مقدمه:

اصطلاح «تطبیق امپدانس» (Impedance Matching) مفهوم ساده‌ای دارد و به زبان ساده، فرایند ایجاد یک امپدانس مشابه امپدانس دیگر است.

تطبیق امپدانس به فرایندهمخوان‌سازی امپدانس الکتریکی دیده‌ شده از دو سر دو بخش از یک مدار الکتریکی که از راه آن سرها به هم متصل می‌شوند گفته می‌شود.

غالباً در موارد کاربردی لازم است امپدانس بار را با منبع یا امپدانس داخلی یک منبع تطبیق دهیم.

طیف گسترده‌ای از قطعات و مدارها را می‌توان برای تطبیق امپدانس استفاده کرد.

در این آموزش با تطبیق امپدانس و روش‌های آن آشنا می‌شویم.

تطبیق امپدانس دو کاربرد مهم دارد:

یکی انتقال توان ماکزیمم برای امپدانس‌های مقاومتی،

و دیگری جلوگیری از بازتاب یافتن امواج ولتاژ و جریان در محیط موج‌بَر.

برای جلوگیری از بازتاب موج‌ها، امپدانس بار باید با امپدانس مشخصهٔ خط تطبیق داده شود.

یکی از راه‌های رایج تطبیق امپدانس استفاده از ترانسفورماتور تطبیق امپدانس است.

مثال:

تطبیق امپدانس بلندگو و تقویت کننده صوتی تحویل حداکثر توان از یک منبع به یک بار به طور مکرر در الکترونیک اتفاق می‌افتد.

یک مثال این است که بلندگو در یک سیستم صوتی، سیگنالی را از یک تقویت‌کننده (آمپلی‌فایر) توان دریافت می‌کند.

حداکثر توان وقتی تحویل می‌شود که امپدانس بلندگو با امپدانس خروجی تقویت‌کننده توان مطابقت داشته باشد.

در حالی که این موضوع از لحاظ نظری صحیح است،

معلوم می‌شود که بهترین آرایش این است که امپدانس تقویت‌کننده توان کمتر از امپدانس بلندگو باشد.

دلیل این امر پیچیدگی بلندگو به عنوان بار و پاسخ مکانیکی آن است.

مقدمه:

تقاضای توان الکتریکی به سرعت در حال افزایش است.

در حال حاضر روزها، مقدار زیادی از انرژی الکتریکی برای انتقال از یک مکان به مکان دیگر برای تحقق این افزایش تقاضای برق لازم است.

انتقال گسترده توان از طریق سیستم انتقال توان الکتریکی فشارقوی می تواند بسیار کارآمد باشد.

از این رو، سیستم فشارقوی به ضروری ترین جزء انتقال توان تبدیل شده است.

تجهیزات مورد استفاده در سیستم انتقال ولتاژ بالا، باید قادر به تحمل این فشار ولتاژ بالا باشد.

اما علاوه بر توانایی مقاومت در برابر ولتاژ بالا، تجهیزات ولتاژ بالا باید در طول عمر عملیاتی خود نیز در برابر اضافه ولتاژهای مختلف مقاوم باشند.

این اضافه ‌ولتاژ‌ها ممکن است در شرایط مختلف غیر عادی اتفاق بیفتد.

این اضافه‌ ولتاژهای غیر عادی اجتناب ‌ناپذیرند.

از این رو، سطح عایق تجهیزات به گونه ای طراحی و ساخته شده است که می تواند در برابر این همه شرایط غیر طبیعی مقاومت کند.

جهت اطمینان از قابلیت‌های تحمل در برابر این اضافه ‌ولتاژهای غیرعادی، تجهیزات باید مراحل مختلف تست ولتاژ بالا را طی کنند.

برخی از این آزمایشات برای اطمینان از گذردهی، تلفات دی الکتریک بر واحد حجم و مقاومت دی الکتریک ماده عایق استفاده می شود.

این آزمایشات معمولا بر روی نمونه ای از ماده عایق بندی انجام می شود.

برخی دیگر از تست های ولتاژ بالا در تجهیزات کامل انجام می شود.

به طور کلی این آزمایشات:

خازن‌ها،

تلفات دی الکتریک،

ولتاژ شکست،

اضافه ولتاژ ناگهانی و غیره را اندازه گیری می‌کنند.

انواع تست‌های ولتاژ بالا (فشارقوی)

عمدتا چهار روش تست فشار قوی وجود دارد دارد که بر تجهیزات ولتاژ بالا اعمال می‌گردد.

تست های با فرکانس پایین پایدار

تست DC ثابت (Constant DC test)

تست فرکانس بالا(High frequency test)

تست ضربه یا اضافه ولتاژ(Surge or impulse test)

تست فرکانس پایین پایدار:

این آزمایش به طور کلی در فرکانس توان انجام می شود (در ایران ۵۰ هرتز و در آمریکا ۶۰ هرتز است).

این متداول ترین تست ولتاژ بالا است که در تجهیزات H.V انجام می شود.

این تست یعنی تست فرکانس پایین پایدار بر روی نمونه ای از مواد عایق برای تعیین و اطمینان از مقاومت دی الکتریک، تلفات دی الکتریک ماده عایقی انجام می شود.

این تست همچنین بر روی تجهیزات و مقره های الکتریکی فشارقوی انجام می‌شود تا از مقاومت دی‌الکتریک و تلفات این تجهیزات و عایق ها اطمینان حاصل شود.

تست DC فشارقوی:

تست DC  فشارقوی معمولاً برای آن دسته از تجهیزات که در سیستم انتقال فشار قوی استفاده می‌شود قابل استفاده است.

اما این آزمایش زمانیکه آزمایش AC فشارقوی به دلیل شرایط غیرقابل اجتناب امکان پذیر نیست، برای تجهیزات AC دارای ولتاژ بالا نیز کاربرد دارد.

به عنوان مثال، پس از نصب تجهیزات، تهیه برق متناوب فشارقوی بسیار دشوار است زیرا ممکن است مبدل ولتاژ بالا در محل موجود نباشد.

از این رو تست فشارقوی با توان متناوب پس از نصب تجهیزات در محل امکان پذیر نیست.

در این شرایط تست DC  فشارقوی مناسب‌ترین  گزینه است.

در تست جریان مستقیم فشارقوی تجهیزاتAC، ولتاژ مستقیم دو برابر ولتاژ نامی  به تجهیزات مورد آزمایش بمدت ۱۵ دقیقه تا ۱٫۵ ساعت اعمال می‌شود.

اگرچه تست DC ولتاژ بالا جایگزین کاملی برای تست AC ولتاژ بالا نیست، اما هنوز هم در شرایطی که آزمایش HVAC امکان پذیر نباشد کاربرد دارد.

تست فرکانس بالا:

عایق‌های مورد استفاده در سیستم انتقال فشارقوی، ممکن است در هنگام اختلالات فرکانس بالا دچار شکست یا اضافه ولتاژ ناگهانی شوند.

اختلالات فرکانس بالا در سیستم HV به دلیل عملیات کلیدزنی یا هر عامل خارجی دیگر رخ می‌دهد.

فرکانس بالا در توان ممکن است باعث وقوع شکست در عایق ها به دلیل تلفات زیاد دی الکتریک و گرما حتی در ولتاژ نسبتاً کم شود.

بنابراین عایقکاری کلیه تجهیزات فشارقوی باید از مقاومت در برابر ولتاژ فرکانس بالا در طول عمر عادی خود اطمینان حاصل کنند.

عمدتا قطع ناگهانی جریان خط در هنگام کلیدزنی و خطای مدار باز، باعث افزایش فرکانس شکل موج ولتاژ در سیستم می شود.

مشخص شده است که تلفات دی‌الکتریک در هر سیکل توان تقریبا ثابت است.

بنابراین در فرکانس بالا، تلفات دی الکتریک بر ثانیه بسیار بیشتر از فرکانس عادی توان می شود.

این تلفات سریع و بزرگ دی الکتریک باعث گرم شدن بیش از حد عایق می شود.

گرمای بیش از حد در نهایت منجر به خرابی عایق و حتی انفجار عایق ها می‌شود.

بنابراین برای اطمینان از مقاومت در برابر ولتاژ با فرکانس بالا، آزمایش فرکانس بالا در تجهیزات فشارقوی انجام می شود.

تست جهش ناگهانی ولتاژ یا تست ضربه

اثرات زیادی ناشی از افزایش ناگهانی ولتاژ یا صاعقه ممکن است در خطوط انتقال پدیدار گردد.

این پدیده ها می‌توانند عایق خط انتقال را خراب کنند و به ترانسفورماتور قدرت که در انتهای خطوط انتقال متصل است حمله کند.

تست جهش ناگهانی ولتاژ یا تست ضربه، تست فوق فشارقوی است که برای دربرگیری تأثیرات جهش ناگهانی ولتاژ یا صاعقه بر روی تجهیزات انتقال انجام می شود.

به طور معمول، صاعقه‌های مستقیم در خط انتقال بسیار نادر است.

اما وقتی یک ابر باردار به خط انتقال نزدیک می شود، به دلیل بار الکتریکی داخل ابر، خط دارای بار مخالف آن می‌شود.

هنگامی که این ابر باردار به دلیل صاعقه‌ای که در نزدیکی آن رخ داده تخلیه شود، بار القایی خط دیگر محدود نمی شود بلکه با سرعت نور از طریق خط عبور می کند.

بنابراین قابل درک است که حتی هنگامی که رعد و برق به طور مستقیم به هادی خط برخورد نمی‌کند، همچنان یک حالت گذرا در ولتاژ اختلال وجود خواهد داشت.

مقدمه:

ترانزیستور ها یکی از قطعات الکترونیکی که بودند که بعد از ساخته شدن، جهش بزرگی در علم و تکنولوژی به وجود آوردند.

یکی از انواع مهم ترانزیستور کاربردی در صنایع، ماسفت ها هستند.

ماسفت (MOSEFT) مخفف عبارت Metal oxide semiconductor field effect transistor  است که تاثیر میدان را در این ترانزیستور بیان می کند.

ماسفت یکی از انواع تراتزیستور است که دارای یک اثر میدانی نیمه رسانا می باشد.

به طور کلی باید بدانیم ترانزیستورها به دو دسته:

ترانزیستورهای اتصال دو قطبی

و ترانزیستور اثر میدانی تقسیم می شوند.

ماسفت در گروه ترانزیستور های اثر میدانی قرار دارد.

در گروه ترانزیستورهای اثر میدانی، کنترل جریان براساس الکترون های آزاد یا حفره حاصل از میدان الکتریکی صورت می گیرد.

در این گروه ترانزیستورها خود به دو دسته ی ماسفت و جی فت تقسیم می شوند.

پایه و اساس در نوع اول ترانزیستورها (BJT) کنترل جریان می باشد در حالیکه در ماسفت ها اساس کنترل ولتاژ است.

ماسفت شامل گیت (gate)، درین (drain)، سورس (source) و بدنه می باشد.

در اکثر مواقع بدنه به سورس متصل می شود بنابراین اکثرا ماسفت را با سه پایه یاد شده می شناسند و بدنه را به عنوان یک عضو مستقل در نظر نمی گیرند.

از کاربردهای اصلی ماسفت می توان به موارد زیر اشاره کرد:

منابع تغذیه سوئیچینگ ها

اینورترها

کنترل کننده های موتور های نوع DC

دستگاه های ups

مقدمه:

برنج بهترین آلیاژ برای برای ریخته گری بوده و نتایج خوبی را ارائه می دهد.

برنج از آلیاژ روی و مس ساخته شده و از نقطه ذوب کم برخوردار است.

از برنج ریخته گری شده در اتصالات سیستم ارت و صاعقه گیر  استفاده می شود.

نقطه ذوب کم، برنج را به عنوان یک فلز ایده آل برای ریخته گری تبدیل می کند؛

آلیاژ برنج را حتی می توان در کوره های کوچک ریخته گری کرد.

علاوه بر این، با افزودن یا از بین بردن آلیاژها، ریخته گر می تواند سختی برنج ها را برای رفع نیازهای متفاوت ریخته گری افزایش یا کاهش دهد.

ریخته گری فلز برنج می تواند برای تولید طرح های پیچیده ی فلزی با حجم زیاد استفاده شود.

علاوه بر آن هزینه ی آن کم بوده و دارای صرفه ی اقتصادی نیز می باشد.

برخی از بهترین و پر رنگ ترین مزیت ها و ویژگی های ریخته گری این نوع فلز هزینه های کم ابزار می باشد.

همچنین دقت ابعادی را ۰٫۱ میلی متر افزایش داده و ضخامت دیواره ها می تواند تا ۰٫۷۵ میلی متر افزایش پیدا کند.

فرآیند ریخته گری فلز برنج:

فرآیند این فلز در تولید محصولات و وسایل:

سخت افزاری،

قطعات سازهای موسیقی،

لوله کشی ها،

قطعات و اتصالات سیستم ارت،

و در دیگر زمینه های گوناگون استفاده می شود.

این روش نیز برای تولید اقلام و تجهیزات سخت مورد استقبال عموم قرار گرفته؛ زیرا این تجهیزات به مواد محکم و سخت نیاز دارند.

از برنج در تولید وسایل سخت افزای و لوازم جانبی نیز استفاده می شود.

چرا که این فلز پوسیده یا زنگ زده نمی شود و به همین دلیل، قطعات از طول عمر بالایی برخوردار خواهند بود.

استفاده از قالب ریخته گری برای ساخت این تجهیزات سخت، صاف بودن سطح محصول را تضمین کرده و ابعاد اقلام تولید شده، با دقت و ظرافت می باشد.

مقدمه:

درایو یا کانورتر فرکانس و یا کنترل کننده دور موتور برای تنظیم دور الکتروموتورهای Ac استفاده میگردد.

درایوها وظیفه “کنترل دور موتور” را بر عهده دارند.

درایوها قادرند دور موتور را از صفر تا چندین برابر دور نامی موتور و بطور پیوسته تغییر دهند.

تنظیم دور در الکتروموتورها علاوه بر منعطف نمودن پروسه های صنعتی ، در کاربردهای زیادی منجر به صرفه جوئی انرژی هم میگردد.

علاوه بر آن درایوها جریان راه اندازی دریافتی از شبکه را به میزان زیادی کاهش میدهند.

بطوریکه این جریان خیلی کمتر از جریان اسمی موتور است.

درایوها میتوانند موتور را بطور نرم و کاملا کنترل شده استارت و استپ نمایند.

زمان استارت و استپ را میتوان بدقت تنظیم نمود.

این زمانها میتوانند کسری از ثانیه و یا صدها دقیقه باشد.

توانائی درایو در استارت و استپ نرم موجب کاهش قابل ملاحظه تنشهای مکانیکی در کوپلینگها و سایر ادوات دوار میگردد.

اولین وسیله تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی موتورهای DC بودند.

موتورهای DC با وجود مزایایی چون کنترل آسان ، سریع و دقیق گشتاور و همچنین پاسخ بسیار سریع دینامیکی برای تغییرات سرعت ، معایب زیر رادارند:

۱- نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر

۲- قیمت بالا

۳- نیاز به انکودریاتاکومتر برای فیدبک سرعت

امروزه با توجه به پیشرفت تکنولوژی موتورهای الکتریکی AC و مزایایی از قبیل :

۱- اندازه کوچکتر

۲- قدرت بیشتر در مقایسه با موتورهای DC هم اندازه

۳- طراحی ساده و قیمت ارزان

۴- سبک و مقاوم در برابر ضربه

کاربرد موتورهای AC در صنعت روبه فزون است بطوریکه در ۷۰ تا ۸۰ درصد کاربردهای صنعتی از موتورهای AC استفاده می شود.

همزمان با پیشرفت و فزونی کاربرد موتورهای AC ، تکنولوژی درایوی AC نیز دستخوش تغییرات شگرفی شده اند.

بطوریکه دریواهای AC قابلیت موتورهای AC را تکمیل کرده اند.

در کاربردهای صنعتی غالباً می خواهیم که موتورها در سرعت و گشتاور دلخواهمان کارکنند.

بنابراین برای کنترل سرعت و گشتاور موتور از درایو استفاده می کنیم .

این درایوها تجهیزاتی هستند از قطعات الکترونیکی مانند :

تریستورها ،

IGBT و … ساخته شده اند که از آنها برای کنترل ولتاژ یا کنترل فرکانس استفاده می شود.

