میزان‌سازی تنظیم کننده‌های ولتاژ ژنراتورهای سنکرون با به کارگیری مدل ژنراتور درون خطی (on line ge

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 15

میزان‌سازی تنظیم کننده‌های ولتاژ ژنراتورهای سنکرون با به کارگیری مدل ژنراتور درون خطی (on-line generator)

چکیده

تنظیم، رگولاتورهای ولتاژ اتوماتیک برای کنترل ولتاژ ژنراتورهای یک سیستم قدرت در بسیاری وضعیت ها برای حالت مدار باز یک ژنراتور سنکرون انجام شده است. معادلات اساسی ماشین های الکتریکی و همچنین اندازه گیری های دقیق نشان داده است که AVR ها در حالتی که به شبکه متصل هستند و تحت بار نامی کار می کنند بکلی رفتار متفاوتی نسبت به حالتی که مدار باز هستند از خود نشان می دهند. این مقاله روشی را برای تنظیم یک AVR تحت بار نامی ارائه کرده و سپس مقایسة حالت گذرا را در ولتاژ ترمینال در حالت متصل به شبکه و open-circuit می پردازد.

موضوع مورد مطالعه نصب یک ژنراتور در calgorcg ، Canada بود و در آن مشاهده کردیم که هنگامی که یک AVR را در حالتی که به شبکه متصل است تنظیم می کنیم بهبودی بیشتری در میرایی حالت گذرا حاصل می شود. همچنین در این حالت در انتقال توان نیزف میرایی بیشتری در در حالت گذرا حاصل می شود.

1. مقدمه

در بسیاری از مواقع، رگولاتورهای ولتاژ در نیروگاه ها برای ایجاد میرایی قابل توجه برای شرایط گذرا در حالت مدار باز نصب می شوند، در بسیاری از مواقع، در این رویه میزان سازی لازم است که ابتدا هم خود AVR و هم ژنراتور سنکرون را بر روی یک کامپیوتر آنالوگ و یا دیجیتال مدل کنیم (همانند شکل 1) تنظیمات مربوط به AVRها معمولاً در نیروگاه و در حین تصدی فازهای ژنراتور و کنترل کننده ها، انجام می گیرد.

شکل 1) بلاک دیاگرام مربوط به مدل مدار باز یک ژنراتور به منظور تنظیم AVR ها

با کمی تلاش می توان ای ن روش تنظیم سازی در شرایط مدار باز را به گونه ای به کار بریم که بتوانیم با کمک آن AVR ها را تحت بار نیز تنظیم کنیم. اگر AVR های مدار باز تأثیر منفی بر روی عملکرد سیستم هنگام فعالیت در حالت مدار بسته نداشته باشد نیازی به اعمال تغییر بر روی تنظیمات AVR نداریم اما اگر نوسانات سیستم همچنان تداوم داشته باشد، هنگامی که بار ژنراتور در حال کاهش است و یا هنگامی که یک خط اتصال و یا یکی از بارها غالب هستند. آنگاه این به منزلة تنظیم نبودن AVR می باشد در چنین شرایطی معمولاً بواسطه چندین فیدبک حول ژنراتور سعی در پایدارسازی سیستم می‌کنند. این فیدبک ها که مشتمل بر پایدارسازی های قدرتی هستند در سال‌های اخیر عنوان بسیاری از مقالات در این زمینه بوده که از بین آنها نتایج بسیاری قدرتی هستند در سالهای اخیر عنوان بسیاری از مقالات در این زمینه بوده که از بین آنها نتایج بسیار مثبتی نیز اخذ شده که بکارگیری آن نتایج در هنگام نوسانات سیستم و یا مواقعی که مسأله تداخل مشکلاتی را در سیستم قدرت ایجاد نموده بسیار سودمند بوده است.

