گزارش کار آموزی
محل کار آموزی :
اداره برق شهرستان …..
موضوع:
شناخت تابلوهای برق وترانسفورموتورها
نام و نام خانوادگی دانشجو:
حمید رضا ولی زاده
رشته / گرایش / مقطع :
ICTفنآوری اطلاعات وارتباطات/مدیریت/کارشناسی
استاد کارآموزی :
جناب آقای مهندس محمدی
تاریخ ارایه گزارش :
ضمن عرض تشکر از مدیریت و کارکنان موسسه آموزش عالی …… به خصوص اساتید محترم که با زحمات دلسوزانه فراوان طی این مدت تحصیلی در مقطع کارشناسی برای دانشجویان وقت گذاشته و در پیشرفت علمی آنها نقش بسیار موثری داشتند و در ضمن از مدیریت کارگاه سیم پیچی رامشینی کمال تشکر را دارم که با راهنمایی های کاربردی و موثر اینجانب را با محیط کار و اصول بازار اشنا کردند.
فهرست :
فصل اول : اشنایی با مکان کار اموزی
فصل دوم : ارزیابی بخش های مرتبط با رشته علمی کار آموز
فصل سوم : سیم پیچی ترانسفورماتور
فصل چهارم : سیم پیچی موتور
فصل پنجم : انتقال قدرت
مقدمه:
(ترانسفورماتور )
امروزه با توسعه روز افزونی که در طی چند دهه ی اخیر در سطح زندگی مردم کشورمان مشاهده می شود استفاده از برق و وسایل برقی، شتاب و گسترش رو افزونی یافته. به گونه ای که بیش از 60% مردم کشورمان حداقل از یکی وسایل برقی خانگی استفاده می کنند، که پیش بینی می شود با گسترش هر چه بیشتر شبکه برق رسانی کشور طی سالهای آینده میزان استفاده از وسایل برقی نیز افزایش بیشتری پیدا کند.
ترانس تقویت که در این طرح به بررسی آن می پردازیم امروز به عنوان یکی از دستگاههای مکمل دیگر محصولات برقی خانگی مانند یخچال و تلویزیون و… بازار مصرف خود را در میان مصرف کنندگان علی الخصوص طی سالهای اخیرکه شبکه برق کشور توام با قطع و وصل و نوسانات بیشتری بوده ، به سرعت ایجاد نموده ، به گونه ای که محصول فوق به خصوص طی سالهای اخیر جزو کالاهای کمیاب درآمده و دارای نرخهای متفاوتی در بازار رسمی و آزاد بوده است .
کالاهای فوق به غیر از مصارف خانگی که در فوق بدان اشاره شد در قالب واحدهای خدماتی و صنعتی که نیز از وسایل برقی استفاده می کند مورد مصرف دارد .
این کالا در حال حاضر در داخل کشور تولید می گردد و تولید کنندگان عمده این محصول عبارتنداز: کارخانجات فاراتل ، خزر ترانس ، راسیکو، کالای گنجینه ایرانفرد و تعاونی صنعتی 12 بهمن می باشد که مجموعا بیش از 60% تولیدات کشور را در دست دارند .
بجز واحدهای فوق در واحد دیگر در داخل کشور محصول فوق را تولید می نمایند که در حدود 15 واحد آن بدون هیچ گونه پروانه ای مشغول ساخت این محصول می باشد .
علاوه بر تولید محصول فوق در داخل کشور آمار اداره کل گمرکات کشور حاکی از آن است که طی سالهای 63 ، 67 مقادیر زیادی ترانس تقویت وارد بازار ایران گردیده است.
جدول زیر آمار واردات محصول فوق را جهت ترانسهای تقویت تا 2 کیلو وات و 2 کیلو وات به بالا حاوی ارزش ریالی واردات سالهای فوق را نشان می دهد .
این کالا عمدتا توسط کشورهای شوروی ، لهستان ، تایوان ، آلمان غربی ، انگلستان ، فنلاند ، فرانسه ، بلژیک ، سوئیس ، اسپانیا، ساخته و وارد بازار ایران گردیده است .
2- ویژگی ها و مشخصات فنی محصول:
در حال حاضر انواع ترانس های تقویت خانگی و خدماتی در رنج 500 الی 7000 وات تولید می شود که همگی دارای پروسه تولید یکسانی می باشد ، اما بر طبق بررسی های انجام شده ، عمده مصرف بازار ترانس تقویت 2 کیلو وات می باشد که بر مبنای همین مدل بررسی های بعدی صورت پذیرفته که می تواند به عنوان مبنا ی محاسبه قیمت تمام شده و فروش انواع ترانس تقویت مورد نظر قرار گیرد . همچنین باید یادآور شد که ترانس هایی که عمدتا در بازار مورد مصرف قرار می گیرند ترانس های اتوماتیک می باشند،و ترانس های دستی (سلکتوری) بازار مصرف کمی دارد ، قیمت تمام شده آنها نیز بیشتر می باشد و در حال حاضر عمدتا" واحدهای تولیدی به تولید ترانس اتوماتیک می پردازند و ترانس های سلکتوری در واحدهای بدون پروانه تولید می گردد.
لذا در اینجا ما به بررسی فنی و اقتصادی و مالی در زمینه ترانس تقویت اتوماتیک 2 کیلو وات(سه مرحله تقویت )پرداخته
و جهت ترانس سلکتوری و ترانس 6 کیلو وات فقط به ذکر مواد اولیه مورد نیاز اکتفا می کنیم .
همچنین از آنجا که در ترانس های تقویت ، ترانسفورماتور مربوطه رکن اساسی و با اهمیت آنرا تشکیل می دهد و باید مطابق استانداردهای بین المللی تولید گردد، لذا در ابتدا به بررسی ترانسفورماتور می پردازیم .
فصل اول :
آشنایی با مکان کارآموزی :
کارگاه سیم پیچی بر خلاف شرکتهاوموسسات فعال دراین زمینه حجم کاریه کمتری داردونوع و تعداد محصولات این گونه کارگاهها کمتر و محدودترازکارخانه جات است وبیشتر فعالیت آنها کارهای تعمیراتیست.
فعالیت کارگاه در این مدت دوره کاراموزی بیشتر حول تعمیرات موتورهای نیم سوز و ضعیف شدهو ترانسفورماتورها بودکه اغلب سیم پیچی آنها دوباره پیچیده میشد،این گونه کارگاهها سرویس سیارهم هستند و در محل های متفاوت هم سرویس میدهند .
از دیگر کارهایی که در کارگاه انجام میشد عبارتنداز:سیم پیچی الکتروموتور ،جنراتور ،ترانس های جوش ،سیم پیچی کفکش و شناوروبستن تابلوهای فرمان و برق .
