آموزش مهندسی برق

از آنجا که میدان مغناطیسی است ممکن است توسط یک جریان تولید شود ، مقاومت را می توان با توجه به جریان تعریف کرد. برای انجام این کار ما یک شیر برقی را در نظر می گیریم ، به عنوان مثال ، یک سیم پیچ سیم به طور یکنواخت پیچیده شده است .

روی یک استوانه است. اگر شیر برقی طولانی تر از شعاع آن باشد ، ما می تواند در نظر بگیرد که یک میدان مغناطیسی یکنواخت در داخل سیم پیچ ، به طور موازی تولید می شود به محور خود. اگر N تعداد چرخش ها باشد ، من طول سلونوئید و من برابر است .

جریانی که در سیم پیچ جریان دارد ، H = NI / I داریم. اندازه H برابر است بر حسب آمپر در متر اندازه گیری می شود و مقدار NI در آمپر بیان می شود.

مغناطیسی موضوع آهن ربا و قطب های مغناطیسی نامگذاری شده است مغناطیسی مغناطیسی با قیاس با الکترواستاتیک. پدیده های مغناطیسی ، مانند قطب ها و مزارع تولید شده را می توان از نظر مزارع توضیح داد .

جریان های الکتریکی با تفکر در مقیاس اتمی ، الکترونهایی که گردش می کنند دور هسته مثبت سنگین مرکزی یک جریان را تشکیل می دهد. بنابراین هر کدام در مدار می چرخند الکترون یک میدان مغناطیسی تولید می کند. به طور کلی ، مدار الکترون ها هستند.

در فضاهای تصادفی در فضا قرار می گیرد و بنابراین میدان مغناطیسی خالص صفر است. در صورت استفاده از محرک مناسب ، مدارها را می توان به گونه ای تنظیم کرد که مطابق مدار آنها باشد میدان های مغناطیسی در یک راستا هستند. در بعضی از مواد ، مدارها یک بار تراز وسط قرار بگیرید ، اینگونه بمانید و اینها موادی هستند که دائمی تولید می کنند .

آهن ربا در مواد دیگر مدارها به حالات تصادفی خود بازمی گردند به محض حذف محرک - این مواد مورد استفاده به عنوان آهن ربا هستند. برای یک محرک خاص ، آنها میدان بیشتری نسبت به مواد مورد استفاده تولید می کنند .

آهن ربا دائمی 1t باید در این مرحله ذکر شود توانایی تولید یک میدان بالا تنها عاملی نیست که باید در هنگام تصمیم گیری مورد توجه قرار گیرد بر روی ماده ای که برای آهنربا الکتریکی استفاده می شود ؛ مشکلات انرژی وجود دارد اگر وضعیت مغناطیسی به طور مکرر تغییر کند ، ضرر باید در نظر گرفته شود .

پنج منبع انرژی وجود دارد که با هم تقریباً تمام منابع را تشکیل می دهند برق جهان آنها ذغال سنگ ، نفت ، گاز طبیعی ، برق آبی و انرژی هسته ای. زغال سنگ ، نفت و نیروگاه های هسته ای از چرخه بخار برای تبدیل گرما استفاده می کنند .

انرژی الکتریکی ، به روش زیر. نیروگاه بخار بسیار خالص استفاده می کند آب در یک چرخه بسته. ابتدا در دیگهای بخار گرم می شود تا بخار بالا تولید شود .

فشار و دمای بالا ، به طور معمول 150 اتمسفر و 550 درجه سانتیگراد در یک ایستگاه مدرن این بخار فشار قوی توربین ها را به نوبه خود هدایت می کند ژنراتورهای الکتریکی را که مستقیماً به آنها متصل می شوند ، هدایت کنید. حداکثر مقدار انرژی فقط در صورت انتقال از بخار به توربین ها منتقل خواهد شد دومی مجاز است در یک فشار بسیار کم ، در حالت ایده آل خلا a ، تخلیه شود. این می تواند با متراکم شدن بخار خروجی به آب حاصل می شود. سپس آب پمپ می شود .