اولین سوالی که معمولاً به ذهن خواننده می رسد این است که آیا در شرایطی که با مدل های سنتی تنظیم AVR ها سروکار داریم، تنظیم یک AVR تحت بار می توان سبب بهبود میرایی گردد و یا می تواند پایداری ژنراتور را در حالت بی باری متضمّن شود؟ این نوشتار سعی بر آن دارد که به این سوال در نمونه عملی از کاربرد یک AVR ایستا (STATIC) بر روی یک خط 400 MW در نیروگاه Canada , Calgary پاسخ دهد. در ابتدا روشی برای تعیین مدل ژنراتور خط از دو سر AVR ارائه می کنیم، از این مدل برای تحقیق در مورد وضعیت ها و حالات مختلف AVRها استفاده می کنیم. و از شیوه ROOT LOCUS برای تعیین تأثیرات بر روی حالت گذرای سیستم هنگام تنظیم مجدد AVRها استفاده می کنیم و سرانجام بین حالت گذرای ایجاد شده در این روش و حالت گذرای ایجاد شده در روشی که AVRها در تحت شرایط مدار باز تنظیم می شوند مقایسه ای صورت می دهیم. کنترل کننده های پیش سو را به کار برده و سرانجام حالت گذرای ایجاد در AVR‌های بهینه شده را با حالت گذرای ایجاد شده در AVRهای مدار باز را با هم مقایسه می کنیم و البته حالات گذرا در هر دو نوع AVR را در حوزة زمان نیز با هم مقایسه خواهیم نمود.

روند میزان سازی توصیف شده در این مقاله از مدل سادة تک ورودی، تک خروجی بهره می گیرد. کاملاً‌ بدیهی است که یک سیستم قدرت یک سیستم چند متغیره و بنابراین به کار بردن یک مدل گسترده قطعاً دقیق تر خواهد بود. همچنان که مقالات زیادی نیز در مورد سیستم های کنترل مدرن (در سیستم های نوع 2 و 3 و 4) نوشته شده است که از دقت بالاتری نیز برخوردار هستند اما به هر حال باید بگوییم که تمامی این سیستم ها برای تحلیلشان از کامپیوترا و روش های همسان بهره گرفته اند که نتیجه تحلیل آنها طراحی سیستم های رتبه بالا و Multi-feedback شده که اجرا عملی آنها غیرممکن می‌باشد.

بسیاری از مقالات نیز بر روی مدل state-space (فضای حالت) در ارتباط با سیستم های چند ورودی و چند خروجی کار کرده اند و تأثیر بر روی مقادیر ویژة یک کنترل کننده را مورد مطالعه قرار داده اند. این نوشتار نیز یک سیستم چند ورودی و چند خروجی را مورد مطالعه قرار داده و به تحلیل گر سیستم این امکان را می دهد که بتواند تأثیر آن بر روی یک سیستم مجزا، ببیند. تعداد مقادیر ویژه در یک سیستم پیچیده نسبتاً بزرگ است اما تکنیک‌هایی در جهت کاهش تعداد آنها به کار خواهیم برد تا بتوانیم تنها بر روی مقایدر مهم و غالب آنها کار کنیم. روش تنظیم AVR بحث شده در این نوشتار مشتمل بر دو مرحله است : مرحلة اول : روش های پاسخ فرکانسی بر روی سیستم تا بتوان از روی آن مدل درون خطی (on-line) ژنراتور را که رگولاتور ولتاژ تحت بار نرمال می بیند بدست آوریم.

مرحلة دوم : به کار بردن این مدل در روی root locus و فضای حالت و استفاده از مقادیر ویژه به منظور مطالعه تأثیرات ناشی از تغییر پارامترهای AVR بر روی پایداری سیستم. یکی از مزایای استفاده از مدل کاهش یافته (ساده شده) ژنراتور این است که این مدل نگرشی جدید نسبت به، به کار گیری AVR ها درون خطوط به منظور بهبود کارآیی ژنراتورهای ارائه می‌دهد.

2. ژنراتور، AVR و مدل های سیستم

همانطور که پیشتر بیان شد، سیستم تحت مطالعه یک ژنراتور 400 MW حرارتی بوده که در منطقه در کانادا مستقر شده است. بلاک دیاگرام سیستم مزبور در شکل 2 به همراه بازة تغییرات هر یک از پارامترهای AVR نشان داده شده است. و در این شکل هم چنین مقادیر پیش فرض برای متغیرهای AVR که توسط کارخانة سازنده و یا نیروگاه مزبور تعیین شده نیز به نمایش درآمده

تحقیق در مورد جمع کننده‌های SET 38 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

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

تعداد صفحه : 39 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

جمع کننده‌های SET:

در این قسمت چند جمع کننده SET ارائه می‌گردد و این جمع کننده‌ها از نظر فاکتورهایی چون تاخیر و توان مصرفی با یکدیگر مقایسه خواهند شد. در نهایت یک جمع کننده دیگر که با استفاده از SET خازنی طراحی شده نیز ارائه خواهد شد.