فصل دوم :
ارزیابی بخشهای مرتبط با رشته علمی کارآموز :
موقعیت کاراموز در کارگاه بیشتر همانند یک وردست ماهر بودو بیشتر کمک حال استاد ودربیشتر مواقع مسئول کاری بودیم که استاد به ما محول میکرد،البته مواقعی هم بود که تمام کار مربوط به یک دستگاه به مامحول میشدو بایدکاررو تمام شده تحویل میدادیم،در کل وظایف محول شده متفاوت بوده وهر روز کار جدیدی انجام میدادیم .
از کارهای انجام شده میتوان به سیم پیچی ترانسفورموتورهاکه بیشتر کارهای مارو شامل میشدوبستن تابلوهای برق اشاره کرد.
فصل سوم:
ترانسفورماتور :
1-2- کلیات:
-تعریف ترانسفورماتور:
ترانسفورماتور یکی از وسایل بسیار مهم تبدیل کمیاب جریان و ولتاژ الکتریکی متناوب است ، که بر خلاف ماشین های الکتریکی که انرژی الکتریکی و مکانیکی را بهم تبدیل می کنند ، ترانسفورماتور در نوع انرژی تغییری نمی دهد بلکه ولتاژ و جریان را با همان فرکانس جریان متناوب انتقال دهد ، بطوریکه انرژی ولتاژ پائین را تبدیل به همان انرژی بالاتر می نماید و همچنین جریان را از مقدار داده شده در یک مدار به جریانی با اندازه های متفاوت در مدار دیگر تبدیل کند .
امروزه ترانسفورماتور وسیله ای لازم و ضروری در دستگاههای انتقال انرژی الکتریکی و بخش و توزیع انرژی الکتریکی متناوب است .
ترانسفورماتورها بطور بسیار وسیعی:
در مدارهای وسایل الکترونیکی،مدارها، دستگاههای خودکار یا اتوماتیک، راه اندازی موتورهای الکتریکی ،تطبیق ولتاژ مورد نیاز جهت تغذیه مصرف کننده هایی از قبیل یکسو سازها و مبدل های جریان دائم به جریان متناوب ، شارژ کننده های باطری و ایجاد دستگاههای چندین فازه از دستگاههای دو فازه و سه فازه،در ارتباطات به منظور تطبیق امپدانس وهمچنین در سیستم های قدرت به منظور بالا بردن ولتاژ برای انتقال اقتصادی قدرت یعنی پایین آوردن ولتاژ به مقادیر مورد نیاز بکار می رود.
همچنین ترانسفورماتور یک وسیله بسیار ضروری در مدارهای اندازه گیری الکتریکی و در مدارهای جوشکاری و کوره های الکتریکی است که بعنوان یک مجزا کننده مدار با ولتاژ زیاد از مدارهای با ولتاژ پایین و حذف کننده مولدهای مستقیم جریان در یک مدار دستگاه انرژی نیز بکار می رود.
1-1-2-اساس کار ترانسفورماتور
اساس کار ترانسفورماتورها بر القاء الکترو مغناطیسی متقابل بین دو سیم پیچ که بر روی هسته آهنی قرار داردمبنا نهاده شده است .
ترانسفورماتورها انواع مختلفی دارندکه عبارتنداز:
1)ترانسفورماتورهای جدا کننده:
ترانسفورماتورها یی هستند که سیم پیچ های آنها از نظر الکتریکی از هم جدا می باشند و برای تحقق تدابیر حفاظتی "جداسازی حفاظتی" برای اتصال به مصرف کننده جریان بکار میرود .
2)ترانسفورماتورهای عایق:
ترانسفورماتورهایی هستند که سیم پیچ های آنها از نظر الکتریکی از هم جدا می باشند و برای انتقال انرژی ها بین سیستم هایی با پتانسیل های بسیار مختلف که در آنها ولتاژ عایق نسبت به ولتاژ اسمی ترانسفورماتور معین نشده است،به کار میروند.
3)ترانسفورماتور های کنترل:
ترانسفورماتورهایی هستند که سیم پیچ های آنها از نظر الکتریکی از یکدیگر جدا می باشند. و برای تهیه مواد کنترل به کار می روند.
4)ترانسفورماتورهای منبع تغذیه:
ترانسفورماتورهایی هستن که با یک یا چند سیم پیچ ثانویه که از سیم پیچ اولیه از نظر الکتریکی جدا می باشند تشکیل شده اند.
5)اتو ترانسفورماتورها:
ترانسفورماتورهایی هستند که سیم پیچ اولیه و ثانویه آنها با هم مشترک می باشند.
6)ترانسفورماتورهای جرقه زن:
ترانسفورماتورهایی هستند که سیم پیچ های آنها از نظر الکتریکی از یکدیگر جدا می باشند و برای مشتمل کردن مخلوط هوا و گاز یا هوا و روغن به وسیله جرقه یا قوس الکتریکی به کار می روند.
2-1-2 مشخصات فنی ترانسفورموتور:
مشخصات ابعادی ترانس تقویت:
طول 5/31 سانتی متر
عرض 23 سانتی متر
ارتفاع 5/15 سانتی متر
وزن 10 کیلوگرم
3-1-2 قطعات و اجزاء تشکیل دهنده ترانسفورموتور:
هر دستگاه ترانس تقویت از قسمتهای زیر تشکیل گردیده است.
بدنه شامل:
درب،سینی،شاسی
فیبر مدار چاپی
هسته پلاستیکی
صفحه پلیت
پلاک راهنما
لامپ سیگنال
فیوز
پیچ و مهره و پرچ
سیم و دو شاخه
سیم لاکی
رله
مقاومت – دیود – آی سی – خازن – ترانزیستور
نوار چسب
پتانسیوتر
مقوا
سیم لحیم
رنگ و تینر
از آنجا که در ترانسهای تقویت، ترانسفورماتور نقش اساسی را به عهده دارد،لذا در اینجا به بررسی معتبری در زمینه ترانسفورماتور می پردازیم،این بررسی ها بر اساس استاندارد انجام گرفته است.
در ترانسفورماتورها اجزاء زیر بکار می روند و باید مورد نظر قرار بگیرند.
هسته ترانسفورماتور
قرقره بوبین
سیم پیچ
مواد عایق
4-1-2- هسته ترانسفورماتور:
هسته ها را از ورق هایی که به صورت لایه لایه روی هم قرار داده می شوندمی سازند، به علت افت جریان فوکو، هسته ها را ورقه ورقه ساخته و بین آنها به وسیله اکسیداسیون یا کاغذ می پوشانند و یا اینکه از ورق های عایق شده استفاده می کنند.
