موضوع كارآموزی: : تنظیم كننده های ولتاژ ، ژنراتور ، ماشین AC

موضوع كارآموزی: : تنظیم كننده های ولتاژ ، ژنراتور ، ماشین AC

… دانلود …

موضوع كارآموزی: : تنظیم كننده های ولتاژ ، ژنراتور ، ماشین AC دارای 155 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد موضوع كارآموزی: : تنظیم كننده های ولتاژ ، ژنراتور ، ماشین AC کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي موضوع كارآموزی: : تنظیم كننده های ولتاژ ، ژنراتور ، ماشین AC،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن موضوع كارآموزی: : تنظیم كننده های ولتاژ ، ژنراتور ، ماشین AC :

موضوع كارآموزی: : تنظیم كننده های ولتاژ ، ژنراتور ، ماشین AC
فهرست مطالب

عنوان صفحه

ماشینهای ac 1

نقش acدر سنكرون ها 3

اتصالات در سیستم ac 11

مبدل های ac 12

قسمتهای مختلف یك تنظیم كننده 20

مباحث كلی در مورد فیلتر 25

تقویت كننده dc 34

مدار محدود كننده مدار 37

تنظیم كننده های ولتاژ كلیدی 49

ژنراتورها 52

تنظیم فلوی آب 58

تعمیرات برنامه ریزی شده توربین 60

اندازه گیریهای كلیرنس 74

برنامه ریزی بازرسی با بورسكوپ 81

بازرسی احتراق 85

دمونتاژوالو 94

چك فلوی هوای نوزل سوخت 111

حدهای بازرسی در مورد فلواسلیو 128

ونتاژ 137

ماشینهای AC

ماشینها لوازمی هستند که می توانند انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی و یا بالعکس تبدیل کنند ، از اینرو بدانها مبدلهای ( Converters ) انرژی الکترو دینامیکی گفته می شود . برخی از مبدلها مانند موتورها و ژنراتورها حرکت دورانی دارند و برخی از آنها همچون رله ها ، عمل کننده ها ( Actuator ) ، محرک ها ، حرکت انتقالی یا خطی دارند . یک موتور( Motor ) الکتریکی وسیله ای است که بتواند انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کند و یک ژنراتور ( Generator ) وسیله ای است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می سازد . ترانسفورماتور ( Transformer ) نیز وسیله ای است که انرژی متناوب در یک میزان ولتاژ را به انرژی الکتریکی در میزان ولتاژ دیگر تبدیل می کند .

در حالت ژنراتوری رتور ( قسمت محرک ماشین ) توسط محرک اولیه بچرخش در می آید . با چرخش در آمدن هادیهای رتور در آنها بخاطر وجود میدان مغناطیسی ، ولتاژ الغا می گردد . اگر بارالکتریکی به سیم پیچ حاصله توسط این هادی ها وصل گردد جریان جاری می شود و توان الکتریکی به مصرف کننده تزریق خواهد شد.

ژنراتورها به دسته های گوناگونی تقسیم می شوند ، از جمله

(1) ژنراتورهای Dc که خود آن به دسته های زیر تقسیم می شود :

1- ژنراتور با تحریک جداگانه ( Seperatly Excited )

2- ژنراتور شنت ( Shunt )

3- ژنراتور سری

4- ژنراتور کمپوند ( Compound ) اضافی

5- ژنراتور کمپوند نقصانی

در ماشینهای Dc سیم پیچ تحریک ( Field Winding )( سیم پیچ میدان ) بر روی استاتور ( Stator ) قرار دارد و رتور ( Rotor ) حاوی سیم پیچ آرمیچر است . ولتاژ القا شده در سیم پیچی آرمیچر یک ولتاژ متناوب ( Ac ) است از اینرو برای یکسو کردن ولتاژ متناور در ترمینال رتور از کموتاتور ( Commutator ) و جاروبک ها ( Brush ) و یا یکسو سازها ( Rectifier ) استفاده می شود . از اینرو انواع مختلف ژنراتور های Dc از نظر مشخصه های ترمینالشان ( ولتاژ- جریان ) با یکدیگر فرق دارند و بسته به مورد استفاده ژنراتور مناسب را انتخاب می کنند .

ماشینهای Ac ، ژنراتورهایی هستند که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی Ac تبدیل می کنند . و موتورهایی هستند که انرژی الکتریکی Ac را به انرژی مکانیکی تبدیل می سازد . ماشینهای Ac بیشتر به دو دسته ماشینهای سنکرون و ماشینهای القایی ( آسنکرون ) تقسیم می شوند .

نقش AC در سنکرون ها

ماشینهای سنکرون موتورها و یا ژنراتورهایی هستند که جریان قدرت آنها توسط منبع قدرت Dc تامین می شود در صورتیکه ماشینهای القایی ، موتورها و یا ژنراتورهایی هستند که جریان میدان آنها توسط عمل ترانسفورماتوری ( القای مغناطیسی ) در سیمپیچهای میدان برقرار می شود .

2) ژنراتورهای سنکرون ( Synchronous Generator ) :

ژنراتورهای سنکرون یا مولدهای متناوب ، قدرت مکانیکی را به قدرت الکتریکی Ac تبدیل می کنند . در یک ژنراتور سنکرون ، جریان Dc به سیم پیچ روتور ، که میدان مغناطیسی روتور را تولید می کند اعمال می شود . ( روش تغذیه قدرت می تواند یا از یک منبع Dc خارجی توسط حلقه های لغزان و جاروبک ها ( Brush ) و یا مستقیماً روی محور ژنراتور سنکرون و از یک منبع قدرت Dc خاص باشد ) سپس روتور ژنراتور توسط یک محرک اولیه چرخانده شده و یک میدان مغناطیسی چرخان در ماشین تولید می کند . این میدان مغناطیسی چرخان سیستم ولتاژ سه فاز در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القا می نماید . جریان آرمیچر در این ماشینها شارگردانی در شکاف هوایی پدید می آورد که سرعت دوران این شار با سرعت چرخش روتور برابر است و لذا به این ماشینها لفظ سنکرون ( همزمان ) اطلاق می گردد .قطب های مغناطیسی روی روتور می تواند برجسته ( Salient Pole ) که ( برای روتورهای با چهار قطب یا بیشتر ) و یا صاف ( برای روتورهای دو و یا چهار قطبه ) باشند

3) ژنراتورهای آسنکرون ( القایی ) ( Induction Generator ) :

ماشینهای القایی ( Induction Motors ) ماشینهایی هستند که ولتاژ روتور ( که جریان روتور و میدان مغناطیسی روتور را تولید می کند ) از طریق القا در سیم پیچ روتور ظاهر می شود نه اینکه توسط سیمهایی بدان متصل شود . ماشینهای القایی تقریباً در تمامی موارد در حالت موتوری مورد استفاده قرار می گیرند و حالت ژنراتوری آن به دلیل معایب بسیار بندرت بکار برده می شود .

