روشهای تولید انرژی

امروزه انرژی بیشتر و بیشتری را در خانه‎ها، مغازه‎ها، کارخانه‎ها، اداره‎ها و جاهای دیگر، مصرف می‎کنیم بیشتر این انرژی در اصل از نفت، زغال سنگ و گاز بدست می‎آید. اما در دنیا فقط مقدار معینی نفت و ذغال سنگ و گاز وجود دارد پس باید در استفاده از آن کمال دقت و توجه را به عمل آوریم.
تولید الکتریسته از سال‎های متمادی وجود داشته است و از مقبول‎ترین شکل انرژی برای استفاده می‎باشد زیرا الکتریسته تمیز مصرف می‎شود و می‎تواند مسافت‎های طولانی را بوسیله سیم‎ها طی کند. الکتریسته به راحتی می‎تواند به صورت‎های دیگر انرژی مانند گرما و نور تبدیل شود. برای مصرف الکتریسته‎ای که به خانه شما متصل شده است تنها کاری که باید انجام دهید روشن کردن کلید برق و یا وصل کردن دوشاخه وسیله‎ای الکتریکی به پریز برق می‎باشد.
جهان سرشار از انرژی الکتریکی است، اما اکثر آن به صورتی است که قابل استفاده نمی‎باشد. صاعقه نمونه‎ای از انرژی الکتریکی طبیعی است که نمی‎توانیم از آن استفاده کنیم. انرژی الکتریکی صاعقه را که تنها لحظه‎ای به طول می‎انجامد نمی‎توانیم به الکتریسته مفید تبدیل کنیم. بیشتر انرژی که در خانه‎ها استفاده می‎کنیم توسط ژنراتورها در نیروگاه‎ها تولید می‎شوند این ژنراتورها در حقیقت مبدل‎های انرژی هستند. آنها در نیروگاه، انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‎کنند. انرژی جنبشی از سوختن سوخت‎ها یا توسط آب جاری و یا بوسیله باد تولید می‎شود. بزرگترین مشکل تولید برق این است که نمی‎توان آن را به راحتی ذخیره کرد تا در زمان‎های اوج مصرف از آن استفاده گردد.
نیروگاه‎هایی که ذغال سنگ و یا نفت می‎سوزاند دارای سه بخش عمده به نام‎های دیگ بخار، توربین‎ها و ژنراتورها می‎باشند. این نیروگاه‎ها برای تولید گرما در دیگ بخار از سوزاندن نفت و یا ذغال سنگ استفاده می‎کنند. لوله‎های محتوی آب به دیگ بخار متصل شده‎اند. این آب‎‎ها جوشانده شده و سپس به بخار تبدیل می‎گردند سپس بخار از طریق لوله وارد دستگاهی به نام توربین می‎شود. بخار با فشار و با سرعت وارد توربین‎ها شده و سبب چرخش چرخ‎ها می‎گردد. در یک نیروگاه، بخار از میان چندین چرخ عبور می‎کند، تا تقریباً از تمام انرژی آن استفاده شود. سپس بخارهای مصرف شده در برج‎های خنک‎کننده، سرد شده و دوباره به آب تبدیل می‎گردد. آب به دیگ بخار برگشته و دوباره حرارت داده می‎شود. فرقی نمی‎کند که نیروگاه‎ها از چه سوختی اعم از نفت، ذغال سنگ و یا سوخت هسته‎ای، استفاده کنند مهم این است که آنها برای حرکت چرخ‎های عظیم توربین‎ها بخار تولید کنند.
نیروگاه‎ها به مقدار زیادی آب و سوخت نیاز دارند. آنها معمولاً نزدیک رودخانه یا دریاچه ساخته می‎شوند تا همیشه مقدار زیادی آب در دسترس داشته باشند. نیروگاه‎های ذغال سوز اغلب نزدیک معادن ذغال سنگ هستند تا انتقال ذغال سنگ به راحتی صورت گیرد. انرژی نیروگاه‎های نفت سوز بوسیله لوله‎های نفت تأمین می‎شود. یکی از راه‎های دیگر تولید بخار استفاده از نیروی هسته‎ای است که در حال حاضر حدود ۵۰۰ نیروگاه هسته‎ای در جهان در حال کار هستند. این نیروگاه‎ها تقریباً الکتریسته جهان را تولید می‎کنند. انرژی هسته‎ای قوی‎ترین شکل انرژی در جهان است.
نیروگاه هسته‎ای شبیه نیروگاه‎های نفت سوز و یا ذغال سنگ عمل می‎کند. تفاوتی که این دو با یکدیگر دارند در نوع سوختی است که برای گرم کردن دیگ بخار از آن استفاده می‎کنند. داخل نیروگاه هسته‎ای انرژی از طریق شکافت هسته‎ای آزاد می‎شود. این انرژی، آب درون دیگ بخار را گرم می‎کند، آب به جوش آمده و بخار تولید می‎شود . این بخار در چرخ‎های توربین بزرگی می‎چرخد وتوربین‎ها نیز ژنراتورهارا که الکتریسته تولید می‎کنند، به حرکت درمی‎آورند. از منابع دیگر انرژی نیز مانند انرژی باد، انرژی خورشید و زمین گرمایی و غیره نیز جهت تولید بخار آب می‎توان استفاده کرد.
امروزه انرژی بیشتر و بیشتری را در خانه‎ها، مغازه‎ها، کارخانه‎ها، اداره‎ها و جاهای دیگر، مصرف می‎کنیم بیشتر این انرژی در اصل از نفت، زغال سنگ و گاز بدست می‎آید. اما در دنیا فقط مقدار معینی نفت و ذغال سنگ و گاز وجود دارد پس باید در استفاده از آن کمال دقت و توجه را به عمل آوریم.
تولید الکتریسته از سال‎های متمادی وجود داشته است و از مقبول‎ترین شکل انرژی برای استفاده می‎باشد زیرا الکتریسته تمیز مصرف می‎شود و می‎تواند مسافت‎های طولانی را بوسیله سیم‎ها طی کند. الکتریسته به راحتی می‎تواند به صورت‎های دیگر انرژی مانند گرما و نور تبدیل شود. برای مصرف الکتریسته‎ای که به خانه شما متصل شده است تنها کاری که باید انجام دهید روشن کردن کلید برق و یا وصل کردن دوشاخه وسیله‎ای الکتریکی به پریز برق می...

سازمان بهره وری انرژی ایر

انواع نیروگاه‌هایی كه در سطح جهان به امر تولید برق اشتغال دارند عبارتند از:

انواع نیروگاه‌هایی كه در سطح جهان به امر تولید برق اشتغال دارند عبارتند از:

1. نیروگاههای بخاری

2. نیروگاههای آبی

3. نیروگاههای گازی

4. نیروگاههای سیكل تركیبی

5. نیروگاههای اتمی

6. نیروگاههای خورشیدی

7. نیروگاههای بادی

8. نیروگاههای پمپ ذخیره ای

9. نیروگاههای جذر و مدی دریا

10. نیروگاههای زمین گرمایی ( ژئوترمال)

11. نیروگاههای موجی ( موج دریا )

12. نیروگاههای دیزلی

13. نیروگاههای مگینتوهیدرودینامیكMHD

14. نیروگاههای بیوماس

15. و…

به طوری كه از نام این نیروگاهها بر می‌آید هریك ازآنها برای تولید برق، فن آوری ویژه ای دارند كه درجای خود توضیح خواهیم داد. در حال حاضر انواع نیروگاههایی كه در كشور ما ایران دردست بهره برداری قراردارند عبارتند از: نیروگاههای آبی، گازی، دیزلی، بادی، خورشیدی، سیكل تركیبی و به زودی نوع اتمی آن نیز شروع به كارخواهد كرد.

ولی قبل ازاینكه وارد بحث نیروگاهها، تولید، انتقال و توزیع برق شویم، بهتراست كمی درباره كاربردهای گوناگون انرژی ها و تبدیل آنها به انرژی برق و روشهای تولید آن سخن بگوییم.

استفاده از انرژیهای خدادادی موجود درطبیعت، همیشه مورد نظربوده است. مطالعات گوناگونی برای تغییر شكل انرژی، به طوری كه به كارگیری آن ساده باشد، صورت گرفته است. حاصل این كوشش ها، انرژی الكتریكی است كه ازتبدیل سایر انرژی ها به دست می آید.

امروزه یكی ازمهم ترین شكل های انرژی كه درتمام جهان مود استفاده قرار می گیرد ، انرژی برق است. همان طور كه دركتاب های علوم خوانده ایم، انرژیها قابل تبدیل به یكدیگرند. مثلاً انرژی مكانیكی را می توان به انرژی الكتریكی تبدیل كرد. به همین ترتیب انرژی شیمیایی و حرارتی را و برعكس.

عوامل زیرسبب می شوند كه استفاده ازبرق ساده تر و راحت تر از سایر انرژیها باشد:

1. برق را می توان به سهولت از نقطه ای به نقطه دیگر انتقال داد. به عنوان مثال توسط دو رشته سیم انرژی الكتریكی به خانه ما راه می یابد.

2. كاركردن با برق ساده تر است.

3. دستگاههای متعددی می توان ساخت كه با برق كار كنند.

4. درتبدیل انرژی الكتریكی به انرژیهای دیگرمواد زاید ایجاد نمی شودو…

انرژی الكتریكی كاربردهای گوناگونی دارد كه اهم آنها عبارتند از:

مصارف صنعتی

تقریباً بیش از نصف برق تولیدی برای رفع احنیاجات صنعتی به كار می رود. موتورهای الكتریكی در اندازه های كوچك و بزرگ چرخ صنایع را به حركت درمی آورند. الكترومغناطیس های بزرگ در جرثقیل ها كار جابه‌جا كردن قطعات بزرگ فلزی را به عهده دارند.

كاربرد در كشاورزی

اگر شما فرزند یك كشاورز باشید می توانید بسیاری از كاربردهای برق درمزارع را نام ببرید. می دانیم تا چندی قبل بسیاری از كارهای مزرعه توسط كشاورزان و خانواده های آنان با كمك حیواناتی مثل اسب انجام می شد. اینك چه تغییری پیدا شده است؟ مواد غذایی با بهای كمتری از نظرهزینه نیروی انسانی تهیه می شود، كشاورزان از وسایل زندگی بهتر استفاده می كنند و انرژی برق در كشاورزی به كار گرفته شده است.

برق ـ البته توع خاصی از آن ـ تراكتور كشاورز را راه می اندازد. باراو را حمل می كند. آب را به مزارع و محل مسكونی می رساند. بادبزن های الكتریكی هوای گرم تابستان را خنك می كنند. برق، گرمابخش زمستان سرد است. مانع فاسد شدن مواد غذایی می شود. صنایع غذایی را گسترش می دهد.

كاربرد در شهرها

شهرها معمولاً 10 درصد برق تولیدی را مصرف می كنند. فروشگاهها، خانه ها ،‌ هتلها، مساجد، بیمارستانها،‌ ادارات و دیگرمراكز شهری برق مصرف می كنند. درشهر سیستم هوای مطبوع، هوای ادارات، بیمارستانها، هتل ها و آپارتمان ها را درتابستان خنك و سالم نگه می دارد. یك بیمارستان خوب بدون داشتن دستگاههای برقی نظیر اشعة ایكس، آسانسورها،‌ تخت های جراحی‌، دستگاههای استرلیزه كردن‌، لامپ های مخصوص و دیگر وسایل نمی تواند خدمت لازم را در اختیار بیماران قرار دهد.

روشنایی اماكن و معابر در شب، كه نعمت بزرگی است فراموش نشود.

كاربرد درحمل و نقل

حمل و نقل زمینی، دریایی، هوایی به صورت پیشرفته امروزی فقط با استفاده از نیروی برق مقدور است. ماشین های سواری، اتوبوس ها، لكوموتیوها، مستقیم یا غیر مستقیم از انرژی برق استفاده می كنند. در خطوط كشتیرانی از پختن غذا گرفته تا تهویه هوای كشتی از برق استفاده می شود.

هواپیما های مسافربری یا نظامی، روشنایی، گرما، تهویه، كنترل فشار وقدرت خود را توسط نیروی برق تأمین می كنند.

كاربرد ارتباطاتی ( مخابرات )

تلگراف، تلفن، رادیو و برنامه های فضایی قدرت خود را از برق دریافت می كنند. بدون برق نفوذ به داخل فضا و شناخت نادیده های فضایی و ارتباط با كرات آسمانی امكان پذیر نیست. امروزه كشورهای جهان توسط دستگاههای مخابراتی به هم وصل هستند. از ایستگاههای رادیویی مختلف می توان اخبار را شنید.

فكر می كنیم همین مختصر توضیح دربارة اهمیت صنعت برق و شناخت آن كافی باشد و حال به سروقت روش های تولید برق می رویم و سپس به درون نیروگاه گاه برمی داریم.

به طوری كه می دانیم، انرژی الكتریكی قابل دیدن نیست. با وجود این اطراف ما را پوشانیده است. می توان گفت الكتریسیته همه جا هست. در حقیقت قسمتی از ساختمان تمام مواد طبیعی الكتریسیته است. تنها كاری كه باید انجام دهیم این است كه الكتریسیته را از درون مواد بیرون بیاوریم و به كارگیریم.

همان طور كه گفتیم برق شكلی از انرژی است كه از تبدیل سایر انرژی ها به وجود می آید. دستگاهی را كه سایر انرژی ها را به انرژی برق تبدیل می كند، مولد می نامند.

پیل، یك مول برق است. این مولد، انرژی شیمیایی را به انرژی الكتریكی تبدیل می كند. درباره پیل ( باتری ) دركتاب های علوم به طور مفصل بحث شده است. پیل به دو صورت،‌ پیل خشك و پیل تر موجود است. هریك از شما برای یك بار هم كه شده پیل را به كار برده اید. پیل خشك برای به كار انداختن وسایل بازی، رادیوها، چراغ قوه ها و ضبط صوت ها و گروه دیگری از وسایل الكتریكی مورد استفاده قرار می گیرند. پیل های مزبور در اندازه و شكل های مختلف ساخته می شوند. این پیل ها پس از مدتی برق آنها تمام می‌شود و دیگر نمی‌توان از آنها استقاده كرد.

یكی دیگر از انواع مولدهای شیمیایی، انباره یا باتری اتومبیل است كه آن را باتری تر نیز می نامند. از این باتری های تر امروزه علاوه بر اتومبیل، درمراكز صنعتی و از جمله در داخل نیروگاهها نیز برای موارد اضطراری استفاده می كنند. این باتری ها طوری طراحی شده اند كه می توانند در دفعات زیاد پر و خالی شوند.

برقی كه به روشهای مختلف تولید می شود به نام برق جریان مستقیم یا برق D.C برق جریان متناوب A.C نامگذاری شده است . برق D.C مانند یك خیابان یك طرفه است. الكترون ها مانند وسایط نقلیه فقط دریك جهت حركت دارند. برق A.C یا برق جریان متناوب در صنعت و مصارف خانگی مورد استفاده قرارمی گیرد.

دستگاهی را كه برق A.C تولید می كند، مولد یا ژنراتور می نامند. برحسب اینكه انرژی لازم برای به حركت درآوردن مولد از چه منبعی دریافت شود،‌ مولد را با آن نام می خوانند. مانند نیروگاههایی كه قبلاً انواع آنها را نام برده ایم. به عنوان مثال اگر برای گرداندن مولد، از انرژی حرارتی استفاده شود، مولد را توربوژنراتور حرارتی می گویند كه از جمله آنها توربوژنراتورهای بخاری است.

طرز كار این نوع مولد به این ترتیب است كه ابتدا آب را به وسیله سوختی مانند زغال سنگ، گاز و مواد نفتی مانند مازوت به بخارتبدیل می كنند. بخارتولید شده پس از عبور از لوله های مخصوص با فشارزیاد به پره های توربین برخورد می كند و آن را به گردش درمی آورد. چون محور توربین و محور ژنراتور به هم متصلند، درنتیجه ژنراتور شروع به چرخیدن كرده و برق تولید می كند.

مولد برقی كه به وسیلة موتور دیزلی به گردش درمی آید به نام دیزل ژنراتور نامیده می شود. به همین ترتیب می توان برای تولید برق از انرژی باد، خورشید، آب و همچنین از انرژی هسته ای استفاده كرد كه دراین باره، هنگام توضیح دربارة كار این نوع نیروگاهها مفصل تر صحبت خواهیم داشت.

یادمان نرود كه دینام دوچرخه هم یك ژنراتور كوچك برق است كه محور آن توسط انرژی پاهایمان هنگام ركاب زدن به حركت درمی آید و مقداری از انرژی ما به برق تبدیل می شود و ما می توانیم در روشنایی لامپ دوچرخه، به حركت خود در شب ادامه دهیم.

منبع:    http://www.aeesiau.com

u can have nested blockquote too

-->

استاندار کابل

استاندارد و ساختمان كابلها و نحوه نام گذاري كابل

ساختمان كابلها:
هر نوع هادي كه جريان برق را از خود عبور داده و توسط موادي از محيط اطراف خود عايق شده باشد را كابل مينامند .
مهمترين و بيشترين عايقي كه در ساختمان كابلها بكار ميرود عبارتند از P.V.C (پلي وي نيل كلرايد) كه پرتو دور يا پلاستيك ناميده ميشود
P.V.C عايقي غير قابل اشتعال است و اين مزيت خوبي در كابلها ميباشد داراي انعطاف پذيري زيادي ميباشد
و تنها عيب أن اين است كه در درجه حرارت حدود صفر و زير صفر از أن نميتوان براي عمليات كابل كشي مورد
استفاده قرار داد مواردي مانند ارزاني توليد انبوه و سادگي ساخت باعث شده كه بيش از 90 در صد كابلهاي فشار ضعيف از اين عايق درست شوند.

كابل:
چند نكته مهم و كوتاه:
مقاومت: عبارت است از عكس ال عملي كه هر عنصر با توجه به ساختمان اتمي و تعداد الكترون لايه آخر در مقابل عبور جريان يا حركت الكترونها از خود نشان ميدهد مقاومت با طول هادي نسبت مستقيم و با سطح مقطع نسبت عكس دارد . براي اندازه گيري مقاومت فلزات يك متر از آنرا به سطح مقطع يك ميليمتر مربع انتخاب كرده و مقاومت آنرا اندازه گيري ميكنند (جداول آماده براي همه فلزات وجود دارد) كه به آن مقاومت مخصوص ميگويم و برحسب اهم است.
وقتي ميگوييم مقاومت يك فلز با طول آن نسبت مستقيم دارد يعني هرچه طول بيشتر باشد مقاومت هم بيشتر
ميشود L1
و وقتي ميگوييم مقاومت با سطح مقطع نسبت عكس دارد يعني هر چه سطح مقطع بزرگتر باشد مقاومت كمتر
است L1=L2 S1 نتيجه R1
واحد مقاومت اهم ميباشد كه با حرف يوناني امگا نمايش ميدهند.
هدايت الكتريكي عكس مقاومت است هرچه مقاومت بيشتر باشد هدايت كمتر است و واحد أن مو ميباشد.
G=1/R
مثال: مقاومت يك سيم به طول 100 متر و به سطح مقطع 2 ميليمتر مربع؟
R=A*L/S
R=0.0175*100/2
مقاومت مخصوص = A طول = L سطح مقطع = S مقاومت مخصوص مس =0.0175

ساختمان كابلها:
هر نوع هادي كه جريان برق را از خود عبور داده و توسط موادي از محيط اطراف خود عايق شده باشد را كابل مينامند .
مهمترين و بيشترين عايقي كه در ساختمان كابلها بكار ميرود عبارتند از P.V.C (پلي وي نيل كلرايد) كه پرتو دور يا پلاستيك ناميده ميشود
P.V.C عايقي غير قابل اشتعال است و اين مزيت خوبي در كابلها ميباشد داراي انعطاف پذيري زيادي ميباشد
و تنها عيب أن اين است كه در درجه حرارت حدود صفر و زير صفر از أن نميتوان براي عمليات كابل كشي مورد
استفاده قرار داد مواردي مانند ارزاني توليد انبوه و سادگي ساخت باعث شده كه بيش از 90 در صد كابلهاي فشار ضعيف از اين عايق درست شوند.


