تبدیل ستاره مثلث

مقدمه

تبدیل ستاره مثلث در درایوها و در موتورهای القایی بکار می رود. این تبدیل به تئوری سه فاز ( یا سیستم های چند فازه) مرتبط می شود و نام انگلیسی این تبدیل (Y-delta) از شکل دیاگرام مداری گرفته شده که به ترتیب شبیه حرف Y و حرف یونانی &Delta است.

اصول تبدیل ستاره مثلث

این تبدیل به منظور بوجود آوردن معادل هایی برای شبکه هایی با سه ترمینال بوجود آمده است.
تصویر
برای بدست آوردن شبکه معادل می بایست مقاومت بین هر دو ترمینال برای هر دو شبکه یکسان باشد.

معادلات تبدیل

<math>R_1 = \left( \frac{R_aR_b}{R_a + R_b + R_c} \right)</math>

<math>R_2 = \left( \frac{R_bR_c}{R_a + R_b + R_c} \right)</math>

<math>R_3 = \left( \frac{R_cR_a}{R_a + R_b + R_c} \right)</math>

معادلات تبدیل ستاره مثلث

<math>R_a = \left( \frac{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}{R_2} \right)</math>

<math>R_b = \left( \frac{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}{R_3} \right)</math>

<math>R_c = \left( \frac{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}{R_1} \right)</math>

ساختارها

دو ساختار مختلف برای اتصال موتورهای الکتریکی به شبکه سه فاز وجود دارد:

• سیم پیچی ستاره ـ سرعت پایین، ولتاژ استاندارد بالا
• سیم پیچی مثلث ـ سرعت بالا، ولتاژ پایین

انتخاب ستاره مثلث می تواند مانند یک دنده برای سرعت یک موتور الکتریکی عمل کند. موتورها را به صورت ستاره راه اندازی می کنند و پس از رسیدن به سرعت نامی آنرا تبدیل به مثلث می کنند تا عملکرد موتور بهبود یابد.

اتصال ستاره

برای کاهش دادن تعداد اتصالات الکتریکی به یک ژنراتور انتهای هر یک سیم پیچ ها را به یک نقطه مشترک که نقطه خنثی یا نقطه شروع نامیده می شود، متصل می کنند. انتهای دیگر اتصال خودش را دارد. در این صورت برای یک موتور سه فاز، چهار اتصال به ژنراتور خواهیم داشت: یک اتصال خنثی و سه فاز.
مزیت این روش این است که سیم خنثی را می توانیم نازک تر از سیم های فاز بسازیم و بنابراین هم در وزن و هم در هزینه صرفه جویی خواهیم کرد. در برخی از سیستم ها، سیم خنثی حذف می شود و جریان های بازگشتی از طریق زمین عبور می کنند.

<pre>
B
|
|
. N
/ \
/ \
A C
</pre>

اتصال مثلت

وقتی که به یک ژنراتور سه سیم وصل شود که هر سیم به دو سر مقابل دو سیم پیچ مجاور وصل شده باشد، یک اتصال مثلث ایجاد کرده ایم.
<pre>
B
.
/ \
/___\
A C
</pre>
اتصال مثلث می تواند بدون اتصال به زمین باشد که زمانی بسیار استفاده می شد. امروزه برخی سیستم های مثلث زمین گوشه وجود دارند که نقطه A در آنها زمین شده و برخی سیستم های مثلث سر وسط زمین شده که در آنها نقطه ای وسط A و C روی سیم پیچ زمین شده است و نیز تعدای سیستم های زیگزاگ زمین شده که یک نقطه خنثی را برای زمین کردن با استفاده از تبدیل زیگزاگ بوجود می آورد.

موتور الکتریکی

مقدمه

یک موتور الکتریکی ، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند.

ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور روتور به روتور اعمال می‌شود، می‌گردد.

اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین ، هر کدام از بخشهای روتور یا استاتور می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را در مدارس استفاده می‌کنند.

انواع موتورهای الکتریکی

موتورهای DC

یکی از اولین موتورهای دوار ، اگر نگوییم اولین ، توسط مایکل فارادی در سال 1821م ساخته شده بود و شامل یک سیم آویخته شده آزاد که در یک ظرف جیوه غوطه‌ور بود، می‌شد. یک آهنربای دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود. وقتی که جریانی از سیم عبور می‌کرد، سیم حول آهنربا به گردش در می‌آمد و نشان می‌داد که جریان منجر به افزایش یک میدان مغناطیسی دایره‌ای اطراف سیم می‌شود. این موتور اغلب در کلاسهای فیزیک مدارس نشان داده می‌شود، اما گاهاً بجای ماده سمی جیوه ، از آب نمک استفاده می‌شود.

موتور کلاسیک DC دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس می کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنرباهای الکتریکی، آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعه ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچهای موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی ، بستگی دارد.

سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان و با استفاده از تپها (نوعی کلید تغییر دهنده وضعیت سیم پیچ) در سیم پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر ، کنترل می‌شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می‌تواند در سرعتهای پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهای ترکشن (کششی) نظیر لکوموتیوها استفاده می‌کنند.
اما به هرحال در طراحی کلاسیک محدودیتهای متعددی وجود دارد که بسیاری از این محدودیتها ناشی از نیاز به جاروبکهایی برای اتصال به کموتاتور است. سایش جاروبکها و کموتاتور ، ایجاد اصطکاک می‌کند و هر چه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبکها می‌بایست محکمتر فشار داده شوند تا اتصال خوبی را برقرار کنند. نه تنها این اصطکاک منجر به سر و صدای موتور می‌شود بلکه این امر یک محدودیت بالاتری را روی سرعت ایجاد می‌کند و به این معنی است که جاروبکها نهایتاً از بین رفته نیاز به تعویض پیدا می‌کنند. اتصال ناقص الکتریکی نیز تولید نویز الکتریکی در مدار متصل می‌کند. این مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بیرون آن از بین می‌روند، با قرار دادن آهنرباهای دائم در داخل و سیم پیچها در بیرون به یک طراحی بدون جاروبک می‌رسیم.

موتورهای میدان سیم پیچی شده

آهنرباهای دائم در (استاتور) بیرونی یک موتور DC را می‌توان با آهنرباهای الکتریکی تعویض کرد. با تغییر جریان میدان (سیم پیچی روی آهنربای الکتریکی) می‌توانیم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغییر دهیم. اگر سیم پیچی میدان به صورت سری با سیم پیچی آرمیچر قرار داده شود، یک موتور گشتاور بالای کم سرعت و اگر به صورت موازی قرار داده شود، یک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهیم داشت. می‌توانیم برای بدست آوردن حتی سرعت بیشتر اما با گشتاور به همان میزان کمتر ، جریان میدان را کمتر هم کنیم. این تکنیک برای ترکشن الکتریکی و بسیاری از کاربردهای مشابه آن ایده‌آل است و کاربرد این تکنیک می‌تواند منجر به حذف تجهیزات یک جعبه دنده متغیر مکانیکی شود.

موتورهای یونیورسال

یکی از انواع موتورهای DC میدان سیم پیچی شده موتور ینیورسال است. اسم این موتورها از این واقعیت گرفته شده است که این موتورها را می‌توان هم با جریان DC و هم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً این موتورها با تغذیه AC کار می‌کنند. اصول کار این موتورها بر این اساس است که وقتی یک موتور DC میدان سیم پیچی شده به جریان متناوب وصل می‌شود، جریان هم در سیم پیچی میدان و هم در سیم پیچی آرمیچر (و در میدانهای مغناطیسی منتجه) همزمان تغییر می‌کند و بنابراین نیروی مکانیکی ایجاد شده همواره بدون تغییر خواهد بود. در عمل موتور بایستی به صورت خاصی طراحی شود تا با جریان AC سازگاری داشته باشد (امپدانس/راکتانس بایستی مدنظر قرار گیرند) و موتور نهایی عموماً دارای کارایی کمتری نسبت به یک موتور معادل DC خالص خواهد بود.

مزیت این موتورها این است که می‌توان تغذیه AC را روی موتورهایی که دارای مشخصه‌های نوعی موتورهای DC هستند بکار برد، خصوصاً اینکه این موتورها دارای گشتاور راه اندازی بسیار بالا و طراحی بسیار جمع و جور در سرعتهای بالا هستند. جنبه منفی این موتورها تعمیر و نگهداری و مشکل قابلیت اطمینان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ایجاد می‌شود و در نتیجه این موتورها به ندرت در صنایع مشاهده می‌شوند، اما عمومی‌ترین موتورهای AC در دستگاههایی نظیر مخلوط کن و ابزارهای برقی که گاهاً استفاده می‌شوند، هستند.

موتورهای AC

• موتورهای AC تک فاز:

معمولترین موتور تک فاز موتور سنکرون قطب چاکدار است، که اغلب در دستگاه هایی بکار می رود که گشتاور پایین نیاز دارند، نظیر پنکه‌های برقی ، اجاقهای ماکروویو و دیگر لوازم خانگی کوچک. نوع دیگر موتور AC تک فاز موتور القایی است، که اغلب در لوازم بزرگ نظیر ماشین لباسشویی و خشک کن لباس بکار می‌رود. عموماً این موتورها می‌توانند گشتاور راه اندازی بزرگتری را با استفاده از یک سیم پیچ راه انداز به همراه یک خازن راه انداز و یک کلید گریز از مرکز ، ایجاد کنند.

هنگام راه اندازی ، خازن و سیم پیچ راه اندازی از طریق یک دسته از کنتاکتهای تحت فشار فنر روی کلید گریز از مرکز دوار ، به منبع برق متصل می‌شوند. خازن به افزایش گشتاور راه اندازی موتور کمک می‌کند. هنگامی که موتور به سرعت نامی رسید، کلید گریز از مرکز فعال شده ، دسته کنتاکتها فعال می‌شود، خازن و سیم پیچ راه انداز سری شده را از منبع برق جدا می‌سازد، در این هنگام موتور تنها با سیم پیچ اصلی عمل می‌کند.

• موتورهای AC سه فاز:

برای کاربردهای نیازمند به توان بالاتر، از موتورهای القایی سه فاز AC (یا چند فاز) استفاده می‌شود. این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان ، استفاده می‌کنند. اغلب ، روتور شامل تعدادی هادیهای مسی است که در فولاد قرار داده شده‌اند. از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادیها القای جریان می‌کند، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب می‌شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید.

این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف است. برای اینکه این موتور به حرکت درآید بایستی همواره موتور با سرعتی کمتر از فرکانس منبع تغذیه اعمالی به موتور ، بچرخد، چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کننده‌های در روتور ایجاد نخواهد شد. استفاده از این نوع موتور در کاربردهای ترکشن نظیر لوکوموتیوها ، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است، روز به روز در حال افزایش است. به سیم پیچهای روتور جریان میدان جدایی اعمال می‌شود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود، که در موتور سنکرون وجود دارد، موتور به صورت همزمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز ، به گردش در می‌آید. موتورهای سنکرون را می‌توانیم به عنوان مولد جریان هم بکار برد.

سرعت موتور AC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد و مقدار لغزش ، یا اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان استاتور ، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می‌کند. تغییر سرعت در این نوع از موتورها را می‌توان با داشتن دسته سیم پیچها یا قطبهایی در موتور که با روشن و خاموش کردنشان سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می‌کند، ممکن ساخت. به هر حال با پیشرفت الکترونیک قدرت می توانیم با تغییر دادن فرکانس منبع تغذیه ، کنترل یکنواخت تری بر روی سرعت موتورها داشته باشیم.

موتورهای پله‌ای

نوع دیگری از موتورهای الکتریکی موتور پله‌ای است، که در آن یک روتور درونی ، شامل آهنرباهای دائمی توسط یک دسته از آهنرباهای خارجی که به صورت الکترونیکی روشن و خاموش می‌شوند، کنترل می‌شود. یک موتور پله‌ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونوئید است. موتورهای پله‌ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده‌ای در حالتهای موقعیتی معینی قرار می‌گیرند، اما موتورهای پله‌ای نسبتا کنترل شده ، می‌توانند بسیار آرام بچرخند. موتورهای پله‌ای کنترل شده با کامپیوتر یکی از فرمهای سیستمهای تنظیم موقعیت است، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان یار باشند.

موتورهای خطی

یک موتور خطی اساساً یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور (چرخش) گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش ، بوجود آورد. موتورهای خطی اغلب موتورهای القایی یا پله‌ای هستند. می‌توانید یک موتور خطی را در یک قطار سریع السیر ماگلیو مشاهده کنید که در آن قطار روی زمین پرواز می‌کند.

ترانسفورماتورها

 

مقدمه

قسمت اعظم انرژی الکتریکی مورد نیاز انسان در تمام کشورهای جهان ، توسط مراکز تولید مانند نیروگاههای بخاری ، آبی و هسته‌ای تولید می‌شود. این مراکز دارای توربینها و آلترناتیوهای سه فاز هستند و ولتاژی که بوسیله ژنراتورها تولید می‌شود، باید تا میزانی که مقرون به صرفه باشد جهت انتقال بالا برده شود. گاهی چندین مرکز تولید بوسیله شبکه‌ای به هم مرتبط می‌شوند تا انرژی الکتریکی مورد نیاز را بطور مداوم و به مقدار کافی در شهرها و نواحی مختلف توزیع کنند.

در محلهای توزیع برای اینکه ولتاژ قابل استفاده برای مصارف عمومی و کارخانجات باشد، باید ولتاژ پایین آورده شود. این افزایش و کاهش ولتاژ توسط ترانسفورماتور انجام می‌شود. بدیهی است توزیع انرژی بین تمام مصرف کننده‌های یک شهر از مرکز توزیع اصلی امکانپذیر نیست و مستلزم هزینه و افت ولتاژ زیادی خواهد بود. لذا هر مرکز اصلی به چندین مرکز یا پست کوچکتر (پستهای داخل شهری) و هر پست نیز به چندین محل توزیع کوچکتر (پست منطقه‌ای) تقسیم می‌شود. هر کدام از این مراکز به نوبه خود از ترانسهای توزیع و تبدیل ولتاژ استفاده می‌کنند.

بطور کلی در خانواده و توزیع انرژی الکتریکی ، ترانسفورماتورها از ارکان و اعضای اصلی هستند و اهمیت آنها کمتر از خطوط انتقال و یا مولدهای نیرو نیست. خوشبختانه به دلیل وجود حداقل وسایل دینامیکی در آنها کمتر با مشکل و آسیب پذیری روبرو هستند. مسلما‌ این به آن معنی نیست که می‌توان از توجه به حفاظتها و سرویس و نگهداری آنها غفلت کرد. در این مقاله نخست مختصری از تئوری و تعاریفی از انواع ترانسفورماتورها بیان می‌شود، سپس نقش ترانسفورماتورها در شبکه تولید و توزیع نیرو و در نهایت شرحی در مورد سرویس و تعمیر ترانسها ارائه می‌شود.

تئوری و تعاریفی از ترانسفورماتورها

ترانسفورماتورها به زبان ساده و شکل اولیه وسیله‌ای است که تشکیل شده از دو مجموعه سیم پیچ اولیه و ثانویه که در میدان مغناطیسی و اطراف ورقه‌هایی از آهن مخصوص به نام هسته ترانسفورماتور قرار می‌گیرند. مقره‌ها یا بوشینگها یا ایزولاتورها و بالاخره ظرف یا محفظه ترانسفورماتور.
کار ترانسفورماتورها بر اساس انتقال انرژی الکتریکی از سیستمی با یک ولتاژ و جریان معین به سیستم دیگری با ولتاژ و جریان دیگر است. به عبارت دیگر ترانسفورماتور دستگاهی است استاتیکی که در یک میدان مغناطیسی جریان و فشار الکتریکی را بین دو سیم پیچ یا بیشتر با همان فرکانس و تغییر اندازه یکسان منتقل می‌کند.

انواع ترانسفورماتورها

سازندگان و استانداردها در کشورهای مختلف هر یک به نحوی ترانسفورماتورها را تقسیم بندی کرده و تعاریفی برای درجه بندی آنها ارائه داده‌اند. برخی ترانسها را بنا بر موارد و ترتیب بهره برداری آنها متفاوت شناخته‌اند، مانند ترانسهای انتقال قدرت ، اتو ترانس و یا ترانسهای تقویتی و گروهی از ترانسها را به غیر از ترانسفورماتور اینسترومنتی(ترانس جریان و ولتاژ) ، ترانس قدرت می‌نامند و اصطلاحا ترانس قدرت را آنهایی می‌دانند که در سمت ثانویه آنها فشار الکتریکی تولید می‌شود.

این نوع تقسیم بندی در عمل دامنه وسیعی را در بر می‌گیرد که در یک طرف آن ترانسفورماتورهای کوچک و قابل حمل با ولتاژ ضعیف برای لامپهای دستی و مشابه آن قرار می‌گیرند و طرف دیگر شامل ترانسهای خیلی بزرگ برای تبدیل ولتاژ خروجی ژنراتور به ولتاژ شبکه و خطوط انتقال نیرو است. در بین این دو اندازه (حد متوسط) ترانسهای توزیع و یا انتقال در مؤسسات الکتریکی و ترانسهای تبدیل به ولتاژهای استاندارد قرار دارند.

ترانسها اغلب به صورت هسته‌ای یا جداری طراحی می‌شوند. در نوع هسته‌ای در هر یک از سیم پیچها شامل نیمی از سیم پیچ فشار ضعیف و نیمی از سیم پیچ فشار قوی هستند و هر کدام روی یک بازوی هسته‌ای قرار دارند. در نوع جداری ، سیم پیچها روی یک هسته پیچیده شده‌اند و نصف مدار فلزی مغناطیسی از یک طرف و نصف دیگر از طرف هسته بسته می‌شود.
در اکثر اوقات نوع جداری برای ولتاژ ضعیف و خروجی بزرگ و نوع هسته‌ای برای ولتاژ قوی و خروجی کوچک بکار می‌روند (بصورت سه فاز یا یک فاز).

ترانسهای تغذیه و قدرت مانند ترانس اصلی نیروگاه ترانس توزیع و اتو ترانسفورماتور ، ترانسفورماتورهای قدرت معمولا سه فاز هستند، اما گاهی ممکن است در قدرتهای بالا به دلیل حجم و وزن زیاد و مشکل حمل و نقل از سه عدد ترانس تک فاز استفاده کنند. ترانسهای صنعتی مانند ترانسهای جوشکاری ، ترانسهای راه اندازی و ترانسهای مبدل ترانس برای سیستمهای کشش و جذب که در راه آهن و قطارهای الکتریکی بکار می‌رود. ترانسهای مخصوص آزمایش ،‌ اندازه گیری ، حفاظت مصارف الکتریکی و غیره.

خازن

خازن

خازن ها انرژي الكتريكي را نگهداري مي كنند و به همراه مقاومت ها ، در مدارات تايمينگ استفاده مي شوند . همچنين از خازن ها براي صاف كردن سطح تغييرات ولتاژ مستقيم استفاده مي شود . از خازن ها در مدارات بعنوان فيلتر هم استفاده مي شود . زيرا خازن ها به راحتي سيگنالهاي غير مستقيم AC را عبور مي دهند ولي مانع عبور سيگنالهاي مستقيم DC  مي شوند .

ظرفيت :

ظرفيت معياري براي اندازه گيري توانائي نگهداري انرژي الكتريكي است . ظرفيت زياد بدين معني است كه خازن قادر به نگهداري انرژي الكتريكي بيشتري است . واحد اندازه گيري ظرفيت فاراد است . 1 فاراد واحد بزرگي است و مشخص كننده ظرفيت بالا مي باشد . بنابراين استفاده  از واحدهاي كوچكتر نيز در خازنها مرسوم است . ميكروفاراد µF  ، نانوفاراد nF  و پيكوفاراد pF  واحدهاي كوچكتر فاراد هستند .

µ means 10^-6 (millionth), so 1000000µF = 1F

n means 10^-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF

p means 10^-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF

انواع مختلفي از خازن ها وجود دارند كه ميتوان از دو نوع اصلي آنها ، با پلاريته ( قطب دار ) و بدون پلاريته ( بدون قطب ) نام برد .

خازنهاي قطب دار :

الف - خازن هاي الكتروليت

در خازنهاي الكتروليت قطب مثبت و منفي بر روي بدنه آنها مشخص شده و بر اساس قطب ها در مدارات مورد استفاده قرار مي گيرند . دو نوع طراحي براي شكل اين خازن ها وجود دارد . يكي شكل اَكسيل كه در اين نوع پايه هاي يكي در طرف راست و ديگري در طرف چپ قرار دارد و ديگري راديال كه در اين نوع هر دو پايه خازن در يك طرف آن قرار دارد . در شكل نمونه اي از خازن اكسيل و راديال نشان داده شده است .

 

در خازن هاي الكتروليت ظرفيت آنها بصورت يك عدد بر روي بدنه شان نوشته شده است . همچنين ولتاژ تحمل خازن ها نيز بر روي بدنه آنها نوشته شده و هنگام انتخاب يك خازن بايد اين ولتاژ مد نظر قرار گيرد . اين خازن ها آسيبي نمي بينند مگر اينكه با هويه داغ شوند .

 

ب - خازن هاي تانتاليوم

خازن هاي تانتاليم هم از نوع قطب دار هستند و مانند خازنهاي الكتروليت معمولاً ولتاژ كمي دارند . اين خازن ها معمولاً در سايز هاي كوچك و البته گران تهيه مي شوند و بنابراين يك ظرفيت بالا را  در سايزي كوچك را ارائه مي دهند .

در خازنهاي تانتاليوم جديد ، ولتاژ و ظرفيت بر روي بدنه آنها نوشته شده ولي در انواع قديمي از يك نوار رنگي استفاده مي شود كه مثلا دو خط دارد ( براي دو رقم ) و يك نقطه رنگي براي تعداد صفرها وجود دارد كه ظرفيت بر حست ميكروفاراد را مشخص مي كنند . براي دو رقم اول كدهاي استاندارد رنگي استفاده مي شود ولي براي تعداد صفرها و محل رنگي ، رنگ خاكستري به معني × 0.01  و رنگ سفيد به معني × 0.1  است . نوار رنگي سوم نزديك به انتها ، ولتاژ را مشخص مي كند بطوري كه  اگر اين خط زرد باشد 3/6 ولت ، مشكي 10 ولت ، سبز 16 ولت ، آبي 20 ولت ، خاكستري 25 ولت و سفيد 30 ولت را نشان مي دهد .

