|
 |
||
| سايتهاي مرتبط | پرسش و پاسخ | قوانين سايت | |||
|
ورود به سايت 
ثبت نام در سايت 
| مقالات و پايان نامه ها > | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| اثر هارمونيك ها بر خازن ها | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
نقش خازنها به عنوان المان هاي الكتريكي و الكترونيكي كارآمد در صنايع مربوط به توليد و انتقال و توضيع امروزي غير قابل انكار است بگونه اي كه ديگر هرگز نمي توان چنين صنايعي را بدون وجود خازنهاي نيرو متصور شد.از اين رو شناخت كامل خازنها و عوامل تاثير گذار برآنها و حفظ و نگهداري و نظارت دقيق بر آنها ، براي افزايش طول عمر خازن ها و كار كرد بهينه آنها امري است الزامي و اجتناب ناپذير. كليد واژه- خازن قدرت ، فركانس ، هارمونيك ها. مقدمه پديدآورنده هاي اصلي بارهاي غير خطي درايوهاي AC / DC ، نرم راه اندازها ، يكسوسازهاي 6 / 12 فاز و ... مي باشند. بارهاي غيرخطي شكل موج جريان را تخريب مي كنند. در عوض اين شكل موج جريان شكل موج ولتاژ را تخريب مي نمايد. بنابراين سامانه به سمت تخريب شكل موج در هر دوي ولتاژ و جريان مي شود. در اين مقاله سعي شده است تا بزباني هرچه ساده تر توضيحي در مورد نحوه عملكرد هارمونيك ها و راه كاري براي دوري از تاثير گذاري آنها بر خازنها ي نيرو ارائه شود.
اصولا هارمونيك ها آلوده سازي شكل موج را در اشكال سينوسي آنها نشان مي دهند. ولي فقط در مضارب فركانس اصلي . تخريب شكل موج را مي توان در فركانس هاي مختلف (مضارب فركانس اصلي) بعنوان يك نوسان دوره اي بوسيله آناليز فوريه تجزيه و تحليل كرد. در حال حاضر هارمونيكهاي فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه هاي مختلف ضرايب فركانس هاي مختلف در سامانه هاي الكتريكي موجودند كه مستقيما تجهيزات سامانه الكتريكي را متاثر مي سازند. در معنايي وسيعتر هارمونيكهاي زوج و مرتبه 3 هريك تلاش مي كنند كه ديگري را خنثي نمايند. ولي در مدت زماني كه بار نا متعادل است اين هارمونيك هاي زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژي شديد مي شوند. با تمام احوال هارمونيك هاي فرد اول مانند هارمونيك پنجم ، هفتم ، يازدهم ، سيزدهم و .... عملكرد اين تجهيزات الكتريكي را تحت تاثير قرار مي دهند. براي فهم بهتر تاثير هارمونيك ها ، شكل زير تاثير تخريب هارمونيك پنجم بر شكل موج سينوسي را نشان مي دهد :
اساسا تشديد سلفي – خازني در همه انواع بارها مشاهده مي شود. ولي اگر هارمونيك ها در شبكه توضيع شايع نباشند تاثير تشديد فرونشانده مي شود. در هر تركيب سلفي – خازني چه در حالت سري و چه در حالت موازي ، در فركانسي خاص تشديد رخ مي دهد كه اين فركانس خاص فركانس تشديد ناميده مي شود. فركانس تشديد فركانسي است كه در آن رآكتنس خازني (Xc) و رآكتنس القايي (XL) برابر هستند. براي تركيبي مثالي براي بار صنعتي كه شامل اندوكتانس بار و يا رآكتنس ترانسفورماتور كه بعنوان XL عمل مي كند و رآكتنس خازن تصحيح ضريب توان كه بصورت Xc خودنمايي مي كند فركانس تشديدي برابر با LC خواهيم داشت . رآكتنس خازني متناسب با فركانس كاهش مي يابد (توجه : Xc با فركانس نسبت عكس دارد). در حاي كه رآكتنس القايي متناسب با آن افزايش مي يابد (توجه : XL با فركانس نسبت مستقيم دارد).اين فركانس تشديد به سبب متغير بودن الگوي بار متغير خواهد بود. اين مساله براي ظرفيت خازني ثابت كل براي اصلاح ضريب توان پيچيده تر است. براي درك صحيح اين پديده لازم است دو نوع وضعيت تشديد شامل حالت تشديد سري و حالت تشديد موازي مورد توجه قرار گيرند. اين دو امكان در زير توضيح داده مي شوند. تشديد سري: يك تركيب سري رآكتنس سلفي – خازني ، مدار تشديد سري شكل مي دهد كه در شكل زير نشان داده شده است
به خاطر تركيب سري سلف و خازن ، در فركانس تشديد امپدانس كل به پايين ترين سطح كاهش مي يابد و اين امپدانس در فركانس تشديد طبيعتي مقاومتي دارد. بنا براين در فركانس تشديد رآكتنس خازني و رآكتنس سلفي (القايي) برابر هستند.اين امپدانس پايين براي توان ورودي در فركانس تشديد ، افزايش تواني جريان را نتيجه مي دهد.شكل داده شده زير رفتار امپدانس خالص در وضعيت تشديد سري را نشان مي دهد
يك تشديد موازي تركيبي از رآكتنس خازني و القايي است كه در شكل زير نمايش داده شده است.