دوباره به دیگهای بخار برگردید و چرخه دوباره شروع می شود. در مرحله چگالش بزرگ است مقدار گرما باید از سیستم استخراج شود. این گرما در کندانسور که نوعی مبدل حرارتی است. مقدار بسیار بیشتری سرما آب ناخالص به یک طرف کندانسور وارد می شود و به عنوان آب گرم خارج می شود ، گرمای کافی را از بخار خروجی استخراج کرده تا دوباره به درون آن متراکم شود

اب. هیچگاه نباید این دو سیستم آب با هم مخلوط شوند. در یک سایت ساحلی گرم شده است آب نجس به سادگی در نقطه ای از فاصله کمی به دریا برگردانده می شود. ایستگاه 2 GW در هر ثانیه به حدود 60 تن آب دریا نیاز دارد. این مشکلی نیست در ساحل ، اما تعداد کمی از مکانهای داخلی می توانند در طول سال آب زیادی تأمین کنند گرد گزینه دیگر ، گردش مجدد آب نجس است. برج های خنک کننده هستند برای خنک کردن آب نجس استفاده می شود تا بتوان آن را به کندانسورها بازگرداند ، همان آبی که به طور مداوم دوچرخه سواری می شود برج خنک کننده بتن آشنا است مانند دودکش بسیار گسترده ای است و به روشی مشابه عمل می کند ، به این دلیل که القا می کند یک پیش نویس طبیعی حجم زیادی از هوا به دور قاعده و برگها کشیده می شود از قسمت بالا باز آب گرم و نجس به داخل قسمت داخلی پاشیده می شود برج از تعداد زیادی جت خوب است و با سقوط آن با بالا آمدن سرد می شود هوا ، بالاخره در یک حوضچه زیر برج جمع می شود. برج خنک کننده واقعاً دومین مبدل حرارتی که گرمای موجود در آب ناخالص به آن منتقل می شود هوای جوی؛ اما برخلاف اولین مبدل حرارتی ، این دو مایعات هستند .

اجازه تماس پیدا می کند و در نتیجه مقداری از آب از بین می رود تبخیر برج های خنک کننده هرگز قادر به کاهش دمای آب ناخالص نیستند درست تا دمای هوای محیط ، به طوری که بهره وری از کندانسور و از این رو کارایی کل ایستگاه کمی کاهش می یابد در مقایسه با یک سایت ساحلی. ساخت برج های خنک کننده نیز هزینه سرمایه ساخت نیروگاه را افزایش می دهد. نیاز به سرمایش آب عامل مهمی در انتخاب مکان های زغال سنگ ، نفت و هسته ای است .

گیاهان سایتی که برای یک نیروگاه با استفاده از یک نوع سوخت مناسب است لزوماً برای یک ایستگاه با استفاده از سوخت دیگر مناسب نیست. ایستگاه های برق با زغال سنگ ایستگاه های اولیه سوزاندن زغال سنگ در نزدیکی باری که تأمین می کردند ساخته شدند. یک ایستگاه از خروجی 2 گیگاوات ، در سال حدود 5 میلیون تن زغال سنگ مصرف می کند. در انگلیس کجا بیشترین زغال سنگ نیروگاه توسط راه آهن حمل می شود ، این به طور متوسط ​​حدود 13 است .

هر روز 1000 تن قطار قطار می کند. این بدان معنی است که ایستگاه های بزرگ با زغال سنگ به آن احتیاج دارند یک لینک ریلی مگر اینکه ایستگاه درست در سر گودال ساخته شود. ایستگاه های برق با سوخت نفت روغن نیروگاه را می توان به روغن خام تقسیم کرد که از آنجا که از روغن می آید روغن است خوب ، و روغن باقیمانده که وقتی کسرهای با ارزش تر وجود داشته باشد ، باقی می ماند .