نوعي عايق ديگر بنام PET (پلي اتيلن) براي كابلها بكار ميرود كه اتشزا بوده و در مكانهاي اختصاصي بكار ميرود .
در بعضي از كابلها از عايق لاستيكي استفاده ميشود كه كاربرد زيادي ندارد.
هاديها از جنس مس و يا الومينيوم ميباشند . در صورتيكه بخواهيم از كابلي با هادي الومينيوم براي كابل كشي هوايي استفاده كنيم بايد يك رشته ان فولاد باشد .
براي شناسائي كابلها از حروفي استفاده ميشود كه روي كابلها نوشته شده است برخي از اين حرف طبق
استاندارد المان V.D.E بشرح زير ميباشد:
N كابل با هادي مسي
NR كابل با هادي ألومينيوم
Y علامت عايق پرتو دور ميباشد
H علامت ورق متاليزه ميباشد
T سيم تحمل كننده در كابل كشي هوايي
R حفاظت فولادي نواري شكل
Y روكش كمربندي پرتو دور
R هادي دايره اي شكل ميباشد
E هادي يك رشته و دايرهاي ميباشد
M هادي چند رشته
S هادي بشكل مثلث
مثال :
روي كابلي نوشته شده Nyyre--0.6/1kv مشخصات آن چيست؟
N هادي از جنس مس
Y روكش هادي از جنس P.V.C
Y روكش كمربندي از جنس P.V.C
R هادي بشكل دايره ميباشد.(سطح مقطع كابل)
E هادي يك رشته و مفتولي ميباشد.
و حداكثر ولتاژ مجاز بين فاز و نول 600 ولت و حداكثر ولتاژ مجاز بين دو فاز حداكثر 1000ولت ميباشد.
شناسائي كابلها:
سايز سيمها و كابلها بر حسب سطح مقطع طبقه بندي شده و طبق جدول زير است:
0.5 - 0.75 - 1 - 1.5 - 2.5 - 4-6-10-16-25-35-50-70-95-120-150-185-240-300-400-500
براي مشخص نمودن يك كابل يا سيم ابتدا تعداد رشته و سپس سطح مقطع سيم از هاديها را ذكر ميكنند مانند
كابل 4*2 كه يعني كابلي كه دو رشته هادي به سطح مقطع 4 دارد .
در كابلها چند رشته و از سايز 16 به بالا سيمهاي فاز و نول داراي مقاطع مختلفند در اكثر كابلها سيم نول به
اندازه دو مرتبه از سيم فاز كمتر است اما در كابلهاي با سطح مقطع بالا اين اختلاف تا سه هم ميرسد سايز كابلها با هادي چند رشته به شرح زير ميباشد.
1.5*4 2.5*4 4*4 6*4 10*4 16*4 10+25*3 16+35*3 25+50*3 70+120*3 70+150*3 95+180*3 120+240*3
مثال : كابل 10+25*3 چه كابلي ميباشد؟
اين كابل سه هادي به سطح مقطع 25 ميليمتر مربع براي فازهاي اصلي و يك هادي به سطح مقطع 10 ميليمتر مربع براي نول دارد.
كابلهاي روغني:
كابلهاي روغني : در بعضي از كابلها از كابلها از عايق هادي ها كاغذ ميباشد ابتدا ذرات بخار و هواي داخل كاغذ
را گرفته و به روغن كه عايق خوبي ميباشد اغشته ميكنند ضخامت كاغذها بسيار كم است و دور هر هادي
چندين دور پيچيده ميشود به اين كاغذها كاغذ اشباع شده ميگويند.
روي نوار روغني يك كاغذ متاليزه از جنس الومينيم ميپيچند كه وظيفه دارد ميزان مغناطيسي اطراف هر هادي را را
محدود نموده و از اثر ان روي ميدان مغناطيسي فاز ديگر بكاهد . از كابلهاي روغني بيشتر در فشار متوسط
استفاده ميشود و بعلت گراني خود كابل و همچنين مفصل و سر كابل در فشار ضعيف بندرت استفاده
ميشود .ممكن است بجاي يك غلاف سربي از سه غلاف كه بدور هر فاز پيچيده شده استفاده شود در اين
صورت به ان كابل روغني سه غلافه ميگويند.

 

اساس موتورهاي القايي AC

اساس موتورهاي القايي AC

 

 

 

مقدمه:

موتورهاي القايي AC عمومي ترين موتورهايي هستند كه در سامانه هاي كنترل حركت صنعتي و همچنين خانگي استفاده مي شوند.طراحي ساده و مستحكم , قيمت ارزان , هزينه نگه داري پايين و اتصال آسان و كامل به يك منبع نيروي AC امتيازات اصلي موتورهاي القايي AC هستند.انواع متنوعي از موتورهاي القايي AC در بازار موجود است.موتورهاي مختلف براي كارهاي مختلفي مناسب اند.با اينكه طراحي موتورهاي القايي AC آسانتر از موتورهاي DC است , ولي كنترل سرعت و گشتاور در انواع مختلف موتورهاي القايي AC نيازمند دركي عميقتر در طراحي و مشخصات در اين نوع موتورهاست.

اين نكته در اساس انواع مختلف , مشخصات آنها , انتخاب شرايط براي كاربريهاي مختلف و روشهاي كنترل مركزي يك موتورهاي القايي AC را مورد بحث قرار مي دهد.

اصل ساخت اوليه و كاربري

مانند بيشتر موتورها , يك موتورهاي القايي AC يك قسمت ثابت بيروني به نام استاتور و يك روتور كه در درون آن مي چرخد دارند , كه ميان آندو يك فاصله دقيق كارشناسي شده وجود دارد.به طور مجازي همه موتورهاي الكتريكي از ميدان مغناطيسي دوار براي گرداندن روتورشان استفاده مي كنند.يك موتور سه فاز القايي AC تنها نوعي است كه در آن ميدان مغناطيسي دوار به طور طبيعي بوسيله استاتور به خاطر طبيعت تغذيه گر آن توليد مي شود.در حالي كه موتورهاي DC به وسيله اي الكتريكي يا مكانيكي براي توليد اين ميدان دوار نياز دارند.يك موتور القايي AC تك فاز نيازمند يك وسيله الكتريكي خارجي براي توليد اين ميدان مغناطيسي چرخشي است.

در درون هر موتور دو سري آهنرباي مغناطيسي تعبيه شده است.در يك موتور القايي AC يك سري از مغناطيس شونده ها به خاطراينكه تغذيه AC به پيچه هاي استاتور متصل است در استاتور تعبيه شده اند.بخاطر طبيعت متناوب تغذيه ولتاژ AC بر اساس قانون لنز نيرويي الكترومغناطيسي به روتور وارد مي شود (درست شبيه ولتاژي كه در ثانويه ترانسفورماتور القا مي شود).بنابر اين سري ديگر از مغناطيس شونده ها خاصيت مغناطيسي پيدا مي كنند.-نام موتور القايي از اينجاست-.تعامل ميان اين مگنت ها انرژي چرخيدن يا تورك (گشتاور) را فراهم  مي آورد.در نتيجه موتور در جهت گشتاو بوجود آمده چرخش مي كند.

استاتور

استاتور از چندين قطعه باريك آلومنيوم يا آهن سبك ساخته شده است.اين قطعات بصورت يك سيلندر تو خالي به هم منگنه و محكم شده اند(هسته استاتور) با شيارهايي كه در شكا يك نشان داده شده اند.سيم پيچهايي از سيم روكش دار در اين شيارها جاسازي شده اند.هر گروه پيچه با هسته اي كه آن را فرا گرفته يك آهنرباي مغناطيسي (با دو پل) را براي كار كردن با تغذيه AC شكل مي دهد.تعداد قطبهاي يك موتور القايي AC به اتصال دروني پيچه هاي استاتوربستگي دارد.پيچه هاي استاتور مستقيما به منبع انرژي متصل اند.آنها به صورتي متصل اند كه با برقراري تغذيه AC يك ميدان مغناطيسي چرخنده توليد مي شود.

روتور

روتور از چندين قطعه مجزاي باريك فولادي كه ميانشان ميله هايي از مس يا آلومنيوم تعبيه شده ساخته شده است.در رايج ترين نوع روتور (روتور قفس سنجابي) اين ميله ها در انتهاي خود به صورت الكتريكي و مكانيكي بوسيله حلقه هايي به هم متصل شده اند.تقريبا 90 درصد از موتورهاي القايي داراي روتور قفس سنجابي مي باشند و اين به خاطر آن است كه اين نوع روتور ساختي مستحكم و ساده دارد.اين روتور از هسته اي چند تكه استوانه اي با محوري كه شكافهاي موازي براي جادادن رساناها درون آن دارد تشكيل شده است.هر شكاف يك ميله مسي يا آلومنيومي يا آلياژي را شامل مي شود.در اين ميله ها به طور دائمي بوسيله حلقه هاي انتهايي آنها همچنان كه در شكل دو مشاهده مي شود مدار كوتاه برقرار است.چون اين نوع مونتاژ درست شبيه قفس سنجاب است , اين نام براي آن انتخاب شده است.ميله اي روتور دقيقا با محور موازي نيستند.در عوض به دو دليل مهم قدري اريب نصب مي شوند.

دليل اول آنكه موتور با كاهش صوت مغناطيسي بدون صدا كاركرده و براي آنكه از هارمونيكها در شكافها كاسته شود.

دليل دوم آن است كه گرايش روتور به هنگ كردن كمتر شود.دندانه هاي روتور به خاطر جذب مغناطيسي مستقيم (محض) تلاش مي كنند كه در مقابل دندانه هاي استاتور باقي بمانند.اين اتفاق هنگامي مي افتد كه تعداد دندانه هاي روتور و استاتور برابر باشند.

روتور بوسيله مهار هايي در دو انتها روي محور نصب شده ; يك انتهاي محور در حالت طبيعي براي انتقال نيرو بلندتر از طرف ديگر گرفته مي شود.ممكن است بعضي موتورها محوري فرعي در طرف ديگر(غير گردنده - غير منتقل كننده نيرو) براي اتصال دستگاههاي حسگر حالت(وضعيت) و سرعت داشته باشند.بين استاتور و روتور شكافي هوايي موجود است.بعلت القا انرژي از استاتور به روتور منتقل مي شود.تورك توليد شده به روتور نيرو داده و سپس براي چرخيدن به آن نيرو مي كند.صرف نظر از روتور استفاده شده قواعد كلي براي دوران يكي است.

سرعت يك موتور القايي

ميدان مغناطيسي اي كه در استاتور توليد ميشود با سرعت سنكرون مي چرخد.(Ns)

در روتور ميدان مغناطيسي توليد مي شود زيرا به طور طبيعي ولتاژ متناوب است.

براي كاهش سرعت نسبي نسبت به (شار)استاتور , روتور چرخش را در همان جهتي كه شار استاتور دارد آغاز مي كند و تلاش مي كند تا به سرعت چرخش فلاكس نايل شود.با اينحال روتور هرگز موفق نمي شود كه به سرعت ميدان استاتور برسد.روتور از سرعت ميدان استاتور كندتر مي گردد.اين سرعت Base speed نام دارد.(Nb)

تفاوتها ميان Ns و Nb Slip نام دارد.اسليپ مقادير مختلف فشار(مكانيكي) بستگي دارد.هر افزايشي در فشار موجب كندتر كار كردن روتور و افزايش اسليپ مي شود.برعكس كاهش فشار سبب سرعت گرفتن روتور و كاهش اسليپ مي شود.اسليپ بوسيله درصد نشان داده شده و با فرمول زير مشخص مي شود.

انواع موتورهاي القايي

عموما دسته بندي موتورهاي القاي براساس تعداد پيچه هاي استاتور است كه عبارتند از:

موتورهاي القايي تك فاز

موتورهاي القايي سه فاز

موتورهاي القايي تك فاز

احتمالا بيشتر از كل انواع موتورها از موتورهاي القايي AC تك فاز استفاده مي شود.منطقي است كه بايد موتورهاي داراي كمترين گراني و هزينه نگه داري بيشتر استفاده شود. موتور القايي AC تك فاز بهترين مصداق اين توصيف است.آن طور كه از نام آن برميايد اين نوع از موتور تنها يك پيچه (پيچه اصلي) دارد و با يك منبع تغذيه تك فاز كار مي كند.در تمام موتورهاي القايي تك فاز روتور از نوع قفس سنجابي است.

موتور القايي تك فاز خود راه انداز نيست.هنگامي كه موتور به يك تغذيه تك فاز متصل است پيچه اصلي داراي جرياني متناوب مي شود.اين جريان متناوب ميدان مغناطيسي اي ضرباني توليد مي كند.بسبب القا روتور تحريك مي شود.چون ميدان مغناطيسي اصلي ضرباني است توركي كه براي چرخش موتور لازم است بوجود نمي آيد و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن مي شود.از اين رو موتور القايي تك فاز به دستگاه آغاز گري نياز داردكه مي تواندضربات آغازي را براي چرخش موتور توليد كند.

دستگاه آغاز گر موتورهاي القايي تك فاز اساسا پيچه اي اضافي در استاتور است (پيچه كمكي) كه در شكل سه نشان داده شده است.پيچه استارت مي تواند داراي خازنهاي سري ويا سوئيچ گريز از مركز باشد.هنگامي كه ولتاژ تغذيه برقرار است جريان در پيچه اصلي بسبب مقاومت پيچه اصلي ولتاژتغذيه را افت ميدهد (ولتاژ به جريان تبديل مي شود).در همين حين جريان در پيچه استارت بسته به مقاومت دستگاه استارت به افزايش ولتاژ تغذيه تبديل مي شود.فعل و انفعال ميان ميدانهاي مغناطيسي كه پيچه اصلي و دستگاه استارت مي سازند ميدان برايندي ميسازند كه در جهتي گردش مي كند.موتور گردش را در جهت اين ميدان برايند آغاز ميكند.

هنگامي كه موتور به 75 درصد دور مجاز خود مي رسد يك سوئيچ گريز از مركز پيچه استارت را از مدار خارج مي كند.از اين لحظه به بعد موتور تك فاز مي تواند تورك كافي را براي ادامه كاركرد خود نگه دارد.

بجز انواع خاص داراي Capacitor start / capacitor run عموماهمه موتورهاي تك فاز فقط براي كاربري هاي بالاي 3/4 hp استفاده مي شوند.

بسته به انواع تكنيكهاي استارت موتورهاي القايي تك فاز AC در دسته بندي اي وسيع آن گونه كه در شكل زير توصيف شده قرار دارند.

موتور القايي AC فاز شكسته

موتور فاز شكسته همچنين به عنوان Induction start/Induction run (استارت القايي/كاركرد القايي)هم شناخته مي شود كه دو پيچه دارد.پيچه استارت از سيم نازكتر و تعداد دور كمتر نسبت به پيچه اصلي براي بوجود آوردن مقاومت بيشتر ساخته شده است.همچنين ميدان پيچه استارت در زاويه اي غير از آنچه كه پيچه اصلي دارد قرار مي گيرد كه سبب آغاز چرخش موتور مي شود.پيچه اصلي كه از سيم ضخيم تري ساخته شده است موتور را هميشه درحالت چرخش باقي نگه مي دارد.

تورك آغازين كم است مثلا 100 تا 175 درصد تورك ارزيابي شده.موتور براي استارت جرياني زياد طلب مي كند.تقريبا 700 تا 1000 درصد جريان ارزيابي شده.تورك بيشينه توليد شده نيز در محدوده 250 تا 350 درصد از تورك براوردشده مي باشد.(براي مشاهده منحني سرعت – گشتاور به شكل 9نگاه كنيد).

كاربريهاي خوب براي موتورهاي فاز شكسته شامل سمباده (آسياب) هاي كوچك , دمنده ها و فنهاي كوچك و ديگر دستگاههايي با نياز به تورك آغازين كم با و نياز به قدرت 1/20 تا 1/3 اسب بخار مي باشد.از استفاده از اين موتورها در كاربريهايي كه به دوره هاي خاموش و روشن و گشتاور زياد نيازدارند خود داري نماييد.

موتور القايي با استارت خازني

اين نوع , موتور اصلاح شده فاز شكسته با خازني سري با آن براي بهبود استارت است.همانند موتور معمولي فاز شكسته اين نوع موتور يك سوئيچ گريز از مركز داشته كه هنگامي كه موتور به 75 درصد سرعت ارزيابي شده مي رسد , پيچه استارت را از مدار خارج مي نمايد.از آنجا كه خازن با مدار استارت موازي است , گشتاور استارت بيشتري توليد مي كند , معمولا در حدود 200 تا 400 درصد گشتاور ارزيابي شده.و جريان استارت معمولا بين 450 تا 575 درصد جريان ارزيابي شده است.كه بسيار كمتر از موتور فاز شكسته و بعلت سيم ضخيمتر در مدار استارت است.براي منحني سرعت گشتاور به شكل 9 مراجعه كنيد.

نوع اصلاح شده اي از موتو با استارت خازني ، موتور با استارت مقاومتي است.در اين نوع موتور خازن استارت با يك مقاومت جايگزين شده است.موتور استارت مقاومتي در كاربريهايي مورد استفاده قرار مي گيرد كه ميزان گشتاور استارتينگي كمتر از مقداري كه موتور استارت خازني توليد مي كند لازم است.صرف نظر از هزينه اين موتور امتيازات عمده اي نسبت به موتور استارت خازني ندارد.

اين موتورها در انواع مختلف كاربريهاي پولي و تسمه اي مانند تسمه نقاله هاي كوچك , پمپها و دمنده هاي بزرگ به خوبي بسياري از خود گردانها و كاربريهاي چرخ دنده اي استفاده مي شوند.

موتورهاي AC القايي با خازن دائمي اسپليت

اين موتور (PSC) نوعي خازن دائما متصل به صورت سري به پيچه استارت دارد.اين كار سبب آن ميشود كه پيچه استارت تازماني كه موتور به سرعت چرخش خود برسد بصورت پيچه اي كمكي عمل كند.از آنجا كه خازن عملكرد اصلي , بايد براي استفاده مداوم طراحي شده باشد , نميتواند توان استارتي معادل يك موتور استارت خازني ايجاد نمايد.گشتاور استارت يك موتور (PSC) معمولا كم و در حدود 30 تا 150 درصد گشتاور ارزيابي شده است.موتورهاي (PSC) جريان استارتي پايين , معمولا در كمتر از 200 درصد جريان برآورد شده دارند كه آنها را براي كاربريهايي با سرعتهاي داراي چرخه هاي خاموش روشن بالا بسيار مناسب ميسازد.براي منحني سرعت – گشتاور به شكل 9 مراجعه كنيد.

موتورهاي PSC امتيازات فراواني دارند.طراحي موتور براحتي براي استفاده با كنترل كننده هاي سرعت ميتواند اصلاح شود.همچنين مي توانند براي بازدهي بهينه و ضريب توان بالا در فشار برآورد شده طراحي شوند.آنها به عنوان قابل اطمينان ترين موتور تك فاز مطرح ميشوند.مخصوصا به اين خاطر كه به سوئيچ گريز از مركز نيازي ندارند.

موتورهاي PSC بسته به طراحيشان كاربري بسيار متنوعي دارند كه شامل فنها , دمنده ها با نياز به گشتاور استارت كم و چرخه هاي كاري غير دائمي مانند تنظيم دستگاهها (طرز كارها) , عملگر درگاهها و بازكننده هاي درب گاراژها ميشود.

موتورهاي AC القايي استارت با خازن/ كاركرد با خازن

اين موتور , همانند موتور با استارت خازن , خازني از نوع استارتي در حالت سري با پيچه كمكي براي گشتاور زياد استارت دارد.همچنين مانند يك موتور PSC خازني از نوع كاركرد كه دركنار خازن استارت در حالت سري با پيچه كمكي است كه بعد از شروع به كار موتور از مدار خارج مي شود.اين حالت سبب بوجود آمدن گشتاوري در حد اضافي مي شود.

اين نوع موتور مي تواند ... و بازده بيشتر طراحي شود.(منحني سرعت – گشتاور در شكل 9 را ببينيد).اين موتور بخاطر خازنهاي كاركرد و استارت و سوئيچ گريز از مركز آن پرهزينه است.

اين موتور مي تواند در بسياري از كاربريهايي كه از هرموتور تك فاز ديگري انتظار ميرود استفاده شود.اين كاربريها شامل ماشينهاي مرتبط با چوب , كمپرسورهاي هوا , پمپهاي آب فشار قوي , پمپهاي تخليه و ديگر كاربردهاي نيازمند گشتاورهاي بالا در حد 1 تا 10 اسب بخار مي شوند.

موتور القايي AC با قطب سايه دار

موتورهاي با قطب سايه دار فقط يك پيچه اصلي دارند و پيچه استارت ندارند.استارت خوردن بوسيله طرح خاص آن كه حلقه پيوسته مسي اي را دور قسمت كوچكي از هر قطب موتور حلقه مي كند انجام مي شود.اين سايه كه قطب را دو تكه مي كند سبب مي شود كه ميدان مغناطيسي اي ضعيفتر در ناحيه سايه خورده نسبت به قسمت ديگر و در كنار آن بوجود آيد.تعامل ميان ميدانها محور را به چرخش وامي دارد.