درایو های Vacon AC برای OEMها

OEM به شرکتی اطلاق می گردد که از مبدل فرکانس بعنوان بخشی از تجهیزاتی که تولید می کند استفاده می نماید.

و کن برای OEM هایی که به بهبود عملکرد تجهیزات تولیدی خود می اندیشند ، یک سری راه حل های درایو AC ولتاژ پایین سازگار با محصول ارائه می دهد تا نیازهای آنها را بصورت قابل قبولی بر طرف سازد.

یک مشتری VACON ، در واقع تولید کننده ای را انتخاب می کند که متمرکز اصلی آن برروی درایو همراه با

– تیمی مشتری مدار

– عملکرد مشتری مدار

– کوشش در جهت توسعه محصول

– شبکه ای جهانی جهت پشتیبانی مشتریان OEM می باشد.

به چند نمونه از دستاوردهای ما در صنایع مختلف نظری بیافکنید:

– درایو های وکن تولید محصولات با کیفیت در کارخانه لبنیات Valio کمک می کند .

درایوهای وکن ماشین آلات انتقال و کانوایر ها را در کارخانه لبنیات Valio در شهر Riihimaki در فنلاند کنترل می کنند .

Valio بیشترین حجم معاملات را در صنعت لبنیات در فنلاند دارا می باشد . Valio پیشگام تولید لبنیات در سطح جهان می باشد.

– درایو های AC مدیریت پروسه را بهبود بخشیده اند :

در کارخانه لبنیات Riihimaki حدود 100 دستگاه درایو Vacon NXL در رنج توانی 0.75 – 15 KW بکار رفته است درایو های وکن سرعت ماشین آلات انتقال و کانوایر ها را کنترل می کنند. کنترل سرعت متناسب با نیاز ، موجب بهبود کنترل پروسه می گردد . آقای Juha Lahtinen از واحد طراحی اتوماسیون شرکت Pesmel که تامین کننده کانوایرها و ماشین های انتقال در Valio می باشد ، می گویند : کانوایرها چنان یکنواخت استارت کرده و حرکت می کنند که بسته ها در طول کانوایر سقوط نمی کنند . ما به دلیل کیفیت و قیمت مناسب ، وکن را انتخاب کردیم و از خدمات رسانی وکن بسیار راضی هستیم.

شرکت Pesmel از درایو های Vacon NXL در کاربردهایی نظیر Hoisting (بالابر) و Motion Control (کنترل حرکت) نیز استفاده کرده است. درایو های وکن از طریق پروفی باس کنترل شده و کنترل و نظرات بر پروسه را امکان پذیر ساخته اند . انرژی بازگشتی از موتور کانوایرها در هنگام ترمز به مقاومتهای ترمز هدایت می شوند.

آقای Heikki Sirkesalo مسئول ماشین آلات موجود در انبار Valio می گوید : انبار و کارخانه لبنیات مانند یک یخچال غول پیکر است ، با این وجود دمای پایین ثابت +4C هیچ مشکلی در ماشین آلات الکتریکی ایجاد نمی کند .

کنترل خط جدید توسط درایو وکن

Mirka تصمیم دارد در خط تولید جدید خود از درایو های NXP برای کنترل باز کردن و پیچیدن رولها و از درایوهای NXL برای کنترل فنها و دستگاه های تنظیم برش استفاده نمایند .

مولدهای AC یا آلترناتورها درست مثل مولدهای dc بر اساس القاء الکترومغناطیسی کار می کنند ، آنها نیز شامل یک سیم پیچ آرمیچر ویک میدان مغناطیسی هستند. اما یک اختلاف مهم بین این دو وجود دارد : درحالی که در ژنراتورهای dc آرمیچر چرخیده می شود وسیستم میدان ثابت است در آلترناتورها آرایش عکس وجود دارد.

یک موتور سنکرون از نظر الکتریکی مشابه یک آلترناتور یا ژنراتور ac می باشد در حقیقت از نظر تئوری یک ماشین سنکرون می تواند به عنوان آلترناتور استفاده گردد که به طور مکانیکی راه اندازی شده و یا به عنوان موتوری استفاده گردد که به صورت الکتریکی راه اندازی شده باشد.بیشتر موتورهای سنکرون دارای مقدار نامی 150 کیلو وات تا 15 مگاوات بوده ودارای محدوده سرعتی rpm150 تا rpm1800 کار میکنند .بعضی از خواص مشخصه ی یک موتور سنکرون که جالب توجه است عبارتند از :

1- هم در سرعت سنکرون کار می کند وهم کار نمی کند یعنی در حال کار سرعترا ثابت نگه می دارد . تنها روش برای تغییر سرعت آن تغییر دادن در فرکانس تغذیه می باشد.

2- ذاتا خود راه انداز نبوده و مجبور استتا سرعت سنکرون با استفاده از وسیله خاص تا رسیدن به حالت سنکرون به حرکت در آید.

3- توانایی عمل کردن در محدوده ی وسیعی از ضریب قدرت های پس فاز و پیش فاز رادارد . لذا می تواند برای مقاصد تصحیح توان و به علاوه برا تغذیه گشتاور وراه اندازی بارها استفاده گردد.

مزایای استفاده از خطوط مستقیم در مقابل متناوب

بزرگ‌ترین مزیت سیستم جریان مستقیم, امکان انتقال مقدار زیادی انرژی در مسافت‌های زیاد است و با تلفات کمتر (در مقیسه با روش انتقال DC) است. بدین ترتیب امکان استفاده از منابع و نیروگاه‌های دور افتاده مخصوصا در سرزمین‌های پهناور به وجود می‌آید.

برخی از شرایطی که استفاده از سیستم HVDC به‌صرفه‌تر از انتقال AC است عبارت‌اند از:

کابل‌های زیرآبی, به ویژه زمانی که به علت بالا بودن میزان توان خازنی(capacitance), تلفات در سیستم AC بیش از حد زیاد می‌شود.(برای مثال شبکه کابلی دریای بالتیک به طول 250 کیلومتر بین آلمان و سوئد)

انتقال در مسافت‌های طولانی و در مکان‌های بن‌بست به طوری که در یک مسیر طولانی شبکه فاقد هیچگونه اتصال به مصرف کننده‌ها یا دیگر تولید کننده‌ها باشد.

افزایش ظرفیت شبکه‌ای که به علت برخی ملاحظات امکان افزایش سیم در آن پر هزینه یا غیر ممکن است.

اتصال دو شبکه AC ناهماهنگ که در حالت AC امکان برقراری اتصال در آنها وجود ندارد.

کاهش دادن سطح مقطع سیم مصرفی و همچنین دیگر تجهیزات لازم برای برپاکردن یک شبکه انتقال در یک توان مشخص.

اتصال نیروگاه‌های دور افتاره مانند سدها به شبکه الکتریکی.