در پالایشگاه نفت استخراج شده است. هزینه انتقال نفت توسط خط لوله کمتر از است انتقال ذغال سنگ از طریق راه آهن ، اما حتی بنابراین ایستگاههایی که نفت خام می سوزانند اغلب هستند در نزدیکی اسکله های آب عمیق مناسب برای تخلیه تانکرهای متوسط ​​قرار دارد. ایستگاه های سوزاننده روغن باقیمانده باید در نزدیکی پالایشگاه تأمین کننده قرار بگیرند آنها به این دلیل که روغن باقیمانده بسیار چسبناک است و فقط از طریق آن قابل انتقال است در صورت گرم نگه داشتن خطوط لوله از نظر اقتصادی. ایستگاه های انرژی هسته ای در مقابل زغال سنگ و نفت ، هزینه حمل و نقل سوخت هسته ای بسیار ناچیز است به دلیل مقدار بسیار کمی که استفاده شده است. یک ایستگاه 1 GW تقریباً به 4 2 نیاز دارد 1 تن هر هفته اورانیوم. این بسیار مطلوب با 50،000 تن قابل مقایسه است سوختی که هر هفته در یک قدرت قابل مقایسه با زغال سنگ سوخته می شود .

ایستگاه. ایستگاه های هسته ای کنونی بیش از آب قابل استفاده از آب خنک کننده استفاده می کنند کارخانه های ذغال سنگ یا نفت سوز به دلیل کارایی پایین آنها. همه هسته ای ایستگاه ها در انگلیس ، به استثنای یک ، در ساحل واقع شده و از دریا استفاده می کنند آب برای خنک کردن.

هنگام تطبیق ورودی از یک PLC به خروجی دیگری ، باید توجه داشت که جریان نشتی خروجی برای خاموش کردن ورودی حتی اگر خروجی خاموش باشد کافی نیست. برای محافظت در برابر این اتفاق ، یک مقاومت در برابر تخلیه به اندازه کافی برای انتقال جریان نشت به زمین مورد نیاز است. با استفاده از فرمول Ohm's Law V = I * R مقدار مناسبی برای R. داده خواهد شد. جریان نشتی برای اکثر خروجی ها ذکر شده است. از مقدار جریان نشتی برای I. استفاده کنید. ولتاژ ولتاژ عملیاتی خروجی است .

نشت شایع ترین در خروجی triac است. مدار بالا اگر جریان نشت تریاک برای روشن کردن مدار ورودی متصل به خروجی تریاک کافی باشد بسیار مفید است. این امر در صورتی اتفاق می افتد که امپدانس ورودی دستگاه به اندازه کافی زیاد باشد که به جریان بیشتر از جریان تخلیه خروجی triac نیاز نداشته باشد.

انواع مختلفی از PLC و I / O موجود است. برای آلن بردلی و زیمنس ، این خانواده پردازنده ها و کارت ها در وب سایت های مربوطه یافت می شوند. انتخاب نوع پردازنده ، انتخاب کارت های ورودی / خروجی و همچنین طرح سیستم را تعیین می کند. هنگام انتخاب PLC باید کارت های اضافی در نظر گرفته شود زیرا یک کارت از هر نوع باید به عنوان لوازم یدکی سیستم سفارش داده شود.

اکثر فروشندگان PLC همچنین لیستی از محصولات قدیمی را دارند که سازنده از آنها پشتیبانی می کند. وقتی تراشه های مورد استفاده در طراحی PLC خاص دیگر در دسترس نباشند ، اکثر فروشندگان قادر به پشتیبانی از لیست محصولات قدیمی خود نیستند.

نشان داده نشده است محصولاتی که با PLC همراه شده اند تا یک سیستم کامل ایجاد کنند. مواردی مانند صفحه نمایش HMI ، درایو های کنترل موتور و سایر دستگاه ها سیستمی را ایجاد می کنند که برای کنترل روند استفاده می شود.

