مباحث تخصصی مهندسی برق - کنترل ابزاردقیق

زمانی که ابررایانه "دیپ بلو" در ماه مه 1997 موفق شد قهرمان شطرنج جهان دیپ بلو را شکست دهد، این پیروزی به عنوان موفقیتی بزرگ برای هوش مصنوعی توصیف شد، اما جان مک کارتی، مردی که این اصطلاح را برای اولین بار خلق کرد و در توسعه هوش مصنوعی پیشگام شد، نظری متفاوت داشت، به اعتقاد او هوش مصنوعی هنوز راه طولانی را در پیش داشت.

وی در سال 1956 نه تنها عبارتی جدید را به واژه نامه عمومی افزود، بلکه بنیانگذار عصری کاملا جدید از تحقیقات در زمینه علوم رایانه ای شد.

مک کارتی در سالهای بعدی موفق به ابداع زبان Lisp، یکی از تاثیرگذارترین زبانهای برنامه نویسی رایانه ای در جهان شد و در توسعه سیستم‌های اشتراک گذاری زمان نقشی کلیدی ایفا کرد، سیستمی که بدون آن اینترنت مدرن به وجود نمی آمد.

مک کارتی که برای چهار دهه در دانشگاه استنفورد مشغول به کار و مطالعه بود، در سل 1962 لابراتوار هوش مصنوعی استنفورد را پایه گذاری کرد. 

او در سال 2003 به شرکت گوگل پیوست تا در توسعه جستجوگرهای این شرکت مشارکت داشته باشد.

بر اساس گزارش وایرد، بسیاری از متخصصان مک کارتی را اولین فردی می دانند که چاشنی محاسبات رایانه ای را به زبان ساده برنامه نویسی افزود و با این کار و ابداع زبان برنامه نویسی Lisp تاثیر بزرگی بر روی زندگی انسانها گذاشت.

www.poursalehi55eng.ir

مهندسی برق گرایش کنترل (ابزاردقیق - فرآیند)

 

مهندسی کنترل و هدایت موشکها

 

اگر بخواهیم یک تعریف کلی از کنترل ارائه دهیم، می‌توانیم بگوییم که هدف این علم، کنترل متغیرهای اساسی سیستم (که متغیرهای خروجی می‌تواند تنها بخشی از این متغیرها باشد) بر مبنای برخی ملاکهای مطلوب می‌باشد. این ملاکها می‌تواند سرعت یک موشک، دمای یک اتاق، زاویه‌ی چرخش بازوی ربات و... باشد. به عنوان یک مثال ساده می‌توان کنترل زمان اوج گیری یک هواپیمای جنگنده را در نظر گرفت.در این مثال٬ زاویه پره‌های هواپیما، میزان سوخت تزریقی و سایر متغیرهای تاثیرگذار بایستی با روش‌های ریاضی محاسبه و سیستم کنترل‌کننده به دقت طراحی شود تا بتوان زمان عکس‌العمل سیستم را کاهش داد و آن را در برابر اثرات نویز محیط ( مانند وزش باد یا ...) مقاوم کرد.

کنترل، در پیشرفت علوم دیگر نقش ارزنده‌ای را ایفا می‌کند. به طور کلی می‌توان گفت مهندسی کنترل حلقه اتصال میان مهندسی برق و رشته‌های دیگر می‌باشد. امروزه مهندسی کنترل به صورت بخش اصلی و مهمی از فرآیندهای صنعتی و تولیدی درآمده‌است.

به کمک این علم می‌توان به عملکرد بهینه سیستم‌های پویا، بهبود کیفیت و ارزان‌تر شدن فرآورده‌های تولیدی، گسترش میزان تولید، ماشینی کردن بسیاری از عملیات تکراری و خسته‌کننده دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم کنترل‌کننده عبارت است از کنترل خروجی‌ها(مانند زاویه‌ی حمله‌ی موشک هدایت‌شونده) به روش معین به کمک ورودی‌ها(مانند سیگنال دریافتی از رادار موشک) از طریق اجزای سیستم کنترل که می‌تواند شامل اجزای الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد.