با توجه به پیشرفت در ساخت مواد برای ورق های هسته و هسته های نواری برش دار اکنون انواع مختلف این ورق ها و نوارهابسیار زیاد شده است که مهمترین آنها اکنون ورق نوارهای دینامو می باشدکه با کریستالهای منظم بیشتربکاربرده میشودکه از میان انواع گوناگون ورق ها،از ورق ام شکل بیشتراستفاده میشود،زیراکه دارای کمترین پراکندگی شارمیباشدوفاصله هوایی عملا وجود ندارد.
ودرهسته ها با قرار دادن ورق ها به صورت متناوب در خلاف یکدیگر، زمان ساخت ترانسفورماتور بیشتر خواهد شد، ولی فاصله هوایی عملا از بین خواهد رفت.
امروزه از سایر انواع هسته ها، از قبیل هسته های نواری برش دار نیز بسیار استفاده می شود ولی در این موارد قیمت موادافزایش پیدا می کند.
ضخامت ورق در ترانسفورماتورهای کوچک اغلب 35/0 میلی متر می باشد.
5-1-2- قرقره بوبین:
شکلهای مختلف برای قرقره بوبین ها وجود داردکه اندازه های قرقره بوبین باید بر حسب استاندارددیناموباشد.
I
H
D
B
A
Vp
12
14
19
19
28
5/35
42
46
52
52
64
64
5/5
2/5
5/7
3/11
7/15
7/21
8/27
5/33
5/33
5/46
5/36
54
5/3
8/3
75/5
75/5
1/8
6/9
6/11
1/13
4/12
4/12
1/15
1/15
5/5
2/5
5/7
5/7
6/12
6/17
6/20
6/28
6/29
6/29
6/34
6/34
5/12
7/12
19
19
29
37
44
50
6/54
6/54
65
65
29 M
22 M
A 10 M
B
12M
55 M
65 M
74 M
A 85 M
B
A 102 M
B
سیم پیچ ها:
ترانسفورماتورهای منبع تغذیه عامل سیم پیچ اولیه و ثانویه می باشند،بر طبق قاعده ابتدا سیم پیچ اولیه و بعد از عایق بندی کافی،سیم پیچ ثانویه پیچیده میشود.
(واغلب تمام سیم پیچ ها با ولتاژ کم در آخر پیچیده می شوند)
معمولا لازم است که ما بین سیم پیچ اولیه و ثانویه یا حتی برای هر لایه از سیم پیچ ثانویه حفاظ قرار داده شوداین حفاظ می تواند از جنس ورقه نازک مسی یا از سیم لاک دارمسی می باشد.
در جدول زیر مشخصات سیم های مسی که مورد استعمال زیادی دارند آورده شده است که در این جدول مقادیر داده شده اند، قطر سیم معمولی، قطر سیم (قطر نامی) سیم با عایق لاک dcul برای سیم های لاکی مس معمولی، سطح مقطع سیم qcv، وزن به اءزاء هر متر طول gcv مقاومت به ازاء هر متر طول rcu وتعداد حلقه هائیکه می توان در یک سانتی متر مربع جایی دادوهمچنین حداکثر شدن جریان مجاز55/2، چگالی جریان های25/2تا1 آمپر بر میلی متر مربع وتعداد حلقه هایی که در یک سانتی متر مربع جای می گیرندرا برای سیم های مسی با عایق های متفاوت از قبیل ابریشم لاک وابریشم دوبل بدست آورد.
ابعاد و مشخصات سیم های مسی:
حداکثر جریان در
تعداد حلقه در هر cm
Mf
Cm
مقاومت به ازاء
هر متر طول
Rcu
q/m
وزن به ازاء هر متر مربع
Gcu
p/in
سطح مقطع سیم
Qcu
Nm
قشر سیم
لاک دار
Cul
Mm
قطر سیم
Cu
Mm
S=1/00
A/mm
1/00
Ma
S=2/55
A/mm
2/55
Ma
2
3
4
5
6
8
5
7
10
13
16
20
20000
15000
11000
9000
7000
6000
9/1
6/35
4/64
3/55
2/76
2/22
0/019
0/027
0/037
0/048
0/060
0/074
20.10
28
39
50
64
79
0/962
0/075
0/085
0/095
0/108
0/115
0/05
0/06
0/07
0/08
0/09
0/10
9
11
13
14
17
20
22
25
28
31
24
29
34
39
45
51
58
65
72
80
5000
4400
3600
3200
2800
2500
2250
2000
1800
1650
1/84
1/55
1/32
1/14
0/99
0/87
0/772
0/680
0/627
0/557
0/085
0/105
0/120
0/143
0/146
0/186
0/210
0/235
0/260
0/289
95
113
133
154
177
211
227
254
284
314
0/13
0/14
0/15
0/16
0/17
0/18
0/19
0/20
0/21
0/22
0/11
0/12
0/13
0/14
0/15
0/16
0/17
018
0/19
0/20
34
38
41
45
49
53
57
61
66
70
88
97
106
113
125
135
145
157
168
180
1500
1400
1300
1200
1100
1000
950
870
800
770
0/507
0/460
0/422
0/388
0/357
0/330
0/306
0/285
0/266
0/248
0/330
0/350
0/390
0/425
0/460
0/495
0/533
0/571
0/612
0/645
346
38.10
42
45
49
53
57
62
66
71
0/23
0/24
0/25
0/26
0/27
0/285
0/296
0/205
0/319
0/33
0/21
0/22
0/23
0/24
0/25
0/26
0/27
0/28
029
0/30
75
80
85
90
96
100
107
113
120
125
192
205
218
231
245
259
274
289
304
320
720
690
650
600
580
540
250
500
475
450
0/232
0/218
0/2051
0/1932
0/1824
0/1724
0/1632
0/1547
0/1469
0/1396
0/696
0/740
0/786
0/835
0/890
0/940
0/994
1/046
1/102
1/160
75
80
89
91
96
102
108
113
120
126
0/34
0/35
0/36
0/37
0/38
0/39
0/40
0/41
0/42
0/43
0/31
0/32
0/33
0/34
0/35
0/36
0/37
038
0/39
0/40
132
139
336
353
430
420
0/1329
0/1266
1/220
1/278
132
139
0/44
0/45
0/41
0/42
حداکثر جریان در
تعداد حلقه در هر cm
Mf
Cm
مقاومت به ازاء
هر متر طول
Rcu
q/m
وزن به ازاء هر متر مربع
Gcu
p/in
سطح مقطع سیم
Qcu
Nm
قشر سیم
لاک دار
Cul
mm
قطر سیم
dCu
mm
S=1/00
A/mm
1/00
mA
S=2/55
A/mm
2/55
Ma
145
152
159
166
174
181
188
196
370
187
405
123
442
461
480
500
390
380
370
359
330
320
310
300
0/1209
0/1151
0/1130
0/1054
0/1012
0/0979
0/0931
0/0894
1/342
1/405
1/480
1/540
1/610
1/680
1/750
1/830
145.10
152