خطوط طولانی زیرآبی دارای ظزفیت خازنی زیادی هستند. در سیستم DC این ظرفیت خازنی تأثیر کمی بر روی عملکرد شبکه دارد اما از انجایی که در مدارهای AC, خازن در مدار تقریباً به صورت یک مقاومت عمل می‌کند ظرفیت خازنی در خطوط زیرآبی موجب ایجادشدن تلفات اضافی در مدار می‌شود و این استفاده از جریان DC را رد خطوط زیر آبی به صرفه می‌کند.

در حالت کلی نیز جریان DC قادر به جابجایی توان بیشتری نسبت به جریان AC است چراکه ولتاژ ثابت در DC از ولتاژ پیک در AC کمتر است و بدین ترتیب نیاز به استفاده از عایق‌بندی کمتر و همچنین فاصله کمتر در بین هادی‌ها است که این عمر موجب سبک شدن هادی و کابل و همچنین امکان استفاده از هادی‌های بیشتر در یک محیط مشخص می‌شود و همچنین هزینه انتقال به صورت DC کاهش می‌یابد.

افزایش ثبات یک شبکه

از آنجایی که سیستم HVDC به دو شبکه ناهماهنگ AC امکان می‌دهد تا بهم اتصال یابند, این سیستم می‌تواند موجب افزایش ثبات در شبکه شود و از ایجاد پدیده‌ای به نام «آبشار خطاها» (Cascading failure) جلوگیری کند. این پدیده زمانی به وجود می‌آید که به علت بروز خطا در قسمتی از شبکه کل یا قسمتی از بار این بخش به بخش دیگری انتقال داده می‌شود و این بار اضافه موجب ایجاد خطا در قسمت دیگر شده و یا این بخش را در خطر قرار می‌دهد که به این ترتیب بار این بخش هم به قسمت دیگری انتقال داده می‌شود و این حالت ادامه پیدا می‌کند. مزیت شبکه HVDC دراین است که تغییرات در بار که موجب ناهماهنگی در شبکه‌های AC می‌شود تأثیرات مشابهی را بروی شبکه HVDC نمی‌گذارد, چراکه توان و مسیر جاری شدن آن در سیستم HVDC قابل کنترل است و در صورت نیاز قابلیت کنترل اضافه بار در شبکه AC را دارد. این یکی از دلایل مهم تمایل برای ساخت این گونه شبکه‌هاست.

معایب

مهم‌ترین عیب این سیستم گران بودن مبدل‌ها و همچنین محدودیت آنها در مقابل اضافه بارها است همچنین در خطوط کوتاه تلفات به وجود آمده در مبدل‌ها از یک شبکه AC با همان طول بیشتر است, بنابر این این سیستم در مسافت‌های کوتاه کاربردی ندارد و یا ممکن است صرفه جویی به وجود آمده در تلفات نتواند هزینه بالای نصب مبدل‌ها را جبران کند. در مقایسه با سیستم‌های AC, کنترل این سیستم در قسمت‌هایی که شبکه دارای اتصالات زیادی است خیلی پیچیده‌است. کنترل توان جاری در یک شبکه پر اتصال DC نیازمند ارتباط قوی بین تمامی اتصال‌هاست چراکه هنواره باید توان جاری در شبکه کنترل شود.

هزینه‌های مربوط به انتقال DC

شرکت‌های بزرگ ایجاد کننده این گونه خطوط مانند ABB یا Siemens هزینه مشخصی از اجرای طرح‌های مشابه در مناطق مختلف اعلام نکرده‌اند چراکه این هزینه بیشتر یک توافق بین طرفین است. از طرف دیگر هزینه اجرای این گونه طرح‌ها به طور گسترده‌ای به خصوصیات پروژه مانند: میزان توان شبکه, طول خطوط, نوع شبکه(هوایی یا زیر زمینی), قیمت زمین در منطقه مورد بحث و… بستگی دارد.

با این حال برخی از شاغلین در این زمینه در این زمینه اطلاعاتی را بروز داده‌اند که می‌تواند قابل اعتماد باشد. برای خط انتقال 8 مگاواتی کانال انگلستان(English Channel) با طول تقریبی 40 کیلومتر, هزینه مربوط به قرار داد اولیه به تقریباُ به صورت زیر است: (جدای از هزینه‌های مربوط به عملیات آماده سازی ساحل, هزینه‌های مربوط به مالکیت زمین‌ها, هزینه بیمه مهندسین و…)

پست‌های مبدل, باهزینه تقریبی 110 میلیون پند

کابل زیرآبی+ نصب, با هزینه تقریبی 1 میلیون پند به ازای هر کیلومتر

بنابراین برای احداث شبکه انتقال 8 گیگاواتی در چهار خط, هزینه‌ای تقریبی برابر 750 میلیون پند نیاز است که باید دیگر هزینه‌های مرتبط با ساخت و بهره‌برداری خط به ارزش 200 تا 300 میلیون پند را هم به آن اضافه کرد.

اتصالات در سیستم AC

خطوط انتقال AC تنها می‌توانند به خطوط AC که دارای فرکانس برابر و تطابق زمانی یا فازی هستند متصل شوند. خیلی از شبکه‌هایی که به ایجاد اتصال تمایل دارند (مخصوصا شبکه‌های متعلق به دو کشور متفاوت) دارای شبکه‌های ناهماهنگ هستند. شبکه سراسری انگلستان و دیگر کشورهای اروپایی با فرکانس 50 هرتز کار می‌کنند اما هماهنگ نیستند یا برای مثال در کشوری مثل ژاپن شبکه‌ها 50 یا 60 هرتز هستند. در سراسر جهان مثال‌های زیادی از این دست وجود دارد. در این حالت اتصال شبکه‌ها به صورت AC غیرممکن یا پرهزینه است, اما در سیستم HVDC امکان ایجاد اتصال بین شبکه‌های این چنینی وجود دارد.

این امکان وجود دارد که ژنراتورهای وصل شده به یک شبکه انتقال بلند AC دچار بی‌ثباتی شده و موجب اختلال در هماهنگی شبکه شوند. سیستم HVDC استفاده از ژنراتورهای نصب شده در مناطق دورافتاده را عملی می‌کند. ژنراتورهای بادی مستقر در مناطق دور افتاده با استفاده از این سیستم می‌توانند بدون اینکه خطر ایجاد ناهماهنگی در شبکه به وجود آورند به شبکه اتصال یابند.

به طورکلی گرچه HVDC امکان اتصال دو شبکه متفاوت AC را فراهم می‌کند اما هزینه ماشین‌آلات و تجهیزات مبدل از AC به DC و برعکس واقعاً قابل توجه است, بنابراین استفاده از این سیستم بیشتر در شبکه‌هایی که توجیه اقتصادی داشته باشد انجام می‌گیرد(مسافت دارای توجیه پذیری اقتصادی در سیستم HVDC برای خطوط زیر آبی در حدود 50 کیلومتر و برای شبکه‌های هوایی بین 600 تا 800 کیلومتر است).

مبدل‌های AC

اجزای مبدل‌ها

در گذشته مبدل‌های HVDC از یکسوکننده‌های قوس جیوه که غیر قابل اطمینان بودند, برای انجام یکسوسازی استفاده می‌کردند و هنوز هم استفاده از این یکسوسازها در برخی مبدل‌های قدیمی ادامه دارد. از درگاه‌های تیریستوری اولین بار در دهه 1960 برای یکسو سازی استفاده شد. تریستور نوعی قطعه نیمه‌هادی شبیه دیود است, با این تفاوت که دارای یک پایه اضافی برای کنترل جریان عبوری است. امروزه از IGBT که نوعی تریستور است نیز برای یکسو سازی استفاده می‌شود. این قطعه دارای قابلیت‌های بهتری از تریستورهای عادی است و کنترل آن اسانتر است که قابلیت‌ها موجب کاهش یافت قیمت تمام شده یک درگاه می‌شود.

از انجایی که ولتاژ استفاده شده در سیستم HVDC در بسیاری موارد از ولتاژ شکست انواع نیمه‌هادی‌ها بیشتر است, برای ساخت مبدل‌های HVDC از تعداد زیادی قطعات نیمه هادی به صورت سری استفاده می‌کنند.

سیستم کنترل ولتاژ که با ولتاژ نسبتاً پایینی کار می‌کند و وظیفه انتقال دستورات قطع یا وصل را به دیگر اجزا دارد باید به طور کامل از قسمت ولتاژ بالا جدا شود. این کار عموماً با استفاده از سیستم‌های نوری انجام می‌پزیرد. در یک سیستم کنترل مرکب, قسمت کنترل برای انتقال دستورات از پالس‌های نوری استفاده می‌کند. عمل حمل این پالس‌ها به وسیله فیبرهای نوری انجام می‌گیرد.

عنصر کاملاً کنترل شده را بدون توجه به اجزای تشکیل دهنده, «درگاه» (valve) می‌ناند.

مدار یکسوسازی سه فاز توسط شش تریستور

سیستم تبدیل از AC به DC و بر عکس

در سیستم HVDC تیدیل از AC به DC و بر عکس تقریباً با تجهیزات مشابهی انجام می‌شود و در بسیاری پست‌های تبدیل, تجهیزات طوری نصب می‌شوند که بتوانند هر دو نقش را داشته باشند. قبل از وصل جریان AC به تجهیزات یکسوسازی ورودی مبدل از تعدادی ترانسفورماتور (ترانسفورماتور سربه‌سر)عبور می‌کند و سپس خروجی آنها به درگاه‌های یکسوسازی وارد می‌شود. دلیل استفاده از این ترانسفورماتورها ایزوله کردن پست تبدیل از شبکه AC و به وجود آوردن زمین (Earthing) داخلی است. در پست تبدیل وظیفه اصلی بر عهده درگاه‌هاست. در ساده‌ترین حالت یک یکسوساز از شش درگاه تشکیل شده است که دو به دو به فازهای AC متصل شده‌اند. ساختمان یکسو ساز به صورتی است که هر درگاه در هر سیکل تنها در طول 60 درجه هادی است و به این صورت وظیفه انتقال توان در هر سیکل 360 درجه‌ای به طور مساوی بین شش درگاه‌ تقسیم می‌شود. با افزایش درگاه‌ها تا 12 عدد می‌توان یکسوساز را طوری طراحی کرد که هر 30 درجه درگاه‌ها عوض شوند و بدین ترتیب ظرفیت یکسوسازی هر درگاه افزایش می‌یابد و هارمونیک‌های تولیدی یکسوساز به شدت کاهش می‌یابند.

سروموتورهای AC همانطـور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبی برای کاربـــردهای با توان پایین هستند و به همین دلیل است که موتورهای AC همیشه به موتورهای DC ترجیح داده میشوند. مزایای سروموتورهای AC به سروموتورهای DC شامل موارد زیر است :

روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشینهای DC از نظر ساختاری ، محکمتر هستند.

سروموتورهای AC دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.

هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور DC وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.

بدلیل اینکه آرمیـچر، سیـم پیچی های عایـق دار پیچـیده ای ندارد ، قطر آن می توانـد برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد . این امر به جلوگیری از Over Shoot در مکـانیسم سـرو کمک می کند .

سروموتورهای AC همانطـور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبی برای کاربـــردهای با توان پایین هستند و به همین دلیل است که موتورهای AC همیشه به موتورهای DC ترجیح داده میشوند. مزایای سروموتورهای AC به سروموتورهایDC شامل موارد زیر است :

روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشینهای DC از نظر ساختاری ، محکمتر هستند.

سروموتورهای AC دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.

هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور DC وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.

بدلیل اینکه آرمیـچر، سیـم پیچی های عایـق دار پیچـیده ای ندارد ، قطر آن می توانـد برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد . این امر به جلوگیری از Over Shoot در مکـانیسم سـرو کمک می کند .

یک سروموتور AC اصولا یک موتور دوفاز القایی است به جز در مورد جنبه‌های خـاص طراحی آن.

توان مکانیکی خروجی یک سروموتور DC از 2 وات تا چند صد وات تغییر می کند . مــوتورهای بزرگتر از این توان بسیار کم بازده اند واگربامشـخصات گشتـاور سرعت مطلوب ساخته شده باشند برای استفاده در کاربردهای سرو بسیار مشکل ساز خواهند شد . سرو موتورهای دقیق در کامپیوترها ابزارهای سرو و شماری ازکاربردها که به دقت بالایی نیاز است بکار می روند.

تنظیم كننده های ولتاژ

در اكثر آزمایشگاههای برق از منابع تغذیه برای تغذیه مدارهای مختلف الكترونیكی آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود . تنظیم كننده های ولتاژ در این سیستم ها نقش مهمی را برعهده دارند زیرا مقدار ولتاژ مورد نیاز برای مدارها را بدون افت و خیز و تقریباً صاف فراهم می كنند .

منابع تغذیه DC ، ولتاژ AC را ابتدا یكسو و سپس آن را از صافی می گذرانند و از طرفی دامنه ولتاژ سینوسی برق شهر نیز كاملاً صاف نبوده و با افت و خیزهایی در حدود 10 تا 20 درصد باعث تغییر ولتاژ خروجی صافی
می شود.

از قطعات مورد استفاده برای رگولاتورهای ولتاژ می توان قطعاتی از قبیل ، ترانسفورماتور ، ترانزیستور ، دیود ، دیودهای زنر ، تریستور ، یا تریاك و یا آپ امپ (op Amp) و سلف (L) و خازن (C) و یا مقاومت (R) و یا ICهای خاص را نام برد .

عوامل موثر بر تنظیم ولتاژ :

عوامل مختلفی وجود دارند كه در تنظیم ولتاژ در یك تنظیم كننده موثرند از جمله این عوامل را می توان ، تغییرات سطح ولتاژ برق ، ریپل خروجی صافیها، تغییرات دما و نیز تغییرات جریان بار را نام برد .

الف) تغییرات ولتاژ ورودی :

در تمامی وسایل الكترونیكی و یا سیستم های الكترونیكی و مكانیكی و غیره و در تمامی شاخه های علمی طراحان برای اینكه یك وسیله یا سیستم را با سیستم های مشابه مقایسه كنند معیاری را در نظر می گیرند كه این معیار در همه جا ثابت است .

در یك تنظیم كننده معیاری به نام تنظیم خط وجود دارد كه میزان موفقیت یك تنظیم كننده ولتاژ در كاهش تغییرات ولتاژ ورودی را با این معیار می سنجند و به صورت زیر تعریف می كنیم :

فرمول (1ـ2)

كه در آن ، تغییرات ولتاژ ورودی ، تغییرات ولتاژ خروجی ، ولتاژ خروجی متوسط (DC) می باشد .

ب)تغییرات ناشی از تغییر دما :

یكی دیگر از عاملهای تعیین كننده در یك تنظیم كننده ولتاژ خوب تغییرات ناشی از دماست .

معیاری كه تغییرات نسبی ولتاژ را برحسب دما بیان می كند ضریب دمای تنظیم كننده نام دارد كه آن را با T.C نشان می دهیم و بصورت زیر تعریف می شود :

(فرمول 2-2)

T.C = Temperature coefficient

در رابطه فوق ، تغییرات ولتاژ خروجی در اثر تغییرات دمای و مقدار متوسط (DC) ولتاژ خروجی است .

معمولاً TC برحسب (Parts – per – million) بیان می شود و به صورت زیر تعریف می شود .

(فرمول 3-2)

در زیر چند نمونه از مقادیر ، ، و … برای بعضی از سری
IC های رگولاتور ولتاژ آورده شده است .

T.C

Input voltage range

Type

0.3%

0.5%

0.1%

Max

Min

S.F.C 2100m

40

8.5

0.3%

0.1%

0.1%

40

8.5

S.F.C 2200m

0.3%

1

0.056%

-8

-50

S.F.C 2204

Linear integrated circuits voltage regulators

ج)تغییرات ناشی از تغییر بار :

اكثر دانشجویان در آزمایشگاه با این مسئله روبرو شده اند كه وقتی ما ولتاژی را از یك منبع می گیریم و با مالتی متر اندازه گیری می كنیم ( چه در حالت DC و چه در حالت ac ) وقتیكه به مدار وصل می كنیم مقدار آن با حالت بدون بار كمی اختلاف دارد ، دلیل آن تغییر بار است ، چون وقتی به مدار وصل نیست (بار) و وقتی به مدار وصل می شود بار تا مقدار خیلی زیادی كم می شود در حقیقت مقاومت بار تنظیم كننده ولتاژ ، مقاومت ورودی مداری است كه از بیرون به آن متصل می شود و بنابراین می تواند تغییرات نسبتاً وسیعی داشته باشد .

در یك تنظیم كننده ولتاژ ایده آل مقاومت داخلی صفر است تا تغییر مقاومت بار تأثیری در ولتاژ خروجی آن نداشته باشد . در عمل تنظیم كننده ها دارای مقاومت داخلی كمی هستند و به همین دلیل كمی ولتاژ خروجی را تحت تأثیر قرار می دهند .

میزان این تأثیرپذیری را با معیاری به نام تنظیم بار یا ، نشان می دهیم كه بصورت زیر تعریف می شود .

فرمول (4-2)

: ولتاژ در بار كامل (حداكثر بار ) .

: ولتاژ در بی باری .

* قسمتهای مختلف یك تنظیم كننده

الف)ترانسفورماتور:

جریان متناوب با دامنه و بسامد ثابت ، منبع اولیه انرژی الكتریكی است ( در بسیاری از كشورها و از جمله ایران و اروپا منبع سینوسی با ولتاژ موثر 220 ولت و فركانس 50 هرتز به كار می رود و در ایالات متحده این منبع سینوسی با ولتاژ موثر 110 تا 220 ولت وفركانس 60 هرتز می باشد ) تقریباً همه مدارهای الكترونیكی برای تضمین كاركرد مناسب به ولتاژهای ثابت نیاز دارند.

برای مثال ، بیشتر ریزكامپیوترها به منبع های 5 ولتی قادر به تأمین جریان A 100 نیاز دارند . دیگر سیستمهای سیگنال ـ پرداز اغلب به منبع های 12 و 15 ولتی نیاز دارند كه در آنها جریان حاصل با شرایط بار تغییر می كند به علاوه بیشتر محركهای موتور و سیستمهای كنترل به منبع های dcیی نیاز دارند كه سطوح ولتاژ آنها را می توان برای برآوردن شرایط كار مطلوب تنظیم كرد .

وظیفه ترانسفورماتور ، تنظیم سطح ac به گونه ای است كه دامنه dc مناسب بدست آید كه ترانسفورمر می تواند از نوع افزاینده یا كاهنده باشد و ظرفیت توانی كه می تواند جابجا كند باید برای تغذیه بار كافی باشد و اتلافهای یكسوساز ، پالایه و تنظیم كننده را تأمین كند . نسبت دورها ، از دامنه خروجی لازم نسبت به دامنه ورودی ac بدست می آید .

ب)یكسوسازها

بعد از ترانسفورماتور ، در یك منبع تغذیه ، یكسو كننده وجود دارد . وظیفه یكسوكننده تبدیل ولتاژ سینوسی به سیگنال dc پالسی است .

یكسوساز نیم موج :

با استفاده از یكسوكننده های نیم موج می توان نیم سیكلهای مثبت یا منفی یك ولتاژ متناوب را حذف نمود . ولتاژ ورودی VI معمولاً توسط یك ترانسفورماتور ورودی تأمین می شود . چنانچه از ولتاژ آستانه هدایت دیود صرفنظر كنیم در نیم سیكلهای مثبت ولتاژ ورودی ، دیود هدایت نموده و می توان آن را بصورت یك مقاومت كوچك درنظر گرفت بنابراین جریان (i) در این نیم سیكلها از تقسیم VIبر مجموع مقاومت های و بدست می آید .

اگر ولتاژ ورودی دارای شكل موج سینوسی با دامنه باشد دامنه جریان از تقسیم بر مجموع مقاومتهای و بدست می آید .

اگر در مدار یك آمپرمتر DC به صورت سری قرار گیرد این آمپرمتر مقدار متوسط جریان را نشان خواهد داد . با توجه به تعریف مقدار متوسط یك تابع متناوب داریم :

فرمول (5-2)

در انتگرال فوق به جای متغیر (t) از متغیر استفاده شده است .

ولتاژ DC دوسر مقاومت ، از ضرب مقاومت در جریان بدست
می آید ، كه جریان نیز از تقسیم بر عدد همانطور كه در رابطه (1) بدست آمد ، بدست می آید . در مورد ولتاژ دوسر دیود دو حالت وجود دارد ، اولاً هنگامیكه دیود قطع است ، تمام ولتاژ ورودی در دوسر دیود ظاهر
می شود و ثانیاً ، اگر دیود هدایت كند ولتاژ لحظه ای دوسر دیود ، بوده بنابراین ولتاژ دوسر دیود عبارت است از :

فرمول (6-2)

مقادیر موثر جریان و ولتاژ نیز از روابط زیر بدست می آید:

فرمول (7-2)

فرمول (8-2)

* بازده یكسوكننده نیم موج :

نسبت توان DC تحویلی به مقاومت بار به توان متوسط ورودی را می توان به عنوان بازده یكسوكننده تعریف نمود كه برابر است با :

فرمول (9-2)

یكسوساز تمام موج :

مدار یكسوساز تمام موج در حقیقت از 2 مدار نیم موج تشكیل شده كه هركدام

در یكی از نیم سیكلهای ولتاژ سینوسی ورودی هدایت می كند ، در نیم سیكل مثبت ولتاژ ورودی ، فقط دیود هدایت نموده و جریان را از مقاومت بار عبور می دهد و در نیم سیكل منفی ولتاژ ورودی ، دیود هدایت نموده و جریان به مقاومت بار می رسد .

مقادیر متوسط جریان و ولتاژ :

اگر مدار یكسوساز تمام موج را با یكسوساز نیم موج مقایسه كنیم متوجه می شویم كه جریان در مدار تمام موج 2 برابر حالت نیم موج است .

و ولتاژ DC نیز از ضرب جریان بدست آمده بالا در مقاومت بدست می آید .

حداكثر ولتاژ معكوس :

در یكسوكننده نیم موج دیدیم كه وقتی دیود D در حالت قطع قرار می گرفت تمامی ولتاژ ورودی بر روی آن ظاهر می شد و بنابراین حداكثر ولتاژ معكوس دیود برابر بود .

در یكسوكننده تمام موج وقتی دیود قطع است دیود در حالت هدایت بوده و تقریباً اتصال كوتاه است و ولتاژ دوسر دیود برابر می باشد و برای دیود نیز وقتی كه دیود وصل است ، دیود قطع و اوج ولتاژ معكوس برابر می‌باشد . بنابراین باید بدانیم كه در انتخاب دیودها برای مدار یكسوكننده تمام موج ، اندازه ولتاژ شكست دیود از بیشتر باشد تا دیود وارد ناحیه شكست نشود .

صافی خازنی :

در شكلهای مدارهای یكسوكننده كه شكل موج ولتاژ خروجی در این مدارها با شكل موج ولتاژ ورودی تفاوتی اساسی پیدا نموده و در واقع این مدارهای یكسوكننده از یك ولتاژی كه شامل هیچ گونه مؤلفه DC نیست یك ولتاژ DC توأم با ریپل (ripple) یا به عبارتی ناصاف بوجود می آورد . برای حذف ریپل موجود در خروجی یكسوكننده می توان از صافی خازنی استفاده كرد اینكار بوسیله موازی كردن یك خازن با مقاومت در مدار مثلاً یكسوكننده نیم موج بدست می آید . این صافی در حقیقت مانع رسیدن فركانسهای بالای موجود در شكل موج ورودی ، به مقاومت بار گردیده و با این عمل به صاف تر شدن ولتاژ خروجی كمك می كند (صافی پایین گذر) .

مباحث كلی درباره فیلتر

یك مدار یكسوساز برای تبدیل سیگنالی با مقدار متوسط صفر به مقدار متوسط غیرصفر مورد نیاز است . البته ، ولتاژ dc ضربان دار بدست آمده ، كاملاً dc نیست و حتی نمونه قابل قبولی از آن نمی باشد . اگرچه در مداری نظیر یك شارژ باطری ، ضربان دار بودن مشكل بزرگی نیست ، با این وجود ، برای مدارات منبع تغذیه یك رادیو ، ضبط صوت ، كامپیوتر و دیگر دستگاههای الكترونیك ضربان با فركانس 50 سیكل روی ولتاژ dc خروجی ظاهر می شود و در اثر آن كار كلیه مدارت نادرست انجام می گیرد . در چنین موردی و موارد گوناگون دیگر dc بدست آمده بایستی صاف تر از ولتاژی باشد كه مستقیماً از یكسوساز نیم موج یا تمام موج بدست می آید .

فیلتر رگولاسیون ولتاژ و ولتاژ موجك

قبل از ورود به جزئیات مدار فیلتر ، بایستی روش متداول ارزیابی مداری كه اثر آن را به عنوان یك فیلتر مورد مقایسه قرار می دهیم بدقت ملاحظه شود . اگرچه باطری علی الاصول دارای ولتاژ خروجی dc یا پیوسته است ، ولتاژ بدست آمده از منبع ac با یكسوسازی و فیلتر كردن ، دارای مقداری ریپل یا موجك خواهد شد .هر اندازه تغییرات ac نسبت به سطح dc كمتر باشد ، عمل فیلتر بهتر صورت گرفته است .

فرض كنید ولتاژ مدار فیلتر را با یك ولتمتر dc و یك ولتمتر ac اندازه گیری كنیم . در آن صورت ولتمتر dc تنها مقدار متوسط یا سطح dc ولتاژ خروجی را نشان خواهد داد و ولتمتر ac فقط مولفه rms ولتاژ ac را اندازه گیری خواهد كرد (با فرض اینكه سیگنال از طریق یك خازن به ولتمتر اخیرالذكر منتقل شود) .

تعریف : موجك یا ریپل

مثال : برای اندازه گیری سیگنال خروجی یك مدار فیلتر ، با استفاده از یك ولتمتر dc و ac ، ولتاژ dc برابر 25V و ولتاژ موجك (1.5 V) ولت (مؤثر) بدست آمده است . موجك خروجی فیلتر را حساب كنید .

اگر اندازه ولتاژ در بار كامل درست به اندازه ولتاژ در بی باری باشد ، رگولاسیون ولتاژ یا تنظیم بار محاسبه شده 0% است كه بهترین صورت ممكن می باشد . این به آن معنی است كه منبع ولتاژ مستقل از جریان كشیده شده عمل می كند و دارای ولتاژ ثابتی است . ولتاژ خروجی اغلب منابع تغذیه با كشیده شدن جریان كاهش می یابد . كاهش كمتر ولتاژ به معنی كار بهتر مدار منبع تغذیه است .

ضریب موجك سیگنال یكسوشده

ولتاژ یكسوشده یك ولتاژ صاف نیست و بنابراین خروجی دارای مؤلفه dc و نیز موجك است . ملاحظه خواهید كرد كه سیگنال یكسوساز تمام موج نسبت

به یكسوساز نیم موج دارای مؤلفه dc بیشتر و موجك (ریپل) كمتری است .

زمان ، زمانی است كه در آن دیودهای یكسوساز تمام موج هدایت می كنند و خازن فیلتر را تا مقدار قله (نوك) ولتاژ ورودی ، شارژ می كند . زمانی است كه در طول آن ولتاژ یكسو شده تا پایین تر از ولتاژ نوك افت می كند و خازن در بار تخلیه می گردد . چون سیكل شارژ ـ دشارژ در هر نیم سیكل یك یكسوكننده تمام موج اتفاق می افتد ، بنابراین زمان تناوب شكل موج یكسو شده ، یعنی نصف فركانس سیگنال ورودی است .

كه در آن ، جریان به میلی آمپر ، C ظرفیت به میكروفاراد ، و به كیلواهم است .

مثال : ولتاژ موجك یك یكسوساز تمام موج را بدست آورید كه ظرفیت خازن فیلتر آن و جریانی كه بار می كشد ، 80 m A باشد .

كه در آن ولتاژ نوك یكسوساز ، جریان بار بر حسب میلی آمپر ، و C ظرفیت خازن به میكروفاراد است .

پریود هدایت دیود و جریان قله دیود

از مباحث قبل روشن می شود كه ظرفیت بالاتر خازن بدلیل فیلتر بهتر ، موجك كمتر و ولتاژهای متوسط زیادتری را سبب می شود . از این گفته ممكن است چنین نتیجه گیری شود كه برای بهبود كار یك خازن فیلتر ، لازم است اندازه خازن را بزرگ انتخاب كنیم . البته خازن بر جریان نوك كه از دیود یكسوساز می گذرد نیز اثر می گذارد و چنانكه خواهیم دید ، از ظرفیت بزرگتر خازن برای بالا بردن جریان نوك كه از دیود یكسوكننده عبور می كند ، نیز استفاده می شود .

دیودها در این پریود ، متوسط جریان مورد نیاز شارژ خازن را بدست می‌دهند . هرچه این زمان كوتاهتر باشد ، مقدار جریان شارژ بیشتر می شود . توجه كنید كه مقادیر كوچكتر خازن ، با بزرگتر ، جریان نوك دیود كمتر از جریان نوك دیود در خازن با ظرفیت بیشتر است .

از آنجا كه جریان متوسط دریافتی از منبع تغذیه بایستی معادل متوسط جریانی باشد كه از دیود در پریود شارژ می گذرد .

موجك دوسر یك خازن فیلتر را با استفاده از یك فیلتر RC می توان كاهش داد . علت استفاده از شبكه اضافی RC ، عبور هرچه بیشتر مؤلفه dc ولتاژی است كه در دوسر خازن فیلتر بدست آمده است و ضعیف كردن مؤلفه ac موجكی است كه ممكن است در دوسر خازن فیلتر وجود داشته باشد . مدار یكسوكننده تمام موج ، به همراه خازن فیلتر و مدار فیلتر RC را نشان می دهد . كار مدار فیلتر با استفاده از قانون بر هم نهش (superposition) قابل محاسبه است .

تنظیم كننده های ولتاژ ساده :

تنظیم كننده های ولتاژ ساده تنظیم كننده هایی هستند كه از یك دیود زنر برای ثابت نگه داشتن ولتاژ استفاده می شود یعنی عنصر تنظیم كننده ولتاژ همان دیود زنر است . در طراحی مدار یك تنظیم كننده ساده برحسب وضعیت ولتاژ و جریان مورد نظر تنظیم كننده را بصورت موازی و یا سری با مقاومت بار (خروجی) قرار می دهند . حالت اول را تنظیم كننده موازی و حالت دوم را تنظیم كننده سری می نامند . در مدار سری جریان خروجی تنظیم كننده از مقاومت بار می گذرد در حالی كه در وضعیت موازی تنظیم كننده موازی با بار قرار دارد و فقط بخشی از جریان ورودی از آن عبور می كند . معمولاً از تنظیم كننده موازی در مواردی كه با ولتاژهای متوسط و یا كم و نیز جریان های زیاد و بار نسبتاً ثابت سروكار داریم استفاده می شود زیرا در این صورت نیاز به دیود زنر با ولتاژ و جریان خیلی زیاد نخواهیم داشت . در مواردی كه ولتاژ مورد نظر زیاد است و جریان بار كم و یا متوسط بوده و یا به علت تغییر مقاومت بار متغیر است تنظیم كننده سری مناسب تر است .

الف ) تنظیم كننده موازی

ب ) تنظیم كننده سری

ج ) یك تنظیم كننده ساده با دیود زنر

قسمت سمت چپ مقاومت Rl را با مدار معادل تونن جایگزین می نماییم . توجه كنیم كه با دیود زنر بصورت یك منبع ولتاژ كه با مقاومت rz سری است برخورد می نماییم .

محدودیت تنظیم كننده ساده :

در یك تنظیم كننده ولتاژ است اگر چه تغییرات ولتاژ ورودی ناچیز است ولی جریان بار ثابت نمی باشد . تغییرات جریان بار باید همگی توسط دیود زنر تحمل شود لذا در مواردی كه تغییرات جریان بار زیاد باشد استفاده از یك دیود زنری با بزرگ و در نتیجه Pz ,max بزرگ ضرورت دارد و استفاده از یك دیود زنر با Iz , max بزرگ موجب می شود كه هنگام بی باری تمامی جریان از دیود زنر عبور كرده و تلفات حرارتی آن زیاد شود . این امر باعث كاهش عمر دیود زنر و همچنین كاهش بازده تنظیم كننده می شود برای رفع این اشكال می توان با اضافه نمودن یك طبقه امیتو فالوئر در خروجی مدار تغییرات جریان را تقویت نمود همان طور كه می بینیم در این حالت ولتاژ خروجی به اندازه VBE( oN) تراتوسیتور از كمترخواهد بود .

تنظیم كننده های ولتاژ پیشرفته :

اگر چه استفاده از تنظیم كننده های ولتاژ ساده در بسیاری از سیستمهای الكترونیكی ارزان قیمت متداول است ، ولی در منابع تغذیه تجارتی كه تنظیم ولتاژ بهتر و دقیقتر و نیز ولتاژ خروجی قابل تغییر مورد نیاز است ، از تنظیم كننده های پیشرفته تری استفاده شود . در این مدار از فیدبك منفی ولتاژ – سری استفاده شده است . تقویت كننده دارای بهره ولتاژ و امپرانس ورودی بزرگ می باشد .

در صورتیكه دقیق و پایدار بوده و مقاومتهای دقیق و با تغییرات حرارتی كم باشند ، ولتاژ خروجی از پایداری و ثبات مطلوبی برخوردار خواهد بود ، با تغییر مناویب B می توان به ولتاژ خروجی مورد نظر دست یافت .

مدار نمونه بردار :

این مدار می تواند به سادگی از یك تقسیم كننده ولتاژ تشكیل شده باشد كه در دو سر آن ولتاژ خروجی را ببیند و سر وسط جریانی نكشد . ولتاژ نمونه برداری شده از سر وسط به یك مدار با امپرانس ورودی بزرگ داده می شود تا جریان این سو قابل صرف نظر باشد .