ايزوله كردن تشديد موازي از ايزولاسيون تشديد سري نسبتا پيچيده تر است.اساسا اين امر بخاطر تنوع بار صنعتي از زماني به زمان ديگر است كه موجب تغيير فركانس تشديد مي شود. شكل زير تاثير ظرفيت خازني ثابت و اندوكتانس متغير را نشان مي دهد.
اين تغيير مداوم فركانس تشديد ممكن است موجب تطبيق فركانس تشديد بر فركانس هارمونيك شود كه ممكن است منتج به ولتاژ بالا و جريان بالا كه سبب نقص و خرابي تجهيزات الكتريكي مي شوند ، گردد.بنا بر اين در هر دو تشديد موازي و سري خازنهاي قدرت متاثر هستند كه بكار گيري دستگاه هاي حفاظتي و ايمني را براي خازنها ايجاب مي نمايد. اين امر درك صحيح بر خازنهاي قدرت را قبل از از اعمال تصحيح بخاطر تاثير هارمونيك ها و تشديد ايجاب مي نمايد. خازنهاي قدرت: خازنهاي اصلاح ضريب توان نسبت به هارمونيك ها حساس اند و بيشتر عيوب خازنهاي قدرت ، عيوبي با طبيعت زير را نشان مي دهند : هارمونيك ها – هارمونيك هاي پنجم ، هفتم ، يازدهم ، سيزدهم و ... تشديد اضافه ولتاژ امواج كليد زني جريان هجومي ولتاژ آني بازگيري جرقه تخليه / بازبست ولتاژ بسته به طراحي ساختاري اساسي ، حدود پايداري در مقابل اضافه ولتاژ ، اضافه جريان و هارمونيكها براي دور كردن خازن از خرابي بسيار مهم است. اساسا خازن ها امواج كليد زني توليد مي كنند كه عموما به عنوان جريان هجومي و اضافه ولتاژ آني دسته بندي مي شوند. جريان هجومي پديده اي است كه هنگام به مدار وصل كردن خازن ها رخ مي دهد. امپدانس ارائه شده توسط خازن طبيعتا بسيار كم و مقاومتي است. اين امر منجر به جريان هجومي به بزرگي 50 تا 100 برابر جريان اسمي مي شود كه از خازن عبور مي كند ، اما چرا از خازن؟ زيرا امپدانس ترانسفورماتور در زمان روشن كردن خازن ها فقط در مقابل شار جريان مقاومت مي كند. اين امر هنگامي پيچيده تر مي گردد كه در تركيب موازي بانك خازني ممكن است جريان هجومي كليد زني به سطحي بالاتر از 200 تا 300 برابر جريان اسمي برسد. اين جريان هجومي نتيجه تخليه خازن هاي از پيش شارژ شده موازي با آن مي باشد. در زير اين مطلب نشان داده شده است.نوعا جريان هجومي علاوه بر تخريب در شكل موج جريان سبب تخريب در شكل موج ولتاژ مي شود.
در هنگام خاموش كردن (از مدار خارج كردن) خازن ها ، بسته به شارژ ذخيره شده در آن ، اضافه ولتاژ ناگهاني بالاتري در زمان خاموش كردن خازن ها بوجود خواهد آمد كه ممكن است موجب پديد آمدن جرقه در پايه ها شود. هنگامي كه خازن خاموش مي شود شار الكتريكي در خود نگه مي دارد و بوسيله مقاومتهاي تخليه ، تخليه (Discharge) مي شود. مدت زمان تخليه عموما بين 30 تا 60 ثانيه مي باشد. تا زماني كه تخليه بشكل موثري صورت نگرفته نمي توان خازنها را به مدار باز گرداند. هرگونه بازبست خازن قبل از تخليه كامل دوباره موجب افزايش جريان هجومي مي شود. علاوه بر دستگاه هاي مسدود كننده هارمونيك ها كه با صحت خازن ها نسبت مستقيم دارند ، و در سر خط بعدي تشريح مي شوند ، دستگاه هاي تحليل برنده امواج كليد زني مثل جريان هجومي ، اضافه ولتاژ آني و غيره نياز دارند كه بطور دقيق تعريف و بررسي شوند. دستگاه هاي مسدود كننده هارمونيك ها: براي كاربري سالم خازن ها لازم است كه فركانس تشديد مدار LC (سلف – خازن) كه شامل ادوكتانس بار و خازنهاي اصلاح ضريب توان مي شود ، به فركانسي دور از كمترين فركانس هارمونيك تغيير داده شود. براي مثال هارمونيك هايي كه در سامانه توليد مي شوند و خازن هاي قدرت را متاثر مي سازند ، هارمونيك هاي پنجم ، هفتم ، يازدهم ، سيزدهم و غيره هستند. پايين ترين هارمونيكي كه بر خازن ها تاثير مي گذارد هارمونيك پنجم است كه در فركانس 250 هرتز ديده مي شود. اساسا اگر خازن ها با سلف ها موازي شده باشند ، انتخاب مقدار اندوكتانس به شكل زير است : تركيب سري LC (سلف – خازن) در فركانسي زير 250هرتز تشديد مي كند . بنابراين در همه فركانس هاي هارمونيك ها تركيب سري سلف و خازن مانند يك تركيب سلفي عمل خواهد كرد و امكان تشديد براي هارمونيك پنجم يا هر هارمونيك بالاتري از بين مي رود. شكل زير ناميزان سازي (De – Tuning) خازن ها را نشان مي دهد.