تکنولوژی SET را می‌توان با استفاده از در مزیت بارز آن یعنی خاصیت فشرده‌سازی فوق‌العاده زیاد آن و توان مصرفی بسیار کم از دیگر تکنولوژی‌ها متمایز کرد. یکی از مواردی که در مطالعات مربوط به SET مورد توجه می‌باشد طراحی جمع‌کننده‌های SET می‌باشد که در نهایت طراحی‌های متفاوتی برای جمع کننده‌ها پیشنهاد می‌شود. این تفاوتها از نظر چگونگی عملکرد تعداد عناصر پایه می‌باشند.

در سال Iwamura, 1996 یک جمع کننده SET را با استفاده از تابع اکثریت معرفی کرد. این تابع اکثریت براساس معکوس کننده SET که توسط Tucker پیشنهاد شده است عمل می‌کند. جمع‌کننده مذکور شامل سه گیت اکثریت دو معکوس کننده می‌باشد شکل (1-a) رقم نقلی C0 توسط یکی از گیتهای اکثریت و یکی از معکوس کننده‌ها تولید می‌شود. حاصل جمع S نیز از ترکیب بقیه گیتها حاصل می‌شود. گیت اکثریت شامل یک آرایه از خازنهای ورودی است و به دنبال آن یک معکوس کننده برای آستانه‌سازی.

بعداً این ساختار توسط oya با استفاده از SEB به جای معکوس کننده پیشنهاد شد که با سه سیگنال کنترلی Q1,Q2,Q3 عمل می‌کرد. هسته اصلی این طراحی شامل سه گیت اکثریت می‌باشد و چهار گیت دیگر به عنوان تاخیرکننده یا بازهای fan-out عمل می‌کنند. با استفاده از این طرح تعداد اتصالات Tonneling و تعداد خازنها کم خواهد شد. در شکل (1-b) یک گیت اکثریت سه ورودی بر مبنای SEB در اتصالی ساخته شده است.

برای استفاده از این ابزار به عنوان یک گیت اکثریت، Q یک پالس ساعت پله‌ای خواهد بود که در ابتدا یک ولتاژ تحریک (60mv) را اعمال خواهد کرد و بعد از آن یک ولتاژ نگهدارنده (40mv) را اعمال می‌کند. از یک ساعت سه فاز نیز برای کنترل جهت انتشار سیگنال استفاده می‌شود. در این طراحی تا قید رقم نقلی I/3 یک دوره ساعت و تاخیر حاصل جمع یک دوره ساعت خواهد بود.

طرح بعدی براساس منطق ترانزیستورهای گذار است (1-C). این سیستم شامل در زیر سیستم است که هر کدام شامل یک گیت XOR دو ورودی است که با SET ساخته شده است. SET زمانی روشن است که یکی از ورودیها high باشد و خاموش است اگر هر دو ورودی high یا low باشد. مدار سمت چپ پیاده‌سازی که (a+b).ci است و مدار سمت راست (a+b)’.ci است و نتیجه در نهایت a+b+c خواهد بود. در این مدار، تولید رقم نقلی پیچیده‌تر از دو مدار قبلی است.

طرح چهارم براساس گیتهای منطق آستانه می‌باشد که از اتصالات تک الکترونی استفاده می‌شود. این طرح توسط cotofana و vassiliadis در سال 2002 پیشنهاد شده است. طراحی مذکور شامل دو گیت منطق آستانه است که هرکدام یک بافر نیز دارند. حاصلجمع با استفاده از TLG با اوزان (1,1,1,-2) و رقم نقلی خروجی با استفاده از یک گیت اکثریت بدست خواهد آمد. مزیت اصلی این طرح امکان انتقال یک الکترون از طریق اتصال و توانایی پیاده‌سازی ارزان منفی می‌باشد. عیب اصلی آن نیز استفاده از بافر برای هر TLG به منظور جلوگیری از اثر دوطرفه می‌باشد.

یک طرح جدید دیگر تیز ارائه می‌شود که شباهت زیادی به maj-set دارد. این طرح سه گیت اکثریت و دو معکوس کننده را به دو TLG کاهش می‌دهد. پیاده‌سازی TLG شبیه به Maj است با این تفاوت که تعداد خازنها در TLG چهار عدد خواهد بود.

بعد از انجام شبیه‌سازی با پارامترهای مربوط به هرکدام جمع کننده‌ها و در دمای T=0K و سیگنالهای Ci=0، b=1 و a بین (1,0) که این سویچینگ هر 10ns اتفاق می‌افتند، نتایج به ترتیب زیر بدست آمده است.

شکل خروجی S برای همه جمع‌کننده‌ها در زیر نشان داده شده است، با مطالعه این نمودارها دو نکته قابل تشخیص است.

1ـ خروجی Maj-SEB نامنظم است و به صورت دو پله‌ای خواهد بود که به دلیل دوپله‌ای بودن سایت است که برای کنترل FA استفاده می‌شود.

2ـ خروجی PTL-FA نسبت به ورودی آن دارای swing کوچکی خواهد بود، به عبارت دیگر swing خروجی 15mv است در حالی که swing ورودی 25mv خواهد بود.

تا کنون راهکارهای متفاوتی برای کوچکتر کردن مقیاس MOSFETها ارائه شده است. از طرفی روشهای ساخت گوناگونی برای CMOS نیز ارائه شده است تا بتوان مقیاس ساخت را به حدود نانومتر

تحقیق کنترل موتورهای DC

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 26

کنترل موتورهای DC با یکسو کننده‌های قابل کنترل

محرکه‌های dc که با یکسو کننده‌های قابل کنترل تغذیه می‌شوند، بطور گسترده در کاربردهایی که به یک محدوده وسیع کنترل سرعت و یا راه‌اندازی‌های مکرر، ترمز، وتعویض جهت چرخش نیاز دارند بکار برده می‌شوند. از جمله می‌توان به کاربردهایی نظیر غلطکهای نورد در صنایع فلزی، غلطکهای صنایع کاغذ، صنایع چاپ، ماشینهای حفاری معادن وماشینهای ابزار اشاره نمود.

نمودار خطی یک محرکه موتور dc تحریک جداگانه تغذیه شده با یک یکسو کننده قابل کنترل در شکل 2-1 نشان داده شده است. حداکثر ولتاژ خروجی یکسو کننده در شرایط جریان پیوسته بایستی برابر با ولتاژ نامی آرمیچر موتور باشد. اگر مقدار ولتاژ منبع بقدری باشد که این شرط برقرار شود، یکسو کننده‌ بطور مستقیم به منبع متصل می‌شود، در غیر اینصورت استفاده از ترانسفورمر با نسبت تبدیل مناسب بین منبع ac و یکسو کننده الزامی است.

گاهی اوقات بمنظور کاهش اعوجاج در جریان موتور از یک فیلتر اندوکتانسی بین یکسو کننده و آرمیچر موتور استفاده می‌شود. این امر باعث بهبود عملکرد موتور می‌شود. معمولاٌ سیم‌پیچی تحریک توسط یک ترانسفورمر و یک پل دیودی به همان منبع تغذیه کننده موتور متصل می‌شود. نسبت تبدیل ترانسفورمر به نحوی انتخاب می‌شود تا ولتاژ

کل 2-1 نمودار خطی یک محرکه موتور dc تغذیه شده با یکسو قابل کنترل

تحریک برابر با مقدار نامی ولتاژ آن باشد. در مواردی که کنترل جریان تحریک ضروری باشد پل دیودی با یک پل یکسو کننده قابل کنترل جایگزین می‌شود.

