موتورهای الكتریكی یكی از مسائل و دغدغه های بزرگ كارخانه های صنعتی و شركت های تولیدی و نیز تولید كنندگان نیروی برق و شركت های وابسته میباشد در این پروژه به بررسی برخی از این راه اندازها می پردازیم و محاسن و معایب آنها را مورد بررسی علمی قرار میدهیم.

از دلایل اهمیت موضوع شوك های الكتریكی و مكانیكی شدیدی می باشد كه در زمان راه اندازی به شبكه برق رسانی و موتور وارد  و سبب استهلاك شدید دستگاه های موجود و بالا بردن هزینه های اقتصادی می شود . بنابراین استفاده از راه انداز های مناسب بخصوص در مورد موتورها با توان های بیش از چندین اسب بخار در كاهش هزینه های برق مصرفی و نیز هزینه های نگهداری و تعمیر  تاثیر بسزایی دارد.

 فهرست:

۱ ) كلیات موتور آسنكرون سه فاز : ……………………………………..۱

      ۱ – ۱ ) ساختمان موتورهای القایی سه فاز :………………………۲

   ۱-۱ - ۱ ) استاتور : ………………………………………۲

  ۱-۱ - ۲ ) رتور : ………………………………………………………….۳

 ۱-۱ -۳ ) حلقه های لغزان : ………………………………………۴

 ۱ - ۱ -۴ ) جاروبك ها : ……………………………………………….۴

  ۱ - ۱- ۵ ) یاتاقان و بدنه : …………………………………….۴

   ۱ – ۲ )  عملكرد موترهای القایی سه فاز : …………………………….۵

 ۱ – ۲ – ۱ ) موتور ساكن ……………………………………………….۵

 ۱ – ۲ -۲ ) مكانیزم تولید گشتاور در موتور القایی ( آسنكرون ) : …………….۹

 ۱ – ۲ – ۳ ) موتور گردان : …………………………………………………۱۴

 ۱ – ۲ – ۴ ) موتور در شرایط ماندگار : …………………………..۲۲

  ۱ – ۳ ) موتور فقس سنجابی : ……………………………………..۲۵

۲ ) انواع روشهای راه اندازی موتور القایی سه فاز: ……………………۲۸

۲ – ۱ ) روش راه اندای مستقیم : ……………………………………۳۰

۲ – ۲ ) روش راه اندازی توسط افزایش مقاومت رتور : …………………….۳۱

۲ – ۲ – ۱ ) موتورهای رتور سیم پیچی شده : …………………………..۳۱

 ۲ – ۲ – ۲ ) Liquide starter : …………………………..37

فهرست:

 ۲ – ۲ – ۳ ) درایور راه اندای كرامی : ………………………….۳۸

۲ – ۲ – ۴ ) راه اندازی موتورهای قفس سنجابی با توجه

به جریان و مقاومت رتور : ……………………………۴۰

 الف – كلاس A : ………………………………………………..40

 ب – كلاس D : …………………………………………………….41

ج – كلاسهای C , B : ………………………………………..41

 د – رتورهایی با میله های عمیق : …………………………۴۱

 ه – موتورهای قفس سنجابی دوبل : …………………….۴۲

 ۲-۳) انتخاب ولتاژ موتور :………………………………..۴۳

   ۲-۳-۱) راه اندازی موتور قفسه ای با كاهش ولتاژ استاتور :……….۴۳

 ۲-۴ ) راه اندازی با استفاده از كلید ستاره مثلث : …………….۴۶

 ۲-۵) روش كلاج گریز از مركز :………………………………..۴۹

  ۲-۶) پیك جریان حین راه اندازی :……………………………..۵۰

 ۲-۷) دینامیك راه اندازی :………………………………….۵۱

  موتور با بار خالص :  ………………………………۵۳

  گرم شدن رتور : ………………………………………………….۵۳

 ۲-۸) راه اندازی موتورهای بزرگ به كمك خازن :…………………….۵۴

  ۲-۸-۱) مشكل راه اندازی موتورهای القایی بزرگ : ……………..۵۵

فهرست:

 ۲-۸-۲) عملكرد یك سیستم راه اندازی خازنی :………………۵۶

۳) راه اندازی تریستوری موتورهای القایی :…………………..۵۷

 مقدمه:………………………………………………………………۵۸

 ۳-۲ ( مدهای كنترل:……………………………………………………..۶۲

  ۳-۲-۱( كنترل راه اندازی:………………………………………۶۳

   ۳-۲-۲( كنترل شتاب راه اندازی:…………………………۶۳

 ۳-۳) مشخصات راه اندازهای تریستوری:……………………….۶۷

  ۳ -۴( شرح مدارهای متداول راه اندازهای تریستوری:………………۶۸

 ۳- ۵) مدار قدرت:…………………………………………….۶۸

 ۳-۵-۱( معرفی تریستور:………………………………………….۶۹

 ۳-۵-۱-۱) مدل دو ترانزیستوری تریستور:…………………….۷۰

۳-۵-۱-۲) روش های روشن شدن تریستور:……………………..۷۱

۳-۶) مدار فرمان:…………………………………………………۷۲

  ۳-۶-۱) مدار آتش كننده:……………………………..۷۴

 ۳-۶-۲ ) مدار تقویت كننده: ………………………….۷۵

 ۳-۶-۳) مزیت عمده راه اندازی موتور به شیوه تریستوری و

 انتقال زاویه آتش:…………………………..۷۶

   ۳-۶-۴ ) مدار خطای جریان:………………………۷۷

فهرست:

 ۳-۷)  طراحی و بررسی مدارعملی و ساده راه انداز نرم موتور

  آسنكرون (القایی):………………………………۷۷

 ۳-۷-۱) كنترل:…………………………………….۷۹

 ۳-۷-۲) نوسانساز موج دندانه اره ای:………………۸۴

 ۳-۷-۳ ) كنترل زاویه آتش :………………………..۸۶

 ۳-۷-۴ ) مقایسه كننده:……………………………………۸۸

 ۳-۷-۵)  ایزوله كننده مدار قدرت و مدار فرمان:………….۸۹

 ۳-۷-۶) رلة اضافه ولتاژ و افت ولتاژ:………………………..۹۰

 ۳-۷-۷) رلة اضافه جریان (Over Current) :………………92

  ۳-۸) نظام هماهنگ و  :……………………………….۹۳

   ۳-۸-۱) لزوم استفاده از نظام  ثابت:…………………۹۵

  ۳-۸-۲) توضیح دربارة PWM :……………………….97

 ۳-۸-۳) مدارات اینورتر:………………………………..۱۰۰

 ۳-۸-۴) ركتیفایرها:…………………………………….۱۰۲

 ۳-۹ ) مقایسه قیمت تمام شده انواع راه اندازها : …………………….۱۱۱

 ۳-۱۰) نتیجه : …………………………………………………….۱۱۳

دانلود فایل