1599
166
173
181
189
196
0/46
0/47
0/48
0/49
0/50
0/51
0/52
0/532
0/43
0/44
0/45
0/46
047
0/48
0/49
0/50
204
212
221
228
237
246
255
264
274
283
520
241
562
583
605
627
650
673
696
720
290
280
265
255
250
240
230
225
220
210
0/0859
0/0826
0/00796
0/0766
0/0738
0/0713
0/0688
0/0661
0/0642
0/0621
1/960
1/970
2/043
2/118
2/200
2/275
2/355
2/455
2/53
2/62
204
212
221
229
238
246
255
264
273
283
0/545
0/555
0/565
0/575
0/59
0/60
0/61
0/62
0/63
0/64
0/51
0/52
0/53
0/54
0/55
0/56
0/57
0/58
0/59
0/60
332
384
442
502
566
636
709
785
845
980
1125
1280
1445
1629
1805
2600
180
160
140
120
110
100
90
83
0/0526
0/0455
0/0395
0/0348
0/0308
0/0275
0/0246
0/0223
2/97
3/43
3/95
4/48
5/07
5/66
6/34
7/00
334
385
444
504
570
636
711
786
0/69
0/74
0/79
0/84
0/90
0/95
1/00
1/05
0/65
0/70
0/75
0/80
0/85
0/90
0/95
1/00
950
1130
1330
1540
1760
2010
2270
2400
2540
2840
3140
6420
2880
3380
3920
4500
5120
5780
6125
6480
7220
8000
67
55
45
40
33
28
24
20
17
14
12
0/0184
0/0155
0/0132
0/0114
0/0099
0/0087
0/0077
0/0073
0/0069
0/0062
0/0056
8/49
10/09
11/81
13/07
15/75
17/91
20/20
21/50
22/65
25/15
28/00
951
1131
1329
1540
1770
2015
2275
2365
2545
2840
3142
1/16
1/26
1/36
1/46
1/56
1/66
1/76
1/81
1/86
1/96
2/07
1/10
1/20
1/30
1/40
1/50
1/60
1/70
1/75
1/80
1/90
2/00
باید توجه داشت که واحد شدت جریان در فرمول بر حسب آمپر می باشدومقادیر جدول بر حسب میلی آمپر محاسبه شده اند و باید آنها را در 10 ضرب نمود.
a) نبشی محکم کننده فرم F محور مغناطیسی افقی
b) نبشی محکم کننده فرم F محور مغناطیسی عمودی
c) نبشی محکم کننده فرم w1 و w2 محور مغناطیسی افقی
d) نبشی محکم کننده فرم w1 و w2 محور مغناطیسی افقی
مواد عایق:
با وجودآنکه سیم های که برای سیم پیچی بکار می رونددارای عایق می باشند، با این حال عایق کردن لایه ها یا سیم پیچ ها لازم است که از عایق های نواری شکل نیز استفاده شود،در ترانسفورماتورهای معمولی از کاغذ لاک دار یا از پارچه لاک بر طبق DIN 40622 و DIN 40623استفاده می شود،و به تازگی به مسئله صرفه جویی در جا و افزایش ایمنی برای ورقه های عایق توجه زیادی می شود.
برای سازندگان ترانسفورماتورمسئله ضایعات مواد عایق بسیارمهم است،هنگامی که کاغذ یا ورق عایق بر روی سیم پیچ قرار داده می شود، در این صورت ما بین قرقره بوبین و کناره سیم پیچ، آنقدرجای خالی وجود دارد که حلقه ی سیم های تکی با آنها در تماس می باشد،به این ترتیب اثر عایقی کاغذ از بین می رود،که برای جلوگیری از این امر، نوار عایق را کمی پهن تر از قرقره بوبین و سیم پیچ ها انتخاب می کنند و کناره های آنرا طوری برش می دهند که یک لبه اضافی بوجود می آید.
به این ترتیب نوارعایقی طوری بر روی دیواره قرقره بوبین قرار می گیرد که سیم نمی تواند با قرقره بوبین تماس پیدا کند.
در حال حاضر بوسیله شرکتهای مختلف، کاغذهای لاک دار عایق، کتانهای عایق،ابریشم های عایق و ورقه های عایقی برای مصارف برقی ساخته می شود.
مقدار فضای لازم:
در جدول زیر 20 استانداردلازم برای مقدار فضای مورد نیاز بر طبق استانداردوبرحسب میلی متروجوددارد. DIN 41308
جدول مقدار فضای لازم برای ترانسفورماتورباهسته:
نبشی
N2
N1
I
H
B
TYP
W
W 1
W 4
W 11
W 13
W 13
W 16
W 16
L 5
L 7
L 10
L 12
L 12
L 14
L 14
32
44
50
56
64
64
84
84
47
56
64
75
75
91
91
38
47
52
52
64
62
79
42
53
62
61
74
70
87
43
56
66
75
80
80
105
105
55
66
74
85
85
102
102
47
61
72
81
92
92
112
112
59
69
82
90
90
108
108
35
49
59
68
60
80
78
95
51
68
74
74
87
85
103
M 42
M 55
M 65
M 74
M 85a
M 85h
M 102a
M 102h
M 55
M 65
M 74
M 85a
M 85h
M 102a
M 102h
N1
I2
I1
H
B
TYP
42
51
55
62
68
75
80
80
33
41
45
51
57
63
70
70
51
60
64
74
81
87
93
93
26
33
36
41
46
51
57
57
24
29
53
38
42
47
51
62
H30
H38
H42
H48
H54
H60
H66a
H66b
این مقادیر برای طراحی یک دستگاه با ترانسفورماتور لازم میباشد، در زیر مقدار فضای لازم برای ترانسفورماتوهاآورده شده است.
استانداردهای جهانی محصول:
جهت ترانسفورماتورهای استانداردکوچکVDE 0550 قسمتهای 1و2 تا 6 VDE 0551 در نظر گرفته شده است و
جهت قطعات اساسی تشکیل دهنده آن استاندارنیزدرزیر مشخص شده است.
ورق هسته DIN 48400
مواد فرو مغناطیسی DIN 4130
انواع فوم هسته DIN 41302
قرقره بوبین DIN 41303-41304-41305
جنس سیم پیچ
DIN 46435
بازارفروش ترانسفورموتور:
در حال حاضر ترانس تقویت دو کیلو وات و چهار کیلو وات و شش کیلو وات با دو مرحله تقویت به طور عمده فروشی به ترتیب 43000 ریال و 55000 و 87000 ریال به فروش می رسد. ترانس تقویت مورد نظر سه مرحله تقویت می باشد که به طور عمده فروشی به ترتیب 49000 ریال و 61000 و 93000 ریال به فروش می رسد.