چون موتور با قطب سايه خورده پيچه استارت , سوئيچ استارت ويا خازن ندارد از نظر الكتريكي ساده و ارزان است.همچنين سرعت آن راصرفا با تغيير ولتاژ يا بوسيله يك پيچه با چند دور مختلف مي توان كنترل كرد.

ساخت موتور با قطب سايه خورده از نظر مكانيكي اجازه توليد انبوه را ميدهد.درحقيقت اين موتورها به موتورهاي يك بار مصرف معروفند.بدين معني كه جايگزين كردن آنها ارزانتر از تعمير آنهاست.

موتورهاي با قطب سايه دار بسياري مشخصات مثبت دارند.اما چندين مورد بي فايدگي هم دارند.گشتاور استارت كم آن معمولا 25 تا 75 درصد گشتاور برآوردي است.اين موتور موتوري با اتلاف بالاست كه سرعتي حدود 7 تا 10 درصد سرعت سنكرون دارد.عموما بازده اين نوع موتور بسيار پايين است (زير 20 درصد).

هزينه اوليه پايين آن را براي قدرت كمتر يا كاربردهاي با كار كمتر مناسب مي سازد.شايد وسيعترين استفاده از آنها در فنهاي چند سرعته براي استفاده خانگي است.ولي گشتاور كم موتور داراي قطب سايه دار را براي بيشتر كاربريهاي صنعتي يا تجاري كه در آنها كار مداوم يا چرخه هاي گردش بيشتر معمول است غير قابل استفاده مي كند.شكل 9 منحني سرعت - گشتاور را براي انواع موتور القايي AC تك فاز نشان مي دهد.

موتور القايي AC سه فاز

موتورهاي القايي AC سه فاز به طور گسترده در كاربريهاي تجاري و صنعتي استفاده مي شوند.آنها هم به عنوان موتورهايي با روتور پيچ خورده يا قفس سنجابي دسته بندي مي شوند.

اين موتورها خود استارت هستند و از هيچ خازن يا پيچه استارت يا سوئيچ گريز از مركز يا دستگاه آغازگري استفاده نمي كنند.

آنها گشتاور آغازين در درجه هاي متوسط يا بالا توليد مي نمايند.محدوده نيروي توليدي و بازده اين موتورها از متوسط تا بالا با مشابه هاي تك فازشان مقايسه مي شود.استفاده هاي عمومي آنها مانند آسيابها (و ليث ها دستگاه برنده و فرم دهنده چوب و فلز) مته فشاري پمپها كمپرسورها تسمه نقاله ها همچنين دستگاههاي چاپ دستگاههاي مزرعه سرمايش در الكترونيك و ديگر كاربريهاي مكانيكي است.

موتور قفس سنجابي

تقريبا 90 درصد موتورهاي القايي AC سه فاز از اين نوعند.كه روتور آنها از نوع قفس سنجابي است كه در ابتدا توضيح داده شد.محدوده هاي طبقه بندي نيروي آنها از يك سوم تا چند صد اسب بخار است.موتورهاي اين نوعي كه در دسته يك اسب بخار به بالا اند در مقايسه با مشابه هاي تك فاز كم هزينه ترند و ميتوانند در استارت در فشارهاي سنگينتر بكار كنند.

موتور با روتور پيچشي

موتور با حلقه لغزان يا موتور روتور پيچشي نوعي از موتور القايي قفس سنجابي است.درحالي كه استاتور در اين موتور همانند موتور قفس سنجابي است يك سري از پيچه ها را روي روتور خود دارد كه در حالت مداركوتاه نيستند ولي به يك سري از رينگهاي لغزان ختم مي شوند.اين پيچه ها در اضافه كردن مقاومتها و خازنهاي خارجي سودمندند.اسليپ لازم براي توليد گشتاور بيشينه نهايي مستقيما با مقاومت روتور متناسب است.در موتور با حلقه لغزان مقاومت موثر روتور با اضافه كردن مقاومت خارجي ميان حلقه هاي لغزان كاهش ميابد.

بنابراين امكان بدست آوردن لغزش بيشتر و همچنين گشتاور بيشينه نهايي در سرعتهاي كمتر وجود دارد.

يك مقاومت خارجي مي توانددر سرعت تقريبا صفر را نتيجه دهد كه گشتاو بيشينه نهايي بسيار زيادي با جريان استارت كم را توليد مي كند.هنگامي كه موتور شتاب مي گيرد مقدار مقاومت مي تواند كاهش يابد تا مشخصات موتور براي كارهايي با فشار زياد مناسب شود.هنگامي كه موتور به سرعت اصلي ميرسد خازنهاي خارجي از مدار خارج مي شوند و اين يدين معني است كه اكنون موتور به عنوان يك موتور القايي استاندارد كار مي كند.

اين نوع موتور براي فشارهاي مانا (كارهايي با فشار ثابت) كه درآنها گشتاور نهايي بايد در سرعت تقريبا صفر توليد شده و موتور دركمترين زمان و با كمترين مصرف جريان تا سرعت بيشينه شتاب گيرد ايده آل است.***

قسمت پاييني موتور با حلقه لغزان كه در آن حلقه ها به همراه مجموعه براشها است به نگهداري منظم نياز داردكه از نظر قيمت , استاندارد بودن آن را به عنوان يك موتور قفس سنجابي غير ممكن مي كند.اگر پيچه ها كوتاهتر شوده و استارت زده شود معمولا جريان بالااز روتور در حالت متوقف عبورمي كند كه در حد 1400 درصد است.درحاليكه در اين حالت درآن گشتاوري در حد 60درصد توليد مينمايد كه در بسياري از كاربريها چنين امكان پشتيباني چنين چيزي نيست.با تغيير مقاومتهاي روتور منحني سرعت گشتاور تعديل مي گرددكه بدان وسيله سرعتي كه درآن موتور در فشاري مخصوص كارمي كند تعديل مي شود.ظرفيت تكميل فشار ميتواند سرعت را تا 50درصد سرعت سنكرون كاهش دهد.خصوصا هنگامي كه فشار , از انواعي با نياز به گشتاور – سرعتهاي مختلف مثل پرسهاي چاپ يا كمپرسورها است.كاهش سرعت تا زير 50درصد بازده را به خاطر اتلاف انرژي در مقاومتها به شدت كاهش ميدهد.اين نوع موتور در كاربريهايي با چرخش با گشتاور و سرعتهاي مختلف مانند پرسهاي چاپ , كمپرسورها , تسمه نقاله ها , بالابرنده ها و آسانسورها مورد استفاده قرار مي گيرد.

معادله كنترل گشتاور عملكرد موتور

سيستم بار موتور ميتواند بوسيله معادله اساسي زير بيان شود.

براي چرخشهايي با ماند ثابت داريم:

اين نشان ميدهد كه گشتاور ايجادشده توسط موتوربا گشتاوربار نسبت عكس دارد.

مولفه گشتاور  گشتاور پويا ناميده مي شود زيرا فقط در اعمال زودگذر و آني ظاهر ميشود.اينكه چرخش تسريع يا كند ميشود به اين بستگي دارد كه T از T1 بزرگتر يا كوچكتر باشد.در هنگام شتاب گيري موتور نبايد تنها گشتاور بار راتغذيه كند بلكه بايد مولفه گشتاور اضافي اي را  براي چيره شدن به اينرسي داشته باشد.در درايوهايي با اينرسي بزرگ مانند قطارهاي الكتريكي گشتاور موتور براي مقدار بسيار كافي شتابگيري بايد از گشتاور بار تجاوز كند.در درايوهايي با نياز به واكنش سريع گشتاور موتور بايد در بالاترين مقدارنگه داشته شده و سيستم بار موتور با كمترين مقدار ممكن اينرسي طراحي شده باشد.انرژي مربوط به گشتاور پويا  بصورت انرژي جنبشي (KE) بوجود آمده  ذخيره مي شود.در زمان شتابگيري گشتاور پويا  علامت منفي دارد.ازين رو به گشتاور توليدي موتور T و حفظ تحرك چرخش بوسيله استخراج انرژي از انرژي جنبشي ذخيره شده كمك مي كند.

براي خلاصه , براي حالت دائمي چرخش موتورگشتاوري توليدي موتورT بايد هميشه با گشتاور لازم بارT1 برابر باشد.

منحني سرعت گشتاور موتور القايي سه فاز معمولي در شكل 11 نشان داده شده است.

ويژگي استارتينگ

موتورهاي القايي درحالت خاموش مانند يك ترانسفورماتور درمدار كوتاه عمل مي كنند و اگر كاملا به منبع ولتاژ متصل شوند جرياني بسيار بزرگ مي كشند كه اين جريان به جريان روتور قفل شده معروف است. همچنين گشتاوري توليد مي كند كه به گشتاور روتور قفل شناخته مي شود.گشتاور روتور قفل (LRT) و جريان روتور قفل (LRC) تابع ولتاژ پايانه و تابع طراحي آن مي باشند.هنگامي كه موتور شتاب مي گيرد اگر ولتاژ ثابت نگه داشته شود هردوي گشتاور و جريان تلاش مي كنند كه سرعت روتور را تغير دهند.

جريان استارت يك موتور با ولتاژ ثابت با شتاب گرفتن موتوربطوربسيار آهسته كاهش ميابد و صرفا روند نزولي ميابد.به خصوص وقتي كه موتور به 80 درصد سرعت كامل خود ميرسد.منحنيهاي واقعي براي موتورهاي القايي ميتوانند ميان طراحي هاي مختلف بسياربسيارمتفاوت باشند ولي عموما گرايش آنها به جريان بالاست تا وقتي كه متور تقريبا به سرعت كامل ميرسد.LRC يك موتور ميتواند در محدوده از500 درصد تا 1400 درصد جريان ظرفيت تكميل (FLC) باشد.معمولا موتورهاي خوب در محدوده 550 تا 750درصد از FLC مياشند.

گشتاور استارت يك موتور القايي كه با ولتاژ ثابت آغاز به كار مي كند , كمي به گشتاور كمينه افت مي كند كه به Pull-Up torque شناخته مي شود.و با شتاب گرفتن موتور در تقريبا سرعت بيشينه به يك گشتاور بيشينه افزايش يافته كه به گشتاور شكست يا Pull-Out torque معروف است و سپس در سرعت سنكرون به صفر نزول مي كند.منحني گشتاور استارت برخلاف سرعت روتور به ولتاژ پايانه و طراحي روتور بستگي دارد.

LRT يك موتور القايي ميتواند از مقدار كم 60 درصد FLT تا 350 درصد آن تغيير كند.Pull-Up torque نيز مي تواند به كمي 40 درصد FLT و گشتاور شكست هم مي تواند تا حد 350 درصد FLT باشد.معمولا LRT ها براي موتورهاي بزرگ تا متوسط دستورا 120 تا 280 درصد FLT ميباشد.ضريب توان (PF) با شتاب گرفتن موتور از استارت از .1 تا .25  به مقدار بيشينه افزايش يافته وسپس با رسيدن موتور به سرعت نهايي دوباره سقوط مينمايد.

ويژگي عملكرد

هنگامي كه موتوربه سرعت خود سرعتي كه به تعداد قطبهاي استاتور مربوط است رسيده است در ميزان خطاي كمي نسبت به سرعت سنكرون(Slip) كار مي كند.معمولا ميزان اين كاستي براي يك موتور قفس سنجابي كمتر از 5 درصد است.اسليپ حقيقي نوع خاصي از موتور به طراحي آن بستگي دارد.معمولا سرعت اصلي يك موتور القايي چهار قطبي بين 1420 تا 1480 دور در دقيقه در فركانس 50 هرتز متغير است.در حالي كه سرعت سنكرون 1500 دور در دقيقه در فركانس 50 هرتز است.

ولتاژ كشيده شده توسط موتور القايي دو جزء دارد:جزءانفعالي (جريان مغناطيسي سازي) و مولفه موثر (جريان كاري).جريان مغناطيسي سازي مستقل از بار ولي وابسته به طراحي و ولتاژ استاتور مي باشد.جريان مغناطيسي سازي حقيقي موتور القايي مي تواند از مقدار كم 20 درصد FLC براي دستگاه بزرگ دو پل تا بزرگي 60 درصد براي نمونه كوچك هشت پل متغير باشد.جريان كاري موتوربا بار نسبت مستقيم دارد.

گرايش دستگاههاي بزرگ و پرسرعت به ارائه دادن جريان مغناطيسي سازي كم است درحالي كه گرايش ماشينهاي كوچك و كم سرعت به جريان بالاي مغناطيسي سازي ميباشد.يك موتور معمولي در سايز متوسط و با چهار پلجريان مغناطيسي سازي اي معادل 33 درصد FLC دارد.

يك جريان كم مغناطيسي سازي اتلاف كم آهن را دربردارد در حالي كه جريان بزرگ مغناطيسي سازي افزايش در اتلاف آهن و درنتيجه كاهش بازده عملكرد را در پي دارد.

معمولا بازده عملكرد يك موتور القايي در سه چهارم ظرفيت حداكثر است و از 60درصد براي موتورهاي كوچك كم سرعت تا بيش از 92درصد براي موتورهاي بزرگ پرسرعت متنوع است.ضرايب توان و بازده ها عموما در مشخصات موتورها ذكر شده است.

اساس موتورهاي القايي AC

اساس موتورهاي القايي AC

 

 

 

مقدمه:

موتورهاي القايي AC عمومي ترين موتورهايي هستند كه در سامانه هاي كنترل حركت صنعتي و همچنين خانگي استفاده مي شوند.طراحي ساده و مستحكم , قيمت ارزان , هزينه نگه داري پايين و اتصال آسان و كامل به يك منبع نيروي AC امتيازات اصلي موتورهاي القايي AC هستند.انواع متنوعي از موتورهاي القايي AC در بازار موجود است.موتورهاي مختلف براي كارهاي مختلفي مناسب اند.با اينكه طراحي موتورهاي القايي AC آسانتر از موتورهاي DC است , ولي كنترل سرعت و گشتاور در انواع مختلف موتورهاي القايي AC نيازمند دركي عميقتر در طراحي و مشخصات در اين نوع موتورهاست.

اين نكته در اساس انواع مختلف , مشخصات آنها , انتخاب شرايط براي كاربريهاي مختلف و روشهاي كنترل مركزي يك موتورهاي القايي AC را مورد بحث قرار مي دهد.

اصل ساخت اوليه و كاربري

مانند بيشتر موتورها , يك موتورهاي القايي AC يك قسمت ثابت بيروني به نام استاتور و يك روتور كه در درون آن مي چرخد دارند , كه ميان آندو يك فاصله دقيق كارشناسي شده وجود دارد.به طور مجازي همه موتورهاي الكتريكي از ميدان مغناطيسي دوار براي گرداندن روتورشان استفاده مي كنند.يك موتور سه فاز القايي AC تنها نوعي است كه در آن ميدان مغناطيسي دوار به طور طبيعي بوسيله استاتور به خاطر طبيعت تغذيه گر آن توليد مي شود.در حالي كه موتورهاي DC به وسيله اي الكتريكي يا مكانيكي براي توليد اين ميدان دوار نياز دارند.يك موتور القايي AC تك فاز نيازمند يك وسيله الكتريكي خارجي براي توليد اين ميدان مغناطيسي چرخشي است.

در درون هر موتور دو سري آهنرباي مغناطيسي تعبيه شده است.در يك موتور القايي AC يك سري از مغناطيس شونده ها به خاطراينكه تغذيه AC به پيچه هاي استاتور متصل است در استاتور تعبيه شده اند.بخاطر طبيعت متناوب تغذيه ولتاژ AC بر اساس قانون لنز نيرويي الكترومغناطيسي به روتور وارد مي شود (درست شبيه ولتاژي كه در ثانويه ترانسفورماتور القا مي شود).بنابر اين سري ديگر از مغناطيس شونده ها خاصيت مغناطيسي پيدا مي كنند.-نام موتور القايي از اينجاست-.تعامل ميان اين مگنت ها انرژي چرخيدن يا تورك (گشتاور) را فراهم  مي آورد.در نتيجه موتور در جهت گشتاو بوجود آمده چرخش مي كند.

استاتور

استاتور از چندين قطعه باريك آلومنيوم يا آهن سبك ساخته شده است.اين قطعات بصورت يك سيلندر تو خالي به هم منگنه و محكم شده اند(هسته استاتور) با شيارهايي كه در شكا يك نشان داده شده اند.سيم پيچهايي از سيم روكش دار در اين شيارها جاسازي شده اند.هر گروه پيچه با هسته اي كه آن را فرا گرفته يك آهنرباي مغناطيسي (با دو پل) را براي كار كردن با تغذيه AC شكل مي دهد.تعداد قطبهاي يك موتور القايي AC به اتصال دروني پيچه هاي استاتوربستگي دارد.پيچه هاي استاتور مستقيما به منبع انرژي متصل اند.آنها به صورتي متصل اند كه با برقراري تغذيه AC يك ميدان مغناطيسي چرخنده توليد مي شود.

روتور

روتور از چندين قطعه مجزاي باريك فولادي كه ميانشان ميله هايي از مس يا آلومنيوم تعبيه شده ساخته شده است.در رايج ترين نوع روتور (روتور قفس سنجابي) اين ميله ها در انتهاي خود به صورت الكتريكي و مكانيكي بوسيله حلقه هايي به هم متصل شده اند.تقريبا 90 درصد از موتورهاي القايي داراي روتور قفس سنجابي مي باشند و اين به خاطر آن است كه اين نوع روتور ساختي مستحكم و ساده دارد.اين روتور از هسته اي چند تكه استوانه اي با محوري كه شكافهاي موازي براي جادادن رساناها درون آن دارد تشكيل شده است.هر شكاف يك ميله مسي يا آلومنيومي يا آلياژي را شامل مي شود.در اين ميله ها به طور دائمي بوسيله حلقه هاي انتهايي آنها همچنان كه در شكل دو مشاهده مي شود مدار كوتاه برقرار است.چون اين نوع مونتاژ درست شبيه قفس سنجاب است , اين نام براي آن انتخاب شده است.ميله اي روتور دقيقا با محور موازي نيستند.در عوض به دو دليل مهم قدري اريب نصب مي شوند.

دليل اول آنكه موتور با كاهش صوت مغناطيسي بدون صدا كاركرده و براي آنكه از هارمونيكها در شكافها كاسته شود.

دليل دوم آن است كه گرايش روتور به هنگ كردن كمتر شود.دندانه هاي روتور به خاطر جذب مغناطيسي مستقيم (محض) تلاش مي كنند كه در مقابل دندانه هاي استاتور باقي بمانند.اين اتفاق هنگامي مي افتد كه تعداد دندانه هاي روتور و استاتور برابر باشند.

روتور بوسيله مهار هايي در دو انتها روي محور نصب شده ; يك انتهاي محور در حالت طبيعي براي انتقال نيرو بلندتر از طرف ديگر گرفته مي شود.ممكن است بعضي موتورها محوري فرعي در طرف ديگر(غير گردنده - غير منتقل كننده نيرو) براي اتصال دستگاههاي حسگر حالت(وضعيت) و سرعت داشته باشند.بين استاتور و روتور شكافي هوايي موجود است.بعلت القا انرژي از استاتور به روتور منتقل مي شود.تورك توليد شده به روتور نيرو داده و سپس براي چرخيدن به آن نيرو مي كند.صرف نظر از روتور استفاده شده قواعد كلي براي دوران يكي است.

سرعت يك موتور القايي

ميدان مغناطيسي اي كه در استاتور توليد ميشود با سرعت سنكرون مي چرخد.(Ns)

در روتور ميدان مغناطيسي توليد مي شود زيرا به طور طبيعي ولتاژ متناوب است.

براي كاهش سرعت نسبي نسبت به (شار)استاتور , روتور چرخش را در همان جهتي كه شار استاتور دارد آغاز مي كند و تلاش مي كند تا به سرعت چرخش فلاكس نايل شود.با اينحال روتور هرگز موفق نمي شود كه به سرعت ميدان استاتور برسد.روتور از سرعت ميدان استاتور كندتر مي گردد.اين سرعت Base speed نام دارد.(Nb)

تفاوتها ميان Ns و Nb Slip نام دارد.اسليپ مقادير مختلف فشار(مكانيكي) بستگي دارد.هر افزايشي در فشار موجب كندتر كار كردن روتور و افزايش اسليپ مي شود.برعكس كاهش فشار سبب سرعت گرفتن روتور و كاهش اسليپ مي شود.اسليپ بوسيله درصد نشان داده شده و با فرمول زير مشخص مي شود.