اين تركيب سلف و خازن كه در آن فركانس تشديد در فركانسي دور از فركانس هارمونيك تنظيم شده است ، مدار LC (سلف – خازن) ناميزان شده (De-Tuned) نام دارد. ضريب نا ميزان سازي نسبت رآكتنس به طرفيت خازني است. در مدار خازني ناميزان شده ، اساسا سلف مانند دستگاه مسدود كننده هارمونيك ها عمل مي كند. براي خازن ها ضريب مناسب ناميزان سازي حدود % 7 است كه فركانس تشديد را در 189 هرتز تنظيم مي كند. اما ، ناميزان سازي % 5.67 همچنين در جايي استفاده مي شود كه فركانس تشديدي معادل 210 هرتز دارد . هر دو درجه ناميزان سازي ، مسدود كردن (بلوكه كردن) هارمونيك ها از خازن ها را تضمين مي كنند. شكل زير درجه ناميزان سازي را نمايش مي دهد.
بانك هاي ناميزان سازي خازن نيازمند آن هستندكه با نكات اساسي زير مشخص شوند : انتخاب درجه ناميزان سازي محاسبه خازن كل خروجي مورد نياز محاسبه افزايش ولتاژ بوسيله سلف هاي سري درجه ناميزان سازي مطلوب بر پايه هارمونيك موجود است. لازم است كه هارمونيك هاي سمت بار اندازه گيري شوند تا در درجه ناميزان تصميم گيري شود. * خروجي خازن و سطح ولتاژ نياز به انتخاب صحيح بر اساس درجه ناميزان سازي دارند. براي مثال براي %7 ناميزان سازي براي رسيدن به 200 كيلو ولت آمپر رآكتيو خروجي (KVAR) در 400 ولت ، نياز به آن داريم كه خازن 240 KVAR خروجي با ولتاژ 400 ولت انتخاب نماييم. اين بدليل افزايش ولتاژ بوسيله اندوكتانس سري است. مشابها براي رسيدن به 200 KVAR خروجي در ولتاژ 440 ولت به خازن هاي 240 KVAR خروجي 480 ولتي نياز است. محاسبه افزايش ولتاژ به سبب رآكتنس سري ، بر اساس ناميزان سازي است و به روش زير انجام مي گيرد : ( درجه ناميزان سازي – 1) / (ولتاژ نرمال مجاز) = ولتاژ خازن
براي تصحيح ضريب توان در بار صنعتي كنوني كه شامل هارمونيك ها و تشديد مي شود ، يك سامانه اتصال خازني اساسا بايد خصوصيات زير را دارا باشد : ظرفيت خازني متغير بر اساس توان رآكتيو براي دوري از تغيير فركانس تشديد. اين امر انتخاب صحيح پنل هاي APFC را ممكن مي سازد. پنل APFC بايد خصوصيات زير را داشته باشد. حسگرها بايد به طور مداوم سطح هارمونيك هاي ولتاژ را نمايش دهد و خازن ها را تحت زير سطوح بالاتر هارمونيك ها محافظت نمايد. انتخاب محدوده هارمونيك هاي پنجم ، هفتم ، يازدهم ، سيزدهم و همچنين شناخت تخريب همه هارمونيك ها براي تنظيم حدود ايمن و همچنين پيش بيني تغييرات بعدي هارمونيك ها. مونيتورينگ جريان RMS براي محافظت خازن ها تحت هر حالت تشديد. كنترل مشخصات ، براي دوري از بكارگيري ظرفيت مازاد خازني تحت حالت كم بار. انتخاب خازن با عمر بالا و با تضمين مشخصات زير : ظرفيت اضافه بار : حداقل دو برابر جريان اسمي به طور مداوم و 350 برابر آن هنگام جريان هجومي. قابليت پايداري در مقابل اضافه ولتاژ :بيشتر از %10 و بالاتر از ولتاژ مجاز بصورت پيوسته. قابليت پايداري در مقابل هارمونيك ها : تضمين محدوده هاي هارمونيك هاي پنجم ، هفتم ، يازدهم ، سيزدهم و همچنين براي محدوده هاي THD. مدار سلفي De – Tuned براي مسدود كردن هارمونيك ها (الگوي هارمونيك بار بايد قبل از تعيين درجه ناميزان سازي (De – Tuning) اندازه گيري شود). انتخاب سطح خازن و سطح ولتاژ براساس درجه ناميزان سازي. دستگاه هاي كليدزني با تقليل دهنده هاي داخلي براي تقليل امواج كليد زني براي خازن هاي قدرت. اساسا اين خصوصيات با مطالعه متناسب هارمونيك هاي ولتاژ بار همراه است كه تضمين مي كند كه تاثير مخرب هارمونيك ها و تشديد از خازن ها دور شود كه بدين وسيله عمر خازن ها و كارايي كل سامانه الكتريكي را افزايش مي دهد.
علم به شرايط و خصوصيات خازن ها و عوامل موثر بر آنها از جمله هارمونيك ها نه تنها موجب افزايش امنيت و سلامتي و طول عمر آنها خواهد شد بلكه سبب كاهش هزينه هاي پيش بيني شده و نشده در بكار گيري انرژي الكتريكي مي شود خازن ها- خازن تشكيل شده است از دوصفحه هادي كه بوسيله جسم عايقي از يكديگر جدا شده باشند.كاغذ،ميكاوسراميك از جمله عايق هايي هستند كه در ساخت خازن بكار مي روند.خازن در مدار دو اثر مهم دارد . اولا' با دادن ولتاژ به دو سر آن بار الكتريكي در آن ذخيره مي شود . ثانيا'ذخيره شدن بار هاي الكتريكي باعث ايجاد اختلاف پتانسيلي در دو سر خازن ميشود.وقتي كه ولتاژ خازن برابرولتاژ داده شده شود ديگر جابجايي بار الكتريكي بيشتري بوجود نمي آيد.اين بار الكتريكي درخازن چه به منبع وصل باشد يا آن را قطع كنيم در خازن باقي مي ماند.وقتي كه دوسر يك خازن شارژ شده كه از منبع تغذيه جدا كرده ايم را به وسيله يك سبم رابط به هم وصل كنيم خازن خالي مي شود عملا' كافي است كه ولتاژ خازن بيشتر از ولتاژ داده شده به سر آن باشد تا خازن به عنوان يك منبع ولتاژ موقت براي ايجاد يك جريان تخليه در مسير تخليه اقدام كند در اين دو حالت جريان تخليه خازن ادامه خواهد داشت تا اينكه ولتاژ به صفر ويا برابر ولتاژ داده شده به دو سر آن برسد. مقدار ذخيره الكتريسته در خازن را ظرفيت خازن مي نامند واحد ظرفيت خازن فاراد است فاراد واحد بزرگي است به همين دليل از واحد هاي كوچكتري استفاده مي شود كه عبارتنداز
انواع خازن ها-خازن با عايق ميكا-ورقه هاي نازكي از ميكا(طلق)بين صفحات نازك قلعي كه به منظور صفحات خازن است براي توليد ظرفيت لازم خازني قرار داده مي شود.نوار هاي صفحات قلع را يك در ميان به يكديگر وصل كرده واز هردوسري صفحات قلعي كه به هم وصل شده اند انشعابي خارج مي كنند كه مشخص كننده ترمينال هاي خازن ميباشد. تمامي اين قطعات داخل محفظه اي از باكليت (فيبر استخواني)قرارداده مي شود.استفاده از خازن هاي ميكايي معمولا' براي مقدار ظرفيت هاي كوچك از 50تا500PF است. خازن با عايق كاغذ-درساختمان اين نوع خازن ها از دو ورقه لوله شده قلع به منزله صفحات هادي كه بوسيله ورقه هاي نازك كاغذي از يك ديگر جداشده اند استفاده مي شودوآن را به صورت يك استوانه فشرده در مي آورند.هر يك ازاتصال هاي خارجي خازن به ورقه هاي قلعي كه به عنوان صفحات خازن مي باشد وصل مي شود معمولا' اين استوانه در محفظه اي مقوايي كه با موم پوشش يافته ويا آن را در محفظه اي پلاستيكي قرار مي دهند.خازن هاي كاغذي معمولا'براي ظرفيت هاي حد متوسط در حدود 0/001MFتا1MF به كار برده مي شوند. خازن هاي سراميكي-دي الكتريك سراميك تحت حرات خيلي زيادي ساخته مي شود.با استفاده از دي اكسيد تيتانيوم ويا انواع مختلف سيليكات ها مي توان دي الكتريك هايي با كيفيت بسيار عالي وثابت دي الكتريكي زياد را بدست آورد.درخازن هاي عدسي شكل از نقره ذوب شده به منظور ايجاد صفحات هادي به دو طرف سراميك استفاده ميشود.خازن هاي سراميكي عدسي شكل با ثابت الكتريك به ميزان 1200وظرفيت0/01MF داراي حجم به مراتب كوچكتري از خازن هاي كاغذي مي باشد. خازن هاي الكتروليتي-دراين خازن ها به علت اين كه الكتروليت مقدار ظرفيت خازني را از 5 تا 1000MF دراندازه هاي كوچك وقيمت كم حاصل مي كند مورد استعمال فراواني دارد ساختمان اين خازن ها شامل دو فلز به نام الكترود مي باشد كه معمولا'از آلومينيم مي باشد والكتروليت آن از فسفات يا محلول كربنات ساخته مي شود.در بين صفحه آلومينيومي ماده اسفنجي (توري)به منظور جذب كردن الكتروليت به خودوايجاد تجزيه الكتريكي لازم به كار برده مي شود.محفظه نگهدارنده اجزاء فوق را از جنس پلاستيك يا آلومينيم مي سازند .اين خازن ها در موتور هايي كه با خازن راه انداز كار مي كند ويا موتور هاي دو خازني به كار مي رود. خازن هاي روغني - عايق اين خازن ها تشكيل شده از كاغذ آغشته به روغن كه قدرت عايق كاغذ را بالا مي برد و از داغ شدن زياد خازن جلو گيري مي كند.اين خازن ها بطور دايم در مدار ند ودر مقايسه با خازن هاي الكتروليتي با ظرفيت مساوي بزرگ تر مي باشند. با ظرفيت هايي از دو ميكرو فاراد تا 50 ميكروفاراد ساخته مي شوند ودرالكتروموتور هاي دو خازني و با خازن دايم به كار مي روند. كد رنگي خازن ها - خازن هاي ميكا وسراميك لوله اي داراي علايم رنگي هستند كه مشخص كننده ظرفيت آن ها مي باشد.چون علایم مشخصه رنگي فقط براي خازن هاي كوچك خيلي ضروري به نظر مي رسد لذا ظرفيت خازني كه به وسيله علايم مشخصه رنگي روي خازني قراردارد هميشه برحسب PF مي باشد.علايم مشخصه رنگي خازن ها مانند مقاومت مي باشد واز سياه كه برابر صفر است تا سفيد كه برابر 9 ميباشد ادامه دارند(جدول زير) .
درخازن هاي ميكامعمولا'از سيستم 6 نقطه اي رنگي استفاده مي شودكه درشكل نشان داده شده است خواندن آنها به اين ترتيب است كه اول رديف بالايي را از چپ به راست وسپس رديف پاييني رااز راست به چپ ادامه مي دهند.علامت سفيدي كه به وسيله نقطه مشخص شده است بوسيله استاندارد ُEIA است.مقدار ظرفيت خازني به وسيله سه علامت بعدي خوانده مي شود .مثلا' اگر رنگ ها براي نقاط 4،3،2 به ترتيب قرمز سز وقهوه اي باشد در نتيجه مقدار ظرفيت خازن برابر 250PF است.چنانچه اولين نقطه نقره اي باشد،مشخص كننده آن است كه خازن كاغذي است ومقدارظرفيت خازني به همان ترتيب از نقطه 4،3،2 خوانده ومعلوم مي شود.پنجمين نقطه مقدار تولرانس خازن را تعيين مي كند در صورتي كه نقطه ششم مخصوص طبقه بندي خازن است.
درموردخازن هاي لوله اي سراميكي داراي نقاط يا نوار هاي رنگي چنين عمل مي كنيم.نوار پهن موجود در طرف چپ بدنه خازن ضريب حرارتي وطرفي كه به الكترود داخلي خازن متصل شده است را مشخص مي كند.ظرفيت خازن از روي سه رنگ بعدي چه نقطه اي چه نواري معين مي شود مثلا'رنگ هاي قهوه اي،سياه،قهوه اي براي نقاط 4،3،2 مشخص كننده ظرفيت 100PF مي باشد.بايد توجه داشت كه رنگ هاي خاكستري وسفيد براي مقادير ضريب اعشاري خازن هاي كوچك استفاده مي شود چنانچه خاكستري برابر 0/01وسفيد برابر0/1 مي باشد.مثلا'اگر رنگي به ترتيب سبز سياه وسفيدبراي نقاط 4،3،2 باشد به اين معني است كه ظرفيت خازن برابر 50×0/1 يا 5PF است.در موقع خواندن مقدار ظرفيت خازن به وسيله رنگي بايد به خاطر داشت كه خازن هاي ميكا معمولا'داراي ظرفيت هاي به ميزان 10تا 5000PF مي باشندوخازن هاي لوله اي سراميكي معمولا'0/5تا1000PFودر مورد خازن هاي كاغذي وعدسي معمولا'مقادير ظرفيت خازني و ولتاژ مجاز خازن بر روي آن ها نوشته شده است چنانچه ميزان ولتاژ مجاز بر روي آن ها نوشته نشده باشد معمولا'حد ولتاژ بين 400تا600 ولت خواهد بود.خازن هاي الكتروليتي هميشه داراي ظرفيت خازني وميزان ولتاژ شده بر روي آن ها مي باشد. كاربرد خازن ها- خازن ها به جزءمصرف زيادي كه در الكترونيك دارنددر لوازم برقي با هدف هاي زير نيز به كار مي روند. 1-به منظور پارازيت گير در لوازمي كه داراي موتور هاي يونيورسال (ذغال دار ) هستند.ذغال ها هنگام كار ودر گير شدن با كلكتور توليد جرقه مي نمايند كه بر روي كار دستگاه هاي صوتي و تصويري اثر مي گذارند. 2-به منظور راه اندازه در الكتروموتور ها كه موجب نيروي گشتاور شده و موتور به گردش در مي آيد.همچنين به منظور اصلاح ضريب قدرت براي جبران انر ژي الكتريكي تلف شده در الكتروموتور به كار مي رود. عيب يابي خازن ها- ابتدا خازن را به وسيله پيچ گوشتي يا قطعه اي سيم هادي كه به دو پايه آن متصل مي كنيم تخليه مي نماييم.پس از آن اهم متر را روي رنج R×1M اهم -قرارمي دهيم براي اين كار بايد يك طرف خازن را از مدار قطع كرد تا اين كه هر نوع مسير موازي را كه سبب كم كردن مقاومت شود محدود نمود .نبايد انگشتان با سيم اتصال اهم متر اتصال داشته باشد.چون در اين صورت مقاومت بدن سبب اشتباه در خواندن مقدار مقاومت خازن خواهد بود.چنانچه سيم هاي اهم متر به دو سر خازن بسته شود براي يك خازن خوب عقربه اهم متر به سرعت به سمت درجات مقاومت هاي كم صفحه حركت كرده و سپس به كندي به طرف مقاومت بينهايت مي رود ومقاومت عايق خازن مقداري خواهد بود كه عقربه از حركت باز مي ايستد كه معمولا'مقدار زيادي خواهد بود . در مورد خازن هاي كاغذي و ميكا وسراميك مقاومت اهم خازن مي تواند حدود 500تا 1000 M اهم ويا بيشتر باشد كه عملا'دارا بودن چنين مقاومتي به منزله مقاومت بينهايت است.خازن هاي الكتروليتي داراي مقاومت كمتر ودر حدود 0/5M اهم ويا بيشتر مي باشد.وقتي كه اهم متر به خازن وصل مي شود ابتدا باتري اهم متر خازن را شارژ مي كند.دليل نرسيدن به حالات بينهايت عقربه نيز همين جريان شارژ مي باشد از آنجايي كه جريان بيشتر در اهم متر به معناي كم بودن مقاومت است در مرحله اول شارژ مقدار شدت جريان عبور داده شده ماكزيمم بوده سپس جريان با ازدياد ولتاژ دو سر خازن كاهش پيدا مي كند تا به حد ولتاژ داخلي اهم متر مي رسد .بنابر اين عقربه اهم متر به كندي به طرف مقاومت اهمي اهم متر حركت مي كند. بالاخره خازن تاحد ولتاژ اهم متر شارژ مي شود در اين حالت شدت جريان برابرصفر مي شود واهم متر فقط مقدار كمي جريان نشتي در داخل دي الكتريك را نشان مي دهد اين عمل نشان مي دهد كه خازن مي تواند بار الكتريكي را در خود نگه داشته ومشخص كننده سالم بودن آن نيز مي باشد ..نتيجه اين كه : 1-اگر عقربه اهم متر به طرف عدد صفر رفت ودر همان جا باقي ماند خازن به صورت اتصال كوتاه مي باشد وخراب است . 2-اگر خازن حالت شارژ را نشان داد ولي مقاومت خوانده شده به وسيله اهم متر از حالت نرمال كمتر باشد خازن داراي جريان خواهد بود چنين خازني در مدار هاي با مقاومت زياد ايجاد اشكال مي كند. بستن خازن ها به هم -اتصال خازن ها به يكديگر يا براي بالا بردن اختلاف پتانسيل است (به صورت سري) يا براي به دست آوردن ظرفيت بيشتر (به صورت موازي). ظرفيت كل خازن هايي كه در مدار سري به هم بسته مي شونداز فرمول زير بدست مي آيد. 1/c=1/c1+1/c2+ 1/c3+..... ظرفيت كل خازن هايي كه در مدار موازي به هم بسته مي شوند از فرمول زير بدست مي آيد. c=c1+c2+c3+..... خازن خازن ها انرژي الكتريكي را نگهداري مي كنند و به همراه مقاومت ها ، در مدارات تايمينگ استفاده مي شوند . همچنين از خازن ها براي صاف كردن سطح تغييرات ولتاژ مستقيم استفاده مي شود . از خازن ها در مدارات بعنوان فيلتر هم استفاده مي شود . زيرا خازن ها به راحتي سيگنالهاي غير مستقيم AC را عبور مي دهند ولي مانع عبور سيگنالهاي مستقيم DC مي شوند . ظرفيت : ظرفيت معياري براي اندازه گيري توانائي نگهداري انرژي الكتريكي است . ظرفيت زياد بدين معني است كه خازن قادر به نگهداري انرژي الكتريكي بيشتري است . واحد اندازه گيري ظرفيت فاراد است . 1 فاراد واحد بزرگي است و مشخص كننده ظرفيت بالا مي باشد . بنابراين استفاده از واحدهاي كوچكتر نيز در خازنها مرسوم است . ميكروفاراد µF ، نانوفاراد nF و پيكوفاراد pF واحدهاي كوچكتر فاراد هستند . µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF انواع مختلفي از خازن ها وجود دارند كه ميتوان از دو نوع اصلي آنها ، با پلاريته ( قطب دار ) و بدون پلاريته ( بدون قطب ) نام برد . خازنهاي قطب دار : الف - خازن هاي الكتروليت در خازنهاي الكتروليت قطب مثبت و منفي بر روي بدنه آنها مشخص شده و بر اساس قطب ها در مدارات مورد استفاده قرار مي گيرند . دو نوع طراحي براي شكل اين خازن ها وجود دارد . يكي شكل اَكسيل كه در اين نوع پايه هاي يكي در طرف راست و ديگري در طرف چپ قرار دارد و ديگري راديال كه در اين نوع هر دو پايه خازن در يك طرف آن قرار دارد . در شكل نمونه اي از خازن اكسيل و راديال نشان داده شده است . در خازن هاي الكتروليت ظرفيت آنها بصورت يك عدد بر روي بدنه شان نوشته شده است . همچنين ولتاژ تحمل خازن ها نيز بر روي بدنه آنها نوشته شده و هنگام انتخاب يك خازن بايد اين ولتاژ مد نظر قرار گيرد . اين خازن ها آسيبي نمي بينند مگر اينكه با هويه داغ شوند . ب - خازن هاي تانتاليوم خازن هاي تانتاليم هم از نوع قطب دار هستند و مانند خازنهاي الكتروليت معمولاً ولتاژ كمي دارند . اين خازن ها معمولاً در سايز هاي كوچك و البته گران تهيه مي شوند و بنابراين يك ظرفيت بالا را در سايزي كوچك را ارائه مي دهند . در خازنهاي تانتاليوم جديد ، ولتاژ و ظرفيت بر روي بدنه آنها نوشته شده ولي در انواع قديمي از يك نوار رنگي استفاده مي شود كه مثلا دو خط دارد ( براي دو رقم ) و يك نقطه رنگي براي تعداد صفرها وجود دارد كه ظرفيت بر حست ميكروفاراد را مشخص مي كنند . براي دو رقم اول كدهاي استاندارد رنگي استفاده مي شود ولي براي تعداد صفرها و محل رنگي ، رنگ خاكستري به معني × 0.01 و رنگ سفيد به معني × 0.1 است . نوار رنگي سوم نزديك به انتها ، ولتاژ را مشخص مي كند بطوري كه اگر اين خط زرد باشد 3/6 ولت ، مشكي 10 ولت ، سبز 16 ولت ، آبي 20 ولت ، خاكستري 25 ولت و سفيد 30 ولت را نشان مي دهد . براي مثال رنگهاي آبي - خاكستري و نقطه سياه به معني 68 ميكروفاراد است . آبي - خاكستري و نقطه سفيد به معني 8/6 ميكروفاراد است . خازنهاي بدون قطب : خازن هاي بدون قطب معمولا خازنهاي با ظرفيت كم هستند و ميتوان آنها را از هر طرف در مدارات مورد استفاده قرار داد . اين خازنها در برابر گرما تحمل بيشتري دارند و در ولتاژهاي بالاتر مثلا 50 ولت ، 250 ولت و ... عرضه مي شوند . پيدا كردن ظرفيت اين خازنها كمي مشكل است چون انواع زيادي از اين نوع خازنها وجود دارد و سيستم هاي كد گذاري مختلفي براي آنها وجود دارد . در بسياري از خازن ها با ظرفيت كم ، ظرفيت بر روي خازن نوشته شده ولي هيچ واحد يا مضربي براي آن چاپ نشده و براي دانستن واحد بايد به دانش خودتان رجوع كنيد . براي مثال بر 1/0 به معني 0.1µF يا 100 نانوفاراد است . گاهي اوقات بر روي اين خازنها چنين نوشته مي شود ( 4n7 ) به معني 7/4 نانوفاراد . در خازن هاي كوچك چنانچه نوشتن بر روي آنها مشكل باشد از شماره هاي كد دار بر روي خازن ها استفاده مي شود . در اين موارد عدد اول و دوم را نوشته و سپس به تعداد عدد سوم در مقابل آن صفر قرار دهيد تا ظرفيت بر حسب پيكوفاراد بدست ايد . بطور مثال اگر بر روي خازني عدد 102 چاپ شده باشد ، ظرفيت برابر خواهد بود با 1000 پيكوفاراد يا 1 نانوفاراد . كد رنگي خازن ها :
خازن ها با هر ظرفيتي وجود ندارند . بطور مثال خازن هاي 22 ميكروفاراد يا 47 ميكروفاراد وجود دارند ولي خازن هاي 25 ميكروفاراد يا 117 ميكروفاراد وجود ندارند . دليل اينكار چنين است : فرض كنيم بخواهيم خازن ها را با اختلاف ظرفيت ده تا ده تا بسازيم . مثلاً 10 و 20 و 30 و . . . به همين ترتيب . در ابتدا خوب بنظر مي رسد ولي وقتي كه به ظرفيت مثلاً 1000 برسيم چه رخ مي دهد ؟ مثلاً 1000 و 1010 و 1020 و . . . كه در اينصورت اختلاف بين خازن 1000 ميكروفاراد با 1010 ميكروفاراد بسيار كم است و فرقي با هم ندارند پس اين مسئله معقول بنظر نمي رسد . براي ساختن يك رنج محسوس از ارزش خازن ها ، ميتوان براي اندازه ظرفيت از مضارب استاندارد 10 استفاده نمود . مثلاً 7/4 - 47 - 470 و . . . و يا 2/2 - 220 - 2200 و . . . خازن هاي متغير :