تشریح دقیق و جامع فرآیند تولید :
برای رسیدن به یک فرآیند روان و موثر مواد و قطعات، لازم است اطلاعات با دقت کافی بکار گرفته شوند، از این رو با توجه به مشخصات فنی هر قطعه و ماده اولیه بکار گرفته شده و مورد مصرف هر قطعه نسبت به تعیین فرآیند تولید قطعات به شرح صفحات بعد مبادرت شده است.
در ضمن پس از تعیین فرآیند تولید نسبت به تعیین نحوه و ترتیب مونتاژ قطعات محصول اقدام شده است.
فصل چهارم:
سیم پیچی موتور :
یک موتور الکتریکی، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است، توسط ژنراتور انجام می شود،این دو وسیله بجز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستندواکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می کننداما موتورهایی که بر اساس پدیده های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می کنندهم وجود دارند..
ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می شود. در یک موتور استوانه ای ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله ای معین از محور روتور به روتور اعمال می شود، می گردد.
اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می شود. روتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می شود. با توجه به طراحی ماشین ، هر کدام از بخشهای روتور یا استاتور می توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را در مدارس استفاده می کنند.
انواع موتورهای الکتریکی
موتورهای DC
یکی از اولین موتورهای دوار ، اگر نگوییم اولین ، توسط مایکل فارادی در سال 1821م ساخته شده بود و شامل یک سیم آویخته شده آزاد که در یک ظرف جیوه غوطه ور بود، می شد. یک آهنربای دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود.
وقتی که جریانی از سیم عبور می کرد، سیم حول آهنربا به گردش در می آمد و نشان می داد که جریان منجر به افزایش یک میدان مغناطیسی دایره ای اطراف سیم می شود. این موتور اغلب در کلاسهای فیزیک مدارس نشان داده می شود، اما گاهاً بجای ماده سمی جیوه ، از آب نمک استفاده می شود.
موتور کلاسیک DC دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس می کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنرباهای الکتریکی، آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعه ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچهای موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی ، بستگی دارد.
سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان و با استفاده از تپها (نوعی کلید تغییر دهنده وضعیت سیم پیچ) در سیم پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر ، کنترل می شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می تواند در سرعتهای پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهای ترکشن (کششی) نظیر لکوموتیوها استفاده می کنند.
اما به هرحال در طراحی کلاسیک محدودیتهای متعددی وجود دارد که بسیاری از این محدودیتها ناشی از نیاز به جاروبکهایی برای اتصال به کموتاتور است. سایش جاروبکها و کموتاتور ، ایجاد اصطکاک می کند و هر چه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبکها می بایست محکمتر فشار داده شوند تا اتصال خوبی را برقرار کنند. نه تنها این اصطکاک منجر به سر و صدای موتور می شود بلکه این امر یک محدودیت بالاتری را روی سرعت ایجاد می کند و به این معنی است که جاروبکها نهایتاً از بین رفته نیاز به تعویض پیدا می کنند. اتصال ناقص الکتریکی نیز تولید نویز الکتریکی در مدار متصل می کند. این مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بیرون آن از بین می روند، با قرار دادن آهنرباهای دائم در داخل و سیم پیچها در بیرون به یک طراحی بدون جاروبک می رسیم.
موتورهای میدان سیم پیچی شده
آهنرباهای دائم در (استاتور) بیرونی یک موتور DC را می توان با آهنرباهای الکتریکی تعویض کرد.
با تغییر جریان میدان (سیم پیچی روی آهنربای الکتریکی) می توانیم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغییر دهیم. اگر سیم پیچی میدان به صورت سری با سیم پیچی آرمیچر قرار داده شود، یک موتور گشتاور بالای کم سرعت و اگر به صورت موازی قرار داده شود، یک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهیم داشت. می توانیم برای بدست آوردن حتی سرعت بیشتر اما با گشتاور به همان میزان کمتر ، جریان میدان را کمتر هم کنیم. این تکنیک برای ترکشن الکتریکی و بسیاری از کاربردهای مشابه آن ایده آل است و کاربرد این تکنیک می تواند منجر به حذف تجهیزات یک جعبه دنده متغیر مکانیکی شود.
موتورهای یونیورسال
یکی از انواع موتورهای DC میدان سیم پیچی شده موتور ینیورسال است. اسم این موتورها از این واقعیت گرفته شده است که این موتورها را می توان هم با جریان DC و هم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً این موتورها با تغذیه AC کار می کنند. اصول کار این موتورها بر این اساس است که وقتی یک موتور DC میدان سیم پیچی شده به جریان متناوب وصل می شود، جریان هم در سیم پیچی میدان و هم در سیم پیچی آرمیچر (و در میدانهای مغناطیسی منتجه) همزمان تغییر می کند و بنابراین نیروی مکانیکی ایجاد شده همواره بدون تغییر خواهد بود. در عمل موتور بایستی به صورت خاصی طراحی شود تا با جریان AC سازگاری داشته باشد (امپدانس/راکتانس بایستی مدنظر قرار گیرند) و موتور نهایی عموماً دارای کارایی کمتری نسبت به یک موتور معادل DC خالص خواهد بود.
مزیت این موتورها این است که می توان تغذیه AC را روی موتورهایی که دارای مشخصه های نوعی موتورهای DC هستند بکار برد، خصوصاً اینکه این موتورها دارای گشتاور راه اندازی بسیار بالا و طراحی بسیار جمع و جور در سرعتهای بالا هستند. جنبه منفی این موتورها تعمیر و نگهداری و مشکل قابلیت اطمینان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ایجاد می شود و در نتیجه این موتورها به ندرت در صنایع مشاهده می شوند، اما عمومی ترین موتورهای AC در دستگاههایی نظیر مخلوط کن و ابزارهای برقی که گاهاً استفاده می شوند.
.
* موتورها تک فاز:
معمولترین موتور تک فاز موتور سنکرون قطب چاکدار است، که اغلب در دستگاه هایی بکار می رود که گشتاور پایین نیاز دارند، نظیر پنکه های برقی ، اجاقهای ماکروویو و دیگر لوازم خانگی کوچک. نوع دیگر موتور AC تک فاز موتور القایی است، که اغلب در لوازم بزرگ نظیر ماشین لباسشویی و خشک کن لباس بکار می رود. عموماً این موتورها می توانند گشتاور راه اندازی بزرگتری را با استفاده از یک سیم پیچ راه انداز به همراه یک خازن راه انداز و یک کلید گریز از مرکز ، ایجاد کنند.
هنگام راه اندازی ، خازن و سیم پیچ راه اندازی از طریق یک دسته از کنتاکتهای تحت فشار فنر روی کلید گریز از مرکز دوار ، به منبع برق متصل می شوند. خازن به افزایش گشتاور راه اندازی موتور کمک می کند. هنگامی که موتور به سرعت نامی رسید، کلید گریز از مرکز فعال شده ، دسته کنتاکتها فعال می شود، خازن و سیم پیچ راه انداز سری شده را از منبع برق جدا می سازد، در این هنگام موتور تنها با سیم پیچ اصلی عمل می کند.
:موتورهای سه فاز
برای کاربردهای نیازمند به توان بالاتر، از موتورهای القایی سه فاز AC (یا چند فاز) استفاده می شود. این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان ، استفاده می کنند. اغلب ، روتور شامل تعدادی هادیهای مسی است که در فولاد قرار داده شده اند. از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادیها القای جریان می کند، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب می شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید.
این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف است. برای اینکه این موتور به حرکت درآید بایستی همواره موتور با سرعتی کمتر از فرکانس منبع تغذیه اعمالی به موتور ، بچرخد، چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کننده های در روتور ایجاد نخواهد شد. استفاده از این نوع موتور در کاربردهای ترکشن نظیر لوکوموتیوها ، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است، روز به روز در حال افزایش است. به سیم پیچهای روتور جریان میدان جدایی اعمال می شود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود، که در موتور سنکرون وجود دارد، موتور به صورت همزمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز ، به گردش در می آید. موتورهای سنکرون را می توانیم به عنوان مولد جریان هم بکار برد.
سرعت موتور AC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد و مقدار لغزش ، یا اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان استاتور ، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می کند. تغییر سرعت در این نوع از موتورها را می توان با داشتن دسته سیم پیچها یا قطبهایی در موتور که با روشن و خاموش کردنشان سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می کند، ممکن ساخت. به هر حال با پیشرفت الکترونیک قدرت می توانیم با تغییر دادن فرکانس منبع تغذیه ، کنترل یکنواخت تری بر روی سرعت موتورها داشته باشیم.
موتورهای پله ای:
نوع دیگری از موتورهای الکتریکی موتور پله ای است، که در آن یک روتور درونی ، شامل آهنرباهای دائمی توسط یک دسته از آهنرباهای خارجی که به صورت الکترونیکی روشن و خاموش می شوند، کنترل می شود. یک موتور پله ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونوئید است. موتورهای پله ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده ای در حالتهای موقعیتی معینی قرار می گیرند، اما موتورهای پله ای نسبتا کنترل شده ، می توانند بسیار آرام بچرخند. موتورهای پله ای کنترل شده با کامپیوتر یکی از فرمهای سیستمهای تنظیم موقعیت است، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان یار باشند.
موتورهای خطی:
یک موتور خطی اساساً یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور (چرخش) گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش ، بوجود آورد. موتورهای خطی اغلب موتورهای القایی یا پله ای هستند. می توانید یک موتور خطی را در یک قطار سریع السیر ماگلیو مشاهده کنید که در آن قطار روی زمین پرواز می کند.
موتور جریان متناوب یک ماشین الکتریکی است که با جریان متناوب تغذیه شده و توان الکتریکی را تبدیل به توان مکانیکی چرخشی یا خطی می نماید. موتور جریان متناوب AC از دو قسمت اصلی تشکیل شده:
*استاتور: هسته خارجی و معمولاً ثابت که با استفاده از جریان جریان متناوب میدان دوار ایجاد می کند.
*روتور: هسته داخلی و متحرک که به محور خروجی متصل شده و با توجه به میدان دوار تولید شده توسط استاتور، گشتاور تولید می کند.
از نظر نوع روتور مورد استفاده قرار گرفته در موتورها، موتورهای جریان متناوب به دو صورت طبقه بندی می شوند:
*موتور سنکرون یا هم زمان که در آن روتور دقیقاً با سرعت میدان دوار می چرخد. در این نوع موتورها میدان الکتریکی روتور به وسیله یک منبع خارجی تامین می شود.
*موتور اسنکرون یا القایی که در آن میدان الکتریکی روتور از القای میدان استاتور پدید می آید.
موتور جریان متناوب سه فاز القایی:
در بیشتر محل های که سیستم تغذیه سه فاز (یا چند فاز) در دسترس است از این گونه موتورها استفاده می شود به ویژه در قدرت های بالاتر استفاده از این موتورها بسیار رایج است. اختلاف زاویه بین هر یک از سه فاز تغذیه کننده باعث به وجود آمدن یک میدان دوار متعادل می شود که دارای سرعتی ثابت است.
در یک موتور القایی میدان مغناطیسی دوار موجب القای یک جریان در هادی های روتور می شود. این جریان به طور متقابل میدان مغناطیسی را به وجود می آورد که موجب چرخش روتور در جهت میدان مغناطیسی دوار خواهد شد. اما نکته ای که باید به آن توجه داشت این است که روتور همیشه باید با سرعتی کمتری از سرعت استاتور بچرخد و به عبارت دیگر در صورتی که سرعت روتور و میدان دوار یکسان باشد جریانی در روتور القاءنخواهدشد..
موتورهای القایی در صنایع به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند اما قدرت های حدود ۵۰۰ کیلووات خیلی بیشتر رایج هستند. موتورهای القایی معمولاً با اندازه های استانداردی ساخته می شوند (البته این استانداردها در اروپا و آمریکا متفاوت است) این استانداردگذاری در ساخت موتورها تقریباً همه آنها را قابل تعویض می کند. توان برخی از موتورها القایی بسیار بزرگ تا ده ها هزار کیلو وات می رسد و از جمله استفاده های این موتورها می توان به کمپرسورهای خطوط لوله و تونل های باد اشاره کرد. برای این موتورها دو نوع مختلف از روتور وجود دارد:
*روتور قفسی (قفس سنجابی)1-
*2-روتور سیم پیچی شده
روتور قفسی
بیشتر موتورهای جریان متناوب از این نوع روتورها استفاده می کنند به طوری که می توان گفت همه موتورهای خانگی و موتورهای سبک صنعتی از این نوع روتورها استفاده می کنند. روتور قفسی یا قفس سنجابی نام خود را به خاطر شکلش گرفته؛ دو رینگ در دو انتهای روتور که به وسیله میله های به هم وصل شده اند شکلی تقریبً شبیه یک قفس تشکیل می دهند. این میله ها عموماً از جنس آلمینیوم یا مس هستند و در بین ورقه های لایه لایه شده فولادی ریخته شده است. بیشتر جریان القا شده در روتور از میان این میله ها عبور می کند چراکه ورق های لایه لایه فولادی به علت لاک زنی شدن دارای مقاومت الکتریکی زیادی هستند. ولتاژ ایجاد شده در بین حلقه ها بسیار پایین است اما جریان جاری بسیار زیاد است و این به دلیل مقاومت پایین این میله هاست. در موتورهایی که راندمان بالاتری دارند از مس برای تولید روتور استفاده می شوند چراکه مقاومت الکتریکی این فلز کمتر است.
در هنگام کار، موتور القایی شبیه یک ترانسفورماتور عمل می کند که استاتور اولیه و روتور ثانویه آن محسوب می شود. زمانیکه روتور با سرعت میدان دوار نمی چرخد جریان القا شده در روتور زیاد است، این جریان زیاد میدان مغناطیسی ایجاد می کند که با افزایش سرعت روتور سرعت آن را هرچه بیشتر به سرعت استاتور نزدیک می کند. یک موتور القایی روتور قفسی در هنگام بی باری (سرعت برابر با میدان دوار) تنها مقدار کمی انرژی الکتریکی برای جبران تلفات مکانیکی (اصطکاک) و تلفات مسی (تلفات ایجاد شده به دلیل مقاومت هادی های الکتریکی) مصرف می کند. اما زمانی که بار موتور افزایش می یابد میزان جریان جاری در روتور افزایش می یابد (برای جبران فشار وارده به محور موتور) و به این ترتیب موتور مانند یک ترانسفورماتور عمل می کند چراکه با افزایش جریان در ثانویه جریان اولیه نیز افزایش می یابد. این دلیل کاهش یافتن نور لامپ ها در هنگام روشن شدن موتورهای القایی است البته زمانی که این موتورها به هواکش ها متصل شده اند این اتفاق نمی افتد.
موتورهای القایی که از حرکت وامانده اند (به دلیل بار زیاد یا گیر کردن محور) جریانی بسیار زیاد مصرف خواهند کرد چراکه تنها عامل محدود کننده جریان در چنین حالتی مقاومت ناچیز هادی های استاتور و روتور خواهد بود و در صورتی که این جریان به وسیله عاملی خارجی مهار نشود موتور و تجهیزات تغذیه کننده آن آسیب خواهند دید.
روتور سیم پیچی
زمانی که مقاومت سر راه روتور قابل تغییر باشد، روتور را سیم پیچی شده می نامند. یکی از کاربردهای این نوع روتورها در موقعیت هایی است که به سرعت متغیر نیاز است. در این روتورها سم پیچ روتور طوری پیچیده شده که تعداد قطب ها در روتور و استاتور برابر هستند و خروجی هر فاز از روتور به طور جداگانه و به وسیله حلقه های لغزنده از موتور خارج شده است. این حلقه های لغزنده ارتباط الکتریکی خود با محور موتور را معمولاً به وسیله کربن ایجاد می کنند و پس از خارج شدن از موتور به یک مقاومت متغیر خارجی وصل می شوند.
در مقایسه با موتورها روتور قفسی، موتورهای روتور سیم پیچی گران تر هستند و به علت استهلاک حلقه های لغزان دارای هزینه تعمیر و نگه داری بالاتری نیز هستند، قبل از تولید تجهیزات کنترل سرعت الکترونیکی این موتورها بهترین راه برای کنترل سرعت بودند همچنین این موتورها می توانند در لحظه شروع به کار گشتاور بالاتری داشته باشند. استفاده از کنترل کننده های ترانزیستوری فرکانس راهی مناسب برای کنترل دور موتورهای جریان متناوب است و این از تمایل برای استفاده از موتورهای روتور سیم پیچی کاسته است.
راه های مختلفی برای راه اندازی موتورهای جریان متناوب استفاده می شود که اغلب این راه ها بر کاهش جریان هجومی در هنگام راه اندازی و همچنین افزایش گشتاور راه اندازی تکیه می کنند. این گونه موتورها تنها با وصل ترمینال های ورودی به برق شهری با ولتاژ استاندار شروع به کار می کنند و (بر خلاف برخی موتورهای جریان مستقیم) نیاز به روش راه اندازی ویژه ای ندارند. یکی دیگر از روش های کاهش جریان راه اندازی موتور، کاهش ولتاژ سیم پیچ ها در لحظه راه اندازی است که این کار به وسیله سری کردن سیم پیچ های بیشتر یا استفاده از اتوترانسفورماتور،تریستور و یا دیگر تجهیزات کاهش ولتاژ صورت می گیرد. روشی دیگر برای کاهش ولتاژ سیم پیچ ها در لحظه راه اندازی تغییر طرز قرار گرفتن سیم پیچ ها و استفاده از کلیدهای ستاره-مثلث است. در این حالت ابتدا موتور را در حالت ستاره راه اندازی کرده و پس از رسیدن به دور نامی، ترتیب قرار گرفت سیم پیچ ها را به وسیله کلید تغییر داده و به حالت مثلث می برند. این روش در اروپا رایج تر از آمریکای شمالی است.
سرعت موتور آسنکرون
سرعت در یک موتور جریان متناوب به دو عامل فرکانس و تعداد قطب های موتور بستگی دارد و از فرمول زیر به دست می آید:
که:
NS سرعت میدان دوار یا سرعت سنکرون (r. p. m)
f فرکانس منبع جریان متناوب (هرتز)
P تعداد قطب های سیم پیچی به ازای هر فاز است.
میزان سرعت واقعی روتور همیشه از سرعت میدان دوار کمتر است. این اختلاف سرعت را لغزش می نامند و با S (مخفف slip به معنی لغزش) نمایش می دهند. در حالت بی باری سرعت روتور به سرعت سنکرون خیلی نزدیک خواهد بود و در بار نامی موتور لغزشی بین ۲ تا ۳ درصد خواهد داشت که در برخی موتورها این لغزش تا ۷٪ نیز می رسد. میزان لغزش در یک موتور جریان متناوب از رابطه زیر به دست می آید.:
که میزان لغزش میباشد.} S=0,1 ،Nr سرعت روتور (r. p. m){
فصل پنجم :
انتقال قدرت :
تاریخچه صنعت برق در جهان
تولید الکتریسیته ساکن و اندازه گیری آن و انجام تحقیقات اولیه توسط فیزیک دانی بنام کولن و سپس تولید الکتریسیته جاری با استفاده از نوعی باتری توسط الکساندر ولتا به مرحله اجرا درآمد. باپیشرفت علم در سال 1882 برای اولین بار در اشتوتگارت آلمان نیروگاهی ساخته شد که قادر بود فقط چند خانه راتغذیه کند و بتدریج نیروگاهی پیشرفته تر ساخته شد. با تکامل صنعت وظهور ماشین بخصوص ماشینهای بخار و توربینهای مختلف تولید این انرژی در سراسر دنیا افزایش داده شد. اولین بار در سال 1891 خط انتقال 15 کیلوولت سه فاز بطول 175 کیلومتر کشیده شد و پنجاه سال بعد خط 400 کیلوولت مورد بهره برداری قرار گرفت.
نظر به کلیه صنایع به صنعت برق،این صنعت در اکثرممالک در اولویت نخست قرار گرفت،در واقع توسعه اقتصادی وصنعتی به توسعه این صنعت وابسته است. بخش اصلی توسعه این صنعت در شاخه های نیروگاههای بخار بعلت راندمان بیشتر صورت گرفته و این رویه همچنان ادامه دارد.
تاریخچه صنعت برق در ایران
تولید برق در سال 1283 هجری شمسی با بهره برداری از یک مولد 400 کیلوولت در خیابان چراغ برق تهران آغاز گردید ودر سال 1316 موسسه برق تهران تحت نام دایره روشنایی تهران که زیر نظر بلدیه(شهرداری) اداره می شد به اداره کل برق تهران تغییر نام یافت و در همین سال مولد 6000 کیلوولتی زیر نظر شهرداری شروع بکار نموده و بالاخره در سال 1338 نیروگاه طرشت با 4 واحد توربین بخار هر یک به قدرت 5/13 مگا وات مشغول بکار گردید، بطوریکه تا پایان سال 1338 قدرت ژنراتورهای نصب در تهران به 3/78 مگاوات رسید و از سال 1338 به بعد شرکتهای مختلفی عهده دار سرویس دهی برق به مشترکین بودند. در سال 1341 به منظور تشکیل برق منطقه ای جهت تولید و توزیع برق سازمانی بنام سازمان برق ایران ایجاد گردید و پس از تشکیل وزارت آب در سال 1353 به وزارت نیرو تغییر نام یافت. لذا با توجه به رشد صعودی مصرف برق با عنایت به اینکه باید دارای 30% برق ذخیره باشیم،زیرا اگر نیروگاهی به هر دلیل از مدار خارج شود،برای جلوگیری از خاموشی نیروگاه دیگری را جایگزین آن نمائیم. پس تاسیس نیروگاه جدید و حفظ و نگهداری و بهره برداری صحیح از نیروگاههای موجود اجتناب ناپذیر است.
علائم شناسایی دستگاهها:
درشبکه های برقی دستگاههای مختلفی شماره گذاری ومورد استفاده قرار می گیرند.
کد
نام دستگاه
کد
نام دستگاه
کد
نام دستگاه
کد
نام دستگاه
D.S
ایستگاه توزیع
V.T
ترانس ولتاژ
S
شنت
C
کندانسور
S.C
خازن سکون
F.V.T
ترانس ولتاژ زمین
T
ترانسفورماتور
X
فیوز
L
خط
C.T
ترانس جریان
F
فیدر
G
ژنراتور
N
سیم نول
L.A
برقگیر
ca
کابل
J
جمپر
C.V.T
ترانس ولتاژ خازنی
R
مقاومت راکتور
S.S
ترانس مصرف داخلی
P.T
ترانس ولتاژ
شناسایی شین ها:
توسط یک عدد دو رقمی مشخص می شود،که اولین رقم نشان دهنده ولتاژ شین و دومین رقم نشان دهنده تعداد شین هاست و هر گاه در ایستگاهی بیش از یک قطعه شین وجود داشته باشد،برای تشخیص هر قطعه از یکدیگر به آنها شماره های متوالی می دهیم و در بعضی از دیاگرامها شین های اصلی را با شماره فرد و شین فرعی را با شماره زوج شماره گذاری می کنند.
شناسایی کلیدها:
کلید ها شامل انواع بریکرها،سکسیونرها،فیوزها،و سایر قطع و وصل کننده ها توسط یک عدد چهار رقمی شماره گذاری می شوند.اولین رقم از سمت چپ نشان دهنده ولتاژ و ارقام دوم و سوم مشخص کننده نوع و شماره دستگاهی که کلید به آن اتصال دارد و رقم چهارم نشان دهنده نوع وصل کلید ها می باشد.
شناسایی ترانسفورماتوهای قدرت:
با حرف T و بهد دنبال آن با توجه به تعداد ترانسها یکی از ارقام 1 تا 19 بطور متوالی قرار می گیرد. ترانسفورماتورهای ولتاژ با حروف P.T-V.T و C.V.T مشخص و به دنبال آن شماره شین وخط یا دستگاهی که ترانس ولتاز روی آن نصب شده قرار می گیرد.ترانس جریان با حروف C.T و نحوه شماره گذاری هم مانند ترانس ولتاژ می باشد.راکتورها با حروف R و خازن با C نشان میدهند.
.
توان:
ضریب توان:
:مقدار عدد COSφ در مدارها با توجه به عناصر و نوع اتصال آنها تعیین می گردد.
توان لحظه ای:
حاصلضرب جریان لحظه ای در ولتاژ لحظه ای را توان لحظه ای می گویند وبرای مدار های ac داریم :
P = V(t).I(t)
توان موثر:
توان اکتیو(مصرفی) مدار می باشد که با استفاده از رابطه های زیر قابل محاسبه می باشد:
Ve = Vm /√2 و Pe = Ve Ie COSφ یا Pe = 1/2 Vm Im
توان موثر بر حسب وات اندازه گیری می شود و مقدار آن همیشه مثبت است.
توان غیر موثر
: این توان قادر به انجام کار نمی باشد و در شبکه به صورت رفت و برگشت وجود دارد که این توان را راکتیو یا غیر مصرفی می نامند و از روابط زیر قابل محاسبه می باشد:
Pd = Ve Ie Sinφ یا Pd = 1/2 Vm Im Sinφ
واحد توان غیر موثر، ولت آمپر راکتیو (VAR) یا وار می باشد و می تواند مثبت یا منفی باشد . در صورتی که بار پس فاز(سلفی) باشد مقدار φ مثبت و در نتیجه مقدار توان راکتیو مثبت و در صورتی که بار پیش فاز(خازنی) باشد φ منفی و در نتیجه مقدار توان راکتیو منفی است.
توان ظاهری:
حاصلضرب ولتاژ و جریان موثر را توان ظاهری می گویند. این توان همواره مثبت و بر حسب ولت آمپر(VA) بیان می گردد و رابطه آن بصورت زیر می باشد:
Ps = 1/2 Vm Im یا Ps = Ve Ie
نمودار مصرف بار ترانس ایستگاه 400 چغادک در یک روز فصل گرم:
نمودار مصرف بار ترانس ایستگاه 400 چغادک در یک روز فصل سرد :