انواع موتورهاي القايي

عموما دسته بندي موتورهاي القاي براساس تعداد پيچه هاي استاتور است كه عبارتند از:

موتورهاي القايي تك فاز

موتورهاي القايي سه فاز

موتورهاي القايي تك فاز

احتمالا بيشتر از كل انواع موتورها از موتورهاي القايي AC تك فاز استفاده مي شود.منطقي است كه بايد موتورهاي داراي كمترين گراني و هزينه نگه داري بيشتر استفاده شود. موتور القايي AC تك فاز بهترين مصداق اين توصيف است.آن طور كه از نام آن برميايد اين نوع از موتور تنها يك پيچه (پيچه اصلي) دارد و با يك منبع تغذيه تك فاز كار مي كند.در تمام موتورهاي القايي تك فاز روتور از نوع قفس سنجابي است.

موتور القايي تك فاز خود راه انداز نيست.هنگامي كه موتور به يك تغذيه تك فاز متصل است پيچه اصلي داراي جرياني متناوب مي شود.اين جريان متناوب ميدان مغناطيسي اي ضرباني توليد مي كند.بسبب القا روتور تحريك مي شود.چون ميدان مغناطيسي اصلي ضرباني است توركي كه براي چرخش موتور لازم است بوجود نمي آيد و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن مي شود.از اين رو موتور القايي تك فاز به دستگاه آغاز گري نياز داردكه مي تواندضربات آغازي را براي چرخش موتور توليد كند.

دستگاه آغاز گر موتورهاي القايي تك فاز اساسا پيچه اي اضافي در استاتور است (پيچه كمكي) كه در شكل سه نشان داده شده است.پيچه استارت مي تواند داراي خازنهاي سري ويا سوئيچ گريز از مركز باشد.هنگامي كه ولتاژ تغذيه برقرار است جريان در پيچه اصلي بسبب مقاومت پيچه اصلي ولتاژتغذيه را افت ميدهد (ولتاژ به جريان تبديل مي شود).در همين حين جريان در پيچه استارت بسته به مقاومت دستگاه استارت به افزايش ولتاژ تغذيه تبديل مي شود.فعل و انفعال ميان ميدانهاي مغناطيسي كه پيچه اصلي و دستگاه استارت مي سازند ميدان برايندي ميسازند كه در جهتي گردش مي كند.موتور گردش را در جهت اين ميدان برايند آغاز ميكند.

هنگامي كه موتور به 75 درصد دور مجاز خود مي رسد يك سوئيچ گريز از مركز پيچه استارت را از مدار خارج مي كند.از اين لحظه به بعد موتور تك فاز مي تواند تورك كافي را براي ادامه كاركرد خود نگه دارد.

بجز انواع خاص داراي Capacitor start / capacitor run عموماهمه موتورهاي تك فاز فقط براي كاربري هاي بالاي 3/4 hp استفاده مي شوند.

بسته به انواع تكنيكهاي استارت موتورهاي القايي تك فاز AC در دسته بندي اي وسيع آن گونه كه در شكل زير توصيف شده قرار دارند.

موتور القايي AC فاز شكسته

موتور فاز شكسته همچنين به عنوان Induction start/Induction run (استارت القايي/كاركرد القايي)هم شناخته مي شود كه دو پيچه دارد.پيچه استارت از سيم نازكتر و تعداد دور كمتر نسبت به پيچه اصلي براي بوجود آوردن مقاومت بيشتر ساخته شده است.همچنين ميدان پيچه استارت در زاويه اي غير از آنچه كه پيچه اصلي دارد قرار مي گيرد كه سبب آغاز چرخش موتور مي شود.پيچه اصلي كه از سيم ضخيم تري ساخته شده است موتور را هميشه درحالت چرخش باقي نگه مي دارد.

تورك آغازين كم است مثلا 100 تا 175 درصد تورك ارزيابي شده.موتور براي استارت جرياني زياد طلب مي كند.تقريبا 700 تا 1000 درصد جريان ارزيابي شده.تورك بيشينه توليد شده نيز در محدوده 250 تا 350 درصد از تورك براوردشده مي باشد.(براي مشاهده منحني سرعت – گشتاور به شكل 9نگاه كنيد).

كاربريهاي خوب براي موتورهاي فاز شكسته شامل سمباده (آسياب) هاي كوچك , دمنده ها و فنهاي كوچك و ديگر دستگاههايي با نياز به تورك آغازين كم با و نياز به قدرت 1/20 تا 1/3 اسب بخار مي باشد.از استفاده از اين موتورها در كاربريهايي كه به دوره هاي خاموش و روشن و گشتاور زياد نيازدارند خود داري نماييد.

موتور القايي با استارت خازني

اين نوع , موتور اصلاح شده فاز شكسته با خازني سري با آن براي بهبود استارت است.همانند موتور معمولي فاز شكسته اين نوع موتور يك سوئيچ گريز از مركز داشته كه هنگامي كه موتور به 75 درصد سرعت ارزيابي شده مي رسد , پيچه استارت را از مدار خارج مي نمايد.از آنجا كه خازن با مدار استارت موازي است , گشتاور استارت بيشتري توليد مي كند , معمولا در حدود 200 تا 400 درصد گشتاور ارزيابي شده.و جريان استارت معمولا بين 450 تا 575 درصد جريان ارزيابي شده است.كه بسيار كمتر از موتور فاز شكسته و بعلت سيم ضخيمتر در مدار استارت است.براي منحني سرعت گشتاور به شكل 9 مراجعه كنيد.

نوع اصلاح شده اي از موتو با استارت خازني ، موتور با استارت مقاومتي است.در اين نوع موتور خازن استارت با يك مقاومت جايگزين شده است.موتور استارت مقاومتي در كاربريهايي مورد استفاده قرار مي گيرد كه ميزان گشتاور استارتينگي كمتر از مقداري كه موتور استارت خازني توليد مي كند لازم است.صرف نظر از هزينه اين موتور امتيازات عمده اي نسبت به موتور استارت خازني ندارد.

اين موتورها در انواع مختلف كاربريهاي پولي و تسمه اي مانند تسمه نقاله هاي كوچك , پمپها و دمنده هاي بزرگ به خوبي بسياري از خود گردانها و كاربريهاي چرخ دنده اي استفاده مي شوند.

موتورهاي AC القايي با خازن دائمي اسپليت

اين موتور (PSC) نوعي خازن دائما متصل به صورت سري به پيچه استارت دارد.اين كار سبب آن ميشود كه پيچه استارت تازماني كه موتور به سرعت چرخش خود برسد بصورت پيچه اي كمكي عمل كند.از آنجا كه خازن عملكرد اصلي , بايد براي استفاده مداوم طراحي شده باشد , نميتواند توان استارتي معادل يك موتور استارت خازني ايجاد نمايد.گشتاور استارت يك موتور (PSC) معمولا كم و در حدود 30 تا 150 درصد گشتاور ارزيابي شده است.موتورهاي (PSC) جريان استارتي پايين , معمولا در كمتر از 200 درصد جريان برآورد شده دارند كه آنها را براي كاربريهايي با سرعتهاي داراي چرخه هاي خاموش روشن بالا بسيار مناسب ميسازد.براي منحني سرعت – گشتاور به شكل 9 مراجعه كنيد.

موتورهاي PSC امتيازات فراواني دارند.طراحي موتور براحتي براي استفاده با كنترل كننده هاي سرعت ميتواند اصلاح شود.همچنين مي توانند براي بازدهي بهينه و ضريب توان بالا در فشار برآورد شده طراحي شوند.آنها به عنوان قابل اطمينان ترين موتور تك فاز مطرح ميشوند.مخصوصا به اين خاطر كه به سوئيچ گريز از مركز نيازي ندارند.

موتورهاي PSC بسته به طراحيشان كاربري بسيار متنوعي دارند كه شامل فنها , دمنده ها با نياز به گشتاور استارت كم و چرخه هاي كاري غير دائمي مانند تنظيم دستگاهها (طرز كارها) , عملگر درگاهها و بازكننده هاي درب گاراژها ميشود.

موتورهاي AC القايي استارت با خازن/ كاركرد با خازن

اين موتور , همانند موتور با استارت خازن , خازني از نوع استارتي در حالت سري با پيچه كمكي براي گشتاور زياد استارت دارد.همچنين مانند يك موتور PSC خازني از نوع كاركرد كه دركنار خازن استارت در حالت سري با پيچه كمكي است كه بعد از شروع به كار موتور از مدار خارج مي شود.اين حالت سبب بوجود آمدن گشتاوري در حد اضافي مي شود.

اين نوع موتور مي تواند ... و بازده بيشتر طراحي شود.(منحني سرعت – گشتاور در شكل 9 را ببينيد).اين موتور بخاطر خازنهاي كاركرد و استارت و سوئيچ گريز از مركز آن پرهزينه است.

اين موتور مي تواند در بسياري از كاربريهايي كه از هرموتور تك فاز ديگري انتظار ميرود استفاده شود.اين كاربريها شامل ماشينهاي مرتبط با چوب , كمپرسورهاي هوا , پمپهاي آب فشار قوي , پمپهاي تخليه و ديگر كاربردهاي نيازمند گشتاورهاي بالا در حد 1 تا 10 اسب بخار مي شوند.

موتور القايي AC با قطب سايه دار

موتورهاي با قطب سايه دار فقط يك پيچه اصلي دارند و پيچه استارت ندارند.استارت خوردن بوسيله طرح خاص آن كه حلقه پيوسته مسي اي را دور قسمت كوچكي از هر قطب موتور حلقه مي كند انجام مي شود.اين سايه كه قطب را دو تكه مي كند سبب مي شود كه ميدان مغناطيسي اي ضعيفتر در ناحيه سايه خورده نسبت به قسمت ديگر و در كنار آن بوجود آيد.تعامل ميان ميدانها محور را به چرخش وامي دارد.

چون موتور با قطب سايه خورده پيچه استارت , سوئيچ استارت ويا خازن ندارد از نظر الكتريكي ساده و ارزان است.همچنين سرعت آن راصرفا با تغيير ولتاژ يا بوسيله يك پيچه با چند دور مختلف مي توان كنترل كرد.

ساخت موتور با قطب سايه خورده از نظر مكانيكي اجازه توليد انبوه را ميدهد.درحقيقت اين موتورها به موتورهاي يك بار مصرف معروفند.بدين معني كه جايگزين كردن آنها ارزانتر از تعمير آنهاست.

موتورهاي با قطب سايه دار بسياري مشخصات مثبت دارند.اما چندين مورد بي فايدگي هم دارند.گشتاور استارت كم آن معمولا 25 تا 75 درصد گشتاور برآوردي است.اين موتور موتوري با اتلاف بالاست كه سرعتي حدود 7 تا 10 درصد سرعت سنكرون دارد.عموما بازده اين نوع موتور بسيار پايين است (زير 20 درصد).

هزينه اوليه پايين آن را براي قدرت كمتر يا كاربردهاي با كار كمتر مناسب مي سازد.شايد وسيعترين استفاده از آنها در فنهاي چند سرعته براي استفاده خانگي است.ولي گشتاور كم موتور داراي قطب سايه دار را براي بيشتر كاربريهاي صنعتي يا تجاري كه در آنها كار مداوم يا چرخه هاي گردش بيشتر معمول است غير قابل استفاده مي كند.شكل 9 منحني سرعت - گشتاور را براي انواع موتور القايي AC تك فاز نشان مي دهد.

موتور القايي AC سه فاز

موتورهاي القايي AC سه فاز به طور گسترده در كاربريهاي تجاري و صنعتي استفاده مي شوند.آنها هم به عنوان موتورهايي با روتور پيچ خورده يا قفس سنجابي دسته بندي مي شوند.

اين موتورها خود استارت هستند و از هيچ خازن يا پيچه استارت يا سوئيچ گريز از مركز يا دستگاه آغازگري استفاده نمي كنند.

آنها گشتاور آغازين در درجه هاي متوسط يا بالا توليد مي نمايند.محدوده نيروي توليدي و بازده اين موتورها از متوسط تا بالا با مشابه هاي تك فازشان مقايسه مي شود.استفاده هاي عمومي آنها مانند آسيابها (و ليث ها دستگاه برنده و فرم دهنده چوب و فلز) مته فشاري پمپها كمپرسورها تسمه نقاله ها همچنين دستگاههاي چاپ دستگاههاي مزرعه سرمايش در الكترونيك و ديگر كاربريهاي مكانيكي است.

موتور قفس سنجابي

تقريبا 90 درصد موتورهاي القايي AC سه فاز از اين نوعند.كه روتور آنها از نوع قفس سنجابي است كه در ابتدا توضيح داده شد.محدوده هاي طبقه بندي نيروي آنها از يك سوم تا چند صد اسب بخار است.موتورهاي اين نوعي كه در دسته يك اسب بخار به بالا اند در مقايسه با مشابه هاي تك فاز كم هزينه ترند و ميتوانند در استارت در فشارهاي سنگينتر بكار كنند.

موتور با روتور پيچشي

موتور با حلقه لغزان يا موتور روتور پيچشي نوعي از موتور القايي قفس سنجابي است.درحالي كه استاتور در اين موتور همانند موتور قفس سنجابي است يك سري از پيچه ها را روي روتور خود دارد كه در حالت مداركوتاه نيستند ولي به يك سري از رينگهاي لغزان ختم مي شوند.اين پيچه ها در اضافه كردن مقاومتها و خازنهاي خارجي سودمندند.اسليپ لازم براي توليد گشتاور بيشينه نهايي مستقيما با مقاومت روتور متناسب است.در موتور با حلقه لغزان مقاومت موثر روتور با اضافه كردن مقاومت خارجي ميان حلقه هاي لغزان كاهش ميابد.

بنابراين امكان بدست آوردن لغزش بيشتر و همچنين گشتاور بيشينه نهايي در سرعتهاي كمتر وجود دارد.

يك مقاومت خارجي مي توانددر سرعت تقريبا صفر را نتيجه دهد كه گشتاو بيشينه نهايي بسيار زيادي با جريان استارت كم را توليد مي كند.هنگامي كه موتور شتاب مي گيرد مقدار مقاومت مي تواند كاهش يابد تا مشخصات موتور براي كارهايي با فشار زياد مناسب شود.هنگامي كه موتور به سرعت اصلي ميرسد خازنهاي خارجي از مدار خارج مي شوند و اين يدين معني است كه اكنون موتور به عنوان يك موتور القايي استاندارد كار مي كند.

اين نوع موتور براي فشارهاي مانا (كارهايي با فشار ثابت) كه درآنها گشتاور نهايي بايد در سرعت تقريبا صفر توليد شده و موتور دركمترين زمان و با كمترين مصرف جريان تا سرعت بيشينه شتاب گيرد ايده آل است.***

قسمت پاييني موتور با حلقه لغزان كه در آن حلقه ها به همراه مجموعه براشها است به نگهداري منظم نياز داردكه از نظر قيمت , استاندارد بودن آن را به عنوان يك موتور قفس سنجابي غير ممكن مي كند.اگر پيچه ها كوتاهتر شوده و استارت زده شود معمولا جريان بالااز روتور در حالت متوقف عبورمي كند كه در حد 1400 درصد است.درحاليكه در اين حالت درآن گشتاوري در حد 60درصد توليد مينمايد كه در بسياري از كاربريها چنين امكان پشتيباني چنين چيزي نيست.با تغيير مقاومتهاي روتور منحني سرعت گشتاور تعديل مي گرددكه بدان وسيله سرعتي كه درآن موتور در فشاري مخصوص كارمي كند تعديل مي شود.ظرفيت تكميل فشار ميتواند سرعت را تا 50درصد سرعت سنكرون كاهش دهد.خصوصا هنگامي كه فشار , از انواعي با نياز به گشتاور – سرعتهاي مختلف مثل پرسهاي چاپ يا كمپرسورها است.كاهش سرعت تا زير 50درصد بازده را به خاطر اتلاف انرژي در مقاومتها به شدت كاهش ميدهد.اين نوع موتور در كاربريهايي با چرخش با گشتاور و سرعتهاي مختلف مانند پرسهاي چاپ , كمپرسورها , تسمه نقاله ها , بالابرنده ها و آسانسورها مورد استفاده قرار مي گيرد.

معادله كنترل گشتاور عملكرد موتور

سيستم بار موتور ميتواند بوسيله معادله اساسي زير بيان شود.

براي چرخشهايي با ماند ثابت داريم:

اين نشان ميدهد كه گشتاور ايجادشده توسط موتوربا گشتاوربار نسبت عكس دارد.

مولفه گشتاور  گشتاور پويا ناميده مي شود زيرا فقط در اعمال زودگذر و آني ظاهر ميشود.اينكه چرخش تسريع يا كند ميشود به اين بستگي دارد كه T از T1 بزرگتر يا كوچكتر باشد.در هنگام شتاب گيري موتور نبايد تنها گشتاور بار راتغذيه كند بلكه بايد مولفه گشتاور اضافي اي را  براي چيره شدن به اينرسي داشته باشد.در درايوهايي با اينرسي بزرگ مانند قطارهاي الكتريكي گشتاور موتور براي مقدار بسيار كافي شتابگيري بايد از گشتاور بار تجاوز كند.در درايوهايي با نياز به واكنش سريع گشتاور موتور بايد در بالاترين مقدارنگه داشته شده و سيستم بار موتور با كمترين مقدار ممكن اينرسي طراحي شده باشد.انرژي مربوط به گشتاور پويا  بصورت انرژي جنبشي (KE) بوجود آمده  ذخيره مي شود.در زمان شتابگيري گشتاور پويا  علامت منفي دارد.ازين رو به گشتاور توليدي موتور T و حفظ تحرك چرخش بوسيله استخراج انرژي از انرژي جنبشي ذخيره شده كمك مي كند.

براي خلاصه , براي حالت دائمي چرخش موتورگشتاوري توليدي موتورT بايد هميشه با گشتاور لازم بارT1 برابر باشد.

منحني سرعت گشتاور موتور القايي سه فاز معمولي در شكل 11 نشان داده شده است.

ويژگي استارتينگ

موتورهاي القايي درحالت خاموش مانند يك ترانسفورماتور درمدار كوتاه عمل مي كنند و اگر كاملا به منبع ولتاژ متصل شوند جرياني بسيار بزرگ مي كشند كه اين جريان به جريان روتور قفل شده معروف است. همچنين گشتاوري توليد مي كند كه به گشتاور روتور قفل شناخته مي شود.گشتاور روتور قفل (LRT) و جريان روتور قفل (LRC) تابع ولتاژ پايانه و تابع طراحي آن مي باشند.هنگامي كه موتور شتاب مي گيرد اگر ولتاژ ثابت نگه داشته شود هردوي گشتاور و جريان تلاش مي كنند كه سرعت روتور را تغير دهند.

جريان استارت يك موتور با ولتاژ ثابت با شتاب گرفتن موتوربطوربسيار آهسته كاهش ميابد و صرفا روند نزولي ميابد.به خصوص وقتي كه موتور به 80 درصد سرعت كامل خود ميرسد.منحنيهاي واقعي براي موتورهاي القايي ميتوانند ميان طراحي هاي مختلف بسياربسيارمتفاوت باشند ولي عموما گرايش آنها به جريان بالاست تا وقتي كه متور تقريبا به سرعت كامل ميرسد.LRC يك موتور ميتواند در محدوده از500 درصد تا 1400 درصد جريان ظرفيت تكميل (FLC) باشد.معمولا موتورهاي خوب در محدوده 550 تا 750درصد از FLC مياشند.

گشتاور استارت يك موتور القايي كه با ولتاژ ثابت آغاز به كار مي كند , كمي به گشتاور كمينه افت مي كند كه به Pull-Up torque شناخته مي شود.و با شتاب گرفتن موتور در تقريبا سرعت بيشينه به يك گشتاور بيشينه افزايش يافته كه به گشتاور شكست يا Pull-Out torque معروف است و سپس در سرعت سنكرون به صفر نزول مي كند.منحني گشتاور استارت برخلاف سرعت روتور به ولتاژ پايانه و طراحي روتور بستگي دارد.

LRT يك موتور القايي ميتواند از مقدار كم 60 درصد FLT تا 350 درصد آن تغيير كند.Pull-Up torque نيز مي تواند به كمي 40 درصد FLT و گشتاور شكست هم مي تواند تا حد 350 درصد FLT باشد.معمولا LRT ها براي موتورهاي بزرگ تا متوسط دستورا 120 تا 280 درصد FLT ميباشد.ضريب توان (PF) با شتاب گرفتن موتور از استارت از .1 تا .25  به مقدار بيشينه افزايش يافته وسپس با رسيدن موتور به سرعت نهايي دوباره سقوط مينمايد.