خازن هاي تريمر :
انواع توان در شبكه هاي توزيع مي دانيم در شبكه هاي جريان متناوب توان ظاهري كه از مولدها دريافت مي شود به دو بخش توان مفيد و غير مفيد تقسيم مي شود . نحوه اين تقسيم به شرايط مدار بستگي دارد به اين معني كه هر قدر ضريب توان (CosΦ) به يك نزديكتر باشد سهم توان مفيد بيشتر است . اين اتفاق در مدارتي رخ مي دهد كه مصارف اهمي آن بيشتر است .مانند سيستمهاي روشنايي يا توليد گرما توسط انرژي برق . اما مي دانيم كه سهم عمده مصارف شبكه ها را مصرف كننده هاي (اهمي – سلفي ) دريافت مي كنند . مانند الكتروموتورها – ترانسفورماتورهاي توزيع – چوكها و .... كه درآنها سيم پيچ يا سلف نقش اصلي را ايفا مي كند . در سيمپيچها به علت خاصيت ذخيره سازي انرژي الكتريكي بصورت ميدان مغناطيسي توان همواره بين شبكه و سلف رد و بدل مي شود . سلف در يك چهارم زمان تناوب توان دريافت مي كند و در يك چهارم بعدي زمان ، توان را به شبكه پس مي دهد . درست است كه نتيجه رياضي اين عمل يعني عدم مصرف انرژي زيرا توان داده شده به سلف با توان دريافت شده از ان برابر است اما در عمل اين اتفاق رخ نمي دهد زيرا توان پس داده شده به شبكه امكان استفاده را براي مولد ايجاد نمي كند و اين توان در هر حالتي از مولد دريافت شده است . و براي رسيدن به مصرف كننده اهمي – سلفي از شبكه توزيع شامل : سيمها – كابلها و ... عبور كرده است . توان هم در خازنها بصورت توان غير مفيد است درست مانند سلفها در يك چهارم پريود موج متناوب ،توان دريافت مي كنند و در يك چهارم بعدي توان را تحويل مي دهند پس خازنها هم مانند سلفها باعث افرايش توان راكيتو ( غير مفيد ) شبكه مي شوند اما اتفاق بامزه زماني روي مي دهد كه خازن و سلف با هم در شبكه قرار گيرند . خازنهاي اصلاح ضريب توان بايد در شبكه بصورت موازي قرار گيرند . براي اينكار در شبكه هاي تكفاز بايد به فاز و نول وصل شوند و در شبكه هاي سه فاز پس از اتصال بصورت ستاره يا مثلث آنگاه به سه فاز متصل مي شوند . نقش خازن در شبكه كاهش توان راكتيو مصرف كنند هاي اهمي – سلفي از ديد مولدها است . با اين اتفاق ضريب توان مفيد به يك نزديك مي شود . پس با كنترل ضريب توان امكان كنترل توان راكتيو وجود دارد . اين كار بكمك يك كسينوس في متر صورت مي گيرد . يعني بكمك كسينوس في متر مي توان دريافت كه ضريب توان و در نتيجه توان راكتيو در چه وضعيتي قرار دارد . ارسال شده در تاريخ : دوشنبه 13 خرداد 1387 ساعت 21:05:46
|
اثر هارمونيك ها بر خازن ها
ویندوز 7 به هدف نشست
سیستم عامل جدید مایکروسافت استقبال منتقدان، کارشناسان و کاربرانی را به همراه داشته است که نسخه آزمایشی آن را ... ادامه |
لپتاپهای لمسی در بازار ایران
با فراگير شدن استفاده از لپتاپ، آن هم به مدد قابليت حمل آسان آن سازندگان اين كالا هر روز كالايي با قابليت و ... ادامه |
گزارشي از بازار نرمافزارهاي آموزشي
همگام با رشد علم و تكنولوژي و ورود ابزارهاي جديد يادگيري و آموزش به عرصه زندگي انسان، شكل و شيوه آموزش و ... ادامه |
10 فناوری برتر در بخش تکنولوژی اطلاعات
بازار دیجیتال- شرکت تحقيقاتي گارتنر بر اساس آخرين بررسيهاي خود اعلام کرد، نسل جديد نرمافزارها و خدمات ... ادامه |
رتبهای که باعث خجالت ایرانیان است
در عصر ارتباطات و درحالی که کابینه برخی دولتها به دلیل عقب ماندن از پیشرفت روزافزون تکنولوژی ارتباطی ... ادامه |
| نظر سنجي |
|
زمينه هاي فعاليت سايت فوق را در چه زمينه اي گسترش دهيم؟
|