از آنجا که اکثر دستگاه های AC به ورودی بالایی پاسخ می دهند ، تفاوت های کمی بین تولید کنندگان وجود دارد

با مقدار روشن یا 1. خنثی ها در بیشتر مدارها وجود دارند تا 0 ولت مناسب به مدار بدهند

مقدار مرجع

در حالی که سیم کشی ورودی و خروجی PLC AC کار سختی نیست ، آزمایش دستگاه برای تعیین میزان آن انجام می شود

وضعیت در بسیاری از موارد دشوار است. با هر محیط صنعتی ، سر و صدا یک مشکل ثابت است

و در حالی که "روشن" معمولاً به عنوان قرائت 110 ولت در DMM مورد علاقه شما دیده می شود ، "خاموش" ممکن است خوانده نشود

0 ولت در حقیقت ، DMM ممکن است مقادیری را تا تقریباً نیمی از ولتاژ واقعی سیستم بخواند

حتی با خروجی خاموش خاموش ممکن است حالت در حال خواندن باشد اما نویز ممکن است وجود داشته باشد که مقادیر را ارائه می دهد

اگر این برنامه در نزدیکی کوره ذوب فولادی ذوب قوس باشد ، مقادیر دیده شده در تریاک وجود دارد

خروجی خاموش است ممکن است در محدوده 40 تا 60 VAC باشد. ویژگی اصلی خواندن هنگام

خروجی خاموش است این است که سازگار نیست. یعنی مقادیر بدون خواندن پایدار حرکت می کنند

True high به تأمین منابع بر خلاف نمودار بالا اشاره دارد. وقتی جریان با ولتاژ بالا روشن است ، ولتاژ زیاد است. اصطلاح دیگری که در رابطه با منبع بالا و منبع واقعی به کار می رود pnp است که به نوع ترانزیستور مورد استفاده در مدارهای واقعی بالا اطلاق می شود.

مدار سوئیچینگ با استفاده از ترانزیستور npn در زیر نشان داده شده است. در این مدار ، وقتی ورودی A روشن یا زیاد می شود ، Vout در ولتاژ پایین یا نزدیک به آن فرو می رود. ترانزیستور هدایت می کند. این نمونه ای از یک مدار ساده True Low است. مدار سوئیچینگ با استفاده از ترانزیستور pnp نیز نشان داده شده است. در این مدار ، وقتی ورودی A روشن یا زیاد می شود ، Vout به 5 ولت روشن می شود. ترانزیستور هدایت می کند. این نمونه ای از یک مدار ساده True High است.

باید دقت شود تا ارتباطات مناسب بین لیدهای خروجی از یک دستگاه و ورودی های ورودی به دستگاه دیگر فراهم شود. اگر یک دستگاه واقعاً کم باشد ، دستگاه دیگر باید توانایی پذیرش آن سیگنال را داشته باشد. معمولاً دستگاه های کم واقعی درست مانند دستگاه های بالا و واقعی به هم متصل می شوند. اختلاط بی رویه دستگاه ها ممکن است به دلیل تفاوت بین مشخصات مدار غرق شدن و منبع ، منجر به مشکل شود. همیشه بهتر است مدار را بررسی و تجزیه و تحلیل کنید تا مشخص شود آیا دستگاه ها هنگام ولتاژ پایین یا نزدیک به ولتاژ بالا (Vcc) هستند یا نه

چهار مدار زیر ورودی و خروجی کم و واقعی واقعی و متصل به PLC را نشان می دهد. اگر خروجی True Low از PLC برای روشن شدن چراغ سیم کشی شود ، ممکن است از مدار اول استفاده شود. اگر یک خروجی زیاد از PLC برای روشن کردن چراغ سیم کشی شود ، از دوم استفاده می شود. اگر ورودی True Low به PLC از دستگاه سیم کشی شده است ، از مدار سوم استفاده کنید. اگر ورودی True High به PLC از دستگاه سیم کشی شود ، از مدار چهارم استفاده می شود.

در حالی که دانش آموزان معمولاً به برنامه نویسی PLC و حل منطق مرتبط با روشن کردن دستگاه ها علاقه مند هستند ، ممکن است کار طراحی صفحه برای قرار دادن PLC و سایر تجهیزات لازم برای اجرای فرآیند ، یک تفکر پسینیده شود. باید دقت شود که پانل برای استفاده حداکثر از فضای داخلی محفظه به درستی چیده شود ، در حالی که فضای کافی برای تجهیزات و سیم کشی در داخل وجود دارد. سازندگان تابلو در طراحی یک تابلو خبره هستند و باید در ساخت تابلوها به آنها کمی دقت شود. با این حال ، مهندس باید عقل سلیم را هنگام برنامه ریزی برای طراحی یک پانل اعمال کند.