ويژگي عملكرد

هنگامي كه موتوربه سرعت خود سرعتي كه به تعداد قطبهاي استاتور مربوط است رسيده است در ميزان خطاي كمي نسبت به سرعت سنكرون(Slip) كار مي كند.معمولا ميزان اين كاستي براي يك موتور قفس سنجابي كمتر از 5 درصد است.اسليپ حقيقي نوع خاصي از موتور به طراحي آن بستگي دارد.معمولا سرعت اصلي يك موتور القايي چهار قطبي بين 1420 تا 1480 دور در دقيقه در فركانس 50 هرتز متغير است.در حالي كه سرعت سنكرون 1500 دور در دقيقه در فركانس 50 هرتز است.

ولتاژ كشيده شده توسط موتور القايي دو جزء دارد:جزءانفعالي (جريان مغناطيسي سازي) و مولفه موثر (جريان كاري).جريان مغناطيسي سازي مستقل از بار ولي وابسته به طراحي و ولتاژ استاتور مي باشد.جريان مغناطيسي سازي حقيقي موتور القايي مي تواند از مقدار كم 20 درصد FLC براي دستگاه بزرگ دو پل تا بزرگي 60 درصد براي نمونه كوچك هشت پل متغير باشد.جريان كاري موتوربا بار نسبت مستقيم دارد.

گرايش دستگاههاي بزرگ و پرسرعت به ارائه دادن جريان مغناطيسي سازي كم است درحالي كه گرايش ماشينهاي كوچك و كم سرعت به جريان بالاي مغناطيسي سازي ميباشد.يك موتور معمولي در سايز متوسط و با چهار پلجريان مغناطيسي سازي اي معادل 33 درصد FLC دارد.

يك جريان كم مغناطيسي سازي اتلاف كم آهن را دربردارد در حالي كه جريان بزرگ مغناطيسي سازي افزايش در اتلاف آهن و درنتيجه كاهش بازده عملكرد را در پي دارد.

معمولا بازده عملكرد يك موتور القايي در سه چهارم ظرفيت حداكثر است و از 60درصد براي موتورهاي كوچك كم سرعت تا بيش از 92درصد براي موتورهاي بزرگ پرسرعت متنوع است.ضرايب توان و بازده ها عموما در مشخصات موتورها ذكر شده است.

کاید وپریز

سیر تکامل کلید و پریز

حتما کلید و پریز  های روکار قدیمی را با آن سیم های سفیدی که با میخ  به دیوار می زدند را به یاد دارید  ، هنوز هم از آنها در دهات استفاده می شود .

همراه با پیشرفت بشر در عرصه فن آوری و تولید محصولات پلاستیک ، محصولات صنعت برق هم با جهشی متفاوت و محسوس روبرو بوده است.

تقریبا 75 سال پیش اولین کلید ها در دنیا مورد استفاده قرار گرفتند که چیزی شبیه به کلید چاقوی امروزی بودند  اما جنس بدنه  آنها از چوب بود و جنس اتصالات آنها از آهن.

بعد از گذشته چندین سال از کشف و شناخت بهترین هادی ها اتصالات آهن جای خود را به آلومینیوم و مس دادند.

قدیمی ترین سیم ها فاقد روکش لاستیکی بودند و در ساختمان آنها از پارچه استفاده می شد جالب این است که بدانید آنها بسیار هم سفت و محکم بودند  بخاطر اینکه در ساختمان مسی آنها از مس خالص و بدون  تابش استفاده می شد ، اگر به لطف صنعت شیمی و کشف فلور و به لطف گسترش صنعت مکانیک و ذوب فلزات نبود دیگر به این راحتی ها سیم ماشین جارو برقی شما با سرعت ،آنهم با فشار پا جمع نمی شد و شما مجبور بودید با دستتان آنرا جمع کنید!

بعد از اختراع لاستیک و تولید نسل جدید پلاستیک ها بنام تزریقی و به لطف گسترش قالب سازی شکل روکار خود را یافتند اما از آنجایی که استاندارد خاصی برای آمپراژ برق مصرفی و افت تعریف نشده بود پلاستیک های کشف شده تحمل شدت گرمای ایجاد شده حاصل از آمپر را نداشتند در ساختمان مکانیزم پریز ها بیشتر از چینی استفاده می شد .

هنوز هم خیلی از قدیمی ها دنبال چهار پریز های چینی هستند ،اما با توسعه روز افزون شیمی نسل جدیدی از پلیمر های سخت محور بنام باکالیت مکانیزم های کلید و پریز ها را اشغال کردند که با جواب دهی بالا، قدرت ضربه گیری و تحمل آمپر و حرارت صنعت کلید و پریز را توسعه بخشیدند ، تا همین 20 سال پیش ایران رشت خودمان که متاسفانه ورشکست شد ،کلید و پریز ها یی از جنس باکالیت تولید می کرد ، سری چامبورد یا همان طرح قدیم لگراند هم تقریبا از ترکیباتی از جنس باکالیت بود که در بازار ایران با همین نام شناخته می شد.

بلژیکی ها پیشگامان بدون چون و چرای استفاده از  باکالیت بودند ، باکالیت مشکل خورد شدن و ضربه پذیری و نیز هزینه بالای تولید و یک دست نبودن چینی را نداشت .

در اینجا بود که کم کم جنس بدنه کلید و پریز با جنس مکانیزم  تفاوت چند فرسخی خود را آغاز کرد .

رشد روز افزون برق و درخواست و تقاضای ساکنین دنیا برای استفاده از روشنایی وارد مرحله جدیدی شده بود ، بسیاری از شرکت های تولید ظروف پلاستیکی و ملامین به سمت بازارهای جهانی خیز برداشتند و یک شبه قالب های کلید وپریز ها  طراحی شد .

استاندارد های جدید شکل گرفت و نسل جدید پلاستیک ها ی تزریقی وارد میدان شد . لزوم استفاده از وسایل با احتمال خطر پایین مواد نیمه نسوز و نسوز را هم وارد چرخه کرد

و  همزمان با رشد و گسترش ساختمان ها و شهر نشینی صنعت ساخت کلید و پریز از انحصار تو لید تنها کلید و پریز خارج شد کلید های تبدیل - صلیبی - پریز های آنتن - سوکت های تلفن - پریز های تلوزیون - پریز های ارتدار روکار و توکار پا به عرصه گذاشت .

آلمانی ها گوی سبقت را ربودند و پیشگامان طراحی کلید و پریز ها با دکوراسیون های داخلی شدند ، به نوعی مد و جشنواره طرح و رنگ و کادر کلید و پریز به راه انداخته شد.

شرکت اشنایدر همگام با بزرگترین کمپانی های سازنده کلید و پریز تولید آنها را در چندین کشور از جمله اسپانیا آغاز کرد ، جنس مکانیزم سری ها آلیا و اونه آ (یونیکا) از نوع اورآل فرمال دئید که نوعی ماده پلاستیکی نسوز و نشکن است را تولید کرد .

طراحی زیبایی و توجه به راحتی نصب و سهولت استفاده مد نظر تولیدات بود ، امروز کلید و پریز فراتر از یک نام و یک مفهوم ساده است ، جالب است بدانید تنها برای طراحی و ساخت و محاسبه سری فیش های تلوزیون  و ماهواره بیش از صدها نفر - نیرو ساعتها زمان صرف کرده اند تا تمامی تلوزیون های شما در یک مدار و تنها با یک قطعه سیم همگی یک تصویر واحد را نشان دهند.

شاید بنوعی می توان گفت که دیگر شورش در آمده آنها می خواهند همه چیز یک خانه را درون قوطی های کوچک کلید وپریز به حرکت در آورند!

 

تاثير ميدانهاي الكترومغناطيسي بر انسان

تاثير ميدانهاي الكترومغناطيسي بر انسان امروزه مصرف انرژی در صنعت برق رو به افزایش است و اثرات مخربی بر روی سلامتی و ایمنی انسان داشته است. تاثیرات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی بر روی سلامت و بهداشت انسان از مضرات این صنعت می‌باشد. ما در زندگی روزمره در محیط کار و خانه و مدرسه در معرض میدان الکتریکی و مغناطیسی هستیم. میدانهای مغناطیسی و الکتریکی به وسیله خطوط نیرو، سیمهای الکتریکی و تجهیزات الکتریکی تولید می شود امروزه مصرف انرژی در صنعت برق رو به افزایش است و اثرات مخربی بر روی سلامتی و ایمنی انسان داشته است. تاثیرات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی بر روی سلامت و بهداشت انسان از مضرات این صنعت می‌باشد. ما در زندگی روزمره در محیط کار و خانه و مدرسه در معرض میدان الکتریکی و مغناطیسی هستیم. میدانهای مغناطیسی و الکتریکی به وسیله خطوط نیرو، سیمهای الکتریکی و تجهیزات الکتریکی تولید می شود امروزه مصرف انرژي در صنعت برق رو به افزايش است و اثرات مخربي بر روي سلامتي و ايمني انسان داشته است. تاثيرات ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي بر روي سلامت و بهداشت انسان از مضرات اين صنعت مي‌باشد. ما در زندگي روزمره در محيط كار و خانه و مدرسه در معرض ميدان الكتريكي و مغناطيسي هستيم. ميدانهاي مغناطيسي و الكتريكي به وسيله خطوط نيرو، سيمهاي الكتريكي و تجهيزات الكتريكي توليد مي شود و خطوط نامرئي نيرو هستند كه در اطراف هر وسيله وجود دارند و قدرت آن با افزايش ولتاژ افزايش مي‌يابد. ميدان الكترومغناطيسي از وسايل برقي مثل كامپيوتر شخصي، فر برقي، تلويزيون، يخچال و غيره و نيز خطوط انتقال نيروي برق با ولتاژ زياد حاصل مي شود. ميدان الكترومغناطيسي بر روي سيستمهاي عصبي و رشد و تكامل و ترميم سلولها اختلالاتي ايجاد مي‌كند و موجب پيدايش امراض ناشناخته مانند انواع سرطانها، طومورهاي مغزي و ناباروري در انسان مي‌شود همچنين افرادي كه به دفعات و به مدت طولاني در معرض چنين ميدانهايي قرار مي‌گيرند و نيز افراد شاغل در صنايع برق و تلفن، تعميركاران تلويزيون و جوشكاران آسيب پذيرتر مي‌باشندپس بايد با نصب دستگاههاي كنترل سرطانزايي در محيط كار و شناسايي منابع توليد الكترومغناطيسي، رعايت نكات ايمني در محيط كار و در صورت امكان استفاده از تجهيزاتي كه داراي حداقل ميزان انتشار امواج الكترومغناطيسي است محيطي مناسب براي كار و فعاليت ايجاد نماييم. ● مقدمه امروزه توليد سرانه برق و روند رو به رشد آن يكي از شاخصهاي مهم نشان دهنده پيشرفت صنعتي، اقتصادي و افزايش رفاه كشور مي‌باشد. با توجه به اهميت طرحهاي صنعتي در توسعه پايدار، صنعت برق نيز مشابه ديگر صنايع با توجه به افزايش شتاب توليد و مصرف انرژي برق در ۲۰ سال گذشته نقش به سزايي در آلودگي محيط زيست و سلامت و بهداشت انسان داشته است و بايستي اثرات نيروگاههاي حرارتي از نظر آلودگي آبي و گازي، جامد و آلودگيهاي صوتي و ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي ناشي از فعاليت نيروگاهها بر روي موجودات زنده به خصوص انسان مورد بررسي قرارگيرد. درون تمام ارگانيزمهاي زنده، جريان الكتريكي و ميدانهاي الكتريكي با منشا داخلي وجود دارد كه در مكانيسمهاي پيچيده كنترل فيزيولوژيكي نظير اختلال در سيستمهاي عصبي، عضلاني، فعاليت ممبران سلولي و رشد وتكامل و ترميم بافتها نقش دارند. لذا لازم است ويژگيهاي مصنوعي آثار احتمالي آنها در سيستمهاي بيولوژيكي مورد بررسي قرار گيرند. ميدانهاي الكترومغناطيسي (EMF) ابتدا موجب سرگيجه، وزوز گوش، ضعف و خستگي و تار شدن ديد چشم و خواب آلودگي هنگام كار و همچنين پيدايش امراض ناشناخته، تغيير تركيبات خون، اختلال در سيستمهاي عصبي عضلاني، (نوروماسكولار)، دگرگوني ژنتيكي، بروز سرطانهايي چون لنفوم، لوسمي، طومورهاي مغزي، سرطان غدد بزاقي و اختلال در باروري در زنان و مردان مي‌شود. ما در زندگي روزمره در محيط كار و خانه و مدرسه در معرض ميدان الكترومغناطيسي و الكتريكي هستيم و اين ميدان الكتريكي حاصل از توليد، انتقال و استفاده از الكتريسيته است. مطالعاتي در رابطه با سلامتي انسان در مورد كساني كه در معرض ميدان مغناطيسي و انواع سرطانها از نوع لوكمي و سرطان مغز صورت گرفته است. تعدادي از محققان در مورد ارتباط قرار گرفتن در معرض ميدان مغناطيسي و سرطان ترديد دارند. زيرا تفسير آن از نظر بيولوژيكي مشكل است و نتايج تحقيقات متفاوت به نظر مي‌رسد و با هم هماهنگي ندارند. بسياري از محققان توافق بر اين دارند كه نياز به اطلاعات بيشتري در خصوص تاثيرات ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي بر سلامت انسان داريم. هدف از اين مجموعه فراهم آوردن اطلاعاتي در مورد تاثيرات ميدانهاي الكترومغناطيسي در محيط كار و درك علمي نگرانيها و ترديدهايي است كه در اين مورد وجود دارد. ● ميدان الكترومغناطيسي ميدان الكترومغناطيسي به وسيله خطوط نيرو، سيمهاي برق و تجهيزات الكتريكي توليد مي‌شود. تاكيد اين مجموعه در مورد ارتباط ميدان مغناطيسي با توليد و انتقال كاربرد نيروي الكتريكي است. ميدانهاي مغناطيسي خطوط نامرئي نيرو هستند كه در اطراف هر وسيله الكتريكي وجود دارند. ميدان الكتريكي با ولتاژ توليد مي‌شود و قدرت آن با افزايش ولتاژ افزايش مي‌يابد. واحد قدرت الكتريكي بر حسب متر بر ولت مي‌باشد. ميدان مغناطيسي نتيجه شدت جريان در سيمها يا وسايل الكتريكي مي‌باشد و قدرت آن با افزايش ولتاژ افزايش مي‌يابد. ميدان مغناطيسي بر حسب گوس يا تسلا اندازه‌گيري مي‌شود. از طرف ديگر ميدان الكتريكي حتي وقتي كه تجهيزات الكتريكي خاموش مي شود برقرار است و مدت زيادي با منبع جريان برق ارتباط خود را حفظ مي‌كند. ميدان الكتريكي با عبور كردن از موادي كه هادي الكتريسيته هستند كاهش مي‌يابد. به عبارت ديگر ميدانهاي مغناطيسي از بسياري مواد عبور مي‌كنند و بنابراين جلوگيري از عبور آن بسيار مشكل است. با وجود اين كه ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي در اطراف وسايل الكتريكي و خطوط نيرو وجود دارند. تحقيقات اخير بر روي پتانسيل اثرات ميدانهاي مغناطيسي بر سلامت انسان متمركز گرديده‌اند. با وجود اين كه بعضي مطالعات اپيدمولوژيك ارتباط افزايش خطر ابتلا به سرطان را با در معرض ميدان مغناطيسي قرار گرفتن گزارش نموده‌اند اما ارتباط مشابهي در مورد ميدانهاي الكتريكي گزارش نشده است. توسعه سريع علم و تكنولوژي، موجودات زنده را تحت تابش طيف وسيعي از ميدانهاي الكترومغناطيسي قرار داده است. پيشرفت فناوري و صنعت برق انسانها را در تماس با ميدان الكترومغناطيسي حاصل از وسايل برقي از جمله كامپيوتر شخصي، فر برقي، تلويزيون، يخچال و ... نيز خطوط انتقال نيروي با ولتاژ زياد قرار داده است. ● اثرات ميدانهاي الكترومغناطيسي بر انسان اپيدمولوژي، مطالعه بر روي احتمال شيوع بيماريها در جمعيتهاي انساني است و اينگونه تحقيقات غالبا عيني هستند تا تجربه‌اي و اين بدان معناست كه اينگونه يك اپيدميولوژيست نمي تواند تمامي فاكتورهايي را كه موجب بروز بيماري مي‌شود كنترل كند و يا در آزمايشگاه تحقيق كند اگرچه تحقيقات آزمايشگاهي در اطراف محيط انساني و حيواني كاملا در مورد انسان صدق نمي‌كند. اپيدميولوژيستها مي‌توانند عوامل به وجود آورنده سرطان را مشخص كنند كه شامل دود سيگار است و اين در حالي است كه در مورد ميدانهاي الكترومغناطيسي ارتباطي بين معاشرت و اپيدمولوژي وجود ندارد. بعضي دانشمندان كه در اين مورد مطالعه كرده‌اند ارتباط موجود بين ميدانهاي الكترومغناطيسي و سرطانهاي خاص را وقتي كه خطر كم باشد و يا اصلا نباشد مشكل تفسير مي‌كنند حتي اگر احتمال ابتلا به سرطان ناشي از ميدانهاي الكترومغناطيس بسيار اندك باشد بايد آن را جدي تلقي نمود. زيرا در ميان تعداد كثير افرادي كه در معرض ميدانهاي الكترومغناطيس هستند حتي يك احتمال ناچيز هم مي‌تواند باعث افزايش سرطان در سطح گسترده شود. ● ارتباط سرطان با مشاغل صنعت برق از سال ۱۹۸۲ تعدادي از اپيدميولوژيستها مطالعات و آزمايشاتي در اين مورد انجام داده‌اند و گزارشي از بررسي بيماري لوكمي روي افراد كه در معرض ميدان الكترومغناطيس بوده‌اند با افرادي كه در مشاغل ديگر كار كرده‌اند ارائه داده‌اند. در ايالات متحده اين بيماري در بزرگسالان از هر ۱۰۰۰۰۰ نفر ۱۰مورد در سال مشاهده مي‌شود و اين مطالعات شامل افرادي مي‌شود كه مستقيما با وسايل الكترومغناطيسي سر و كار دارند مثل مهندسان برق و يا افراد شاغل در خطوط تلفن و تلويزيون و تعميرات راديويي، اپراتورهاي ايستگاه برق، الكتريسيته و جوشكار. مطالعات ديگر ارتباط بين شيوع سرطان مغز و يا مرگ و مير در مشاغل مشابه را نشان مي‌دهد. اين تحقيقات اولين بار توسط دكتر Samuel Milham در سال ۱۹۸۲ كامل شده است. همچنين مطالعاتي در مورد ارتباط سرطان سينه و قرار داشتن در معرض ميدان الكترومغناطيسي صورت گرفته است. سرطان سينه در مردان نادر است اما متاسفانه در زنان بسيار رايج است. در ايالات متحده سرطان سينه از هر ۱۰۰۰ نفر بيش از يك مورد در سال مشاهده شده است. در يك مركز تحقيقاتي دانشگاهي در كاروليناي شمالي ميزان مرگ زناني كه در معرض ميدانهاي الكترومغناطيسي قرار داشته‌اند در اثر ابتلا به سرطان سينه بيشتر از زناني بوده است كه در چنين مشاغلي كار نكرده‌اند. اما با توجه به اين كه عوامل ديگري مثل فاكتور سن در تولد اولين نوزاد و باروري و تاريخچه ارثي در ايجاد اين نوع سرطان مؤثر مي‌باشند، لذا باعث اختلال در اين تحقيق شده است و با در نظر گرفتن اين مشكلات و نداشتن اطلاعات كافي پي بردن به عامل اصلي ايجاد اين بيماري غير ممكن به نظر رسيد و مطالعات ديگري كه در ايالات متحده و كشورهاي ديگر انجام شده است نشان ميدهد كه حتي زناني كه در خانه كار مي كنند و در معرض ميدان الكترومغناطيسي بالايي قرار دارند با خطرپيشرفت سرطان سينه مواجه بوده‌اند. ● ساير امراض ناشي از ميدانهاي الكترومغناطيسي بيماري آلزايمر (Alzheimer) نوعي بيماري است كه در افراد سن بالا بروز مي‌كند و باعث ضعف تمركز و اختلال در يادآوري خاطرات مي‌شود. مطالعه و تحقيقاتي كه در سال ۱۹۹۵ در فنلاند و كاليفرنيا انجام گرديده نشان مي دهد كارگراني كه بيشتر در معرض ميدان الكترومغناطيس قرار گرفته بودند بيشتر به اين بيماري مبتلا شده‌اند. طبق گزارش دكتر Stephanie London و همكاران در سال ۱۹۹۴ به اين نتيجه رسيده‌اند كه افراد شاغل در صنايع برق و تلفن نسبت به افراد شاغل در ديگر صنايع بيشتر در معرض ميدانهاي الكترومغناطيس قرار دارند. ● اثرات بيولوژيكي ميدانهاي الكترومغناطيس اين مجموعه اطلاعاتي در مورد تاثيرات ميدانهاي الكترومغناطيسي بر روي حيوانات و تقسيم سلولي به ما مي‌دهد و تاثيرات بيولوژيكي شامل تغييراتي در اعمال سلولها و بافتها و تغييراتي در فعاليت مغز استخوان انسان و ضربان قلب مي‌شود. اين قبيل مطالعات بر روي حيوانات آزمايشگاهي و حيوانات اهلي و نيز انسان بررسي شده است. طول موج، مدت در معرض امواج بودن، فاصله نسج با موج در تكثير سلولي و جزئيات تكثير مورد بررسي قرار گرفته است و باعث اختلال در تكثير سلولي در مرحله DNA سازي و نيز باعث افزايش بروز نقص مادرزادي و اختلال باروري و موتاسيونهاي مختلف مي‌شود و اين اختلال با مدت مجاورت با ميدان الكترومغناطيسي و نوع موج متناسب بوده است. منبع : مركز تحقيقات و فناوري اتوماسيون

تاثير ميدانهاي الكترومغناطيسي بر انسان

تاثير ميدانهاي الكترومغناطيسي بر انسان امروزه مصرف انرژی در صنعت برق رو به افزایش است و اثرات مخربی بر روی سلامتی و ایمنی انسان داشته است. تاثیرات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی بر روی سلامت و بهداشت انسان از مضرات این صنعت می‌باشد. ما در زندگی روزمره در محیط کار و خانه و مدرسه در معرض میدان الکتریکی و مغناطیسی هستیم. میدانهای مغناطیسی و الکتریکی به وسیله خطوط نیرو، سیمهای الکتریکی و تجهیزات الکتریکی تولید می شود امروزه مصرف انرژی در صنعت برق رو به افزایش است و اثرات مخربی بر روی سلامتی و ایمنی انسان داشته است. تاثیرات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی بر روی سلامت و بهداشت انسان از مضرات این صنعت می‌باشد. ما در زندگی روزمره در محیط کار و خانه و مدرسه در معرض میدان الکتریکی و مغناطیسی هستیم. میدانهای مغناطیسی و الکتریکی به وسیله خطوط نیرو، سیمهای الکتریکی و تجهیزات الکتریکی تولید می شود امروزه مصرف انرژي در صنعت برق رو به افزايش است و اثرات مخربي بر روي سلامتي و ايمني انسان داشته است. تاثيرات ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي بر روي سلامت و بهداشت انسان از مضرات اين صنعت مي‌باشد. ما در زندگي روزمره در محيط كار و خانه و مدرسه در معرض ميدان الكتريكي و مغناطيسي هستيم. ميدانهاي مغناطيسي و الكتريكي به وسيله خطوط نيرو، سيمهاي الكتريكي و تجهيزات الكتريكي توليد مي شود و خطوط نامرئي نيرو هستند كه در اطراف هر وسيله وجود دارند و قدرت آن با افزايش ولتاژ افزايش مي‌يابد. ميدان الكترومغناطيسي از وسايل برقي مثل كامپيوتر شخصي، فر برقي، تلويزيون، يخچال و غيره و نيز خطوط انتقال نيروي برق با ولتاژ زياد حاصل مي شود. ميدان الكترومغناطيسي بر روي سيستمهاي عصبي و رشد و تكامل و ترميم سلولها اختلالاتي ايجاد مي‌كند و موجب پيدايش امراض ناشناخته مانند انواع سرطانها، طومورهاي مغزي و ناباروري در انسان مي‌شود همچنين افرادي كه به دفعات و به مدت طولاني در معرض چنين ميدانهايي قرار مي‌گيرند و نيز افراد شاغل در صنايع برق و تلفن، تعميركاران تلويزيون و جوشكاران آسيب پذيرتر مي‌باشندپس بايد با نصب دستگاههاي كنترل سرطانزايي در محيط كار و شناسايي منابع توليد الكترومغناطيسي، رعايت نكات ايمني در محيط كار و در صورت امكان استفاده از تجهيزاتي كه داراي حداقل ميزان انتشار امواج الكترومغناطيسي است محيطي مناسب براي كار و فعاليت ايجاد نماييم. ● مقدمه امروزه توليد سرانه برق و روند رو به رشد آن يكي از شاخصهاي مهم نشان دهنده پيشرفت صنعتي، اقتصادي و افزايش رفاه كشور مي‌باشد. با توجه به اهميت طرحهاي صنعتي در توسعه پايدار، صنعت برق نيز مشابه ديگر صنايع با توجه به افزايش شتاب توليد و مصرف انرژي برق در ۲۰ سال گذشته نقش به سزايي در آلودگي محيط زيست و سلامت و بهداشت انسان داشته است و بايستي اثرات نيروگاههاي حرارتي از نظر آلودگي آبي و گازي، جامد و آلودگيهاي صوتي و ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي ناشي از فعاليت نيروگاهها بر روي موجودات زنده به خصوص انسان مورد بررسي قرارگيرد. درون تمام ارگانيزمهاي زنده، جريان الكتريكي و ميدانهاي الكتريكي با منشا داخلي وجود دارد كه در مكانيسمهاي پيچيده كنترل فيزيولوژيكي نظير اختلال در سيستمهاي عصبي، عضلاني، فعاليت ممبران سلولي و رشد وتكامل و ترميم بافتها نقش دارند. لذا لازم است ويژگيهاي مصنوعي آثار احتمالي آنها در سيستمهاي بيولوژيكي مورد بررسي قرار گيرند. ميدانهاي الكترومغناطيسي (EMF) ابتدا موجب سرگيجه، وزوز گوش، ضعف و خستگي و تار شدن ديد چشم و خواب آلودگي هنگام كار و همچنين پيدايش امراض ناشناخته، تغيير تركيبات خون، اختلال در سيستمهاي عصبي عضلاني، (نوروماسكولار)، دگرگوني ژنتيكي، بروز سرطانهايي چون لنفوم، لوسمي، طومورهاي مغزي، سرطان غدد بزاقي و اختلال در باروري در زنان و مردان مي‌شود. ما در زندگي روزمره در محيط كار و خانه و مدرسه در معرض ميدان الكترومغناطيسي و الكتريكي هستيم و اين ميدان الكتريكي حاصل از توليد، انتقال و استفاده از الكتريسيته است. مطالعاتي در رابطه با سلامتي انسان در مورد كساني كه در معرض ميدان مغناطيسي و انواع سرطانها از نوع لوكمي و سرطان مغز صورت گرفته است. تعدادي از محققان در مورد ارتباط قرار گرفتن در معرض ميدان مغناطيسي و سرطان ترديد دارند. زيرا تفسير آن از نظر بيولوژيكي مشكل است و نتايج تحقيقات متفاوت به نظر مي‌رسد و با هم هماهنگي ندارند. بسياري از محققان توافق بر اين دارند كه نياز به اطلاعات بيشتري در خصوص تاثيرات ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي بر سلامت انسان داريم. هدف از اين مجموعه فراهم آوردن اطلاعاتي در مورد تاثيرات ميدانهاي الكترومغناطيسي در محيط كار و درك علمي نگرانيها و ترديدهايي است كه در اين مورد وجود دارد. ● ميدان الكترومغناطيسي ميدان الكترومغناطيسي به وسيله خطوط نيرو، سيمهاي برق و تجهيزات الكتريكي توليد مي‌شود. تاكيد اين مجموعه در مورد ارتباط ميدان مغناطيسي با توليد و انتقال كاربرد نيروي الكتريكي است. ميدانهاي مغناطيسي خطوط نامرئي نيرو هستند كه در اطراف هر وسيله الكتريكي وجود دارند. ميدان الكتريكي با ولتاژ توليد مي‌شود و قدرت آن با افزايش ولتاژ افزايش مي‌يابد. واحد قدرت الكتريكي بر حسب متر بر ولت مي‌باشد. ميدان مغناطيسي نتيجه شدت جريان در سيمها يا وسايل الكتريكي مي‌باشد و قدرت آن با افزايش ولتاژ افزايش مي‌يابد. ميدان مغناطيسي بر حسب گوس يا تسلا اندازه‌گيري مي‌شود. از طرف ديگر ميدان الكتريكي حتي وقتي كه تجهيزات الكتريكي خاموش مي شود برقرار است و مدت زيادي با منبع جريان برق ارتباط خود را حفظ مي‌كند. ميدان الكتريكي با عبور كردن از موادي كه هادي الكتريسيته هستند كاهش مي‌يابد. به عبارت ديگر ميدانهاي مغناطيسي از بسياري مواد عبور مي‌كنند و بنابراين جلوگيري از عبور آن بسيار مشكل است. با وجود اين كه ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي در اطراف وسايل الكتريكي و خطوط نيرو وجود دارند. تحقيقات اخير بر روي پتانسيل اثرات ميدانهاي مغناطيسي بر سلامت انسان متمركز گرديده‌اند. با وجود اين كه بعضي مطالعات اپيدمولوژيك ارتباط افزايش خطر ابتلا به سرطان را با در معرض ميدان مغناطيسي قرار گرفتن گزارش نموده‌اند اما ارتباط مشابهي در مورد ميدانهاي الكتريكي گزارش نشده است. توسعه سريع علم و تكنولوژي، موجودات زنده را تحت تابش طيف وسيعي از ميدانهاي الكترومغناطيسي قرار داده است. پيشرفت فناوري و صنعت برق انسانها را در تماس با ميدان الكترومغناطيسي حاصل از وسايل برقي از جمله كامپيوتر شخصي، فر برقي، تلويزيون، يخچال و ... نيز خطوط انتقال نيروي با ولتاژ زياد قرار داده است. ● اثرات ميدانهاي الكترومغناطيسي بر انسان اپيدمولوژي، مطالعه بر روي احتمال شيوع بيماريها در جمعيتهاي انساني است و اينگونه تحقيقات غالبا عيني هستند تا تجربه‌اي و اين بدان معناست كه اينگونه يك اپيدميولوژيست نمي تواند تمامي فاكتورهايي را كه موجب بروز بيماري مي‌شود كنترل كند و يا در آزمايشگاه تحقيق كند اگرچه تحقيقات آزمايشگاهي در اطراف محيط انساني و حيواني كاملا در مورد انسان صدق نمي‌كند. اپيدميولوژيستها مي‌توانند عوامل به وجود آورنده سرطان را مشخص كنند كه شامل دود سيگار است و اين در حالي است كه در مورد ميدانهاي الكترومغناطيسي ارتباطي بين معاشرت و اپيدمولوژي وجود ندارد. بعضي دانشمندان كه در اين مورد مطالعه كرده‌اند ارتباط موجود بين ميدانهاي الكترومغناطيسي و سرطانهاي خاص را وقتي كه خطر كم باشد و يا اصلا نباشد مشكل تفسير مي‌كنند حتي اگر احتمال ابتلا به سرطان ناشي از ميدانهاي الكترومغناطيس بسيار اندك باشد بايد آن را جدي تلقي نمود. زيرا در ميان تعداد كثير افرادي كه در معرض ميدانهاي الكترومغناطيس هستند حتي يك احتمال ناچيز هم مي‌تواند باعث افزايش سرطان در سطح گسترده شود. ● ارتباط سرطان با مشاغل صنعت برق از سال ۱۹۸۲ تعدادي از اپيدميولوژيستها مطالعات و آزمايشاتي در اين مورد انجام داده‌اند و گزارشي از بررسي بيماري لوكمي روي افراد كه در معرض ميدان الكترومغناطيس بوده‌اند با افرادي كه در مشاغل ديگر كار كرده‌اند ارائه داده‌اند. در ايالات متحده اين بيماري در بزرگسالان از هر ۱۰۰۰۰۰ نفر ۱۰مورد در سال مشاهده مي‌شود و اين مطالعات شامل افرادي مي‌شود كه مستقيما با وسايل الكترومغناطيسي سر و كار دارند مثل مهندسان برق و يا افراد شاغل در خطوط تلفن و تلويزيون و تعميرات راديويي، اپراتورهاي ايستگاه برق، الكتريسيته و جوشكار. مطالعات ديگر ارتباط بين شيوع سرطان مغز و يا مرگ و مير در مشاغل مشابه را نشان مي‌دهد. اين تحقيقات اولين بار توسط دكتر Samuel Milham در سال ۱۹۸۲ كامل شده است. همچنين مطالعاتي در مورد ارتباط سرطان سينه و قرار داشتن در معرض ميدان الكترومغناطيسي صورت گرفته است. سرطان سينه در مردان نادر است اما متاسفانه در زنان بسيار رايج است. در ايالات متحده سرطان سينه از هر ۱۰۰۰ نفر بيش از يك مورد در سال مشاهده شده است. در يك مركز تحقيقاتي دانشگاهي در كاروليناي شمالي ميزان مرگ زناني كه در معرض ميدانهاي الكترومغناطيسي قرار داشته‌اند در اثر ابتلا به سرطان سينه بيشتر از زناني بوده است كه در چنين مشاغلي كار نكرده‌اند. اما با توجه به اين كه عوامل ديگري مثل فاكتور سن در تولد اولين نوزاد و باروري و تاريخچه ارثي در ايجاد اين نوع سرطان مؤثر مي‌باشند، لذا باعث اختلال در اين تحقيق شده است و با در نظر گرفتن اين مشكلات و نداشتن اطلاعات كافي پي بردن به عامل اصلي ايجاد اين بيماري غير ممكن به نظر رسيد و مطالعات ديگري كه در ايالات متحده و كشورهاي ديگر انجام شده است نشان ميدهد كه حتي زناني كه در خانه كار مي كنند و در معرض ميدان الكترومغناطيسي بالايي قرار دارند با خطرپيشرفت سرطان سينه مواجه بوده‌اند. ● ساير امراض ناشي از ميدانهاي الكترومغناطيسي بيماري آلزايمر (Alzheimer) نوعي بيماري است كه در افراد سن بالا بروز مي‌كند و باعث ضعف تمركز و اختلال در يادآوري خاطرات مي‌شود. مطالعه و تحقيقاتي كه در سال ۱۹۹۵ در فنلاند و كاليفرنيا انجام گرديده نشان مي دهد كارگراني كه بيشتر در معرض ميدان الكترومغناطيس قرار گرفته بودند بيشتر به اين بيماري مبتلا شده‌اند. طبق گزارش دكتر Stephanie London و همكاران در سال ۱۹۹۴ به اين نتيجه رسيده‌اند كه افراد شاغل در صنايع برق و تلفن نسبت به افراد شاغل در ديگر صنايع بيشتر در معرض ميدانهاي الكترومغناطيس قرار دارند. ● اثرات بيولوژيكي ميدانهاي الكترومغناطيس اين مجموعه اطلاعاتي در مورد تاثيرات ميدانهاي الكترومغناطيسي بر روي حيوانات و تقسيم سلولي به ما مي‌دهد و تاثيرات بيولوژيكي شامل تغييراتي در اعمال سلولها و بافتها و تغييراتي در فعاليت مغز استخوان انسان و ضربان قلب مي‌شود. اين قبيل مطالعات بر روي حيوانات آزمايشگاهي و حيوانات اهلي و نيز انسان بررسي شده است. طول موج، مدت در معرض امواج بودن، فاصله نسج با موج در تكثير سلولي و جزئيات تكثير مورد بررسي قرار گرفته است و باعث اختلال در تكثير سلولي در مرحله DNA سازي و نيز باعث افزايش بروز نقص مادرزادي و اختلال باروري و موتاسيونهاي مختلف مي‌شود و اين اختلال با مدت مجاورت با ميدان الكترومغناطيسي و نوع موج متناسب بوده است. منبع : مركز تحقيقات و فناوري اتوماسيون

پست فشار قوی برق چیست؟

پست فشار قوی برق چیست؟

پست محلي است که تجهيزات انتقال انرژي درآن نصب وتبديل ولتاژ انجاممي شودوبا استفاده از کليد ها امکان انجام مانورفراهم مي شود درواقع کاراصلي پست مبدل ولتاژ ياعمل سويچينگ بوده که دربسياري از پستها ترکيب دو حالت فوق ديده مي شود.

در خطوط انتقال DC چون تلفات ناشي از افت ولتاژ ندارد وتلفات توان انتقالي بسيار پايين بوده ودر پايداري شبکه قدرت نقش مهمّي دارند لزا اخيرا ُ اين پستها مورد توجه قراردارند ازاين پستها بيشتردر ولتاژهاي بالا (800 کيلو ولت وبالاتر) و در خطوط طولاني به علت پايين ; بودن تلفات انتقال استفاده مي شود.
درشبکهاي انتقال DC درصورت استفاده ازنول زمين مي توان انرژي الکتريکي دا توسط يک سيم به مصرف کننده انتقال داد.


-2 انواع پست:
پستها را مي توان ازنظر نوع وظيفه,هدف,محل نصب,نوع عايقي, به انواع مختلفي تقسيم کرد.
براساس نوع وظيفه وهدف ساخت:
پستهاي افزاينده , پستهاي انتقال انرژي , پستهاي سويچينگ و کاهنده فوق توزيع .
ـــ براساس نوع عايقي:
پستها با عايق هوا, پستها با عايق گازي که داراي مزاياي زيراست:
پايين بودن مرکز ثقل تجهيزات در نتيجه مقاوم بودن در مقابله زلزله کاهش حجم, ضريب ايمني بسيار بالا باتوجه به اينکه همهً قسمت هاي برق دار و کنتاکت ها در محفظهً گازSF6 امکان آتش سوزي ندارد,
پايين بودن هزينهً نگهداري باتوجه به نياز تعميرات کم تر, استفاده د رمناطق بسيار آلوده و مرطوب و مرتفع .
معايب پستها با عايق گازي :
گراني سيستم و گراني گاز SF6 , نياز به تخصص خاص براي نصب و تعميرات,مشکلات حمل و نقل وآب بندي سيستم.
ـــ بر اساس نوع محل نصب تجهيزات :
نصب تجهيزات در فضاي باز , نصب تجهيزات در فضاي سرپوشيده .
معمولاُ پستها را از 33 کيلو ولت به بالا به صورت فضاي باز ساخته وپستهاي عايق گازي راچون فضاي کمي دارندسرپوشيده خواهند ساخت.
اجزاع تشکيل دهنده پست :
پستهاي فشار قوي از تجهيزات و قسمتهاي زير تشکيل مي شود :
ترانس قدرت , ترانس زمين و مصرف داخلي , سويچگر , جبران کنندهاي تون راکتيو , تاً سيسات جانبي الکتريکي ، ساختمان کنترل , ساير تاًسيسات ساختماني .
ـ ترانس زمين:
از اين ترانس در جاهايي که نقطهً اتصال زمين (نوترال) در دسترس نمي باشد که براي ايجاد نقطهً نوترال از ترانس زمين استفاده مي شود .
نوع اتصال در اين ترانس به صورت زيکزاک Zn است .
اين ترانس داراي سه سيم پيچ مي باشد که سيم پيچ هر فاز به دو قسمت مساوي تقسيم مي شود و انتهاي نصف سيم پيچ ستون اوٌل با نصف سيم پيچ ستون دوٌم در جهت عکس سري مي باشد .
ـ ترانس مصرف داخلي:
از ترانس مصرف داخلي براي تغذيه مصارف داخلي پست استفاده مي شود .
تغذيه ترانس مصرف داخلي شامل قسمتهاي زير است :
تغذيه موتورپمپ تپ چنجر , تغذيه بريکرهاي Kv20 , تغذيه فن و سيستم خنک کننده , شارژ باتري ها , مصارف روشنايي , تهويه ها .
نوع اتصال سيم پيچ ها به صورت مثلث – ستاره با ويکتورکرو)پنوع اتصال بندی DYn11 می باشد .

ـ سويچگر:

تشکيل شده از مجموعه اي از تجهيزات که فيدرهاي مختلف را به باسبار و يا باسبار ها را در نقاط مختلف به يکديگر با ولتاژ معيني ارتباط مي دهند .
در پستهاي مبدل ولتاژ ممکن است از دو يا سه سويچگر با ولتاژهاي مختلف استفاده شود .

ـ تجهيزات سویچگر:

باسبار:
که خود تشکیل شده از مقره ها , کلمپها , اتصالات وهادیهای باسبار که به شکل سیم یا لولهًً توخالی و غیره است .
بریکر , سکسیونر , ترانسفورماتورهای اندازه گیری وحفاظتی , تجهیزات مربوت به سیستم ارتباطی , وسایل کوپلاژ مخابراتی(که شامل : موج گیر , خازن کوپلاژ , دستگاه تطبیق امپدانس است (

برقگیر:
که برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و برخورد صاعقه به خطوط است که در انواع میله ای , لوله ای , آرماتور , جرقه ای و مقاوتهای غیرخطی است .
ـ جبران کنندههای توان راکتیو:

جبران کننده ها شامل خازن وراکتورهای موازی می باشندکه به صورت اتصال ستاره در مدار قرار دارند و نیاز به فیدر جهت اتصال به باسبار می باشند که گاهی اوقات راکتورها در انتهای خطوط انتقال نیز نصب می شوند .
ـــ انواع راکتور ازنظر شکل عایقی :
راکتور با عایق بندی هوا , راکتور با عایق بندی روغنی .
ـــ انواع نصب راکتور سری :
راکتورسری با ژنراتور, راکتورسری باباسبار, راکتورسری با فیدرهای خروجی, راکتورسری بافیدرهای خروجی به صورت گروهی.

ـ ساختمان کنترل:

کلیهً ستگاه های اندازه گیری پارامترها, وسایل حفاظت وکنترل تجهیزات ازطریق کابلها از محوطهً بیرونی پست به داخل ساختمان کنترل ارتباط می یابد همچنین سیستمهای تغذیه جریان متناوب ومستقیم (AC,DC) درداخل ساختمان کنترل قراردارند,این ساختمان اداری تاًسیسات مورد نیازجهت کار اپراتور می باشد که قسمت های زیر را دارا می باشد :
اتاق فرمان , فیدر خانه , باطری خانه , اتاق سیستم های توضیع برق (AC,DC) , اتاق ارتباطات , دفتر , انبار و ...

ـ باطری خانه:

جهت تامین برقDC برای مصارف تغذیه رله های حفاظتی, موتورهای شارژ فنر و... مکانیزم های فرمان و روشنایی اضطراری و... نیاز به باطری خانه دارند که در اطاقکی تعدادی باطری با هم سری می شوند و دردو مجموعه معمولاً 48 و110ولتی قرارمی گیرد وهرمجموعه با یک دستگاه باطری شارژ کوپل می شوند .
اصول کار ترانس فورماتور :

- 1 تعریف ترانس فورماتور:

ترانس فورماتور از دو قسمت اصلی هسته و دو یا چند قسمت سیم پیچ که روی هسته پیچیده می شود تشکیل می شود , ترانس فورماتور یک دستگاه الکتریکی است که در اثرالقای مغناطیسی بین سیم پیچ ها انرژی الکتریکی را ازمدارسیم پیچ اولیه به ثانویه انتقال می دهد بطوری که در نوع انرژی و مقدار آن تغییر حاصل نمی شود ولی ولتاژ و جریان تغییر می کند بنابراین باصرف نظراز تلفات ترانس داریم :
P1=P2 --- V1 I1 = V2 I2= V1/V2 = I2/I1 = N1/N2
که اصول کار ترانس فورماتور براساس القای متقابل سیم پیچ ها است .

2ـ اجزاع ترانس فورماتور:

هسته , سیم پیچ ها , مخزن روغن , رادیاتور , بوشینگ های فشار قوی وضعیف , تپ چنجرو تابلوی مکانیزم آن , تابلوی فرمان , وسایل اندازه گیری و حفاظتی , شیرها و لوله های ارتباطی , وسایل خنک کننده ترانس جریان , شاسی و چرخ , ...

3ـ انواع اتصّال سیم پیچ:

اتصال سیم پیچ های اولیه و ثانویه در ترانس معمولاً به صورت ستاره مثلث , زیکزاک است .

4ـ ترانس فورماتورولتاژ(PT,VT):

چون ولتاژهای بالاتر از 600 V را نمی توان به صورت مستقیم بوسیله دستگاه های اندازه گیری اندازه گرفت , بنابراین لازم است که ولتاژ را کاهش دهیم تا بتوان ولتاژ را اندازه گیری نمود و یا اینکه در رله های

حفاظتی استفاده کرد ترانس فورماتور ولتاژبه این منظوراستفاده می شودکه ترانس فورماتور ولتاژ از نوع مغناطیسی دارای دو نوع سیم پیچ اولیه و ثانویه می باشد که برای ولتاژهای بین 600 V تا 132 KV استفاده می شود .

5ـ ترانس فورماتورجریان(CT):

جهت اندازه گیری و همچنین سیستم های حفاظتی لازم است که از مقدار جریان عبوری از خط اطلاع پیدا کرده و نظر به اینکه مستقیماً نمی شود از کل جریان خط دراین نوع دستگاه ها استفاده کرد و در فشار ضعیف و فشار قوی علاوه بر کمییت , موضوع مهم ایزوله کردن وسایل اندازه گیری و حفاظتی از اولیه است لزا بایستی به طریقی جریان را کاهش داده و از این جریان برای دستگاه های فوق استفاده کنیم واین کار توسط ترانس جریان انجام می شود .

ـــ پارامترهای اساسی یک CT :
نقطه اشباع , کلاس ودقت CT , ظرفیتCT , نسبت تبدیل CT .

6 ـ نسبت تبدیل ترانس جریان:

جریان اولیه Ct طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد که اصولاً باید در انتخواب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخواب شود:
10-15-20-25-30-40-50-60-75-100-125-150 Amp

درصورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتر باشد باید ضریبی از اعداد بالا انتخواب شود . جریان ثاویه Ct هم طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد : 1-2-5
برای انتخواب نسبت تبدیل Ct باید جریان اولیه را متناسب با جریان دستگاه های حفاظت شونده و یا دستگاه هایی که لازم است بار آنها اندازه گیری شود انتخواب کرد .
در موردCt تستهای مختلفی انجام می شودکه رایج ترین آنهاعبارت اند:
تست نطقه اشباع , تست نسبت تبدیل , تست عایقی اولیه و ثانویه .

7ـ حفاظتهای ترانس:

الف : حفا ظتهای دا خلی :

-1 اتصال کوتاه :
A دستگاه حفاظت روغن (رله بوخهلتز, رله توی ب) , B دستگاه حفاظت درمقابل جریان زیاد( فیوز, رله جریان زیادی زمانی ) , C رله دیفرانسیل
-2 اتصال زمین :
A مراقبت روغن با رله بوخهلتز, B رله دیفرانسیل, C سنجش جریان زمین
-3 افزایش فلوی هسته :
A اورفلاکس

ب : حفا ظتهاي خارجي :

-1 اتصالي در شبکه :
A فيوز, B رله جريان زياد زماني , C رله ديستانس
-2 اضافه بار :
A ترمومتر روغن و سيم پيچ , B رله جريان زياد تاخيري , C رله توي ب , D منعکس کننده حرارتي ,
-3 اضافه ولتاژ در اثر موج سيار :
A توسط انواع برق گير

ج : خفا ظتهاي غير الکتريکي :

-1 کمبود روغن : رله بوخهلتز ,
-2 قطع دستگاه خنک کن
- 3نقص در تپ چنجر : رله تخله فشار يا گاز

انواع زمين کردن :

1ـ زمين کردن حفاظتي:

زمين کردن حفاظتي عبارت است از زمين کردن کليه قطعات فلزي تاًسيسات الکتريکي که در ارتباط مستقيم ( فلزبه فلز ) با مدار الکتريکي قرار ندارد .
اين زمين کردن بخصوص براي حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح تماس زياد به کار گرفته مي شود .

2ـ زمين کردن الکتريکي:

زمين کردن الکتريکي يعني زمين کردن نقطه اي از دستگاه هاي الکتريکي و ادوات برقي که جزئي ازمدارالکتريکي مي باشد.
مثل زمين کردن مرکز ستارهً سيم پيچ ترانسفورماتور يا ژنراتور .
که اين زمين کردن بخاطرکارصحيح دستگاه و جلوگيري از ازدياد فشار الکتريکي فازهاي سالم نسبت به زمين در موقع تماس يکي از فازهاي ديگر با زمين .

3ـ روشهاي زمين کردن:

ـــ روش مستقيم :
مثل وصل مستقيم نقطه صفر ترانس يا نقطه اي از سيم رابط بين ژنراتور جريان دائم به زمين .
ـــ روش غير مستقيم :
مثل وصل نقطه صفر ژنراتور توسط يک مقاومت بزرگ به زمين يا اتصال نقطه صفر ستاره ترانس توسط سلف پترزن (پيچک محدود کننده جريان زمين(

ـــ زمين کردن بار:
بايد نقطه صفريااصولاً هرنقطه از شبکه که پتانسيل نسبت به زمین دارد توسط یک فیوز فشارقوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل می شود.

ولتاژهای کمکی :

1ـ ولتاژکمکی (DC 110):

این ولتاژ درپستها یکی از پر اهمیت ترین ولتاژهای مورد نیاز تجهیزات است . کلیه فرامین قطع و وصل بریکر وتغذیه اکثر رله های موجود در هر پست ازهمین منبع تامین می شود .
این ولتاژ توسط یک دستگاه شارژر سه فاز و یک مجموعه 10 ستی باطری12 ولتی به آمپراژ 165 آمپر ساعت , یک تغذیه حفاظتی مطمئن را به وجود میآورد.
ولتاژ 110 ولتی مستقیم وارد تابلوی توضیع DC به مشخصه (+SB) شده واز آنجا جهت مصارف گوناگون از جمله کلیه فرامین قطع و وصل, تغذیه موتور شارژ فنر بریکرهای KV 63 , تغذیه سیستم اضطراری روشنایی توضیع می شود ضمناً هر خط تغذیه مجهز به فیوزهای مجزامی باشد .

2ـ ولتاژکمکی (AC):

ولتاژ کمکی متناوبV 380/220 , توسط ترانس های کمکی هریک به قدرت KVA 100تامین می گردد که سمت اولیه KV 20 توسط فیوزــ های10A/20KV حفاظت می شود .
مراحل ورود ولتاژ کمکی به تابلوی توزیع به این ترتیب است که ولتاژ وارد باکس (AL – T– QS – Q ) داخل محوطه می شود که خود باکس شامل کلید پاپیونی , فیوزهای کتابی و بریکر V400 می باشد .
سپس توسط کابل وارد تابلوی توزیع +SA شده و از طریق کلیدهای پاپیونی که به طور مکانیکی با هم اینترلاک شده اند وارد باسبار توزیع می شود , ولتاژ متناوب V380/220 جهت تغذیه سیستم های روشنایی وگرمایی وموتورهای شارژ بریکرهای KV20,موتورتپ چنجرترانس و شارژها و ... استفاده می شود.

اندازه گيری :

دستگاهای اندازه گیری روی تابلو کنترل برای قسمتهای مختلف شامل:
ـــ فیدر ورودیKV63 شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ ( تعیین بالانس بودن یا نبودن فازها ) , ولتمتر با سلکتورسویچ .
ـــ فیدر ورودی KV20 شامل آمپرمتر با سلکتور , ولتمتر با سلکتور مگاوات متر و مگاوار متر .
ـــ فیدر خروجی KV20 شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ فازها .
ـــ فیدرورودی KV20 درداخل فیدر خانه شامل آمپرمتربا سلکتورسویچ , ولتمتر با سلکتورسویچ .

اينترلاکها :
اینترلاکها به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم می شوند و جهت جلوگیری از عملکردهای ناصحیح تعبیه شده اند .
ـــ اینترلاکهای یک بی خط KV63 : اینترلاک الکتریکی بین سکسیونرزمین خط و ترانس ولتاژ تعبیه شده و تازمانیکه ترانس ولتاژ تحت ولتاژ شبکه باشد , اجازه بستن به سکسیونر زمین خط داده نمی شود .
اینترلاک الکتریکی بین دو سکسیونر طرفین بریکر یک بی خط kv63 تا زمانیکه بریکر در حالت قطع قرار نگیرد اجازه باز یا بسته شدن به سکسیونرطرفین داده نمی شود .
ـــ اینترلاکهای یک KV63 ترانس فورماتور : اینترلاک الکتریکی بین بریکر KV63 وسکسیونر بی ترانس تا موقعی که بریکر در خالت قطع نباشد اجازه باز یا بسته شدن به سکسیونر داده نمی شود .
ـــ اینترلاکهای یک KV20 ترانس فورماتور: اینترلاک مکانیکی بریکر کشویی ورودی KV20 تاهنگامی که بریکر در حالت وصل باشد , پین انترلاک که در قسمت زیر بریکربین دو چرخ عقب بریکر کشویی قرار دارد , اجازهداخل یا خارج شدن از فیدر را نمی دهد . هنگامی که بریکردر مدار وصل است پین مربوطه پشت نبشی که در قسمت کف فیدر پیچ است قراردارد واجازه خارج شدن بریکررانمی دهد .
اینترلاک الکتریکی بین سکسیونر ارت سرکابل ورودی KV20 از ترانسفورماتور و بریکرهای KV20 و KV63همان ترانس به این ترتیب است که تا موقعی که دو بریکر یاد شده درحالت قطع نباشد , اجازه بستن به سکسیونر زمین سرکابل KV20 داده نمی شود .
ضمناً تازمانیکه سرکابل ورودی KV20 زمین باشد بریکرهای KV20 و KV63 فرمان وصل قبول نمی کند .
ـــ انترلاک باس شکن KV63: اینترلاک الکتریکی بین چهار بریکر 63 کیلو ولت قطع نباشند , اجازه بستن ویا باز کردن سکسیونر باس سکشن داده نمیشود .
همچنین در صورتی که هرچهار بریکر 63 کیلو ولت قطع باشد , اجازه باز و بسته شدن به سکسیونر باس شکن داده میشود .
ـــ اینترلاک سکسیونر زمین باسبار 20 کیلو ولت : در صورتی به سکسیونر زمین باسبار 20 کیلو ولت اجازه بسته شدن داده می شود که کلیه بریکرها همان باس (خروجی ها ,ورودی ها و باس کوپلر ) قطع باشند و سوکت بریکرهای انها نیز وصل باشد.
ـــ اینترلاک کلیدهای 400 ولت AC :
اینترلاک الکتریکی بین دو بریکر 400 ولت ترانسهای کمکی: بدین ترتیب که همیشه فقط یک بریکر میتواند در حالت وصل باشد.
اینترلاک مکانیکی بین دو کلید پاپیونی روی تابو توزیع SA + طوری است که فقط یک کلید حالت وصل باشد.
حفاظت:
یک سیستم حفاظتی کامل شامل :
-1 ترانسهای جریان و ولتاژ
-2 رله های حفاظتی (تصمیم گیرنده وصدور فرمان(
-3 کلید های قدرت

ـــ حفاظت های یک پست 63 کیلو ولت ASEA شامل:
1ـ حفاظت های خط 63 کیلو ولت : دیستانس بعنوان حفاظت اصلی و اورکارنت پشتیبان
2ـ حفاظت های یک 63 کیلو ولت ترانس : اورکانت و REF )حفاظت های خارجی (
3ـ حفاظت های یک 20 کیلوولت ورودی ترانس : دایر کشنال اورکانت – ارت فالت – REF و اندرولتاژ
4ـ حفاظت های داخلی ترانس قدرت : رله بوخلس – شاخص سطح روغن – شاخص حرارت روغن – شاخص حرارت سیم پیچ – دریچه تنفسی – فشار زیاد داخل تپ چنجر که ناشی از ازدیاد گازها در اثر اتصالی بوجود میایند.
5ـ حفاظت های یک 20کیلوولت خروجی: اورکانت – ارت فالت
6ـ حفاظت باس کوپلر 20 کیلوولت:اورکانت-ارت فالت – دایرکشنال
7ـ حفاظت های ترانس کمکی: شاخص حرارت روغن ورله بوخهلتز
8ـ حفاظت های بریکر400 ولت AC : جریان زیاد ـــ رلهً حرارتی
9ـ رله سوپرویژن جهت کنترل و مراقبت مدارات قطع بریکرهای 63 ورودی و ترانس وهمچنین ورودی KV20 ترانس قدرت .
رله های 63kv , 20kv REF در صورت به هم خوردن تعادل جریانی فازهای سیم پیچ واختلاف زاویهً 120 درجه بین فازها و در
نتیجه جریان دار شدن نقطه صفر سیم پیچ , عملکرد رله REF را بدنبال خواهد داشت .

عملکرد رلهً بوخهلتز:

در صورت بروز اتصال در داخل ترانس و متصاعد شدن گاز و همچنین حرکت سریع روغن , منجر به عملکرد رلهً بوخهلتز خواهد شد, که با توجه به شدت اتصال مدارات آلارم وتریپ به ترتیب بسته می شوند .
پیش از برق دارکردن باید حرارتهای سیم پیچ و روغن کنترل شود .

سیستم آلارم:
بطور کلی هدف از کاربرد سیستم آلارم و سیگنال در پستهای فشارقوی آشکارساختن خطاها ومعایب بوده و در صورتیکه بهره بردار هنگام کار و مانور دچارخطا شود سیستم آلارم بهره بردار را مطلع وکمک می کند تا سریع تر خطا و عیب مشخص و قسمت معیوب در صورت نیاز مجزا واقدامات لازم انجام گردد .
خطا یا فالت با آلارم (بوق) شروع و همزمان سیگنال چشمکزن مربوطه در پانل آلارم ظاهر می گردد .
وظیفه بهره بردار در این مواقع به این ترتیب است که , ابتدا بوق را با دکمه پوش باتون(ALARM,STOP) قطع می نماید سپس کلیه سیگنال های ظاهر شده را کامل یادداشت نموده , بعد از آن دکمه (ACCEPT)
را جهت پذیرفتن یا ثابت نمودن سیگنال فشار می دهیم .
اگر فالت گذرا باشد , که سیگنال ریست شده و در صورتیکه فالت پایدار باشد , سیگنال ثابت میگردد .
مرحلهً بعدی پیگیری وبرسی جهت برطرف نمودن خطا می باشد .
تشریح سیگنالهای پست kv63 :

-1 آ لارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک بی خط KV63 .
-2 آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک ترانسفورماتور 63/20 KV .
- 3آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ قسمت 20 KV .
-4 آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک ترانسفورماتور کمکی ویک ترانسفورماتورارتینگ .
- 5 آلارم وسیگنالهای عمومی .

مراحل مانور:

-1 مراحل بی برق نمودن یک بی خط KV63 ونحوهً زمین :

قطع بریکر خط , آرزمایش توسط سلکتور سویچ آمپرمتر , باز نمودن سکسیونرهای طرفین بریکر , آ زمایش خط توسط فازمتر , سلکتور ولتمتر خط , بستن سکسیونر زمین , نصب تابلوهای ایمنی روی تابلوی فرمان وکشیدن نوار حفاظتی در محدوده کار گروه .

2- مراحل بی برق نمودن یک خط KV 20 و نحوه زمین :

قطع بریکر خط , آرزمایش توسط سلکتور سویچ آمپرمتر, بیرون آوردن بریکر کشویی از داخل فیدر, آزمایش سر کابل خط توسط فازمتر, بستن کابل ارت به قسمت زمین فیدروتخلیه فازها با استفاده ازفازوسط , نصب تابلو ایمنی وهشدار دهنده روی فیدر وتابلوی فرمان بغل کلید مربوطه .
3ـ مراحل بی برق نمودن
یک ترانس قدرت :

ـــ جابجایی تغذیه ولتاژ V400 کمکی در صورت نیاز .
ـــ جابجایی تپ چنجرترانس ها
ـــ کنترل مقدار بار ترانس ها و امکان مانور بدون خاموشی .
ـــ قطع بریکر KV20 , قطع بریکر KV63 , خارج نمودن بریکر کشویی ورودی KV20 , بازنمودن سکسیونر KV63 ترانس یاد شده ,
قطع کلید پاپییونیV400 بیرونی, زمین نمودن سرکابلKV20 ازطریق اتصال زمین سرکابل ورودی,بستن کابل ارت سمتKV63ترانس قدرت و جدا نمودن قسمتهای برق دار از قسمتهای بی برق با علائم ایمنی .

4ـ مراحل بی برق نمودن باس بار KV20 جهت کارگروه :

قطع کلید بریکر و فیوز تغذیه بریکر , ثبت بار وثبت زمان قطع بریکر

: مباني

توان الكتريكي چيست ؟
اصولا توان به معني سرعت تبديل انرژي است. در دستگاههايي كه براي تبديل انرژي بكار مي روند هر چقدر اين سرعت بيشتر باشد قدرت دستگاه نيز بيشتر است. مثلا در ژنراتور توان بيشتر نشاندهنده توليد انرژي برقي بيشتر است. در مصرف كننده‌ها نيز همين موضوع صدق مي كند. لامپي كه توان بيشتري دارد نور زيادتري هم توليد مي كند.

توان را چگونه محاسبه كنيم ؟
سرعت تبديل انرژي از تقسيم مقدار آن بر زماني كه آن انرژي تبديل شده بدست مي‌آيد. (انرژي الكتريكي از حاصل ضرب ولتاژ در جريان در زمان بدست مي‌آيد). اگر ميزان انرژي را بر زمان تقسيم كنيم، مي‌ماند حاصل ضرب ولتاژ مدار در جريان آن كه اين همان رابطه توان است.(توان = ولتاژ × جريان). البته اين رابطه فقط براي مدارهاي dc صدق مي كند و در مدارات ac رابطه ديگري دارد كه بعدا به آن مي پردازيم.توان با واحد وات و در مقادير بالاتر با كيلو وات و مگاوات سنجيده مي شوند كه توسط واتمتر اندازه گيري مي‌شود.

ادارات برق چگونه بهاي برق مصرفي را محاسبه مي كنند؟
در همه انشعابات، كنتور ميزان انرژي تحويلي به مصرف كننده‌ها را اندازه مي‌گيرد و توسط شماره‌هايي نشان مي‌دهد. اين شماره‌ها بر حسب كيلو وات ساعت است. براي دانستن ميزان مصرف يك ماه: شماره ماه قبل را از شماره جديد كسر مي كنند همچنين هر مشترك موظف است در ماه مبلغي را بعنوان حق اشتراك كه ارتباطي به ميزان مصرف ندارد بپردازد. بعبارت ديگر شما هرچقدر برق مصرف كنيد يك مبلغ ثابت ماهيانه بنام حق آبونمان به آن اضافه مي‌شود.(با پول زور اشتباه نشه‌ها!) بهاي برق مصرفي هم از حاصل ضرب مصرف يكماه در بهاي هر كيلو وات ساعت بدست مي‌آيد كه در آخر به آن آبونمان و نيز ماليات صدا و سيما اضافه مي‌شود كه آخرين مورد هيچ نفعي براي اداره برق ندارد.

چرا نرخ برق بصورت تصاعدي حساب مي‌شود؟
اين امر به منظور تشويق مشتركين به مصرف كمتر مي باشد. زيرا مصرف كمتر سبب كاهش بار نيروگاهها و پستهاي توزيع مي‌شود و اين خود باعث كمتر روشن ماندن ژنراتورها و پايين آمدن هزينه مي‌شود. البته در كشورهاي پيشرفته بعلت فراواني نيروگاهها هزينه روشن كردن مجدد ژنراتور زيادتر از خاموش ماندن آن است و اين سبب تشويق مصرف كننده به افزايش مصرف است بعبارت ديگر نرخ تصاعدي در اين كشورها برعكس ايران است!

منظور از زمان اوج مصرف چيست؟
در زمانها خاصي از شبانه روز بيشترين انرژي از شبكه برق كشيده مي‌شود كه معمولا ابتداي شب است زيرا در اين زمان بيشتر مصارف روشنايي در منازل و خصوصا مغازه‌ها وجود دارد. در اين مواقع ژنراتورها بيشترين بار را متحمل مي شوند و در نتيجه سوخت بيشتري نيز مصرف مي‌شود.

جريان خطا چيست و چند نوع است؟
در صورتيكه در مدار الكتريكي جريان از مسير درست خود جاري نشود آنرا جريان خطا مي‌گويند. اين جريان ممكن است از طريق اتصال بدنه به زمين جاري شود يا از مدار اصلي بگذرد كه ميزان آن بيشتر از حد مشخص مدار است كه آنرا اتصال كوتاه يا اضافه بار گويند. در حالت اتصال كوتاه دو نقطه اي از مدار كه نسبت به هم داراي ولتاژ هستند بهم اتصال مي‌يابند (توسط يك مقاومت بسيار كوچك) و در حالت اضافه بار تعداد مصرف كننده‌ها بيشتر از مقدار مجاز آنها مي‌شود.

منظور از برق گرفتگي چيست؟
اگر جريان برق از بدن انسان يا حيوان بگذرد برق گرفتگي ايجاد مي‌شود. ممكن است اندازه جريان عبوري از بدن محسوس نباشد كه در اين صورت برق گرفتگي قابل تشخيص نيست. اما در صورتيكه ميزان جريان عبوري زياد شود ابتدا شوك به بدن وارد مي‌شود و در صورت زيادتر شدن جريان سبب قطع ضربان قلب، ايست تنفس و در نهايت مرگ مغزي مي‌شود.
اندازه جريان و ولتاژ مجاز چقدر است؟
براي جريان متناوب 15 ميلي آمپر و براي جريان مستقيم 60 ميلي آمپر. (ولتاژ متناوب 65 ولت و ولتاژ مستقيم 45 ولت است.)

نظور از افت ولتاژ چيست؟
مي دانيم كه هرگاه در يك مدار از مقاومت جريان بگذرد در دو سر آن ولتاژي ايجاد مي‌شود كه مطابق قانون اهم از حاصل ضرب ميزان جريان عبوري از مقاومت در مقدار مقاومت بدست مي‌آيد. در شبكه‌ها علاوه بر مصرف كننده‌ها كه به نوعي مقاومت بحساب مي‌آيند مقاومتهاي ناخواسته ديگري هم وجود دارند كه سبب كاهش ولتاژ دو سر بار مي شوند. مهمترين اين مقاومتها همان مقاومتهاي سيمهاي حامل جريان است. مقاومت سيمها، با سطح مقطع آنها نسبت معكوس و با طول آنها نسبت مستقيم دارد. به عبارت ديگر با افزايش طول يا كاهش سطح مقطع يا هردو، ميزان مقاومت سيمها زياد مي‌شود كه همين موضوع افت ولتاژ را زياد مي كند.
براي كاهش ميزان افت ولتاژ يك سيستم بايد تا حد امكان مقاطع سيم‌ها را زياد انتخاب كرد. البته براي اينكار مي بايد ابتدا ميزان جريان عبوري از سيستم يا همان توان مصرفي را داشت. سپس با در نظر گرفتن طول مسير سيم كشي و نيز درصد مجاز افت ولتاژ، سطح مقطع مناسب را محاسبه و انتخاب كرد كه براي اينكار از رابطه زير استفاده مي‌شود:

S=2*L*I/X*DV*V

در رابطه فوق عناصر عبارتند از:
L: طول مسير سيم كشي
I: اندازه جريان مصرفي
X: اندازه هدايت مخصوص سيم كه براي مس 56 و براي آلومينيوم 35 است
DV: اندازه در صد مجاز افت ولتاژ مي باشد كه براي مصارف روشنايي 5/1 درصد، برا ي موتورها 3 درصد و براي پستها 5/0 درصد در نظر گرفته مي‌شود.
V: هم ولتاژ شبكه
براحتي به كمك اين رابطه نمره سيم قابل محاسبه است.
 البته براي سادگي كار امروزه بيشتر از جداول انتخاب سيم استفاده مي‌شود كه بايد به يك نكته توجه داشت و آن اين كه اگر سيمي را از اين جداول انتخاب كرديد حتما با توجه به فاصله مسير سيم كشي درصد افت ولتاژ آن را حساب كنيد و پس از مقايسه با مقدار مجاز مشخص كنيد كه انتخابتان صحيح بوده يا خير.

منظور از مدار الكتريكي چيست؟
حال با دانستن سه فاكتور اساسي در برق (جريان، ولتاژ و مقاومت) مدار الكتريكي را تعريف مي‌كنيم: هر مدار الكتريكي يك مجموعه از توليد كننده برق - مصرف كننده آن و سيمهاي ارتباطي بين اين دو است.
چند نوع مدار الكتريكي داريم؟
دو نوع مدار الكتريكي وجود دارد مدار الكتريكي باز كه در آن ارتباط بين توليد كننده در نقطه يا نقاطي قطع است و در نتيجه جريان در مدار وجود ندارد و مدار الكتريكي بسته كه مسير عبور جريان كامل است و مصرف كننده از توليد كننده انرژي دريافت كرده و آنرا به صورتهاي ديگر تبديل ميكند مانند يك لامپ كه برق را به نور تبديل مي‌كند.

منظور از اتصالي در يك مدار (اتصال كوتاه) چيست ؟
هرگاه در يك مدار بسته جريان از مسيري بجز مصرف كننده بگذرد و مقدار آن زيادتر از حد مجاز باشد، اين وضعيت را اتصال كوتاه مي‌گوئيم. در حالت اتصال كوتاه سيم كشي مدار و توليد كننده برق در معرض آسيب جدي قرار مي‌گيرند زيرا جريان مدار بسيار زياد شده و باعث داغ شدن سيم كشي و اضافه بار شدن منبع توليد كننده برق مي‌گردند در نتيجه اتصال كوتاه بايد سريعا و بصورت خودكار قطع شود كه اين وظيفه بعهده فيوز است.

اساس كار فيوز چيست ؟
فيوز يك عنصر حفاظتي در مدار است كه هرگونه اضافه جرياني را كه بيشتر از مقدار نوشته شده روي فيوز باشد تشخيص داده و آنرا سريع قطع ميكند. بدين صورت كه جريان اضافه سبب توليد گرما در فيوز شده و يك سيم حساس به حرارت را كه در مسير عبور جريان و در داخل فيوز قرار دارد ذوب ميكند و در نتيجه مسير عبور جريان قطع شده و اتصال كوتاه بطور موقت برطرف مي‌شود اما تا زماني كه عامل ايجاد كننده اتصال كوتاه مرتفع نگردد عوض كردن فيوز فايده‌اي ندارد.

نحوه نصب كنتور تكفاز در مدار چگونه است ؟
سيم فاز را به سر سيم پيچ جريان وصل نموده و از سر ديگر آن فاز را مي‌گيرند. و دو سر سيم پيچ ولتاژ را به فاز و نول وصل مي‌كنند. زماني كه مصرف كننده اي به كنتور وصل مي‌شود، جريان از سيم فاز و نول مي‌گذرد. بعبارت ديگر جريان مصرف كننده از سيم پيچ جريان مي‌گذرد و در آن يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي‌كند. سيم پيچ ولتاژ كه هميشه به برق وصل است و داراي يك ميدان مغناطيسي ثابت است (كه مقدار آن هيچ ارتباطي به مصرف كننده متصل شده به كنتور ندارد)، اين دو ميدان مغناطيسي بر هم اثر كرده و سبب ايجاد نيروي حركتي در صفحه آلومينيومي‌درون كنتور مي‌شود. سرعت حركت اين صفحه با "جريان" مصرف كننده رابطه مستقيم دارد. اين حركت توسط يك محور و چرخ دنده به يك شماره "انداز يا نامراتور" ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره‌ها زياد مي‌شود. اين شماره‌ها بجز رقم اول ميزان كاركرد كنتور يا همان مصرف انرژي الكتريكي را بر حسب كيلو وات ساعت نشان ميدهند. البته درون كنتور قطعات ديگري هم نظير: آهنرباي سرعت گير و پيچهاي تنظيم و... وجود دارند كه ما از توضيح آنها صرف نظر كرده‌ايم.   

انواع كنتور كدامند ؟
براي مصارف خانگي دو نوع كنتور تكفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند كه در دسته بندي كنتورها به نوع "اكتيو" معروفند. اما در مصارف صنعتي مي‌توان به كنتورهاي راكتيو و كنتورهاي دو تعرفه اشاره كرد.

---

---

ادامه نوشته

الکتریسیته (برق) چیست ؟

الکتریسیته (برق) چیست ؟

برق در هر جای زندگی ما نقش مهمی را بازی می کند. به کمک برق خانه های ما روشن می شود،

غذای ما پخته می شود ، کامپیوتر ، تلویزیون و سایر وسایل برقی ما به کار می افتد . برق باتری باعث حرکت ماشین و روشن شدن چراغ قوه می شود.

حال در اینجا از طریق آزمایشی می توانید به اهمیت برق پی ببرید. از مدرسه ، خانه یا آپارتمان خود شروع به پیاده روی کنید و کلیه وسایل و لوازم خانگی و ماشینهایی را که با برق کار می کنند را یادداشت کنید، سپس متعجب خواهید شد که تعداد زیادی از وسایل روزمرة ما بستگی به برق دارند.

اما برق یا الکتریسیته چیست ؟ از کجا می آید ؟ چگونه کار می کند ؟ قبل از اینکه همة اینها را بفهمیم باید اطلاعات کمی درباره اتمها و ساختمانشان داشته باشیم. کلیة مواد از اتمها ساخته شده و اتمها نیز از ذرات کوچکتر تشکیل شده اند. سه ذره اصلی سازنده اتم عبارتند از پروتون ، نوترون و الکترون.

همانگونه که ماه به دور زمین می چرخد ، الکترونها نیز به دور مرکز یا هستة اتم می چرخند. هسته، مجموعه ای از نوترونها و پروتونها می باشد.

الکترونها دارای بار منفی و پروتونها دارای بار مثبت هستند. نوترون ها خنثی می باشند، به عبارت دیگر نه دارای بار مثبت و نه منفی هستند.

در طبیعت اتمهای مختلفی وجود دارد به گونه ای که هر نوع عنصر دارای اتم خاص خودش است. یک اتم سازندة یک عنصر است. 118 عنصر مختلف شناخته شده وجود دارد. بعضی از عناصر، مثل اکسیژنی که تنفس می کنیم، برای زندگی ضروری هستند.

هر اتم از تعداد مشخصی الکترون ، پروتون و نوترون تشکیل شده است. اما تعداد ذرات یک اتم اهمیتی ندارد. معمولاًٌ تعداد الکترونها باید برابر تعداد پروتونها باشد. اگر تعداد آنها برابر باشد، اتم را خنثی می نامند که در این حالت اتم بسیار پایدار است.

بنابراین اگر اتمی دارای 6 پروتون باشد ، تعداد الکترونهای آن نیز باید 6 عدد باشد. عنصری که دارای 6 الکترون و 6 پروتون است کربن نامیده می شود. کربن به مقدار فراوانی در خورشید ، ستارگان ، ستاره های دنباله دار ، جو اکثر سیارات و در غذایی که می خوریم وجود دارد. زغال سنگ از کربن ساخته شده است ، و الماسها نیز همینطور . بعضی از انواع اتمها دارای الکترونهایی هستند که به خوبی به هم متصل نشده اند. اتمی که الکترون از دست می دهد، پروتونهایش بیش از الکترون بوده و دارای بار مثبت است. اتمی که الکترون می گیرد دارای ذرات منفی بیشتری بوده و بار منفی دارد.

یک اتم باردار را یون می نامند.

الکترونها را می توان از یک اتم به اتم دیگری حرکت داد. هنگامی که این الکترونها بین اتمها حرکت می کنند، برق یا جریان الکتریکی تولید می شود. حرکت الکترونها از یک اتم به اتم دیگر جریان نامیده می شود. در این حالت یک اتم، الکترون گرفته و دیگری الکترون از دست می دهد.

این زنجیره مشابه گروههای آتش نشانی در زمانهای قدیم است که به کمک سطل آتش را خاموش می کردند. اما به جای اینکه سطلی را از نقطة شروع به نقطة پایان برسانند ، هر شخصی می بایست سطلی از آب برای پرکردن از سطلی به سطل دیگر داشته باشد. بدین ترتیب مقدار زیادی آب از سطل بیرون می ریخت و آب کافی برای ریختن روی آتش وجود نداشت . عبور برق از یک سیم یا یک مدار مشابهت زیادی با آنچه که در بالا گفته شد دارد. هنگام عبور برق از سیم ، بار از یک اتم به اتم دیگر عبور می کند.

دانشمندان و مهندسان راههای زیادی را برای حرکت دادن الکترونها به خارج از اتمها یافته اند. به عبارت دیگر با اضافه نمودن الکترونها و پروتونها، به جای اینکه حالت خنثی برقرار شود، شما یک پروتون اضافی خواهید داشت.

از آنجایی که کلیه اتمها می خواهند خنثی باشند ، اتمی که خنثی نیست به دنبال الکترون آزادی جهت پر نمودن محل الکترون از دست رفته می گردد. این اتم غیر خنثی دارای بار مثبت (+) است، زیرا دارای پروتونهای خیلی زیادی می باشد.

الکترون آزاد در اطراف اتم غیر خنثی منتظر مانده تا مکانی برای آن پیدا شود. الکترون آزاد دارای بار منفی است و هیچ گونه پروتونی برای خنثی سازی آن وجود ندارد . بنابراین می گوییم که این الکترون دارای بار منفی (-) است.

حال بارهای مثبت و منفی چه رابطه ای با الکتریسیته دارند؟

دانشمندان و مهندسان چندین روش را برای ایجاد تعداد زیادی اتم مثبت و الکترون آزاد منفی  یافته اند. از آنجایی که اتمهای مثبت جهت خنثی شدن به دنبال الکترونهای منفی بوده ، از این رو آنها قابلیت جذب زیادی به اتمهای مثبت دارند. بدین ترتیب اتم مثبت ، الکترون منفی را جذب کرده و خنثی
می شود. هر قدر که تعداد اتمهای مثبت یا الکترونهای منفی بیشتر باشد، قدرت جذب دیگری بیشتر خواهد بود. از آنجایی که هر دو گروه مثبت و منفی یکدیگررا جذب می کنند ، جذب کلی را « بار» می نامند.

زمانیکه الکترونها در بین اتمهای ماده حرکت می کنند، جریان برق تولید می شود. این پدیده ای است که در یک قطعه سیم اتفاق می افتد. الکترونها از یک اتم به اتم دیگر عبور کرده و جریان برق را از یک طرف به طرف دیگر برقرار می کنند ، درست مثل آنچه که در حرکت تصاویر یک فیلم اتفاق می افتد.

معمولاً قابلیت هدایت جریان برق در هر یک از اشیاء متفاوت است. مقاومت هر شئ، میزان قابلیت هدایت جریان برق را نشان میدهد. بعضی از اشیاء دارای الکترونهای خیلی پیوسته به هم بوده و برق از آنها به راحتی عبور نمی کند. به این نوع اشیاء عایق می گویند . لاستیک ، پلاستیک ، شیشه و هوای خشک دارای مقاومت بالایی بوده و عایق های خوبی هستند.

سایر مواد دارای الکترونهای ناپیوسته بوده و برق به آسانی از میان آنها عبور می کند. به این دسته از مواد هادی می گویند . اکثر فلزات از قبیل مس ، آلومینیوم یا فولاد ، هادی های خوبی هستند.

 

کلمة «الکتریسیته یا برق » از کجا آمده است ؟

الکترونها ، الکتریسیته ، الکترونیک و سایر کلماتی که با «الکتر» شروع می شود همگی ریشه در یک کلمه ی یونانی به نام «elektor» به «معنی خورشید درخشان» دارد. در یونانی «elektron» به معنی کهرباست .

کهربا یک سنگ قهوه ای مایل به طلایی بسیار زیبایی است که در زیر نور خورشید به رنگ نارنجی و زرد می درخشد. در واقع کهربا شیرة درخت فسیل شده ای است که در فیلم پارک ژوراسیک نیز از آن استفاده گردید. میلیون ها سال قبل حشرات به شیرة این درخت چسبیدند. حشرات کوچکی که دایناسورها را نیش زده بودند دارای خونی در بدنشان بودند که اکنون در کهربا قرار داشت.

یونانیان قدیم متوجه شدند که خواص کهربا خیلی عجیب است. به عنوان مثال وقتی کهربا به خز یا سایر اشیاء مالیده می شد ،قادر بود پر را جذب کند. آنها عامل ایجاد این پدیده را نمی دانستند. اما یکی از اولین مثالهای الکتریسیته ی ساکن را یونانیان کشف کرده بودند . (رجوع به فصل 3).

کلمه لاتین «electricus» به معنی «تولید شده از کهربا توسط اصطکاک» می باشد. بنابراین کلمه ی انگلیسی الکتریسیته از کلمات یونانی و لاتینی که در مورد کهربا بوده ، گرفته شده است