دانلود (بررسی پارامترهای طراحی ترانسفورماتورهای قدرت تكه فاز و ارائه الگوریتم مناسب برای طراحی بهینه آن با استفاده از نرم افزار MATLAB)

ما اولین نیستیم ولی بی شک برترین هستیم

به صفحه دانلود فایل (بررسی پارامترهای طراحی ترانسفورماتورهای قدرت تكه فاز و ارائه الگوریتم مناسب برای طراحی بهینه آن با استفاده از نرم افزار MATLAB) خوش آمدید برای دانلود روی دکمه زیر کلیک کنید. شما پس از پرداخت هزینه ای ناچیز فایل بررسی پارامترهای طراحی ترانسفورماتورهای قدرت تكه فاز و ارائه الگوریتم مناسب برای طراحی بهینه آن با استفاده از نرم افزار MATLAB را دانلود خواهید کرد

بررسی پارامترهای طراحی ترانسفورماتورهای قدرت تكه فاز و ارائه الگوریتم مناسب برای طراحی بهینه آن با استفاده از نرم افزار MATLAB 134 صفحه با فرمت doc

بررسی پارامترهای طراحی ترانسفورماتورهای قدرت تكه فاز و ارائه الگوریتم مناسب برای طراحی بهینه آن با استفاده از نرم افزار MATLAB

مقدمه

در میان مباحث مختلف علوم بحث طراحی یكی از مهمترین موضوعاتی است كه در مورد آن باید تحقیقات وسیعی انجام شود. در مورد دستگاهها و وسایل الكتریكی نیز موضوع طراحی جایگاه ویژه ای دارد.

شاید پركاربردترین وسیله ای كه در اغلب دستگاههای الكتریكی و الكترونیكی بصورت مستقیم یا غیرمستقیم و در اندازه های كوچك و بزرگ استفاده می شود، ترانسفورماتور می باشد.

ترانسفورماتورها از نظر كاربرد انواع مختلفی دارند: ترانسفورماتورهای ولتاژ (VT) ، ترانسفورماتورهای جریان (CT) ، ترانسفورماتورهای قدرت (PT) ، ترانسفورماتورهای امپدانس، ترانسفورماتورهای ایزولاسیون و اتوترانسفورمرها . هر كدام از این نوع ترانسفورماتورها كاربرد و تعریف خاص خود را دارند.

در روند طراحی ترانسها مسایل مختلفی مطرح می شود، و مراحل متعددی باید طی شود تا یك طراحی بصورت پایدار و مناسب ، قاب ساخت و استفاده بصورت عملی باشد.

در این پروژه، بعد از بررسی مقدماتی و تعریف بعضی از پارامترهای مهم در مبحث ترانس، از جمله میل مدور (CM) ، ضریب شكل موج (Form Factor) و نیز ضریب انباشتگی سطح مقطع (Stacking factor) به معرفی دو فرمول اساسی مورد استفاده در روند طراحی پیشنهادی در این پروژه می پردازیم و در فصول بعدی به معرفی ضرایب مورد استفاده در طراحی هسته و سیم پیچی و نیز معرفی و ارایه كاتالوگها و نمودارهای موردنیاز برای طراحی انواع هسته و سیم پیجی، كه از مباحث اساسی در ترانسفورماتورها می‌باشد، پرداخته میشود.

در ادامه مبحث اصلی و در واقع نتیجه ای كه از مباحث قبلی گرفته شده است، در جهت ارائه یك نتیجه كلی، روندی برای طراحی ترانسفورماتورهای قدرت بصورت یك الگوریتم و روش برای طراحی آورده شده است.

در انتها نیز یك برنامه كامپیوتری در جهت بهبود روند طراحی و سرعت بخشیدن به انجام فرایند حجیم محاسباتی مبحث طراحی و بهبود بعضی از پارامترهای مهم از جمله راندمان، ارائه شده است. در پایان این بخش نیز نتایج چند طراحی آورده شده است.