براي مثال رنگهاي آبي - خاكستري و نقطه سياه به معني 68 ميكروفاراد است .

آبي - خاكستري و نقطه سفيد  به معني 8/6 ميكروفاراد است .

 

 

خازنهاي بدون قطب :

خازن هاي بدون قطب معمولا خازنهاي با ظرفيت كم هستند و ميتوان آنها را از هر طرف در مدارات مورد استفاده قرار داد . اين خازنها در برابر گرما تحمل بيشتري دارند و در ولتاژهاي بالاتر مثلا 50 ولت ، 250 ولت و ... عرضه مي شوند .

پيدا كردن ظرفيت اين خازنها كمي مشكل است چون انواع زيادي از اين نوع خازنها وجود دارد و سيستم هاي كد گذاري مختلفي براي آنها وجود دارد . در بسياري از خازن ها با ظرفيت كم ، ظرفيت بر روي خازن نوشته شده ولي هيچ واحد يا مضربي براي آن چاپ نشده و براي دانستن واحد بايد به دانش خودتان رجوع كنيد . براي مثال بر 1/0  به معني 0.1µF يا 100 نانوفاراد است . گاهي اوقات بر روي اين خازنها چنين نوشته مي شود  ( 4n7  ) به معني 7/4 نانوفاراد . در خازن هاي كوچك چنانچه نوشتن بر روي آنها مشكل باشد از شماره هاي كد دار بر روي خازن ها استفاده مي شود . در اين موارد عدد اول و دوم را نوشته و سپس به تعداد عدد سوم در مقابل آن صفر قرار دهيد تا ظرفيت بر حسب پيكوفاراد بدست ايد . بطور مثال اگر بر روي خازني عدد  102 چاپ شده باشد ، ظرفيت برابر خواهد بود با 1000 پيكوفاراد يا 1 نانوفاراد .

 

كد رنگي خازن ها :

در خازن هاي پليستر براي سالهاي زيادي  از كدهاي رنگي بر روي بدنه آنها استفاده مي شد . در اين كد ها سه رنگ اول ظرفيت را نشان مي دهند و رنگ چهارم تولرانس ا نشان مي دهد .

براي مثال قهوه اي - مشكي - نارنجي به معني 10000 پيكوفاراد يا 10 نانوفاراد است .

خازن هاي پليستر امروزه به وفور در مدارات الكترونيك مورد استفاده قرار مي گيرند . اين خازنها در برابر حرارت زياد معيوب مي شوند و بنابراين هنگام لحيمكاري بايد به اين نكته توجه داشت .

 

            

كد رنگي خازنها
رنگ	شماره
سياه	0
قهوه اي	1
قرمز	2
نارنجي	3
زرد	4
سبز	5
آبي	6
بنفش	7
خاكستري	8
سفيد	9

خازن ها با هر ظرفيتي وجود ندارند . بطور مثال خازن هاي 22 ميكروفاراد يا 47 ميكروفاراد وجود دارند ولي خازن هاي 25 ميكروفاراد يا 117 ميكروفاراد وجود ندارند .

دليل اينكار چنين است :

فرض كنيم بخواهيم خازن ها را با اختلاف ظرفيت ده تا ده تا بسازيم . مثلاً 10 و 20 و 30 و . . . به همين ترتيب . در ابتدا خوب بنظر مي رسد ولي وقتي كه به ظرفيت مثلاً 1000 برسيم چه رخ مي دهد ؟

مثلاً 1000 و 1010 و 1020 و . . . كه در اينصورت اختلاف بين خازن 1000 ميكروفاراد با 1010 ميكروفاراد بسيار كم است و فرقي با هم ندارند پس اين مسئله معقول بنظر نمي رسد .

براي ساختن يك رنج محسوس از ارزش خازن ها ، ميتوان براي اندازه ظرفيت از مضارب استاندارد 10 استفاده نمود . مثلاً 7/4 - 47 - 470 و . . .  و يا  2/2 - 220 - 2200 و . . .

 

 

خازن هاي متغير :

در مدارات تيونينگ راديوئي از اين خازن ها استفاده مي شود و به همين دليل به اين خازنها گاهي خازن تيونينگ هم اطلاق مي شود . ظرفيت اين خازن ها خيلي كم و در حدود 100 تا 500 پيكوفاراد است و بدليل ظرفيت پائين در مدارات تايمينگ مورد استفاده قرار نمي گيرند . در مدارات تايمينگ از خازن هاي ثابت استفاده مي شود و اگر نياز باشد دوره تناوب را تغيير دهيم ، اين عمل بكمك مقاومت انجام مي شود .

 

خازن هاي تريمر :

خازن هاي تريمر خازن هاي متغيير كوچك و با ظرفيت بسيار پائين هستند . ظرفيت اين خازن ها از حدود  1  تا 100 پيكوفاراد ماست و بيشتر در تيونرهاي مدارات با فركانس بالا مورد استفاده قرار مي گيرند .

 

تابلوهای برق

   

تابلوهای برق

انواع تابلوها :تابلوی ايستاده قابل دسترسی از جلو- سلولی-تمام بسته ديواری كه خود اين تابلو ها می توانند اصلی- نيمه اصلی و فرعی باشند.
تابلوی اصلی: در پست برق و بطرف فشار ضعيف ترانس متصل است.
تابلوی نيمه اصلی :اينگونه تابلو ها ی برق بلوك ساختمانی يا قسمت مستقلی از مجموعه را توزيع و ازتابلوی اصلی تغذيه می شود .
تابلوی فرعی: برای توزيع و كنترل سيستم برق خاصی مانند موتور خانه- روشنايی و غيره به كار می رود و از تابلوی اصلی تغذيه می شود.
معمولا تابلو های موتور خانه از نوع ايستاده و بقيه تابلوها از نوع توكار تمام بسته می باشد (در اين ساختمان تماما" به اين شكل می باشد)در اين ساختمان ليستی تهيه شده كه شامل قطعات مكانيكی و الكتريكی داخلی تابلو می باشد. اين ليست شامل ضخامت ورق - فريم تابلو – روبند- نوع رنگ كاری - جانقشه ای- يرق آلات- نوع تابلو(يك درب- دو درب - نرمال - اضطراری) اسم شركت سازنده تابلو - اسم تابلو – چراغ سيگنال (رنگ – تعداد- وات - نوع لامپ - فيوز ) مشخصات فيوزهای داخل تابلو بعلاوه پايه فيوز – كليد مينياتوری (تكفاز - سه فاز- ولتاژ قابل تحمل )رله- كنتاكتور –كليد گردان (با مشخصات كامل ) مشخصات ترمينال - مشخصات شين فاز - نول- مقره های پشت شين - نوع سيم كشی داخلی تابلو- نوع سيم كشی خط به تابلو - طريقه انتقال سيم در تابلو(ترانكينگ-استفاده از كمربند) استفاده از سيم يك تكه در تابلو – شماره گذاری خطوط روی ترمينال –استفاده از كابلشو . تمام اين عناوين با مشخصات كامل می باشد .وجود اين مشخصات باعث عمر بيشتر تابلو- خطر كمتر و تعويض آسانتر می شود.
· وجود سيم ارت در تابلوی برق ضروری و با رنگ سبز می باشد .
· خطوط R -S - T به تر تيب با رنگ زرد- قرمز- آبی - سيم نول با رنگ سياه می باشد
· در بعضی از تابلو ها روی درب تابلو ها يك سری كليد وجود دارد START- STOP
يا يك كليد گر دان كه برای روشن و خاموش كردن روشنايی و يا موتور به كار می رود.
· برای تابلو ها دو نوع نقشه می كشند 1 - رايزر دياگرام كه مكان تابلو در آن قيد شده است .2- نقشه داخل تابلو (كه خطوط - فيوز و كليدها در آن كشيده شده است)
نكات مر بوط به رعايت مسائل ايمنی بر اساس نشريه سازمان برنامه و بودجه و يا 110می باشد.
· شين ها با رنگ نسوز رنگ آميز می شود
· كليد ورودی بايد خودكار باشد. در موارديكه از كليد و فيوز جداگانه استفاده شود كليد بايد قبل از فيوز نصب شود . بطوريكه با خاموش كردن كليد , فيوز نيز قطع شود. كليد اصلی حتی الامكان گردان باشد و از فيوز فشنگی استفاده شود.
· سيم كشی داخلی تابلو با سيم مسی تك لا با عايق حداقل 1000ولت با مقطع مناسب انجام شود.
· ارتفاع با لاترين دسته كليد تابلو175 سانتيمتر بيشتر نباشد و همچنين قسمت ميانی از سطح زمين 160 سانتيمتر باشد.
· استفاده از سيم 5/1 برای روشنايی با كليد مينياتوری10 آمپر و سيم 5/ 2 برای پريزبا كليد مينياتوری 16 آمپر می باشد.
· محاسبه كابل از طريق سطع مقطع كه در بخش سوم گفته شد, انجام می گيرد.

كنترل

 کنترل مکان   
تعاريف     
مباني كنترل
سيستم: به مجموعه اي از اجزا مي گويندكه با هماهنگي يكديگر هدفي خاص را دنبال مي كنند.
اغتشاش(نويز): هر سيگنال ناخواسته كه بر عملكرد خروجي سيستم اثر نامطلوب بگذارد.
اغتشاش دو نوع است:
1.بيروني( از بيرون سيستم ) :بطور مثال يك آنتن را در نظر بگيريد اثر باد بر روي آنتن را نويز بيروني مي گويند . و مي توان بعنوان يك ورودي مدل سازي نمود.
2.دروني:مثل نويز حرارتي . اگر بتوان از طريق محاسبات آماري آن را پيش بيني كرد برايش مي توان يك جبران كننده طراحي نمود.