یکی از مفاهیم پرکاربرد در این رشته مفهوم پسخورد (فیدبک) می‌باشد. پسخورد در واقع اندازه گیری متغیرهای خروجی و استفاده از این متغیرهای اندازه گیری شده برای اصلاح متغیر ورودی سیستم می‌باشد.برای مثال ٬ در یک سیستم سرمایشی٬ یک سنسور٬ که در واقع یک دماسنج است٬ دمای اتاق را اندازه‌گیری می‌کند تا سیستم بتواند از دما مطلع شده و از کاهش یا افزایش بیش از اندازه دما جلوگیری کند. با استفاده از سیستمهای دارای پسخورد می‌توان بسیاری از فرآیندهای صنعتی را به صورت خودکار کنترل کرد. اتوماسیون صنعتی بخشی از رشته کنترل می‌باشد که بر پایه سیستمهای فیدبک‌دار توانسته‌است صنعت مدرنی را پایه گذاری کند.

گفتنی است که گرایش کنترل دارای زیر بخش‌های متنوعی مانند کنترل خطی، کنترل غیرخطی،کنترل مقاوم،کنترل تطبیقی،کنترل دیجیتال،کنترل فازی و غیره‌است.

از دروس اصلی این گرایش مهندسی برق می‌توان به کنترل دیجیتال و کنترل غیرخطی، کنترل مدرن، کنترل صنعتی، ابزار دقیق، اصول میکروکامپیوتر، ترمودینامیک، مبانی تحقیق در عملیات و سیستمهای کنترل خطی اشاره کرد.

وضعیت تحصیل در مقاطع بالاتر از کارشناسی

فارغ التحصیل در مقطع کارشناسی برق که مدرک خود را در یکی از چهار گرایش الکترونیک، مخابرات، قدرت و کنترل می‌گیرد، می‌تواند در یکی از این گرایشها (اختیاری) یا رشته‌ای که برق زیر مجموعه‌ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید. این رشته به صورت: مهندسی برق- الکترونیک، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایش‌های: میدان، سیستم، موج، رمز، مایکرونوری) برق- کنترل، مهندسی پزشکی (گرایش بیوالکتریک)، مهندسی هسته‌ای (دو گرایش مهندسی راکتور و مهندسی پرتو پزشکی، مهندسی کامپیوتر (معماری کامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیک) است. برای تحصیل در مقطع دکترای تخصصی، می‌توان، در هر یک از زیرشاخه‌های تخصصی‌تر گرایشهای یاد شده میزان مورد نیاز واحدها را اخذ کرد و رساله دکتری را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است این زیر شاخه‌ها، گرایشهای تخصصی تر این چهار گرایش است. رشته برق به دلیل کاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ التحصیلان امکان تحصیل در بسیاری گرایشها و دانشها را فراهم می‌کند.

www.poursalehi55eng.ir

مقایسه SMES با دیگر ذخیره کننده های انرژی:

همچنین SMES  درمقایسه با دیگر وسایل ذخیره کنند.انرژی دارای بازده سیکل شارژ و دشارژ بهتری است که به بیش از 95 درصد می رسد.مدت زمان نگهداری انرژی درSMES می‌تواند زیاد باشد در حالی که سیستم‌های چرخ‌گردان وخازنهای فاقد این خصوصیات هستند.تعداد دفعات شارژ و دشارژ در SMES نامحدود بوده که به معنی طولانی بودن عمر آن است عمر یک SMES به بیش از 30 سال می‌رسد که این مدت از عمر بهترین سیستم‌های دارای چرخ‌گردان و باتری بیشتر است.حجم و وزن اشغال شده برای ذخیره میزان زیادی از انرژی در سیستم‌هایSMESازکلیه سیستم‌هایی که تاکنون پیشنهادشده به مراتب‌کمتر است.

یکی ازمشکلاتSMES قیمت زیاد آن است و از دیگر مشکلات آن می‌توان به میدان مغناطیسی قوی اطراف آن اشاره کرد که احتیاج به لایه‌های محافظ مغناطیسی تا فاصله 5 متری سلول SMES دارد،ولی این میدان در حدی نیست که برای سلامتی انسان مضر باشد. 

www.poursalehi55eng.ir

مقایسه SMES با دیگر ذخیره کننده های انرژی:

تاکنون به غیر از SMES ها،UPS های گوناگونی با استفاده از باتری،خازن،چرخ‌گردان ودیگرفن‌آوریهای ذخیره‌سازی انرژی ساخته شده است.هرکدام از این‌فن‌آوریها از نظرویژگیهایی مانند میزان انرژی قابل ذخیره بازده سیکل شارژ و شارژ سیستم،تاثیرات محیطی،قابلیت اطمینان،سادگی استفاده و سرعت آماده بکار شدن ، امکان استفاده درشبکه به عنوان بار راکتیو، يا تثبیت کننده فرکانس و پایدار کننده شبکه و تعدیل منحنی پیک‌بار و مدت زمانی که می‌توانند قسمت اعظمی از انرژی را در خود نگه دارند،با یکدیگر متفاوتند.