مدار مقایسه كننده :

مدار مقایسه كننده می تواند یك تقویت كننده تفاضلی و یا یك تقویت كننده عملیاتی باشد . انتخاب دوم به دلیل امپرانس ورودی زیاد آن از نظر عملكرد بهتر مدار نمونه بردار و ولتاژ مرجع برتری دارد .

تقویت كننده DC :

اگر در بخش مقایسه كننده از یك تقویت كننده عملیاتی استفاده شود ، سیگنال تفاضل به اندازه كافی تقویت می شود و تقویت كیتره اضافی ضرورت ندارد چنانچه مقایسه كننده یك تقویت كننده تفاضلی باشد ، استفاده از یك مدار مناسب ( معمولاْ یك تراترسیتور در حالت امیتر مشترك ) در بسیاری از موارد الزامی است .

مدار كنترل :

مداركنترل بوسیله ولتاژ خروجی تقویت كننده ، جریان خروجی را كنترل می‌كند . كه این بخش در مدارهای تنظیم ولتاژ از یك تراترسیتور و یا یك زوج دار لینگتون تشكیل می شود . عنصر خروجی می تواند بصورت موازی یا سری با خروجی قرار گیرد . در حالت اول تنظیم كننده را تنظیم كننده ولتاژ موازی می نماند از این نوع تنظیم كننده معمولاْ در جریانهای زیاد و ولتاژهای خروجی كم و متوسط استفاده می شود . در ولتاژهای خروجی زیاد و جریانهای كم و متوسط تنظیم كننده های سری را به كار می برند در این تنظیم كننده ها عنصر كنترل به صورت سری با خروجی قرار می گیرد .

مدار ولتاژ مرجع :

ساده ترین مدار ولتاژ مرجع از یك دیود زنر تشكیل می شود این عنصر با تغییر جریان خود ولتاژ دو سرش را تقریباْ ثابت نگه می دارد . ولتاژ شكست دیود زنر ، علاوه بر تغییر با جریان تابع دما نیز می باشد تغییرات ضریب دمای ( T C ) بر حسب ولتاژ شكست و جریان دیود زنر نشان داده شده است . بر اساس بررسیهای انجام شده ، پایدارترین دیود زنرها دارای ولتاژ شكست حدود 6 ولت می باشند در صورتی كه دستیابی به یك ولتاژ مرجع پایدار مورد نظر بوده و ولتاژ آن چندان مهم نباشد ، بهتر است از یك دیود زنر 6/5 ولت سری شده با یك دیود سیلیكن معمولی در بایاس مستقیم استفاده شود . در این ولتاژ ضریب دمای ثبت دیود زنر ضریب دمای دیود معمولی را خنثی می كند . با تغییر جریان دیود زنر می توان تا اندازه ای ضریب دمای دیود را تنظیم نمود بعضی دیود زنرها بطور داخلی با یك دیود معمولی سری نشده و در واقع تغییرات حرارتی آنها جبران شده است . از زمره این دیود زنرهای سری21 Nn 1 را می توان نام بردكه با ولتاژ شكست 2/6 ولت دارای ضریب دمایی بین ppm /c 5 دیود (21 Nn 1 ) تا ppm /c 100 ( 29 Nn 1 ) می باشند . دیودهای 940 N 1 و 946 N 1 با ولتاژهای 9 و 7 /11 ولت دارای ضریب دمای ppm /c 2 می باشند كه به راحتی با سری شدن با یك دیود معمولی قابل جبران هستند . دیود زنرهای موجود در بازار عموماْ ولتاژهای شكستی بین 5/2 تا 200 ولت دارند با توان نامی چند دهم تا 50 وات در مواردی كه به ولتاژهای مرجع كوچكتر نیاز است از سری كردن دیودهای معمولی و یا از دیودهایLED با رنگهای مختلف استفاده می شود . برای بهبود عملكرد مدار ولتاژ مرجع می توان از 2 دیود زنر استفاده نمود . در این مدار از میزان اثر تغییرات ورودی در جریان دیود زنر دوم تا حد زیادی كاسته شده است . یك راه اساس تر این است كه دیود زنر توسط یك منبع جریان ثابت تغذیه شود . دیود زنر ولتاژ بیش 1Q ثابت نگه داشته و در نتیجه باعث ماندن جریان عبوری از دیود زنر مرجع یعنی 2D می شود . برای بهبود بیشتر عملكرد این مدار سعی می شود كه از طریق یك تراترسیتور دیگر ( 2Q) جریان 1D نیز ثابت نگه داشته شود . جریان مقاومت 2R توسط 2D تثبیت شده و این جریان كه تقریباْ همان جریان دیود 1D است باعث تثبیت ولتاژ آن می شود . این كار به نوبه خود جریان تراترسیتور 1Q و در نتیجه جریان دیود مرجع 2Q را ثابت نگه می دارد و از این طریق یك ولتاژ مرجع قابل اطمینان حاصل می‌شود . در طراحی مدارهای ولتاژ مرجع می توان از تقویت كننده عملیاتی نیز كمك گرفت . در شروع كار مدار ، دیود زنر قطع و فیدبك مثبت غالب است و باعث افزایش ولتاژ دو سر دیود می شود . پس از اینكه این ولتاژ به مقدار رسید ، فیدبك منفی كنترل مدار را در دست می گیرد . در این مدار می توان از یك دیود زنر با ولتاژ شكست پایدار مثلاْ با استفاده نمود و با انتخاب مقادیر مناسب برای مقاومتهای 1R و 2R به ولتاژ مرجع مورد نظر دست یافت . مقاومتهای به كار رفته و زین مدار باید حتی الامكان از میان مقاومتهای دقیق انتخاب شوند در این مدار جریان دیود زنر از طریق مقاومت 3 R تأمین می‌شود و دارای مقدار ثابتی می باشد زیرا ولتاژهای دو سر این مقاومت یعنی و ثابت می باشند . می توان دیود زنر را درحلقه فیدبك منفی نفر قرار داد مثلاْ در این مدار نیز جریان دیود زنر كه همان جریان مقاومت R است همواره ثابت باقی می ماند زیرا ولتاژ دو سر ورودی تقویت كننده عملیاتی با یكدیگر مساوی ویوایو می باشد . بنابراین انتخاب مقاومتهای دقیق و یك دیود زنر با ولتاژ شكست پایدار و ضریب دمای جبران شده تأمین یك ولتاژ مرجع باید در و مطلوب را تضمین می كند .

سلام.به وبسایت ما خوش آمدید.
دوست گرامی سلام.برای مشاهده توضیحات کامل محصول دانلودی موضوع كارآموزی: : تنظیم كننده های ولتاژ ، ژنراتور ، ماشین AC روی دکمه ادامه مطلب کلیک فرمایید

موضوع كارآموزی: : تنظیم كننده های ولتاژ ، ژنراتور ، ماشین AC