فصل اول

مفاهیم اساسی در طراحی

در این قسمت به عنوان توضیح بعضی از تعاریف و مقدمات و چند مبحث بصورت گذرا مطرح می شود، كه با توجه به اهمیت آشنایی با این مفاهیم در بحث طراحی می تواند بسیار مفید باشد.

تعاریف و مفاهیم:

مدل مدور (Circular Mil) :

میل مدور یكی از واحدهای متداول بین كننده سطح مقطع هادیها می‌باشد. وقتی كه قطر هادی برابر با یك میل (mil) باشد، سطح مقطع هادی طبق روابط زیر و با توجه به شكل یك میل مدور خواهد بود.

(mil) قطر هادی D =

(CM) سطح مقطع هادی A=

1 mil = 0.001 inch

1 inch = 2.54 cm

(1-1)

ضریب شكل موج (From Factor) :

ضریب شكل موج برابر با نسبت مقدار rms موج ولتاژ مورد استفاده به مقدار میانگین این شكل موج است، كه بدین ترتیب برای هر شكل موج مشخصه موجود، این ضریب متفاوت خواهد بود. برای مواردی كه از موج متناوب سینوسی استفاده می شود، مقدار این ضریب برابر با 11/1 در نظر گرفته خواهد شد.

(2-1)

در شكل موج سینوسی روابط 3-1 و 4-1 برقرار می باشند:

(3-1) و (4-1)

و از روابط قبل برای موج سینوسی بدست می آید:

(5-1)

ضریب انباشتگی در سطح مقطع (Stacking Factor) :

ضریب انباشتگی در سطح مقطع برای بیان این واقعیت مطرح می‌شود كه، سطح مقطع محاسبه شده هسته همیشه از مقدار واقعی سطح مقطع آهن هسته بیشتر است. بنابراین برای استفاده از پارامتر سطح مقطع در فرمولها باید این ضریب را كه مقدار آن اغلب عددی نزدیك یك بوده و تقریباً 0.9 و یا 0.95 می باشد، به مقدار سطح مقطع ضرب كرد.

در اغلب موارد و نیز در این پروژه فاكتور انباشتگی با حرف كوچك s نمایش داده می شود.

معرفی دو فرمول اساسی در طراحی‌ها:

در طراحی ترانسها دو فرمول اساسی كاربرد زیادی دارند كه در زیر آورده شده اند. با استفاده از این دو فرمول می توان به نتایج ارزشمندی رسید و روند طراحی را بصورت مدون و مشخص ارائه نمود. در این روابط مقدار ضریب انباشتگی سطح مقطع (s) را تقریباً برابر با یك در نظر گرفته ایم.

فرمول ولتاژ:

در این فرمول مقدار موثر تولید شده در یك سیم پیچی توسط رابطه (6-1) بیان می شود:

(6-1)

F : ضریب شكل موج

f : فركانس (Hz)

a : سطح مقطع هسته

N : تعداد دور سیم پیچی

B : چگالی شار مغناطیسی

: ولتاژ تولید شده در سیم پیچی (ولت)

با استفاده از این رابطه می توان یكی از مهمترین پارامترهای طراحی یعنی تعداد دور به ازای هر ولت را براحتی محاسبه كرد و با توجه به شكل موج ولتاژ مورد استفاده یك رابطه مشخص بین این پارامتر و پارامترهای دیگر بدست آورد:

(7-1)

اگر در رابطه (7-1) مقدار a بجای برحسب بیان شود و نیز مقدار F هم برای موج سینوسی شكل در فرمول جاگذاری شود، رابطه (8-1) بدست خواهد آمد:

(8-1)

فرمول ظرفیت توان:

این فرمول مقدار توانی را كه در یك هسته مشخص با چگالی جریان مشخص و در یك فركانس معین می تواند تولید شود بیان می‌شود:

(9-1)

J : چگالی جریان سیم

f : فركانس (Hz)