بعضی درتعداد مراتب شارژ و دشارژ،بعضی درسادگی وراحتی استفاده وبعضی درقیمت بر بقیه ارجحیت دارند. مسلم است که در سطوح انتقال توان مساله میزان توان قابل ذخیره که معمولا در حد چندمگاوات است در درجه اهمیت بیشتری قرار دارد.خوشبختانه سیستم SMES دارای تمام خصوصیات مذکور بوده و به‌راحتی می‌تواند درهنگام وقوع خطا میزان انرژی زیادی را در اختیار شبکه قرار دهد، درحالیکه سیستم‌های چرخ‌گردان وباتریها فاقد این خصوصیت‌اند. 

ادامه مطلب

www.poursalehi55eng.ir

 sssc جبران ساز سری

SSSC یک جبران‌ساز سری نوع منبع ولتاژی است و TSSC و GCSC جبران‌سازهای سری نوع امپدانس متغیر هستند.اگرچه هر دو نوع جبران ساز می توانند کنترل سیلان توان را بصورت بسیار موثری تامین کنند،مشخصه عملیاتی آنها و ویژگیهای جبران‌سازی هر یک متفاوت بوده یا می‌تواند متفاوت باشد.

1- SSSC قادر به تولید داخلی یک ولتاژ جبران سازی قابل کنترل،در محدوده مشابه خازنی والقایی ، مستقل از مقدار جریان خط است. ولتاژ جبران سازی TSSC , GCSC در یک محدوده معین کنترلی ، متناسب با جریان خط است. TCSC می تواند حداکثر ولتاژ جبران‌سازی را با وجود کاهش جریان خط ، در یک محدوده کنترلی که توسط قابلیت ازدیاد جریان،راکتور کنترل شده با تریستور،تعیین می شود،حفظ کند.

2- SSSC دارای این قابلیت ذاتی است که با واسطه یک منبع توان DC بیرونی ، جبران سازی مقاومت خط را بوسیله تزریق توان حقیقی ، و نیز جبران سازی راکتانس خط را به وسیله تزریق توان راکتیو به منظور بالا نگه داشتن مقدار موثر نسبتX  و R مستقل از درجه جبران‌سازی سری ، انجام دهد. جبران سازهای سری نوع امپدانس متغیر نمی توانند توان راکتیو با خط انتقال مبادله کنند و فقط قادر به جبران سازی راکتیو هستند.

3- SSSC به همراه یک ذخیره انرژی ، میزان موثر بودن کاهندگی نوسانات توان را ، هم از طریق تنظیم جبران سازی سری راکتیو برای افزایش یا کاهش توان انتقال یافته ، و هم از طریق تزریق هم زمان امپدانس حقیقی متناوب مثبت و منفی برای جذب و تامین حقیقی از خط ، هماهنگ با ماشینی که دچار نوسان شده ، افزایش می دهد.

4- جبران‌سازهای  نوع امپدانس متغیر : TSSC ، TCSC و  GCSC ، مستقیماً به خط انتقال کوپله می‌شوند و بنابراین در یک منطقه ولتاژ فشار قوی نصب می کردند. سیستم خنک کننده و کنترل آنها بر روی زمین قرار داشته و نیاز به عایق‌بندی ولتاژ فشار قوی و واسطه‌های کنترل‌کننده دارند. SSSC نیاز به یک ترانسفورماتور کوپله کننده با مقدار نامی PU5/0 در کل محدوده جبران سازی سری توان راکتیو و یک خازن ذخیره DC دارد. به هر حال این دستگاه در یک ساختمان و هم پتانسیل با زمین نصب می شود و با ولتاژ نسبتاً کمی کار می کند.بنابراین،این تاسیسات برای سیستم خنک کننده و روابط کنترل،نیاز به عایق‌بندی در ولتاژ نسبتاً کمتری دارد.

5- جبران‌سازهای نوع منبع ولتاژی و انواع امپدانس متغیر،مشخصه تلفات متفاوتی نیز دارند در جبران‌سازی صفر ، جریان خط در همه جبران‌سازها از درون والوهای نیمه‌هادی عبور خواهد کرد و تلفات ، متناسب با تلفات والو به علاوه تلفات راکتور یا ترانسفورماتور خواهد بود. در مقدار نامی جریان خط این تلفات حدود 5/0 درصد مقدار نامی توان راکتیو در TCSC , TSSC بوده و حدود 7/0 تا 9/0 درصد در SSSC , GCSC خواهد بود. در خروجی خازنی کنترل نشده کامل ، تلفات GCSC , TCSC , TSSC ، مستقل از جریان خط و بسیار کم خواهد بود،زیرا والوهای نیمه‌هادی،غیر هادی خواهند بود. با ولتاژ جبران‌سازی کنترل شده،تلفات متناسب با جریان خط نبوده،اما تابعی از آن هستند. تلفات مذکور برای TSSC می‌توانند به حداکثر مقدار حدود 3/0 درصد،در TCSC به حدود 4/0 درصد و در GCSC به حدود 6/0 درصد برسند.در این حالت کاری،تلفات SSSC متناسب با جریان خط بوده و حداکثر به حدود 9/0 درصد در جریان خط کامل خواهد رسید.

www.poursalehi55eng.ir

 sssc جبران ساز سری

SSSC یک جبران‌ساز سری نوع منبع ولتاژی است و TSSC و GCSC جبران‌سازهای سری نوع امپدانس متغیر هستند.اگرچه هر دو نوع جبران ساز می توانند کنترل سیلان توان را بصورت بسیار موثری تامین کنند،مشخصه عملیاتی آنها و ویژگیهای جبران‌سازی هر یک متفاوت بوده یا می‌تواند متفاوت باشد.

1- SSSC قادر به تولید داخلی یک ولتاژ جبران سازی قابل کنترل،در محدوده مشابه خازنی والقایی ، مستقل از مقدار جریان خط است. ولتاژ جبران سازی TSSC , GCSC در یک محدوده معین کنترلی ، متناسب با جریان خط است. TCSC می تواند حداکثر ولتاژ جبران‌سازی را با وجود کاهش جریان خط ، در یک محدوده کنترلی که توسط قابلیت ازدیاد جریان،راکتور کنترل شده با تریستور،تعیین می شود،حفظ کند.

2- SSSC دارای این قابلیت ذاتی است که با واسطه یک منبع توان DC بیرونی ، جبران سازی مقاومت خط را بوسیله تزریق توان حقیقی ، و نیز جبران سازی راکتانس خط را به وسیله تزریق توان راکتیو به منظور بالا نگه داشتن مقدار موثر نسبتX  و R مستقل از درجه جبران‌سازی سری ، انجام دهد. جبران سازهای سری نوع امپدانس متغیر نمی توانند توان راکتیو با خط انتقال مبادله کنند و فقط قادر به جبران سازی راکتیو هستند.

3- SSSC به همراه یک ذخیره انرژی ، میزان موثر بودن کاهندگی نوسانات توان را ، هم از طریق تنظیم جبران سازی سری راکتیو برای افزایش یا کاهش توان انتقال یافته ، و هم از طریق تزریق هم زمان امپدانس حقیقی متناوب مثبت و منفی برای جذب و تامین حقیقی از خط ، هماهنگ با ماشینی که دچار نوسان شده ، افزایش می دهد.

4- جبران‌سازهای  نوع امپدانس متغیر : TSSC ، TCSC و  GCSC ، مستقیماً به خط انتقال کوپله می‌شوند و بنابراین در یک منطقه ولتاژ فشار قوی نصب می کردند. سیستم خنک کننده و کنترل آنها بر روی زمین قرار داشته و نیاز به عایق‌بندی ولتاژ فشار قوی و واسطه‌های کنترل‌کننده دارند. SSSC نیاز به یک ترانسفورماتور کوپله کننده با مقدار نامی PU5/0 در کل محدوده جبران سازی سری توان راکتیو و یک خازن ذخیره DC دارد. به هر حال این دستگاه در یک ساختمان و هم پتانسیل با زمین نصب می شود و با ولتاژ نسبتاً کمی کار می کند.بنابراین،این تاسیسات برای سیستم خنک کننده و روابط کنترل،نیاز به عایق‌بندی در ولتاژ نسبتاً کمتری دارد.