سيستم هاي ديناميكي:

در اين سيستم ها مدت زماني طول مي كشد تا خروجي به ورودي پاسخ دهد .در واقع مي توان گفت اين سيستم ها حافظه دارند و انرژي هم در آنها ذخيره مي شود.مي دانيم خازن نمي تواند تغيرات ناگهاني ولتاژ داشته باشد پس مدت زماني طول مي كشد تا خازن شارژ شده و سپس به مدار پاسخ مي دهد.
سيستم هاي كنترل صنعتي به دو نوع تقسيم مي شوند.سرو مكانيسم و كنترل فرآيند.
سرو مكانيسم: يك سيستم كنترل فيدبك دار مي باشد. خروجي اين سيستم موقعيت ، سرعت يا شتاب است.كه بيشتر با آنها آشنا مي شويم.
فرآيند:عمل يا پيشرفت طبيعي متداوم با تعدادي تغييرات تدريجي كه به گونه نسبتا"معيني در پي هم روي مي دهند و به نتيجه خاصي مي انجامد.
سيستم كنترل فرآيند
سيستم تنظيم كننده خودكاري كه خروجي اش متغيري نظير دما ، فشار ، شار ، سطح مايع باشد ،سيستم كنترل فرآيند نام دارد.
كنترل فرآيند در صنعت كاربرد گسترده اي دارد . در چنين سيستم هايي اغلب از اعمال كنترل برنامه ريزي شده نظير كنترل دماي كوره هاي حرارتي كه در آنها دماي كوره بر اساس برنامه مشخصي كنترل مي شود استفاده مي كنند. برنامه مشخص مثلا" مي تواند به
اين صورت باشد كه دماي كوره در مدت مفروضي تا دماي مشخصي افزايش يابد و
سپس در مدت مفروض ديگري كاهش يابد و به دماي مشخص ديگري برسد.
در اين نوع كنترل با برنامه نقطه مقرر, يا از پيش تعيين شده, بر اساس جدول زماني معيني تغيير مي كند. و كار كنترل كننده حفظ دماي كوره در نزديكي نقطه مقرر متغير است.
سيستم هاي كنترل فرآيند به دو صورت
1.سيستم هاي كنترل بسته اي BATCH CONTROL
عمليات پردازش بصورت مرحله به مرحله به بسته هاي مواد انجام مي شود. مانند رب گوجه فرنگي
2.سيستم هاي كنترل پيوسته CONTINUOS CONTROL
عمليات پردازش بطور پيوسته بر مواد انجام مي گيرد. مانند كارخانه قند
سيستم کنترل مکان سرو

 بررسی سيستمهای کنترلی

   
ابتدا به بررسي سيستم مرتبه اول پرداختيم .در اين مرحله پاسخ به پله پروسه را بدون در نظر گرفتن كنترلر رسم كرديم با توجه به خطاي ماندگار سيستم از انتگرال گير استفاده نموديم .مي توانستيم از PI نيز بهره ببريم كه در اينصورت گين 1و 2و3 مناسب ميباشد. معمولا" سيستمهاي مرتبه اول با كنترل كننده PI و سيستمهاي مرتبه 2 باPID به پاسخ مورد نظر نزديك مي شوند . يكي از روشهاي مرسوم بدست آوردن پارامترهاي كنترلر روش حلقه باز زيگلر - نيكولز مي باشد. پاسخ پله را رسم مي نماييم سپس مماس بر نقطه عطف منحني را مي كشيم از نقطه صفر تا محل برخورد مماس منحني بر محور زمان را L مي ناميم. T هم مدت زماني است كه سيستم به 632 . مقدار نهايي خود برسد و اگر سيستم بصورت هاي زير بودT(s)=k/(1+TS) ياT(s)=k/(1+TS)^2 همان ضريب s مي باشد.در سيستم درجه 2 ديده مي شود كه اگر از كنترل كننده PI استفاده شود پاسخ بسيار كند است و براي از بين بردن كندي آن از كنترل كننده PID استفاده مي كنيم . حال هم خطاي حالت ماندگار صفر شده و هم سيستم سريع شده است .

محاسبات روشنايی

محاسبات روشنايی   
تعيين ميزان روشنايي:

· 20 تا 30 وات بر متر مربع براي مسكوني

· 10 تا 15 وات بر متر مربع براي زيرزمين – انباري

· تا 10 وات بر متر مربع براي حياط

مقادير فوق براي استفاده از لامپهاي رشته دار معتبر هستند و در مورد لامپهاي فلور سنت بعلت راندمان نوري بالا تر 25/0 مقادير بالا كافيست. تعداد انشعابهاي رو شنايي براي هر50 متر مربع بنا يك انشعاب رو شنايي بكار مي رود. در اتاقهاي نشيمن و غذا خوري معمولا" از لوستر استفاده مي شود كه لو سترها در مركزاتاق و بقيه چراغها را طوري قرار مي دهند كه نور يكنواختي بدست آيد. در موارديكه اتاق يك درب داشته باشد كليد را نزديك درب ودر صورتيكه دو درب داشته باشد ,از دو كليد نزديك دو درب استفاده مي شود . در راه پله ها و راه روها از كليد تبديل استفاده مي كنند.كليد را در 110 سانتيمتري از كف تمام شده نصب مي كنند. كليد بايد طوري نصب گرددكه با باز كردن درب در دسترس بوده و بدون وارد شدن در اتاق در دسترس شما باشد.هيچ نقطه اي از ديوارهاي اتاق از 2 تا 3متر از نزديكترين پريز فاصله نداشته باشد.علاوه بر نكات و مطالب گفته شده روشهايي براي محاسبات روشنايي وجود دارد . روش لومن با استفاده از شاخص فضا و روش لومن با استفاده از تقسيم ناحيه اي وهمچنين روشنايي معابر با استفاده از ترسيم نمودارهاي ايزوكاندلا.روش استفاده شده در اينجا روش لومن با استفاده از شاخص فضا مي باشد كه با تغييراتي اندك شرح داده مي شود .و جداول مربوطه در ادامه مي آيد. براي روشن شدن جدول بهتر است با اصطلاحات زير آشنا شويم.

شار نوري(شدت نور) : مقدار كل نوري را كه در تمام جهات از يك منبع نور در هر ثانيه در فضا پخش شود شدت نور گويند و آن را با O نمايش مي دهندو واحد آن لومن مي باشد .

شدت روشنايي: نسبت مقدار شار نوري كه بطور عمودي به سطح مورد نظر مي تابد شدت روشنايي گويند وبا E نمايش مي دهند و واحد آن لوكس مي با شد.

شدت روشنايي مربوط به هر مكان را با جداول مربوطه استخراج مي كنند. طريقه محاسبه به اين شكل مي باشد كه ضريب انعكاس سقف- ديوار - كف به ترتيب80% - 50% - 30% كه البته براي رنگ روشن مي باشد.

ولتمتر ديجيتال

ولتمتر ديجيتال

 

 

 توضيح کلی

این یک ولتمتر دیجیتال آسان ساخت اما با دقت بالا و مفید است و میتواند در هر جایی که لازم باشدتا ولتاژ رادقیق اندازه گرفت قابل استفاده است.مدار از یک مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده می کند با شمارهcl7107  که توسط شرکت اینترسیل ودریک بسته40پایه  ساخته شده است.

امروزه این نوع IC هاکاربرد فراوانی دارندتقریبا در هر جاکه اندازه گیری دیجیتال پیش می آیدازاین مبدل ها استفاده می شود در ترازوهای دیجیتال دماسنج سرعت سنج فشار سنج و هر اندازه گیری دیجیتال.ازموارد دیگر استفاده از مبدل های آنالوگ به دیجیتال می توان به پردازش های دیجیتال که بر روی سیگنال های آنالوگ مثل صدا انجام می شود در تلفنهای ماهواره ای و...

مدار داخلی این IC شامل مبدل آنالوگ به دیجیتال یک مقایسه گر یک مولد پالس ساعت  یک دیکدر و یک راه انداز نمایشگر سون سگمنت می باشد این مدار همان طور که نشان داده شده است می تواند ولتاژ های 0 تا 1999 را اندازه بگیرد.

 

خصوصیات فنی
تغذیه	+/-5 متقارن
توان مصرفی	200میلی آمپر ماکزیمم
رنج اندازه گیری	0_1999 درچهار رنج
دقت	0.1 %

 

 

مدار چطور کار می کند؟

به منظور درک این مطلب لازم است به شرح کارکرد مبدل آنالوگ به دیجیتال بپردازیم، IC خصوصیات زیر را دارد.

دقت بالا_عدم تاثیر از نویز_مولد ساعت درونی _به عناصر خارجی زیاد و دقیقی نیاز ندارد

 

 

 

 

یک مولد آنالوگ به دیجیتال که بهتر است آن را یک مبدل دو شیب بدانیم.این نوع از مبدل ها به طور کلی بر انواع دیگر ترجیح دارند زیرا دقت بالا سادگی درطراحی و عدم تاثیر از نویز را ارئه می کنند و آنها را قابل اعتماد می کنندعملکرد مدار اگر در دو مرحله تشریح شود قابل فهم تر است . در مرحله اول در طی مدتی ولتاز ورودی اعمال می شود و در خروجی مدار مجتمع ودر پایان این مدت ولتاژی متناسب با ولتاز ورودی وجود دارد.ودراین مدت مدار مجتمع بایک و تاز مرجع داخلی تغذیه می شودوخروجی مدار به تدریج کاهش می یابد تابه ولتاز صفر برسد.مرحله دوم که به نیمه منفی معروف است و مدت آن به خروجی IC در مرحله اول وابسته است از آنجا که مدت مرحله اول ثابت و مدت مرحله دوم متغییر است ممکن است دومی مقایسه شود و در این راه ولتاژ ورودی با ولتاژمرجع داخلی مقایسه می شود و به نمایشگر می رود.

 

 

 

همه این مراحل در سخن آسان است اما در واقع یک سری عملیات پیچیده که همه در IC باکمک یک سری عناصر خارجی انجام می شود که برای به کار رفتن مدار در عمل انجام می گیرد به طور مشروح مدار به شکل زیر کار می کند ولتاژی که قرار است اندازه گرفته شود به پایهء 1و2 مدار و R3,R4,C4 و در آخر به پایه 30و31 IC  اعمال می شود.اینها پایه های ورودی اند همانطور که از روی نمودار می بینید مقاومت R1 به همراه C1 برای ست کردن فرکانس نوسان ساز داخلی به کار می روند که در 48 مگا هرتز ست می شود. در این پالس ساعت 3 بار در سانیه ولتاژ گیری می شودخازن C2 که بین پایه های 33و34 IC قرار گرفته است برای جبران خطای ناشی از ولتاژ مرجع داخلی انتخاب شده است و همچنین برای ثابت نگه داشتن نمایشگر خازن C3,R5 مداری هستند که با هم جمع ولتاژ ورودی را انجام می دهند و در همان زمان از از هرگونه تقسیم ولتاژ جلو گیری می کنند که باعث سرعت مدار وقابلیت اعتماد مدار می شود خازن C5 مدار را مجبور می کند تا وقتی ولتاژ ورودی نداریم مقدار صفر را نشان دهد مقاومت R2 به همراه P1 برای تنظیم مدار به کار می روند که باید هنگامی که ولتاژ ورودی صفر است مقدار صفر را نشان دهد مقاومت R6 جریانی را که از نمایشگر عبور می کند کنترول می کند که در نتیجه روشنی کافی بدون آسیب دیدن دارد. IC  قادر است تا چهار seven_segment آند مشترک را راه اندازی کند.سه تای سمت راست از 0 تا 9 را نشان می دهند در حالی که سمت چپی فقط شماره 1 را نشان می دهد و وقتی ولتاژ منفی داریم علامت منفی را نشان می دهد مدار با یک تغذیه متقارن +/-5 ولت کار می کند که +5ولت به پایه 1 و 0ولت به 21 و -5 ولت به 26 اعمال می شود.

 

 

منتاژکار

قبل از همه بگذارید کمی در باره ساخت پروژه بر روی برد مدار چاپی بگویم.برد از یک لایه نازک عایق ساخته شده که با یک لایه نازک مس پوشیده شده که به طریقی که اتصالات لازم بین عناصر مختلف را به وجود آورد شکل می گیرد.استفاده از یک برد مدار چاپی که به درستی طراحی شده باشد بسیار عالی است چرا که ساخت را سرعت می دهد و احتمال خطا را کم می کند. برای حفاظت از برد در برابر اکسید شدن و اطمینان از این که در شرایط مطلوب است در حین ساخت با یک جلا دهنده پوشیده می شود که در برابر اکسید شدن آن را حفاظت می کند و لحیم کاری را آسان می کند.

راه ساخت مدار لحیم کردن قطعات به برد است چطور انجام دادن آن موفقیت یا شکست شما را تعیین می کند این کار خیلی مشکل نیست واگر چند قانون رعایت شود مشکلی نخواهید داشت هویه شما نباید بیش از 40 وات باشد نوک آن همیشه باید تمیز نگه داشته شود .

انواع زیادی لحیم در بازار وجود دارد شما باید یک نوع با کیفیت را انتخاب کنید که شامل روغن کافی باشد تا یک لحیم کاری کامل را حتمی کند.

از روغن لحیم جداگانه استفاده نکنیدروغن لحیم زیاد باعث مشکلات زیاد می شود اما از روغن لحیم جدا می توانید بعد از چند پایه لحیم کردن برای تمیز کردن نوک هویه استفاده کنید.

برای لحیم کردن یک عنصر به درستی باید کار های زیر را انجام داد:

پایه های قطعه را تمیز کنید.

در فاصله های مناسب پایه ها را خم کنید وآنهارادر جای خود روی مدار چاپی قرار دهید ممکن است پایه بعضی عناصر ظخیم تر از سوراخ روی برد باشد سوراخ را بادقت فقط به اندازه پایه بزرگ کنید بزرگ شدن بیش از حد کار را مشکل می کند.

 

 

 

 

 

هویه را بردارید وآن را به پایه قطعه بگذارید در حالی که سیم لحیم را نیز به آن نزدیک می کنید هویه باید پایه قطعه رادر نزدیکی برد مدار چاپی لمس کند. وقتی لحیم شروع به ذوب شدن می کند و دور پایه را می گیرد وبه قدر کافی ذوب می شود سیم لحیم را بردارید و چند ثانیه هویه را در همان حالت نگه دارید سپس آن را در امتداد پایه از محل بردارید برای سرد کردن هرگز به آن ندمید.

دقت کنید که بعضی قطعات با دمای بالا خراب می شوندبنابر این بیش از 5 ثانیه قطعه را گرم نکنید مراقب اتصال کوتاه شدن مدار به خاطر لحیم زیاد باشید اضافه پایه ها را قطع کنید مدار حاضر است روغن لحیم را حتماَ با یک حلال پاک کنید.

 

 

نکات مهم

1.نمایشگرها درسمت مسی برد قرار می گیرند.

2. اتصالات جامپر که با علامت خط چین درطرف عناصر در همان مکان که نمایشگر قرارداردیک اتصال نیست ولی باید طبق استفاده از ابزار تغییر داده شود این اتصالات برای نقطه اعشاری هستند.

اگر شما ابزار را فقط برای یک رنج استفاده می کنیدشما می توانید اتصال را بین راست ترین سوراخ و یک سوراخ مشابه دیگر برای کاربرد خاصتتان متصل کنید اگر شما قصد دارید ولتمتر را در رنج های مختلف به کار ببرید از یک کلید 3 حالته برای شیفت دادن نقطه اعشاری به مکان مناسب برای رنج انتخابی استفاده کنید.

به جز این ملاحظات واندازه کوچک برد وتعداد زیاد اتصالات ساخت این پرژه خیلی سر راست است.

استفاده از سوکت IC بهتر است ابتدا مقاومت ها وسپس خازن ها را لحیم کنید نمایشگر را با دقت لحیم کنید.

مقدار R3 رنج را کنترل می کند و می توان از کلید های چند حالته با مقاومتهای مختلف استفاده کرد

جدول زیر برای R3 است.

R3=0 ohm	0_2 v
120 k ohm	0_20 v
12 k ohm	0_200 v
1.2 k ohm	0_2000 v

 وقتی لحیم کاری تمام شد می توانید IC را در سوکت قرار دهید IC از نوع Cmoc است و به بار ساکن حساس می باشد از لمس کردن پایه های IC خود داری کنید وقتی که IC را قرار می دهید مدار و بدن خود را به زمین اتصال دهید.

یک تغذیه دقیق را به کار برید و آن را روشن کنید خروجی را اتصال کوتاه کرده  ونمایشگر را روی صفر تنظیم کنید.

 

اگر کار نکرد

مدار را از لحاظ اتصال کوتاه شدن چک کنید حتماَ مدار را بعد از لحیم کاری با یک محلول بشوید و پس از خشک شدن آن را به کار ببرید در ست قرار گرفتن قطعات را چک کنید تغذیه درست باشد و پلاریته آن درست باشد.

 

 

 

 

ديود منتشر کننده نور

(LED)

 

 

 

 

 

 

دیود منتشر کننده نور که به طور رایج LED نامیده می شود واقعاً قهرمان ناشناخته جهان الکترونیک است. آنها دوجین کار متفاوت انجام می دهند و در همه وسایل الکترونیکی یافت می شوند آنها شماره ها را در ساعتهای دیجیتال نشان می دهند اطلاعات را از کنترل تلویزیون می فرستند و نور آنها به شمانشان می دهد که چه وقت  وسایلتان روشن است و تصاویر را روی تلویزیون های پلاسما نشان می دهند.

اساساً LED ها لامپهای کم نوری هستند که به آسانی در مدار های الکترونیکی قرار می گیرند اما برخلاف لامپهای معمول آنها فیلامانی که بسوزد ندارند و به ویژه اینکه گرم نمی شوند آنها فقط با حرکت الکترونها در یک ماده نیمه هادی نور می دهند .

 

دیود چیست؟

یک دیود ساده ترین نوع از ادوات نیمه هادی است کلاً یک نیمه هادی مادهای است که تغییر در قابلیت جریان دهی دارند. اغلب نیمه هادی ها از یک رسانای ضعیف که ناخالصی به آن افزوده شده به وجود می آید.(فرایند افزودن ناخالصی دو پینگ نامیده می شود.)

در مورد LED ها ماده رسانا نوعاً آلومینیوم گالیوم آرسناید است (AlGaAs) در آلومینیوم گالیوم آرسناید خالص تمام اتمها به طور کامل با همسایه هایش محدود شده است و هیچ الکترون آزادی برای هدایت جریان الکتریکی وجود ندارد. در ماده دوپینگ شده اتمهای الحاقی تعادل را به هم می زنند خواه افزایش الکترون یا سوراخها (جایی که الکترون می تواند برود ) هر یک از این ملحقات می تواند ماده را بیشتر رسانا کند یک نیمه هادی با الکترون اضافی نوع N نامیده می شود چرا که ذرات بار شونده منفی دارد در نوع N الکترون های آزاد از ناحیه شارژ منفی به ناحیه شارژ مثبت حرکت می کنند

یک نیمه هادی با سوراخهای بیشتر ماده نوع P نامیده می شود چرا که ذرات بار شونده مثبت بیشتری دارد الکترونها می توانند از سوراخی به سوراخ دیگر حرکت کنند حرکت از ناحیه شارژ منفی به ناحیه شارژ مثبت در نتیجه سوراخها به نظر می آید که از ناحیه شارژ مثبت به ناحیه شارژ منفی حرکت می کنند.

                                                                                                              

یک نیمه هادی با سوراخهای بیشتر ماده نوع P نامیده می شود چرا که ذرات بار شونده مثبت بیشتری دارد الکترونها می توانند از سوراخی به سوراخ دیگر حرکت کنند حرکت از ناحیه شارژ منفی به ناحیه شارژ مثبت در نتیجه سوراخها به نظر می آید که از ناحیه شارژ مثبت به ناحیه شارژ منفی حرکت می کنند. یک دیود شامل یک بخش N متصل به بخش P است با الکترونهایی در هر طرف . این چینش الکترونها را فقط در یک جهت حرکت می دهد . وقتی هیچ ولتاژی اعمال نشود الکترونهای ماده نوع N سوراخهای ماده نوع P را در راستای اتصال بین لایه ها پر می کند و ناحیه تخلیه را ایجاد می کند. در ناحیه تخلیه ماده نیمه هادی به عایق خوبی تبدیل می شود وهمه سوراخها پر می شوند و هیچ الکترون یا سوراخی برای ایجاد جریان وجود ندارد.

ناحيه تخليه

برای خلاصی از ناحیه تخلیه شما مجبورید تا الکترون را از ماده نوع N  به ماده نوع P حرکت دهید و سورا خها برعکس . برای انجام این عمل شما باید طرف N دیود را به طرف منفی باطری و P را به طرف مثبت وصل کنید الکترون آزاد نوع N توسط الکترود منفی دفع و به الکترود مثبت کشیده می شوند سوراخهای ماده P معکوس این حرکت را انجام می دهند وقتی اختلاف ولتاژ بین دو الکترود به قدر کافی زیاد است الکترونهای ناحیه تخلیه از سوراخهایشان جدا می شوند و دوباره شروع به حرکت آزادانه می کنند ناحیه تخلیه از بین می رود و جریان از دیود می گذرد.

 

باياس مستقيم

 

اگر شما سعی کنید جریان را از مسیر دیگر عبور دهید با اتصال مثبت باتری به N و منفی به P جریان به دلیل ایجاد ناحیه تخلیه عبور نمی کند .

 

چطور یک دیود نور تولید می کند؟

 

نور شکلی از انرژی است، نور از اجزا بسیار ریزی به نام فتون تشکیل می شود، فتون ها انرژی و لختی دارند اما جرم ندارند در واقع فتونها در نتیجه حرکت الکترونها آزاد می شوند در یک اتم الکترونها در اربیتالهایی دور هسته می چرخند الکترونهای اربیتال های مختلف مقدار انرژی متفاوتی دارند، کلاً الکترونها با انرژی بیشتر در اربیتالهای دور تر از هسته حرکت می کنند.برای یک الکترون برای پرش از یک اربیتال پایین به بالا چیزی که باید بگیرد انرژی است برعکس الکترون وقتی از اربیتال بالا به پایین می افتد انرژی آزاد می کند این انرژی به شکل فتون آزاد می شود، یک افت انرژی بیشتر فتون بیشتری آزاد می کند که با فرکانس بیشتر مشخص می شود .همان طور که در بخش قبل دیدیم الکترونهایی که از دیود عبور می کنند می توانند در سوراخهای لایه P بیفتند .این یک افت از باند رسانایی به اربیتال پایین تر است بنابر این الکترونها انرژی به شکل فتون آزاد می کنند این در هر دیودی رخ می دهداما فقط وقتی شما فتونها را می بینید که دیود از ماده خاصتی ساخته شده باشد برای مثال اتمها در یک دیود سیلیکون استاندارد به نحوی چیده شده اند که افت الکترون فاصله کمی دارد بنابر این فرکانس فتونها به قدری کم است که با چشم انسان دیده نمی شود این در بخش مادون قرمز طیف نور است كه لزوماً چیز بدی نیست البته LED های مادون قرمز برای کنترل های از راه دور مناسب اند .

دیود های منتشر کننده نور مریی (VLEDs) مانند آنهایی که شماره های یک ساعت دیجیتال را روشن می کنند از ماده هایی با این خصوصیت ساخته شده اند که فاصله بین اربیتال رسانایی آنها و اربیتال پایین تر بیشتر است .اندازه این فاصله فرکانس فتون را نشان می دهد به عبارت دیگر این فاصله رنگ نور را مشخص می کند.

در حالی که همه دیود ها نور آزاد می کنند اغلب آنها این کار را به طور موثری انجام نمی دهند یک دیود معمولی ماده نیمه رسانا خودش مقدارزیادی انرژی نوری جذب می کند.  LED  ها به نحوی ساخته می شوند که نور را در جهت خاصتی متمرکز می کند.همانطور که در نمودار می بینید اغلب نور تولید شده در کناره دیود از طریق قسمت گرد بیرون می آید.