طرح در شبکه بعدی شبکه از یک پانل را نشان می دهد. به اتاقی که به راههای مفتولی و نوارهای انتهایی Panduit اختصاص داده شده است توجه کنید. اندازه صفحه همیشه یک تصمیم مهم است. بهتر است پانل خیلی بزرگ نباشد. به یاد داشته باشید که ساخت یک پانل بزرگتر باعث می شود فضای آزاد در طبقه تولید نیاز داشته باشد. با این حال ، به یاد داشته باشید که اگر فضای کافی برای افزودن تغییراتی باشد که بعداً ضروری می شود وجود داشته باشد ، بعداً یک صفحه کوچک می تواند درد بزرگی ایجاد کند. تجارت بین فضای کافی و فضای زیاد مشکل سختی است .

چیدمان ها به بهترین شکل در شبکه انجام می شوند. وقتی تجهیزات روی شبکه قرار می گیرند ، از خطوط شبکه 1 ، 1.5 یا 2 اینچی برای چیدمان صفحه استفاده کنید. فاصله بین نوار ترمینال تا سیم را فراموش نکنید. ممکن است شما کسی باشید که باید یک سیم را زیر یکی از ترمینالهای صفحه تکان دهید یا سیم را خاتمه دهید. اگر انگشتان شما نمی توانند سیم را در ترمینال قرار دهند ، پس سیم راه بسیار نزدیک به ترمینال ها است. هنگام خرید یک صفحه کنترل ، صفحه پشتی را در آن قرار دهید. صفحات پشتی ممکن است با صفحه فروخته شوند یا نشوند اما از آنجا که دستگاهها مستقیماً به پوسته صفحه نصب نمی شوند ، مورد نیاز هستند. هافمن و هاموند دو تولید کننده محفظه پانل هستند. بلوک های ترمینال توسط تعدادی از شرکت ها از جمله Phoenix Contact ، Entrelec و Weidmuller ساخته شده اند. طراحی نوار ترمینال شامل دستگاههایی است که بر روی ریل DIN نوار ترمینال نصب شده اند. دستگاه های گنجانده شده دستگاه های ایزوله ای هستند که قابل نصب بر روی DIN و همچنین برخی از منابع تغذیه کوچک قابل نصب بر روی DIN هستند. ریل نصب DIN تقریباً در تمام مناطق یک پانل برای نصب دستگاهها از جمله خود PLC استفاده می شود.

star delta روشی بسیار رایج است و در مقایسه با نوع دیگر روشهای راه اندازی موتور القایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. برای موتور قفس از یک دلتا ستاره استفاده می شود که برای کارکرد عادی روی سیم پیچ استاتور متصل به دلتا طراحی شده است. اتصال موتور القایی سه فاز با استارت دلتا ستاره در شکل زیر نشان داده شده است.

هنگامی که موتور سرعت را می گیرد ، حدود 80 درصد از سرعت نامی آن ، سوئیچ S بلافاصله در موقعیت RUN قرار می گیرد. در نتیجه ، یک سیم پیچ استاتور که در اتصال ستاره بود اکنون به اتصال DELTA تغییر می کند.

Circuit GlobeInduction MotorStar Delta Starter

استار دلتا استارتر

Star Delta Starter نوعی استارتر بسیار رایج است و در مقایسه با نوع دیگر روشهای راه اندازی موتور القایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. برای موتور قفس از یک دلتا ستاره استفاده می شود که برای کارکرد عادی روی سیم پیچ استاتور متصل به دلتا طراحی شده است. مدار فرمان ستاره مثلث اتصال موتور القایی سه فاز با استارت دلتا ستاره در شکل زیر نشان داده شده است.

هنگامی که سوئیچ S در موقعیت استارت قرار دارد ، سیم پیچ های استاتور مانند تصویر زیر در ستاره متصل می شوند.