علاوه براین در کاردبرهایی مانند جرثقیل ها ، آسانسورها و ……… که عدم وجود ضربه در راه اندازی و توقف موتور از اهمیت ویژه ای برخورداراست، استفاده از درایو اجتناب ناپذیر می شود .

مزایای استفاده از کنترل کننده های دور:

۱- عمر مفید بالا (به دلیل استفاده از مدارات الکترونیک قدرت)

۲-توانائی درایو در بازگرداندن انرژی مصرفی در ترمزهای مکانیکی و یا مقاومت های الکتریکی به شبکه

۳ – کاهش جریان راه انداز کشیده شده از شبکه (جریان راه اندازی کمتر از ۱۰ درصد جریان نامی می شود)

۴ -کاهش مصرف انرژی در سیستم های دارای فن (در گذشته با وجود موتور های دور ثابت، کنترل جریان سیال با دمپرها صورت می گرفت)

۵- کاهش تنش های الکتریکی (به دلیل راه اندازی و توقف نرم) و در پی آن کاهش تنش های مکانیکی و این خود باعث کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری می شود.

۶- اضافه شدن امکانات نرم افزاری برای مدیریت عملکرد کنترل دور

۷- افزایش دامنه تغییرات ممکن برای سرعت موتور نسبت به روش های مکانیکی

مقدمه:

کنتاکتور در واقع کلیدی اتوماتیک است که با اعمال ولتاژ کنتاکت ها یا تیغه های آن تغییر وضعیت میدهند.

این تغییر وضعیت نسبت به اینکه در ابتدا چگونه در مدار قرار گرفته بوده است ، و منطق سخت افزاری مورد انتظار از کنتاکتور در تابلو برق چیست انواع کاربرد این وسیله را مشخص میکند.

کنتاکتورها ساختمانی بسیار شبیه به رله دارند با این تفاوت که به گونه ای طراحی شده اند که در مدارهای با جریان و ولتاژ بالا مناسب برای بکار گیری باشند.

کنتاکتورها در گستره و اندازه‌های مختلفی موجودند.

از کنتاکتورهای کوچک با ولتاژ ۲۴V DC که به سادگی در یک دست جا می‌گیرند و توانایی قطع تنها ۱ آمپر را دارند، گرفته تا کنتاکتورهای با پهنا (یا درازای) ۱ متر (یارد) با ولتاژهای چند کیلوولت و آمپراژ چند هزار آمپر.

کنتاکتورها برای کنترل بارهای مختلف الکتریکی اعم از :

الکتروموتورها،

بانکهای خازنی،

مدارات روشنایی،

گرمکن‌های الکتریکی و سایر تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شوند.

ساختمان کنتاکتور:

این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکی ثابت و دیگری متحرک است و در میان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد،تشکیل شده است.

وقتی بوبین به برق وصل میشود با استفاده از خاصیت مغناطیسی ،نیروی کششی فنر را خنثی میکند.

درنتیجه هسته فوقانی به هسته تحتانی متصل میگردد.

با این عملکرد تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر به ترمینال های ورودی و خروجی کلید متصل میشود.

در صورتی که مدار تغذیه بوبین کنتاکتور قطع شود ،در اثر نیروی فنری که داخل کلید قرار دارد هسته متحرک دوباره به حالت اول باز میگردد.

مصارف کنتاکتور:

کنترل نور افکنی

کنتاکتورها را اغلب برای تامین کنترل مرکزی تاسیسات نورپردازی بزرگ استفاده می کنند،

مثلاً یک ساختمان اداری یا یک ساختمان تجاری. برای کاهش مصرف برق در سیم پیچ های کنتاکتور، از کنتاکتورهای چِفت (latching) استفاده می شود که دارای دو سیم پیچ عمل کننده هستند.

یک سیم پیچ، که بطور لحظه ای جریان دار می شود، کنتاکت های مدار قدرت را می بندد، که پس از آن بطور مکانیکی بسته نگه داشته می شوند؛ سیم پیچ دوم کنتاکت ها را باز می کند.

استارتر مغناطیسی

استارتر مغناطیسی دستگاهی است که برای تامین توان موتوهای الکتریکی طراحی شده است.

این وسیله کنتاکتور را به عنوان قطعه ای حیاتی در بر دارد، و در عین حال در وضعیت های قطع برق، کسر ولتاژ و اضافه بار، محافظت ایجاد می کند.

کنتاکتور خلاء

کنتاکتورهای خلا از کنتاکت های کپسوله شده بطری خلاء برای جلوگیری از قوس استفاده می کنند.

این نوع سرکوب قوس اجازه می دهد که کنتاکت ها بسیار کوچکتر باشند و فضای بسیار کمتری را نسبت به کنتاکت های شکست هوا (air break contact) در جریان های بالا استفاده کنند.

از آنجایی که کنتاکت ها کپسوله شده هستند، کنتاکتورهای خلاء در کارهای نه چندان تمیز مثل حفاری معدن استفاده گسترده ای دارند.

کنتاکتورهای خلاء تنها برای سیستم های AC قابل استفاده هستند.

قوس AC تولید شده هنگام باز شدن کنتاکت ها در نقاط صفر شونده شکل موج جریان، خود را خاموش می کند، و خلاء جلوی وقوع مجدد قوس را در کنتاکت های باز می گیرد.

بنابراین کنتاکتورهای خلاء در مختل کردن انرژی قوس الکتریکی بسیار کارآمد هستند.

این نوع کنتاکتور هنگامی که به کلید زنی (سوییچینگ) سریع نیاز باشد استفاده می شود.

زیرا زمان شکست بیشینه توسط تناوب شکل موج AC تعیین می شود.

در حالتی که توان ۶۰HZ باشد (استاندار ایالات متحده)، برق در ۱۲۰/۱ یا ۰٫۰۰۸۳۳۳  ثانیه قطع می شود.

ژل کاهنده چاه ارت

مقدمه:

مواد کاهنده اهم خاک از المان هایی هستند که می توانند در سیستم چاه ارت مورد استفاده قرار گیرند.

در تمامی زمین ها با هر شرایطی می توان این مواد را به کار برد

این مواد ترکیبی از انواع مواد معدنی و شیمیایی با ضریب هدایت الکتریکی بالا هستند که برای پر کردن اطراف هادی های ارت در چاه مورد استفاده قرار می گیرد.

این مواد به دلیل داشتن ترکیبات خاص مقاومت الکتریکی زمین را به مقدار زیادی کاهش داده و موجب ارتقای کارآیی و عملکرد سیستم های ارتینگ می گردند.

از ویژگی های دیگر می توان به خاصیت شسته نشدن آن و عدم ایجاد خوردگی الکترودها اشاره کرد.

به طور مثال در مناطقی که مقاومت الکتریکی خاک بالا است می توان با خرید مواد کاهنده مقاومت زمین و استفاده از آن اتصال الکتریکی مناسبی بین خاک و هادی ارت ایجاد کرد.

همچنین این مواد به راحتی توسط آب های سطحی شسته نمی شوند.

ژل کاهنده چاه ارت

ویژگی های شاخص مواد کاهنده:

عدم ایجاد خوردگی در هادی های ارت

مقاوم در برابر شسته شدن توسط آب های سطحی

جذب رطوبت بالا با خاصیت اسفنجی

بدون نیاز به نگهداری و تزریق دوباره آب و نمک

داشتن مقاومت الکتریکی اولیه ثابت

با دوام و مقاومت بالا در برابر هوازدگی

سازگار با محیط زیست

قابل استفاده در انواع روش های ارتینگ

ژل کاهنده چاه ارت

ژل کاهنده چاه ارت

ژل کاهنده چاه ارت

 مکمل کاهنده ERS

مکمل کاهنده ارت با نام تجاری ( ERS (EARTH REDUCING SUPPLEMENT محصول شرکت پیشرو الکتریک غرب میباشد.

این محصول بصورت محلولی از نانو ذرات مواد معدنی است.

و دارای مقاومت ویژه ای بمراتب پایین تر از پودر بنتونیت میباشد.

این محصول بایستی در هنگام اجرای چاه ارت بعنوان یک مکمل کاهنده به بنتونیت اضافه شود.

ژل کاهنده چاه ارت

ژل کاهنده چاه ارت