5- جبران‌سازهای نوع منبع ولتاژی و انواع امپدانس متغیر،مشخصه تلفات متفاوتی نیز دارند در جبران‌سازی صفر ، جریان خط در همه جبران‌سازها از درون والوهای نیمه‌هادی عبور خواهد کرد و تلفات ، متناسب با تلفات والو به علاوه تلفات راکتور یا ترانسفورماتور خواهد بود. در مقدار نامی جریان خط این تلفات حدود 5/0 درصد مقدار نامی توان راکتیو در TCSC , TSSC بوده و حدود 7/0 تا 9/0 درصد در SSSC , GCSC خواهد بود. در خروجی خازنی کنترل نشده کامل ، تلفات GCSC , TCSC , TSSC ، مستقل از جریان خط و بسیار کم خواهد بود،زیرا والوهای نیمه‌هادی،غیر هادی خواهند بود. با ولتاژ جبران‌سازی کنترل شده،تلفات متناسب با جریان خط نبوده،اما تابعی از آن هستند. تلفات مذکور برای TSSC می‌توانند به حداکثر مقدار حدود 3/0 درصد،در TCSC به حدود 4/0 درصد و در GCSC به حدود 6/0 درصد برسند.در این حالت کاری،تلفات SSSC متناسب با جریان خط بوده و حداکثر به حدود 9/0 درصد در جریان خط کامل خواهد رسید.

www.poursalehi55eng.ir

كنترل كننده‌هاي انتقال توان ميان خط (IPFC):

 IPFC كنترل كننده جديدي است كه در همين اواخر معرفي شده است ، لذا IEEE هنوز تعريفي براي آن ارائه نكرده است. يك تعريف احتمالي عبارت خواهد بود از : تركيبي از دو يا چند جبران‌ساز سنكرون استاتيكي سري كه با واسطه يك رابط DC با هم جفت شده‌اند تا انتقال يكسويه توان حقيقي را بين ترمينالهاي SSSC‌ها تسهيل كنند. و كنترل آنها به منظور جبران‌سازي مستقل توان راكتيو است تا انتقال توان حقيقي در هر خط ، تنظيم شده و توزيع مطلوب انتقال توان راكتيو در ميان خطوط حفظ شود. ساختار IPFC هم مي تواند شامل يك STATCOM باشد كه با رابطه DC مشترك IPFC ها جفت شده تا جبران سازي توان راكتيو موازي را انجام دهد و كمبود كل توان حقيقي مجموعه SSSC ها را تامين يا جذب نمايد.

www.poursalehi55eng.ir

دورنمايي از آينده ادوات FACTS:

 پيشرفت اين ادوات در آينده شامل تركيب عناصر مختلف FACTS موجود به منظور توسعه دامنه عملكرد آنها خواهد بود، نظير تركيب STATCOM و TCSC. بعلاوه سيستم­هاي كنترل پيچيده و مفصلتري به منظور بهبود عملكرد اين ادوات توسعه خواهند يافت. پيشرفت در زمينه تكنولوژي نيمه­هادي با ظرفيت هدايت جريان و ولتاژهاي شكست بالا مي‌تواند قيمت اين ادوات را به خوبي كاهش دهد و دامنه عملكرد آنها را توسعه دهد سرانجام پيشرفت در زمينه توسعه تكنولوژي ابررساناها راهي به سوي توسعه ادواتي نظير SCCL و SMES خواهد بود.

در سراسر جهان، توليد و انتقال انرژي الكتريكي به صورت اقتصادي و سازگار با محيط زيست به عنوان آينده‌اي روشن بوده و FACTS به عنوان راه گشاي اين آينده مطلوب مي‌باشد.

پارامترها:

پارامترها به طور کلی به دو دسته تقسیم می شود. دسته اول که با حرف "r" آغاز می گردد از نوع فقط خواندنی هستند که مقدار آنان را به طور مستقیم نمی توان تغییر داد. دسته دوم پارامترهای نوشتنی هستند که با حرف "P" نشان داده می شود. این پارامترها به طور مستقیم و توسط کاربر قابل تغییر می باشند و برای اعمال تنظیمات در درایو نیز از این پارامترها استفاده می گردد. برای انتخاب هر حالت عددی درنظر گرفته شده است که کاربر کافی است پارامتر مورد نظر خود را به عدد دلخواه خود تغییر دهد تا تنظیمات اعمال گردد.

www.poursalehi55eng.ir

ماژول پروفیباس:

این ماژول برای ارتباط شبکه پروفیباس به کار می رود. بعد از نصب این ماژول می توان پنل های BOP و یا AOP را بر روی آن نصب نمود. تصویری از این ماژول در اینجا نشان داده شده است. دیپ سوییچ های روی ماژول جهت تنظیم شماره آدرس ماژول در شبکه پروفیباس می باشد.