   

 

 

LED ها مزایای زیادی برلامپهای معمولی دارند . یکی از آنها این است که آنها فیلامان ندارند که بسوزد بنابر این عمر طولانی دارند. به علاوه حباب پلاستیکی شان دوامشان را بیشتر می کند. و همچنین خیلی راحت در مدارهای الکترونیکی قرار می گیرند .

اما مزیت اصلی آنها کیفیت آنها است در مقایسه با لامپهای معمولی فرآیند تولید نور باعث تولید مقدار زیادی گرما نمی شود (فیلامانی برای گرم شدن ندارد برای تولید نور باید فیلامان گرم شود).

                                  

دیود تونل

 یکی ازقطعات نیمه رسانا که مشخصه اش یک مقاومت منفی را نشان می دهد دیود تونل است . این قطعه یک دیود است که غلظت ناخالصی درآن بسیار زیاد وپیوند آن بسیارنازک است. شکست در دیود تونل در مقاذیر بایاس معکوس خیلی پایین اتفاق می افتد و در نتیجه ناحیه ی مقاومت معکوس زیاد وجود ندارد.شیب منفی در بایاس مستقیم کم معمولا بین  0.1 تا 0.3 ولت ایجاد می شود.(از این جا به بعد چند خط حرف بیخود...)_این مشخصه جالب و عجیب ومفیدو..به دلیل نفوذ در سد پتانسیل در پیوند با الکترونهایی که انرژی کافی برای عبور از این سد ندارند به وجود می آید. این اثر معروف به اثر تونل در فیزیک کلاسیک غیر قابل توجیه است ولی با مکانیک کوانتومی قابل توضیح است . دیود های تونل را می توان باظرفیت خیلی کمی تولید کرد و نوسان ساز هایی که با آن کار می کنند در فرکانسهای چند مگا هرتزی قابل ساخت هستند برای به دست آوردن بیشترین مقدار خروجی (یا همان به قول دانشجویان متعال برق ماکزیمم سویینگ متقارن) باید نقطه کار در وسط ناحیه مقاومت منفی قرار داده شود واضح است که دامنه خروجی کمتر از یک ولت می باشد.

 

روشی برای مکان یابی عیب کابل

روشی برای مکان یابی عیب کابل

 

خلاصه :

 

افزایش استفاده از کابل زیر زمینی برای توزیع نیرو ، روش دقیق ، سریع و ارزانی را برای موضع یابی عیب کابل ایجاد می کند . این مقاله یک موضع عیب یاب را بر اساس انعکاس پالس در خطوط انتقال بررسی خواهد کرد .

سیستم مورد نظر متشکل از  پالس ولتاژ بالا ، مولد قابل تنظیم موج خطی و مولد پالس با مدوله کننده شدت نور می باشد . دستگاه جنبی بکار رفته در این روش اسیلوسکوپ خواهد بود . پالسر ولتاژ بالا پالس های منفی با با دامنه حدود 1000 ولت تولید می کند . مولد موج خطی را طوری تنظیم می شود که بتواند پهنای 20 ، 50 ، 100 و 400 میکرو ثانیه داشته باشد . مولد پالس با مدوله کننده دو مشخصه بارز دارد :

1 ) ایجاد اطمینان از این که تصویری که روی صفحه اسیلوسکوپ ظاهر می شود تنها برای محدوده زمانی انتخاب شده قابل رویت است .

2 ) این مدار یک نقطه نورانی روی صفحه اسیلوسکوپ تولید می کند که موقعیت آن روی محور زمان توسط یک پتانسیومتر قابل تنظیم است . خطای موضع یابی حداکثر 1% خواهد بود .

 

1) شرح روش :

 

 اصل انعکاس پالس در خطوط انتقال ، برای تشخیص محل معیوب کابل های زیر زمینی از سال 1968 مورد استفاده قرار گرفته است . مزایای این روش ، از جمله سهولت در اندازه گیری و توانایی آن برای تشخیص طبیعت عیب ، با یک دقت منطقی ، باعث عمومیت پیدا کردن این روش شده است .

 

این مقاله مشخصات بارز دستگاهی از این نوع را طراحی و مورد آزمایش قرار گرفته است شرح خواهد داد . اصل کار دستگاه در بخش بعدی به طور خلاصه شرح داده شده و چندین طرح برای اندازه گیری فاصله زمانی در بخش 3 ارائه شده است . بخش 4 طرح کلی سیستم را ، شامل سیگنال جارو کننده(sweep signal)، پالس ولتاژ بالا و سیگنال مدوله شده با شدت نور(intensity modulation signal)مورد بررسی قرار خواهد داد . توانایی ها و محدودیت های دستگاه و چند نتیجه با بکار بردن اسیلوسکوپی که سه ورودی x y z را میتواند  پذیرا باشد ،  در بخش 5 عرضه خواهد شد .        

 

2) اصول کار :

 

در یک خط انتقال و یا کابل انتقال ، اگر یک ورودی تک پله ای با دامنه E اعمال شود ، موج رفت با یک تاخیر زمانی به اندازهŤثانیه ، که در زیر مشخص شده ، به انتهای کابل خواهد رسید :

 

                                                                                                                              

 که در آن :

 

 طول خط بر حسب متر =d

  سرعت نور بر حسب متر بر ثانیه =c

ثابت دی الکتریک بکار رفته در کابل = Er

 

اگر در انتهای خط ، امپدانس بار با امپدانس مشخصه خط مساوی نباشد ، موج به طرف ابتدای خط منعکس می شود و ضریب انعکاس(reflection coefficient )  در زیر مشخص شده است :

                                                           

                                                                                              

 

 

 

که در آن  :

 

امپدانس بار =Zl

امپدانس مشخصه خط =Zo

 

این موج منعکس شده در لحظه t=2t به ابتدای خط خواهد رسید . اگر امپدانس منبع مساوی با zo باشد در این لحظه انعکاس بیشتری در ابتدای سیستم اتفاق نمی افتد بنابراین برای یک پالس ورودی متناوب ، با پریودی بیش از 2 ثابت زمانی می توانیم اشکال پایداری از پالس های برخورد کننده و منعکس شده روی صفه اسیلوسکوپی که به ابتدای خط متصل شده است مشاهده کنیم .

 

برای کابلی با امپدانس در حال تغییر ( به علت اتصالات و یا عیوب ) ، در طول مسیرش انعکاساتی به تناسب وجود خواهد داشت . فاصله زمانی بین این ها متناسب با فواصل آن هاست ، در صورتیکه دامنه ها و فازهای آنها سطوح امپدانس را نسبت به امپدانس مشخصه نشان خواهد داد . چون ضریب انعکاس مقداری بین 1- تا 1+ خواهد داشت . پالس منعکس شده ممکن است هم فاز و یا غیر هم فاز با پالس اولیه باشد در حالیکه دامنه آن متناسب با اندازه ضریب انعکاس خواهد بود .

بنابراین عیب کابل بر اساس این که امپدانسی بیشتر و یا کمتر از امپدانس مشخصه کابل دارد می تواند مشخص شود که این نیز بستگی به این موضوع دارد که پالس منعکس شده هم فاز با پالس ورودی است یا خیر ، فاصله قسمت معیوب را میتوان با استفاده از سرعت پالس و فاصله زمانی بین دو پالس محاسبه کرد .

 

 

 

3 ) طرح اندازه گیری زمان :

 

      روشهای متنوعی برای تولید پالس و اندازه گیری فاصله زمانی وجود دارد . زمانی که پالس تولید شد ، موضوع با اهمیت بعدی ، اندازه گیری فاصله زمانی پالس است . قبل از اینکه شمای دستگاهی که امروزه مورد استفاده قرار میگیرد ارائه شود ، دو روش معمول برای اندازه گیری در زیر شرح داده خواهد شد :

 

 

1 – 3 ) اندازه گیری فاصله زمانی به کمک سویپ داخل اسیلوسکوپ : ساده ترین راه برای اندازه گیری فاصله زمانی بین پالس اعمال شده و پالس منعکس شده مشاهده همزمان آنها روی صفحه اسیلوسکوپ با استفاده از سویپ داخلی آن میباشد . در این روش ، هر دو عامل دقت و میزان تفکیک اندازه گیری بسنگی به دقت چشم در اندازه گیری زمان تاخیر روی صفحه اسیلوسکوپ خواهد داشت .

 

2 - 3 ) اندازه گیری با استفاده از علائم نشان دهنده (marker pips) : در این روش بهمراه با تصویر پالسهای اعمال شده ، علائم نشان دهنده زمانی در فواصل زمانی مشخص زمانی نیز روی صفحه اسیلوسکوپ ظاهر می شود . بنابراین با شمردن تعداد علائم بین دو پالس ، فاصله زمانی را می توان محاسبه کرد .

 

از نقطه نظر تئوری این یک روش دقیقی است ولی به هر حال دقت اندازه گیری بستگی به دقت پریود علائم دارد عامل آخری دقت اندازه گیری نهایی را محدود می کند . برای مثال اگر فاصله زمانی 5/0 میکرو ثانیه انتخاب شود ( در کابل های قدرت ، این زمان مربوط به یک طول 40 متری است ) ، پریود علائم حداکثر 5/0 میکروثانیه می تواند باشد . بنابراین این موضوع باعث می شود که احتیاج به تولید علائم فرکانس داشته باشیم . همچنین باید پال اسیلوسکوپ دو کاناله با پهنای باند کافی باشد که از همزمانی synchronazation) بین علائم و پالسهای ولتاژ بالا اجتناب گردد .

 

 

3 – 3 ) اندازه گیری زمان به روش مدولاسیون شدت :( ( Intensity modulation روش بهبود یافته ای نسبت به روش فوق با استفاده از مدولاسیون شدت تصویر ظاهر شده روی صفحه اسیلوسکوپ وجود دارد . در روش مدولاسیون شدت تنها قسمت دلخواه سیگنال روی صفحه اسیلوسکوپ ظاهر می شود که نقطه ای نورانی نیز روی آن وجود دارد . اگر نقطه نورانی بتواند بصورت پیوسته از ابتدای پالس اعمال شده تا انتهای تصویر ظاهر شده روی صفحه حرکت کند ، می توان این حرکت را بر حسب واحد زمان مدرج کرد . توضیح دستگاهی که با این روش اندازه گیری زمان کار می کند در بخش بعدی ارائه شده است .

 

4 ) طرح کلی سیستم :

چون در حالتی که از روش مدولاسیون شدت برای اندازه گیری زمان استفاده میشود ، تصویر بایستی برای قسمت مشخصی از زمان قابل رویت باشد ، سویپ با پهنای مساوی با محدوده زمانی ، مورد نیاز است . شروع سویپ بایستی با شروع پالس رفت همزمان گردد . برای اجتناب از تشکیل تصویر خارج از محدوده زمانی انتخاب شده ، یک سیگنال محو کننده(blanking signal ) با پلاریته مناسب بایستی در دسترس باشد . این سیگنال محو کننده همچنین بایستی در تامین روشنایی یک نقطه تیز روشن ، که در طول محور زمان قابل حرکت است ، شرکت نماید ( در محدوده انتخاب شده ) .

 

 

بر اساس احتیاجات فوق ، دیاگرام بلوکی دستگاه مورد نظر در شکل 1 نشان داده شده است . شکل موج های مربوط به این دیاگرام در شکل 2 نشان داده شده است .

 

 

               

 

 

 

1 - 4 )مولد جارو کننده (sweep generator) : این مولد ولتاژهای جارو کننده با پهنای 5 و 20 و  100 و 400 میکرو ثانیه به تناسب دامنه انتخاب شده تولید میکند . ماکزیمم محدوده ( 400 میکروثانیه ) به ترتیبی انتخاب می شود که ماکزیمم فاصله عیبی که می تواند اندازه گیری شود . برای کابلی که کاغذی با  r=3.6 بعنوان دی الکتریک داشته باشد ، تقریبا 30 کیلو متر باشد .

 

 

سیگنال تحریک کننده سویپ از یک ساعت کریستالی . پس از تقسیم فرکانس مناسب برای محدوده های مختلف  تامین می شود . از پالس های مربعی پیوسته با پریود مساوی زمان دامنه انتخاب شده ، تک پالسی همزمان با خروجی مونو استابل 1 و پریود تثبیت شده در مقدار 800 میکرو ثانیه از مولد تک پالس تولید می شود .

پهنای این پالس توسط سوئیچ انتخاب کننده محدوده زمان تغییر میکند . این پالس برای کنترل عمل شارژینگ خازن مدار مولد سویپ بکار برده می شود . این سیگنال جارو کننده به ورودی افقی اسیلوسکوپ داده میشود.

 

 

2 - 4 ) مولد پالس ولتاژ بالا ( high voltage pulser ) : پالس ولتاژ بالا تقریبا توسط یک تیراتون (thyratron) تولید می شود . سیگنال آتش این مدار خروجی تقویت شده مدار مونو استابل 1 است (mS1)  بنابر این پریود پالس ولتاژ بالا در مقدار 800 میکرو ثانیه تثبیت می شود . این پالس مستقیما به کابل معیوب اعمال شده و توسط یک مدار از محدود کننده به ورودی قائم اسیلوسکوپ داده می شود . مدار پالسر در شکل 3 نشان داده شده است .

 

 

 

در غیاب سیگنال تحریک کننده ، لامپ خاموش بوده و خازن تقریبا باندازه ولتاژ منبع شارژ می شود . وقتی سیگنال تحریک کننده اعمال می شود ، لامپ هدایت خود را شروع کرده و خازن شروع به دشارژ شدن میکند .  به مجرد این که ولتاژ آند لامپ به پایین تر از ولتاژ نگهداری ( holding ) افت پیدا می کند هدایت لامپ متوقف میشود .  

 

لذا در خروجی مدار یک پالس منفی با دامنه ای تقریبا مساوی با ولتاژ منبع بوجود می اید . چون این پالس فقط در مدتی که لامپ هدایت می کند وجود دارد ، امپدانس منبعی که در آن زمان بوسیله کابل دیده می شود  به ترمینال ورودی کابل میرسد، لامپ خاموش بوده و مقاومتی که لامپ میبیند برابر با R2 است. لذا اگرR2 با امپدانس مشخصه کابل تطبیق داشته باشد ، پالس منعکس شده در ترمینال ورودی جذب شده و از انعکاس های چند گانه اجتناب می شود .

 

 

  3 – 4 ) سیگنال مدوله کننده شدت ( intensity modoulating signal ): این سیگنال از بلاک های آشکار ساز ماکزیمم ( peak detector )   پتانسیومتر ، مقایسه کننده ، مولتی ویبراتور مونو استابل وشکل دهنده پالس ( pulse shaper ) تامین می شود . پالس تحریک کننده برای مولد سیگنال جارو کننده

(sweep generator ) میتواند برای از بین بردن ( blanking ) جزئی از تصویر که خارج از محدوده سویپ است بکار رود . برای بدست آوردن نقطه روشن روی تصویر محو نشده ( unblanking ) یک پالس باریک به پالس از بین برنده اضافه می شود . این پالس پس از طی مراحل زیر تولید می شود :

 

 

 _ مقدار ماکزیمم ولتاز جارو کننده توسط یک مدار آشکار ساز ماکزیمم ( peek- hold circuit ) ، حس شده و نگه داشته می شود .

 

_ ولتاز جارو کننده با یک ولتاژ مرجع که توسط جزئی از این مقدار ماکزیمم تامین می شود مقایسه میشود .

 

_ خروجی مدار مقایسه کننده ( comparatot )  که وقتی که سیگنال جارو کننده از سطح ولتاژ مرجع عبور

 کند تغییر حالت می دهد ، مدار مونو استابل 2 ( در شکل 1 ) را تحریک (trigger )  میکند .

 

 

_ خروجی مدار مونو استابل 2 ( MS2)  با پالس از محو کننده در قسمت مدار شکل دهنده پالس (pulse shaper ) ترکیب شده و پالس مدوله کننده شدت نهایی را بوجود می آورد .

 

 

لذا توسط تغییرات پیوسته ولتاژ مرجع مدار مقایسه کننده ، توسط یک پتانسیومتر تنظیم شده ، نقطه ای که پالس خروجی مونو استابل 2 اتفاق می افتد می تواند در عرض سویپ حرکت کند . این پالس مدوله کننده شدت به ورودی  Z  اسیلوسکوپ داده شده که تصویر دلخواه با نقطه روشن قابل حرکت بوجود خواهد آورد .

 

 

 آزمایش مدار : ( 5

 

1- 5 ) روش آزمایش : با استفاده از مقدار ثابت دی الکتریک ماده عایق به کار رفته در کابل معیوب ، سرعت پالس تعیین می شود . اگر این عمل امکان پذیر نیست ، سرعت می تواند با استفاده از فاصله معین ترمینال دیگر مشخص  شود . برای دریافت انعکاسات ، ترمینال های X و Z مدار به ترمینال های مربوطه روی اسیلوسکوپ وصل می شود که تصویر X-Y  مربوطه روی صفحه ظاهر می شود . برای چک کردن حرکت نقطه نورانی ، سیگنال جارو کننده (X ) با هر پهنای زمانی روی صفحه ظاهر می کنیم . کنترل شدت نور اسیلوسکوپ به اندازه ای تنظیم می شود که نقطه نورانی از بقیه قسمت سیگنال قابل تشخیص باشد .

 

 

 

ترمینال های کابل ( یک فاز و دو زمین و یا دو فاز ) به ترمینال های خروجی و زمین مدار اتصال پیدا کرده و ورودی قائم اسیلوسکوپ به ترمینال "2" مدار وصل می شود . رنج زمان اسیلوسکوپ به ماکزیمم مقدار خود  منتقل می شود . اگر در تصویر ظاهر شده روی صفحه اسیلوسکوپ ، پالسهای انعکاس یافته چندی وجود دارد ، که به تدریج دامنه آنها کم می شود ، بدلیل انعکاس چند گانه ای است که می توان آنها را توسط  کنترل پتانسیومتر از بین برد . ( این پتانسیومتر می تواند در مدار شکل 3 بصورت سری با R2  بکار رود ).

  

 

 

 محور تنظیم چرخانده می شود که نقطه روشن روی صفحه اسیلوسکوپ به لبه پیشرو ( leading edge ) پالس منعکسه مورد نظر منتقل شود . وقتی که سلکتور اسیلوسکوپ بدرستی تنظیم شود ، فاصله زمانی بین پالس اعمال شده و پالس منعکسه انتخاب شده را بصورت قسمتی از محدوده زمان انتخاب شده نشان میدهد .

از آنجا که آخرین پالس منعکس شده روی تصویر مربوط به دورترین ترمینال کابل است ، با استفاده از مقدار طول کابل و فاصله زمانی بین پالس اعمال شده و آخرین پالس منعکس شده ، سرعت انتقال پالس مشخص میشود . با استفاده از این مطلب می توان فاصله بین ترمینال های ورودی تا نقاطی که باعث انعکاس شده است را مشخص کرد .

 

 

2 – 5 ) نتایج آزمایش : با استفاده از این دستگاه ساخته شده ، نتایج جدول 1 از چند کابل معیوب بدست آمده است . در تمام این کابلها ، کاغذ به عنوان دی الکتریک استفاده شده و ثابت دی الکتریک برابر با 3.5 در نظر گرفته شده است .

  

 

 

اختلاف کم فاصله عملی و فاصله ای که دستگاه مشخص کرده است ، احتمالا بعلت این حقیقت است که سرعت پالس محاسبه شده با استفاده از ثابت دی اکتریک بوده است ، که مقدار آن دقیق نبوده است . منبع دیگر خطا احتمالا این بوده است که طول کامل کابل ها بطور دقیق مشخص نشده بود و لذا محاسبه سرعت پالس بدقت انجام نگرفته است .

 

 

 

دقت اندازه گیری با این دستگاه را می توان با عکسبرداری سریع از صفحه اسیلوسکوپ زمانی که کابلی سالم مورد آزمایش قرار می گیرد و انعکاس از جعبه های تقسیم مورد مطالعه ، بهبود بخشید . به این ترتیب وقتی از دستگاه برای مشخص کردن عیب کابل معیوب استفاده می شود ، تشخیص انعکاسی که در اثر عیب بوده است ساده تر است .

 

3 – 5 ) محدودیت ها ومسائل : محدودیت اصلی این دستگاه اسیلوسکوپ است . تقویت کننده افقی اسیلوسکوپ بایستی پاسخ فرکانسی مناسب برای گرفتن سیگنال جارو کننده در پایین ترین محدوده زمانی دستگاه ( در حالت  5 میکرو ثانیه ) داشته باشد . تقویت کننده های Y و Z بایستی توانایی تولید مجدد سیگنال هایی با زمان صعود   کمتر از 40 نانو ثانیه داشته باشند . لذا یک الکتروسکوپ با پهنای باند حداقل 20 مگا هرتز با ورودی های X و Z  مورد نیاز است .   

 

 

مسائل دیگری که ممکن است بروز کند ، تریگر کردن غلط مدار های فلیپ فلاپ بعلت مجاور بودن با پالس های ولتاژ بالا و تنظیم نقطه روشن برای قرار گرفتن در کل محدوده زمانی سویپ است .

 

 

 

6 ) نتیجه :

 

دقت در اندازه گیری فواصل با استفاده از این دستگاه ، بویسیله تنظیم صحیح نقطه روشن ، می تواند تا بهتر از 1 % بهبود یابد . قدرت تفکیک تقریبا 1 متر است .

 

از دستگاه مشابهی می توان برای خطوط هوایی استفاده کرد ، به شرط آینکه پریود پالس ولتاژ بالا و محدوده زمانی سویپ ، به علت وجود فواصل بیشتر بین ایستگاه های فرعی ( substation ) افزایش یابد .

 

 

اندازه گیری فاصله زمانی بین پالس رفت و هر کدام از پالس های منعکس شده می تواند بصورت دیجیتالی ، با شمردن تعداد کلاک پالس های بین لبه های پیشرو پالس رفت و پالس های منعکس شده صورت گیرد . انتخاب مناسب فرکانس کلاک ، امکان کالیبراسیون تصویر به صورت دیجیتالی و فواصل به صورت متر را میسر میسازد . این روش هم اکنون مورد استفاده است .

 

 

خانواده مدارهاي مجتمع ديجيتال

خانواده مدارهاي مجتمع ديجيتال

خانواده مدارهاي مجتمع ديجيتال:
مدارهاي ديجيتال بلااستثناء با آي سي ها ساخته مي شوند . گيت هاي آي سي ديجيتال نه تنها بر اساس عمل منطقي شان بلكه با توجه به خانواده اي از مدارهاي منطقي كه به آنها تعلق دارند نيز دسته بندي مي شوند .

هر خانواده منطقي داراي مدار الكترونيكي پايه مختص به خود بوده و ساير توابع و مدارات پيچيده ديجيتال با استفاده از آنها ساخته مي شوند. مدار پايه در هر خانواده ، گيت NAND يا NOR است . قطعات الكترونيك به كار رفته در ساختمان مدارات پايه معمولأ جهت نام گذاري خانواده منطقي بكار مي روند . انواع متفاوتي از خانواده هاي آيسي هاي ديجيتال در بازار موجودند كه مشهورترين آنها در زير ليست شده اند:

Trar sistor-transistor logic : TTL
ECL : Emitter-coupled logic
MOS : Metal-oxide semiconductor
CMOS : Complementary metal-oxide semiconductor

TTL كه امروزه متداول ترين خانواده مي باشد بطور گسترده اي در توليد انواع توابع ديجيتال بكار گرفته شده است .

ECL در سيستم هاييكه نياز به سرعت بالا دارند بكار مي روند.

MOS و IIL در مدارهايي كه مستلزم چگالي قطعه بالايي هستند و CMOS در مواقعي كه توان مصرفي سيستم پايين باشد مورد استفاده مي شود .

چون ساخت ترانزيستور در خانواده MOS و IIL داراي چگالي بالايي است لذا اين دو خانواده اغلب در توابع LSI بكار مي روند . سه خانواده ديگر ،TTL ،ECL ، CMOSداراي قطعات LSI بوده و همچنين تعداد زيادي از قطعات MSIو SSI نيز از آنها استفاده مي شوند. قطعات SSI عبارتند از تعداد قليلي گيت ها يا مدارات فليپ فلاپ در يك بسته آي سي .

محدوديت در تعداد مدارهاي قطعات SSI در حقيقت تعداد پايه هاي بسته بندي است . مثلأ يك بسته چهارده پايه تنها مي تواند چهار گيت دو ورودي را در خود جاي دهد زيرا هر گيت نياز به سه پايه دارد كه دو تاي آنها متعلق به ورودي و سومي متعلق به خروجي است . جمع اين پايه ها براي چهار گيت دوازده خواهد بود . و دو پايه باقي مانده ، مورد نياز تغذيه مدار مي باشند .

آي سي هاي TTL معمولأ با سري شماره هاي 5400 و 7400 شناخته مي شوند . نوع اول محدوده گرمايي گسترده تري در عمل دارند و براي صنايع نظامي مناسبند ، و گروه دوم داراي محدوده گرمايي كمتري بوده ودر صنعت بكار مي روند . سري 7400 بدان معني است كه بسته بندي ها با اعداد 7400 ،4701 و 7402 شماره گذاري مي شوند . برخي از سازندگان ، TTL ها را با شماره هاي متفاوت ديگري مانند سري 9000 و 8000 در دسترس قرار مي دهند .

تکنولوژی stepper motor

تکنولوژی stepper motor

آیا تا کنون به واژه motion (حرکت) فکر کرده اید. امروزه اهمیت جابه جایی در کلیه زمینه ها احساس می شود. حرکت و سرعت تعریف جدیدی را از جهان امروز ارائه می دهد.

کنترل حرکتی در حوزه الکترونیک به معنی کنترل صحیح حرکت یک شی بر اساس فاکتور هایی مانند سرعت - مسافت- بارگیری و یا ترکیبی از کلیه موارد می باشد. امروزه سیستم های کنترل حرکتی بسیار زیادی مو جود است که می توان از stteper motors- linear stepper motors- Dc brush-... نام برد. در اینجا به توضیحات مختصری از تکنولوژی step motor ها اکتفا می کنیم.

در تئوری از stepper motor به عنوان یک شگفتی در ساده سازی یاد می شود. اساسا هر stepper یک مو تور با یک میدان مغناطیسی می باشد که خود به صورت الکتریکی رو شن شده و باعث چرخش دایرهای آرماتور آهنربا می شود.
قسمت کنترل کننده حرکت از یک کابل میکرو پروسسور جهت تولید پالس های پله ای و ایجاد سیگنال های مسیر حرکت تشکیل شده است. و هر indexer بایستی قادر به انجام دستورات اجرایی باشد.
motion driver و یا همان آمپلی فایر دستورات سیگنال های رسیده از منبع را به قدرت مورد نیاز برای چرخش پره های مو تور می شود. امروزه تعداد زیادی driver با قدرت های مختلف جریان و ولتاژ در ساختار تکنولوژی یافت می شود.

هر stepper motor یک وسیله مغناطیسی است که هر پالس دیجیتال را به یک چرخش مکانیکی مانند چرخش پره تبدیل می کند. از مزیت های آن به هزینه پایین- امنیت بالا - ساده بودن و قابل استفاده بودن در هر محیط می توان اشاره کرد.

انواع stepper motor ها :
variable reluctance
permanent magnet
hybrid

چگونگی طراحی هر driver تعیین کننده نوع خروجی هر stepper motor است که دارای سه نوع full- half- microstep می باشد.
Full step:
استاندارد طراحی دارای 50 چرخندا دندانه دار و تو لید کننده 20 پالس پله ای برای چرخش مکانیکی هر عنصر است.

Half step:
به معنی آن است که مو تور می تواند دارای 400 حرکت پله ای در هر دوره باشد. در این سیستم یک چرخنده خود دارای انرژی ست که باعث چرخش تناوبی دو چرخنده دیگر می شود. half stepping یک راه حل عملی تر در صنعت است.

microstep:
یک تکنولوژی نسبتا جدید است که جریان چرخش هر چرخنده را کنترل می کند. این کنترل در سطحی انجام می شود که تقسیم کننده ای فرئی دور تری در بین قطبها قرار گیرد.

شاخص های نیروگاه سیکل ترکیبی کرمان

شاخص های نیروگاه سیکل ترکیبی کرمان

در پست قبل به تو ضیحاتی کلی راجع به انرژی تولیدی در چرخه سیکل ترکیبی پرداختیم. حال شما را با یکی از نیرو گاه های کشور که در قلب کویر به تولید نور می پردازد آشنا می کنیم.

تجهیزات اتو ماتیک نیرو گاه:
نیرو گاه سیکل ترکیبی کرمان در نوع خود یکی از نیرو گاه های اتو ماتیک و مدرن کشور با قابلیت کارایی و دسترسی بالاست و جهت به ره برداری از آن بر خلاف نیرو گا ههای قدیمی با ظرفیت مشابه نیاز به نیروی انسانی زیادی نیست.(حداکثر 25 درصد نیرو گاههای با ظرفیت مشابه قدیمی جهت بهره بر داری این نیرو گاه کافیست.

طبعا با توجه به مراتب ذکر شده حجم تجهیزات اتو ماسیون به کار رفته نیروی انسانی مربوطه باید از تخصص و تجربه قابل قبول برخوردار باشد تا بتواند متناسب با نیاز های فن آوری های نوین از آن بهره برداری نماید. با توجه به اصطحلاک بالای توربین های گازی به دلیل کارکرد درجه حرارت بالا – تعمیرات به موقع قطعات یدکی نیرو گاه – بهره برداری مناسب و حفظ شرایط ایمن کارکرد واحد ها در کنار عامل نیروی انسانی متخصص مهمترین عواملی ست که در حفظ کارایی نیرو گاه و ارتقا آن بسیار موثر است.

سرعت قرارگیری در شیکه:
توربین های گازی این نیرو گاه در شرایط سرد حداکثر ظرف 5 دقیقه و در شرایط گرم حداکثر بین 1 تا 3 ساعت قادر هستند به شبکه متصل گردند و این مو ضوع با تو جه به ویژگی های شبکه کشور ما و نیاز های بالقوه ای که بعضا به صورت لحظه ای بالاخص در ساعات حداکثر مصرف برق اتفاق می افتد حائز اهمیت است.

استفاده از سوخت مختلط:
به کارگیری سوخت مختلط نیز یکی از شاخص های نیرو گاه کرمان است. به طوری که در صورت کمبود هر یک از سوخت های گاز یا گازو ئیل می توان با استفاده از سوخت دوم کسری سو خت دیگر را یه راحتی جبران کرد.

کنترل آلاینده های زیست محیطی:
این نیرو گاه در نوع خود یکی از سالم ترین نیرو گاههای مورد استفاده دنیا در جهت مو ضوع مورد بحث است. استفاده از مشعل پرمیکس با شعله آبی که توام با احتراق کامل است سبب می گردد گاز های NOX و گلخا نهای کاهش یافته و آلایشات محیط زیست ناشی از مو ضوع فوق به نازلترین حد خود تقلیل یابد در عین حال با توجه یه شرایط اقلیمی منطقه و به منظور تثبیت شن های روان و به منظور جلو گیری از حرکت آن در نهایت منجر به آسیب رساندن و کثیفی زودرس فیلتر های هوایی ورودی کمپرسور ها می گردد در 60 هکتار از 120 هکتار مساحت نیرو گاه فضای سبز ایجاد شده که شامل 30000 اصله از انواع گو نه های درختی مقاوم و مناسب آب و هوای کویری می باشند و به کمک سیستم آبیاری قطره ای مورد نگهداری و پرورش قرار گرفته و به شکل هلال نیرو گاه را در مقابل گرد و غبار بیابان های اطراف محافظت می کند.
رشد و نمو درختان فضای سبز فوق در آیندا نمای بسیار دلپذیری به نیرو گاه داده و پارک جنگلی زیبایی در دل کویر ایجاد خواهد داشت که به موازات برخورداری از ارزش های فنی برای نیرو گاه دارای ویگی های خاص زیست محیطی نیر خواهد بود .

استفاده از بویلر مشعل دار:
در این ارتباط یاد آور می گردد که بخار مورد نیاز هر توربین بخار از طریق دو بویلر (دیگ بخار) و در واقع دو توربین گاز تامین می گردد و در مواقع خرابی و یا به هر دلیل دیگری چنانچه یک توربین گاز یا بویلر مربو طه در مدار نباشد توربین بخار تنها قادر هست 50 درصد توان مورد انتظار را تولید نماید. ایده استفاده از بویلر مشعل دار برای آن است که در مواقعی که توربین گازی به دلیل تعمیرات فقادر به سرویس دهی به شبکه نباشد با استفاده از مشعل های تعبیه شده در بویلر بخار مورد نیاز در توربین بخار تولید و تامین گشته و توربین بخار با حداکثر ظرفیت بتواند سرویس مورد نیاز را به شبکه ارائه دهد و این یکی از ویژگی های مهم طرح سیکل ترکیبی کرمان است.

آنان که تاریخ اقوام ایران مربوط به ازمنه دور را مطالعه کرده اند نیک می دانند چگو نه اجداد ما در این سرزمین کهن زیسته و با محرومیت و گاه مظلومیت آن ساخته و خو کرده تا این گنجینه کهن را بدون کم و کاست به ما برسانند.....
کویر که به ظاهر وحشت و فرار را تداعی می کند در باطن پر رمز و راز و مهربان است و میدانید و می دانیم نور در تاریکی چه مهنا و مفهومی دارد!

امروزه گروهی از جوانان خدوم صنعت برق کشور به دور از امکانات شهر و نعم آن در غبار و گرمای سوزان کویر اسیر عطوفت آن شده و عاشقانه به تولید نور مشغولند.