2-1 مدارهای یکسوکننده قابل کنترل

مدارهای یکسو کننده متنوعی وجود دارند، که برخی از منبع تکفاز و برخی از منبع سه فاز تغذیه می‌شوند. برای کنترل موتور، مدارهای یکسو کننده قابل کنترل به دو دسته یکسو کننده‌های تمام کنترل شده و نیمه کنترل شده تقسیم می‌شوند. برخی از یکسو کننده‌های تمام کنترل شده در شکل 2-2 و برخی از یکسو کننده‌های نیمه کنترل شده در شکل 2-3 نشان داده شده‌اند. از یکسو کننده‌های قابل کنترل تکفاز تا قدرت 10 کیلووات و در حالات خاص تا 50 کیلووات استفاده می‌شود. برای قدرتهای بالاتر، از یکسو کننده‌های قابل کنترل سه فاز استفاده می‌شود. در برخی کاربردها که فقط منبع تکفاز در دسترس باشد، همچون خطوط تغذیه قطارهای الکتریکی، از یکسو کننده‌های تکفاز قابل کنترل تا قدرتهای چند هزار کیلووات نیز استفاده می‌شود. برای دیگر مدارها، در صورتیکه مقدار ولتاژ نامی موتور با ولتاژ منبع ac سازگار نباشد استفاده از یک ترانسفورمر ضروری می‌باشد. این مزایا موجب برتری یکسوکننده شکل2-2 الف بر یکسو کننده شکل 2-2 ب در موتورهای ولتاژ پائین شده است. اما در مقابل این مدار عیب مهمی هم دارد و آن استفاده از ترانسفورمر حجیم‌تر است زیرا در هر لحظه فقط از نصف سیم‌پیچی ثانویه جریان عبور می‌کند. برای ولتاژهای نامی عادی، و بخصوص هنگامیکه ولتاژ نامی موتور و ولتاژ منبع ac سازگار هستند مدار شکل 2-2 ب ترجیح داده می‌شود.

در بخشهای بعدی این فصل نشان داده خواهد شد که افزایش تعداد پالس مدار یکسوکننده باعث بهبود مشخصه‌های محرکه می‌شود. عملکرد شش پالسه با بکارگیری یکسو کننده پل سه فازتمام کنترل شده شکل 2-2 ج تحقق می‌یابد. در مواردی که جهت تطبیق ولتاژ موتور وولتاژ خروجی یکسو کننده استفاده از ترانسفورمر ضروری باشد، سیم‌پیچی‌های اولیه و ثانویه ترانسورمر بصورت مثلث بسته می‌شوند بنحویکه‌ هارمونیکهای مضرب 3 جریان مغناطیسی می‌توانند وجود داشته باشند. در شکل 2-2د آرایش دیگری از یک یکسو کننده کنترل شده شش پالسه نشان داده شده است. این مدار از اتصال موازی دو یکسو کننده کنترل شده سه پالسه همراه با یک راکتور بین فاز بدست آمده است. عملکرد بصورت دوازه پالسی از اتصال موازی دو یکسو کننده شش پالسه شکل 2-2د از طریق یک راکتور بین فاز بدست می‌آید. این دو یکسو کننده توسط دومجموعه ترانسفورمر سه فاز که اولیه‌های آنها بترتیب بصورت ستاره و مثلث بسته شده‌اند، تغذیه می‌شوند. با اتصال سری دو یکسو کننده کنترل شده شش پالسه شکل 2-2ج نیز می‌توان به عملکرد دوازده پالسه دست یافت. برای این منظور لازمست که ترانسفورمر تغذیه کننده یکسو کننده دارای دو مجموعه ثانویه- یکی با اتصال ستاره و دیگری با اتصال مثلث باشد. در تمام این یکسو کننده‌های کنترل شده سه فاز، هر تریستور برای 120 درجه از هر سیکل هدایت می‌کند.

نماد مداری برای یکسو کننده‌های تمام کنترل شده در شکل 2-3 الف نشان داده شده است. و به ترتیب بیانگر مقادیر متوسط ولتاژ و جریان خروجی مبدل هستند. در شکل 2-3ب تغییرات بر حسب زاویه آتش a ، با فرض حالت هدایت پیوسته نشان داده شده است. حالت هدایت پیوسته کار موتور dc به حالتی اطلاق می‌شود که جریان آرمیچر بطور دائمی برقرار باشد- یعنی اینکه، حتی برای یک مدت زمان محدود صفر نمی‌شود.