Star-Delta-Starter-Fig-2 هنگامی که موتور سرعت را می گیرد ، حدود 80 درصد سرعت نامی آن ، سوئیچ S بلافاصله در موقعیت RUN قرار می گیرد. در نتیجه ، یک سیم پیچ استاتور که در اتصال ستاره بود اکنون به اتصال DELTA تغییر می کند. اتصال دلتا سیم پیچ استاتور در شکل زیر نشان داده شده است.

 Star-Delta-Starter-Fig-3 اولاً ، سیم پیچ استاتور در ستاره و سپس در Delta متصل می شود به طوری که جریان خط شروع موتور در مقایسه با جریان شروع با سیم پیچ های متصل به دلتا ، به یک سوم کاهش می یابد. هنگام شروع یک موتور القایی هنگامی که سیم پیچ های استاتور به ستاره متصل می شوند ، هر فاز استاتور ولتاژ VL / -3 می گیرد. در اینجا VL ولتاژ خط است.

از آنجا که گشتاور توسعه یافته متناسب با مربع ولتاژ اعمال شده به یک موتور القایی است. شروع کننده دلتا ستاره گشتاور شروع را به یک سوم کاهش می دهد که با شروع مستقیم دلتا بدست می آید.

نظریه روش شروع کننده ستاره دلتا شروع موتور القایی

در هنگام شروع موتور القایی ، سیم پیچ های استاتور در ستاره متصل می شوند و بنابراین ، ولتاژ در هر سیم پیچ فاز برابر با 1 / √3 برابر ولتاژ خط است.

VL ولتاژ خط است

Istyp جریان شروع در هر فاز با سیم پیچ های استاتور متصل به ستاره است.

Istyl جریان خط شروع با سیم پیچ استاتور در ستاره است

برای اتصال ستاره ، جریان خط برابر با جریان فاز است

تفاوت بین اتصال ستاره و دلتا با در نظر گرفتن عوامل مختلفی مانند تعریف اولیه اتصالات ، وجود یک نقطه خنثی ، اتصال ترمینال ها ، رابطه بین جریان خط و جریان فاز و همچنین بین ولتاژ خط و ولتاژ فاز ، سرعت توضیح داده می شود. ، سطح عایق آن ، تعداد پیچ ها ، نوع سیستم و استفاده از شبکه و غیره

اتصالات Star و Delta دو نوع اتصال در مدارهای 3 فاز هستند. اتصال ستاره یک سیستم 4 سیم و اتصال دلتا یک سیستم 3 سیم است.

قبل از پرداختن به جزئیات اتصال ستاره ، اتصال دلتا و مقایسه این دو مورد ، بگذارید یک یادداشت کوتاه در مورد برق سه فاز داشته باشیم.

یک سیستم تک فاز فقط از دو رسانا (سیم) تشکیل شده است: یکی فاز نامیده می شود ، جریان از طریق آن جریان می یابد و دیگری خنثی نامیده می شود ، که به عنوان یک مسیر بازگشت برای تکمیل مدار عمل می کند.

در یک سیستم سه فاز ، حداقل سه سیم رسانا یا سیم حامل ولتاژ AC داریم. انتقال انرژی با استفاده از منبع تغذیه 3 فاز در مقایسه با منبع تغذیه تک فاز از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است ، زیرا یک منبع تغذیه سه فاز می تواند سه برابر نیرو را با سه هادی در مقایسه با منبع تغذیه تک فاز دو هادی انتقال دهد.

از این رو ، بیشتر انرژی تولید شده و توزیع شده در واقع یک نیروگاه 3 فاز است (اما اکثر خانواده ها منبع تک فاز دریافت می کنند).

بعلاوه ، سیستم برق سه فاز را می توان به دو روش ترتیب داد. آنها عبارتند از: ستاره (Y یا Wye نیز نامیده می شود) و Delta (Δ).

در اتصال Star ، 4 سیم وجود دارد: 3 سیم فاز و 1 سیم خنثی در حالیکه در اتصال Delta ، فقط 3 سیم برای توزیع وجود دارد و هر 3 سیم فاز هستند (در اتصال Delta خنثی نیست). تصویر زیر اتصال Star و Delta معمولی را نشان می دهد.