W : مساحت پنجره هسته

a : سطح مقطع هسته

B : چگالی شار مغناطیسی

P : ظرفیت توان تولیدی (ولت آمپر)

با استفاده از این رابطه نیز می توان یكی دیگر از فاكتورهای مهم در طراحی را بدست آورد. این فاكتور كه در واقع حاصلضرب دو پارامتر W و a می باشد، با نام حاصلضرب Wa ، شناخته می شود و در حالتی كه مقدار a و W را با واحد ، و مقدار J را بر حسب بیان شده و رابطه (9-1) را مرتب كنیم، رابطه (10-1) بدست خواهد آمد كه از مهمترین و پرمصرف ترین روابط در طراحی می‌باشد:

(10-1)

در روابط (9-1) و (10-1) ، اگر میزان چگالی جریان را با پارامتر دیگری كه دارای واحد اندازه گیری معكوس چگالی جریان قبلی است، بیان كنیم و پارامتر جدید را با S نمایش دهیم، بعد از اعمال سایر ضرایب معادل سازی، روابط (11-1) و (12-1) بدست خواهد آمد كه در آن واحد سنجش چگالی جریان جدید (S) برابر با میل مدور بر آمپر بیان می گردد:

(11-1)

(12-1)

تلفات و افت ولتاژ در ترانسفورماتورها:

فلز هسته مانند سیمهای مسی توسط یك شار مغناطیسی متغیر لینك می شود. در نتیجه این شار یك جریان گردشی در هسته القا می‌شود. این جریان كه eddy current نامیده می شود به همراه اثری دیگر بنام هیسترزیس یك تلفات توان به شكل گرما در آهن هسته ایجاد می كنند، كه اغلب آن را تلفات آهن می گویند.

همچنین جریان بی باری در سیم پیچی اولیه با مقاومت سیم مسی روبرو می شود كه باعث ایجاد تلفات و نیز افت ولتاژ می شود. این تلفات مستقل از بار بوده و به همراه تلفات آهن بخش عمده تلفات بی باری را تشكیل می دهند.

علاوه بر موارد بالا جریان بار كه از مقاومت سیمهای اولیه و ثانویه عبور می كنند، تلفات را بوجود می آورد كه سیمهای مسی را گرم می كند و ایجاد افت ولتاژ می كند. این تلفات را تلفات بار می گویند. تلفات توان هسته آهنی و جریان های بار سیم پیچ اولیه هم فاز می‌باشد و بنابراین بطور مستقیم جمع پذیرند. این تلفات قسمت غالب تلفات توان را جواب می دهند و اغلب تنها فاكتوری می باشند كه در طراحی ها به حساب آورده می شوند.

منابع دیگر تلفات از جمله تلفات ناشی از جریان مغناطیس كنندگی نیز وجود دارند. این جریان به راكتانس سیم پیچی اولیه مربوط می‌باشد و مستقل از بار است. بخاطر اینكه این جریان نسبتاً راكتیو است، تلفات ناشی از آن نیز با تلفات توان هسته و جریان های بار هم فاز نمی باشد و نمی تواند بطور مستقیم با آنها جمع شود و زمانیكه این مقادیر باید به حساب آورده شوند (كه البته تقریباً به ندرت و در تعداد كمی از ترانسهای قدرت) باید بصورت برداری وارد محاسبات گردند. خازن پراكنده و اندوكتانس نشتی دو فاكتور مهمی هستند كه در تلفات و سایر پدیده های نامطلوب اثر می گذارند.

فهرست مطالب

عنوان

مقدمه

فصل اول: مفاهیم اساسی در طراحی

فصل دوم: هسته ترانسفورماتور

فصل سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور

فصل چهارم: طراحی ترانسفورماتور

منابع و مراجع

جعبه دانلود

برای دانلود فایل روی دکمه زیر کلیک کنید
دریافت فایل


شما ممکن است این را هم بپسندید

مطالب تصادفی


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *