مدلسازی و شبیه سازی عناصر خطی سیستمهای قدرت درحالت گذرا

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

مدلسازی و شبیه سازی عناصر خطی سیستمهای قدرت درحالت گذرا - بخش اول

1- مقدمه

تحلیل مسایل مهندسی در ابعاد بزرگ و پیچیده بسیار فراتر از توانایی انسان است.بسیاری از مسایل مهندسی در عمل در گروهی قرار میگیرند که نمی توان برای آنها راه حل تحلیلی بدست آورد.یک چنین مشکلی باعث گردید که کامپیوتر و تکنیکهای عددی بعنوان یک ابزار قوی محاسباتی راه خود را دربررسی مسایل مهندسی باز کنند.

پیشرفت بسیار سریع در سرعت کامپیوترها که منجر به افزایش سرعت محاسبات شده است باعث گردید که آنالیز عددی نقش مهمی در شبیه سازی مدلهای عناصر قدرت در حالت گذرا پیدا نمایند. در حقیقت بکارگیری و اعمال مؤثر تکنیکهای عددی در برنامه های کامپیوتری ما را قادر ساخت مسائلی را که قبلأ حل آنها امکان پذیر نبود بتوان با دقت بسیار بالایی حل نمود. یکی از مسایل عمده مهندسی قدرت که اینگونه پیشرفتها به حل و بررسی آن بسیار کمک نمود مطالعه حالت گذرا در شبکه های قدرت بود.در این میان با توجه به وجود عناصر غیر خطی و تاثیر آنها در مقادیر ولتاژ و جریان در شبکه های الکتریکی از آنالیز حوزه زمان بجای حوزه فرکانس استفاده می شود.

آنالیز هر مسئله در مهندسی برق در حالت گذرا و بخصوص در گرایش قدرت در ابعاد بزرگ با مدلسازی عناصر قدرت شروع میگردد. مدل هرعنصر الکتریکی در حوزه زمان معمولأ شامل یک دسته معادله دیفرانسیل است که درآن متغییر مستقل زمان و متغییروابسته یک پارامتر فیزیکی مانند ولتاژ،جریان ،توان و یا انرژی است.

بسیاری از افرادیکه با بررسی حالت گذرا در شبکه های قدرت رودررو هستند به تنوع روشهای حل معادلات دیفرانسیل آگاه هستند وجود چنین تنوع بزرگی از روشها که هر کدام دارای مزایا و معایبی نسبت به یکدیگر می باشند باعث ایجاد سر در گمی در انتخاب روش مناسب میگردد. در این گزارش روشن سازی بعضی از مزایا و معایب روشها ما را در تهیه برنامه ای عمومی که قادر به شبیه سازی هر شبکه الکتریکی ( تمامی تجهیزات در یک پست ) باشد یاری می رساند.در حقیقت هدف اصلی ایجاد یکسری قواعد برای انتخاب روش حل است. چون عمده تجهیزات در سیستمهای قدرت بصورت خطی رفتار میکنند تاکید اصلی بر حل شبکه در حالت خطی میباشد لیکن چگونکی حل سیستم با وجود عناصرغیر خطی نیز مورد توجه قرار خواهد گرفت که در گزارشهای بعدی عناصر غیر خطی و روش حل در سیستمهایی که عناصر غیر خطی مانند برقگیر یا منحنی اشباع ترانسفورماتور لازم است شبیه سازی گردند مورد توجه قرار می گیرند.

همچنانکه مشخص است تحلیل شبکه‌های قدرت می‌تواند در دو حالت مختلف صورت گیرد. یکی در حالت مانا و دیگری در حالت گذرا . در تحلیل حالت مانا فرض براین است که سیستم به حالت دائمی خود رسیده است اما در حالت گذرا همانطوری که از نام آن پیداست به تحلیل لحظه به لحظه پارامترها در حوزه زمان پرداخته می‌شود.

همانطور که مشخص است پدیدة حالت گذرا یکی از مسائل مهم در سیستم‌های قدرت می باشد، چراکه ممکن است بروز یک حالت گذرا نهایتاً منجر به اضافه ولتاژهایی گردد که بر روی تجهیزات بخصوص تجهیزات نصب شده در پستها تاثیر نامطلوبی بگذاردو یا باعث آسیب‌های جدی در دیگر تجهیزات گردد. در این راستا شبیه سازی این حالتهای گذرا می‌تواند کمک بسیار بزرگی در تحلیل شبکه‌های قدرت و مبحث هماهنگی عایقی در پستها باشد.

از سوی دیگر برای تحلیل حالات گذرا می‌بایستی مدل دقیق عناصر استفاده گردد در حالی که در تحلیل حالت مانا بسیاری از عناصر با مدل ساده شدة جایگزین می‌گردند.

بسیاری از نرم افزارهای موجوددر شبکه براساس نیاز شبکه های قدرت معمولا به بررسی حالات پایدار می‌پردازند که از آن جمله می‌توان به نرم افزارهای پخش بار ( Load flow) اشاره کرد در حالیکه نرم افزارهای موجود برای شبیه سازی سیستمهای قدرت در حالت گذرا اندک می باشند .

یکی ازنرم افزارهای بسیار کارآمد در حل حالات گذرا نرم افزار EMTP می‌باشد. این نرم افزار با دقت بسیار بالا قادر به شبیه سازی حالات گذرا می باشد، اما این نرم افزار جعبه ابزاری جهت محاسبة استفاده از بانکهای اطلاعاتی و نیز حل تکراری در مبحث هماهنگی عایقی پستها را ندارد. به همین دلیل لازم است برنامه ای با تاکید بر امکان مدلسازی تجهیزات پستها در شرایط گذرا تهیه گردد تا بتوان مبحث هماهنگی عایقی در پستها را براحتی و با سرعت بالا انجام داد. از سوی دیگر با توجه به اینکه این نتایج نیاز به تجزیه تحلیل و پردازش آماری دارند لذا این موارد در تهیه برنامه نیز دیده خواهد شد تا ابزار کاملی در اختیار طراحان و تحلیلگران سیستم قرار داده شود.

در این گزارش ابتدا روشهای حل معادلة دیفرانسیل ذکر شده سپس مختصری از چگونگی مدل‌سازی عناصر توضیح داده می‌شود. سپس در گزارش دیگری چگونگی مدل سازی عناصر غیرخطی توضیح داده می‌شود، چراکه در این پروژه بررسی اثر برقگیر بعنوان یک عنصر غیر خطی در کاهش اضافه ولتاژ ها در پستها و نیز تاثیر آن در انتخاب BIL ,BSL تجهیزات و نیز فواصل عایقی مورد بررسی قرار میگیرد.

2- معادلات اساسی

خواهیم دید که مدل سازی و شبیه سازیها سیستمهای قدرت در حوزه زمان منجر به حل همزمان n معادله دیفرانسیل مرتبه اول می‌گردند که بصورت زیر نوشته می‌شوند. [8]

(1)

هدف اصلی حل عددی این معادلات، یافتن بردار برای زمانهای می‌باشد که تقریب نسبتاً خوبی از جواب اصلی باشد.

عموماً هر نقطه از نظر زمانی توسط رابطة زیر با نقطة قبلی در ارتباط است.

(2)

که در آن گام زمانی می باشد و می‌تواند عدد ثابت یا متغیری (بسته به نوع برنامه) باشد.

2-1- روشهای حل عددی

برای حل عددی یک معادله دیفرانسیل معمولی یا دستگاه معادلات دیفرانسیل روشهای زیادی وجود دارد. روشهای حل عددی می‌تواند از راههای مختلفی مانند بسط تیلور، انتگرالگیری عددی و یا درون یابی و غیره بدست آیند. [8]

روشهای انتگرال گیری عددی که در این بخش توضیح داده می شود شامل چهار روش است که اگر این روشها به معادله (1) اعمال گردند نتایج زیر حاصل می‌گردد:

تحقیق درباره اصول رگولاتورهای خطی ولتاژ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 86

اصول رگولاتورهای خطی ولتاژ

چکیده

این مقاله درباره عملکرد رگولاتورهای خطی ولتاژ می‌باشد. متداول‌ترین روش‌های رگولاسیون مطرح خواهند شد. در قسمت رگولاتورهای خطی، انواع استاندارد، LDO و نیمه LDO به همراه مثالهای مداری ، تشریح خواهند شد. البته رگولاتورهای سویچینگ دارای انواع کاهشی، کاهشی – افزایشی ، افزایشی و بازگشتی نیز وجود دارند. همچنین مثالهایی از کاربردهای عملی با استفاده از این رگولاتورها ارائه می‌شود.

مقدمه

رگولاتور خطی بلوک ساختاری اساسی تقریبا هر منبع تغذیه الکترونیکی می‌باشد. استفاده از IC رگولاتور خطی آسان است و بطور کامل حفاظت شده (fool proof) می‌باشد و آنقدر ارزان است که معمولا یکی از ارزان‌ترین اجزای یک سیستم الکترونیکی می‌باشد. این مقاله اطلاعاتی برای درک عمیق‌تر عملکرد رگولاتور خطی ارائه می‌دهد و کمک می‌کند تا کاربردها و مشخصه‌های رگولاتور به خوبی معلوم گردد. تعدادی مدار واقعی از رگولاتورهای تجاری که در حال حاضر موجودند، ارائه می‌شود.

محصولات جدید در حوزه تنظیم کننده‌های LDO واقع شده اند که در بسیاری از کاربردها، مزایای بیشتری نسبت به رگولاتورهای استاندارد ارائه می‌دهند.

عملکرد رگولاتورهای خطی ولتاژ

مقدمه

هر مدار الکترونیکی نیاز به ولتاژ تغذیه‌ای دارد که معمولا ثابت فرض می‌شود. یک رگولاتور ولتاژ، این ولتاژ خروجی dc ثابت را فراهم می‌کند و شامل مجموعه‌ مداراتی است که بطور مداوم ولتاژ خروجی را بدون توجه به تغییرات جریان بار یا ولتاژ ورودی، در مقدار طراحی، ثابت نگه می‌دارد(فرض بر این است که جریان بار و ولتاژ ورودی در محدوده عملکرد تعیین شده برای قطعه می‌باشند).

رگولاتور ولتاژ خطی پایه

یک رگولاتور خطی به کمک یک منبع جریان کنترل شده با ولتاژ، ولتاژ معین و ثابتی را در پایانه خروجی‌اش ایجاد می‌کند. (شکل 1 را ببینید).

ژ

شکل 1ـ دیاگرام عملکرد رگولاتور خطی

مجموعه مدارات کنترلی باید ولتاژ خروجی را حس کند و منبع جریان را( به میزانی که مورد نیاز بار است) برای نگه داشتن ولتاژ خروجی در میزان مطلوب تنظیم نماید. محدودیت طراحی منبع جریان، حداکثر جریان

تحقیق؛ اصول رگولاتورهای خطی ولتاژ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 86

اصول رگولاتورهای خطی ولتاژ

چکیده

این مقاله درباره عملکرد رگولاتورهای خطی ولتاژ می‌باشد. متداول‌ترین روش‌های رگولاسیون مطرح خواهند شد. در قسمت رگولاتورهای خطی، انواع استاندارد، LDO و نیمه LDO به همراه مثالهای مداری ، تشریح خواهند شد. البته رگولاتورهای سویچینگ دارای انواع کاهشی، کاهشی – افزایشی ، افزایشی و بازگشتی نیز وجود دارند. همچنین مثالهایی از کاربردهای عملی با استفاده از این رگولاتورها ارائه می‌شود.

مقدمه

رگولاتور خطی بلوک ساختاری اساسی تقریبا هر منبع تغذیه الکترونیکی می‌باشد. استفاده از IC رگولاتور خطی آسان است و بطور کامل حفاظت شده (fool proof) می‌باشد و آنقدر ارزان است که معمولا یکی از ارزان‌ترین اجزای یک سیستم الکترونیکی می‌باشد. این مقاله اطلاعاتی برای درک عمیق‌تر عملکرد رگولاتور خطی ارائه می‌دهد و کمک می‌کند تا کاربردها و مشخصه‌های رگولاتور به خوبی معلوم گردد. تعدادی مدار واقعی از رگولاتورهای تجاری که در حال حاضر موجودند، ارائه می‌شود.

محصولات جدید در حوزه تنظیم کننده‌های LDO واقع شده اند که در بسیاری از کاربردها، مزایای بیشتری نسبت به رگولاتورهای استاندارد ارائه می‌دهند.

عملکرد رگولاتورهای خطی ولتاژ

مقدمه

هر مدار الکترونیکی نیاز به ولتاژ تغذیه‌ای دارد که معمولا ثابت فرض می‌شود. یک رگولاتور ولتاژ، این ولتاژ خروجی dc ثابت را فراهم می‌کند و شامل مجموعه‌ مداراتی است که بطور مداوم ولتاژ خروجی را بدون توجه به تغییرات جریان بار یا ولتاژ ورودی، در مقدار طراحی، ثابت نگه می‌دارد(فرض بر این است که جریان بار و ولتاژ ورودی در محدوده عملکرد تعیین شده برای قطعه می‌باشند).

رگولاتور ولتاژ خطی پایه

یک رگولاتور خطی به کمک یک منبع جریان کنترل شده با ولتاژ، ولتاژ معین و ثابتی را در پایانه خروجی‌اش ایجاد می‌کند. (شکل 1 را ببینید).

ژ

شکل 1ـ دیاگرام عملکرد رگولاتور خطی

مجموعه مدارات کنترلی باید ولتاژ خروجی را حس کند و منبع جریان را( به میزانی که مورد نیاز بار است) برای نگه داشتن ولتاژ خروجی در میزان مطلوب تنظیم نماید. محدودیت طراحی منبع جریان، حداکثر جریان

تحقیق در مورد موتور های خطی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 15 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

یک موتور خطی در واقع یک موتور الکتریکی است که استاتورش غیر استوانه شده است تا به جای اینکه یک گشتاور چرخشی تولید کند، یک نیروی خطی در راستای طول استاتور ایجاد کند. طرح‌های بسیاری برای موتورهای خطی ارائه شده است که می‌توان آنها را به دو دسته تقسیم کرد: موتورهای خطی شتاب بالا و شتاب پایین. موتورهای شتاب پایین برای قطارهای مگلیو و دیگر کاربردهای حمل و نقلی روی زمین مناسب هستند. موتورهای شتاب بالا معمولاً خیلی کوتاه هستند و برای شتاب دادن به جسمی تا سرعت بسیار زیاد و سپس رها کردن آن به کار می‌روند. این موتورها معمولاً برای مطالعات برخورد سرعت بالا به عنوان تسلیحات نظامی یا به عنوان راه‌اندازنده جرمی برای پیشرانه فضاپیما به کار می‌رود. موتور خطی‌ای که برای شتاب دادن به یون ها یا ذره‌های زیر اتمی به کار می‌رود، یک شتاب دهنده ذره نامیده می‌شود. با نزدیک شدن ذره‌ها به سرعت نور، طراحی موتورها معمولاً متفاوت می‌شود و این ذره‌ها نیز عموماً داری بار الکتریکی هستند.

شتاب پایین

تصویر ترن هوایی در JKF. به نوار القایی آلومینیومی بین ریل‌ها توجه کنید. ایده موتور خطی اولین بار توسط پرفسور اریک لیتویت از کالج امپریال در لندن مطرح شد. در طرح وی و در اکثر طرح‌های شتاب پایین، نیرو توسط یک میدان مغناطیسی خطی سیار که بر روی هادی‌ها موجود در میدان عمل می‌کند، ایجاد خواهد شد. در هر هادی‌ چه یک حلقه، چه یک سیم‌پیچ یا یک تکه از فلز تخت که در این میدان قرار گیرد جریان‌های گردابی القا شده وجود خواهد داشت و بنابراین یک میدان مغناطیسی مخالف را ایجاد خواهد کرد. دو میدان مغناطیسی همدیگر را دفع خواهند کرد و بنابراین جسم هادی را از استاتور دور خواهند کرد و آن را در طول جهت میدان مغناطیسی سیار حمل خواهند کرد. به علت این ویژگی‌ها، موتور خطی اغلب در پیشرانه قطار مگلیو به کار می‌رود هر چند که می‌توان صرف نظر از پرواز مغناطیسی از آنها استفاده کرد، مانند استفاده در فن‌آوری انتقال پیشرفته و سریع نور که در سیستم ترن آسمانی ونکوور ، Scarborough RT تورنتو، ترن هوایی فرودگاه JGK نیویورک و Putra RTL کووالالامپور به کار می‌رود. از این فن‌آوری با تغییراتی در برخی از قطار‌های بازی نیز استفاده می‌شود. موتورهای خطی عمودی نیز برای مکانیسم‌های بالابر در معدن های عمیق پیشنهاد شده است.

شتاب بالا

موتورهای خطی شتاب بالا برای کاربرهای متعددی پیشنهاد شده‌اند. به علت اینکه مهمات ضد زرهی کنونی بایستی گلوله‌های کوچکی با انرژی جنبشی بسیار بالا باشند یعنی دقیقاً آنچه که این موتورها فراهم می‌کنند، از آنها به عنوان تسلیحات استفاده شده‌ است. این موتورها همچنین برای استفاده در پیشرانه فضا پیماها به کار گرفته می‌شود. در چنین شرایطی به این موتورها راه‌اندازهای جرمی گفته می‌شود. ساده‌ترین روش استفاده از راه‌انداز جرمی برای پیشرانه فضا پیما، ساخت یک راه‌انداز جرمی بزرگ است که بتواند محموله را تا سرعت گریز شتاب دهد. طراحی موتورهای شتاب بالا به دلایل متعددی مشکل است. آنها مقادیر بزرگ انرژی را در مدت زمان کوتاه نیاز دارند. (http://www.oz.net/~coilgun/theory/electroguns.ht

مدارهای الکتریکی2

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 15

61- چون بی نهایت است هسته خطی است . از رابطه خواهیم داشت نیروی حاصله از عبور جریانIo برابر است با

و نیروی حاصله از عبور جریان sin wt Io برابر است با

لذا و گزینه (1) درست است.

62- نیرو همواره در جهت افزایش L یا نسبت و یا کاهش رلوکتانس عمل می کند و با توجه به شکل با افزایش x نسبت افزایش می یابد لذا نیرو غیر صفر است و جهت آن در جهت افزایش x است و گزینه (2) درست است.

63- از شکل مشخص است در قسمت متحرک، شارهای تولیدی هم جهت هستند لذا نیرو تولید می شود و مطابق اصل بالا نیرو قسمت متحرک را به سمت چپ حرکت می دهد تا رلوکتانس مینیمم گردد و گزینه (4) درست است.

64- از روابط ماشینهای dc داریم

EaIa=wt

در این مسئله Vt داده شده است و Ra داده نشده است لذا Ea را نمی توان بدست آورد . با استفاده از نسبت جریانهای آرمیچر می توان نسبت گشتاورهای تولیدی را بدست آورد ( ) لذا گزینه (2) درست است.

65- در ابتدای راه اندازی است لذا، همچنین و مطابق مفروضات مسئله است بنابراین

لذا گزینه (2) درست است.

66- در بی باری Ea=10 lIf است از نمودار نیز 0

لذا گزینه (3) درست است.

67- با دو برابر شدن سرعت مطابق رابطه جدول زیر را خواهیم داشت.

800

600

400

200

100

40

Ea

9

6

4

6/1

1

0

If

68- سرعت سنکرون است پس از تغییر توالی دو فاز لغزش است و از رابطه داده شده گشتاور حاصل می شود.

لذا جواب (2) درست است.

69-

70- نمودار گشتاور – سرعت موتور القائی با مقاومت خارجی روتور بصورت

روبرو است

و همانطور که در شکل مشخص است در گشتاور بار ثابت با افزایش مقاومت خارجی روتور سرعت روتور کاهش می یابد یا لغزش افزایش می یابد و چون سرعت میدان دوار ناشی از جریان روتور برابر سرعت سنکرون است سرعت روتور نسبت به این میدان کاهش می یابد یا سرعت این میدان نسبت به سرعت روتور افزایش می یابد لذا گزینه (1) درست است.

71- در سرعتهای نزدیک به سرعت سنکرون، لغزش مقدار کمی است بنابراین مقدار بزرگی است و رابطه گشتاور – لغزش در لغزشهای کوچک یک رابطه خطی است.

بنابراین گزینه های (1) و (3) اشتباه هستند و با توجه به گزینه (4) درست است .

72- از شکل روبرو مشخص است

مسیر شارژ تنها در دو ستون کناری برابر هستند لذا در این دو ستون شار تولیدی یکسان است و جریان بی باری در این دو فاز دقیقاً مشابه هستند و همچنین در این ترانسفورماتور هارمونیک سوم نداریم بنابراین امکان تبدیل به اتصال V-V وجود ندارد و همچنین در صورت اتصال ولتمتر در محل اتصال دو فاز، ولتمتر صفر ولت نشان می دهد لذا گرینه (3) نادرست است.