ماژول انکودر:

همانطور که می دانید انکودر جهت شمارش تعداد دورهای روتور به کار می رود و می توان با استفاده از اتصال آن به درایو عمل شمارش را نیز انجام دهید و عملیات PID (حلقه بسته) را اجرا نمود. ماژول های انکودر قابلیت شمارش را 5000 پالس یا فرکانس کاری 300KHz دارد.BOPیا AOP نیز قابلیت نصب بر روی این ماژول را دارند.

همانطور که در شکل های BOP و AOP مشاهده نمودید تعدادی کلید قرار داده شده است که جهت عملکرد بهتر با این تجهیزات آشنایی با آنان الزامی است.

www.poursalehi55eng.ir

نحوه کار سیستم SMES

سیم‌پیچ ابررسانا توسط یک یکسوسازAC ‌بهDC که درمنبع تغذیه‌سیم‌پیچ ابررسانا قراردارد شارژ می‌شود. شارژکننده سیم‌پیچ به منظور غلبه بر تلفات اهمی آن قسمت ازمدارکه دردمای محیط قرار دارد، ولتاژکوچکی در دو سر سیم‌پیچ ایجاد می کند.‌این مساله باعث می‌شود که جریان ثابتی در سیم پیچ ابر رسانا جاری شود. در‌حالت‌ ‌آماده به کار یعنی زمانیکه هیچ تبادل توانی با سیم پیچ انجام نمی شود جریان ذخیره شده سیم پیچ توسط یک سوئیچ که دو سر سیم پیچ را اتصال کوتاه می کند دوباره به خود سیم پیچ ابررسانا بازگردانده شده و حالت گردشی پیدا می کند .

در نتیجه انرژی سیم‌پیچ ابررسانا حفظ می شود.در بعضی از مدلهای SMES این سوئیچ به داخل مخزن حاوی سیم‌پیچ انتقال پیدا کرده که با طرق مختلف از بیرون مخزن به آن فرمان داده می شود. بدون قرار دادن این سوئیچ اتصال کوتاه کننده میزان تلفات سیم‌پیچ در حالت آماده بکارزیاد خواهد بود. مانند قبل منبع سیم پیچ به منظور جبران تلفات اهمی قسمتی از مدار که در گرمای محیط قرار دارد ولتاژ کوچک را در دوسر سیم‌پیچ ابر رسانا تولید می کند.اگرسیستم کنترل کننده حس کند که ولتاژ خط سیستم قدرت بخاطر تضعیف ویا خطای اتفاق افتاده در شبکه کاهش پیدا کرده،کلید اتصال‌کوتاه کننده ظرف مدت 200 تا 500 میکرو ثانیه قطع خواهد شد.به دنبال این امر ابتدا جریان سیم پیچ ابر رسانا به یک بانک خازنی قوی منتقل شده و سطح ولتاژ آن را بالا می‌برد.سپس سوئیچ دوباره بسته می شود.بانک خازنی یک اینورتر12پالسه را که تامین کننده توان AC مورد نیاز بار است تغذیه می کند.

www.poursalehi55eng.ir

   جبرانگر سنکرون استاتیکی سری SSSC:

SSSC می تواند ولتاژ جبران سازی خازنی یا القایی را مستقل از جریان خط ، تا حد مشخص جریان نامی خود،ایجاد کند.بنابراین،SSSC در حالت جبران سازی ولتاژ می تواند حداکثر مقدار ولتاژ جبران سازی یا القایی را با وجود جریان متغیر خط بصورت تئوری در تمام محدوده عملیاتی صفر تا max حفظ کند.

برخلاف خازن سری،که در مدار انتقال بصورت یک امپدانس راکتیو عمل می کند و به همین دلیل هم فقط قادر به مبادله توان راکتیو است،SSSC می‌تواند هر دو توان راکتیو و اکتیو را‌،به سادگی با کنترل وضعیت زاویه‌ای ولتاژ تزریق شده نسبت به جریان خط ، با سیستم AC مبادله کند.

www.poursalehi55eng.ir

جبران ساز خازنی سری:

از نقطه نظر عملی،کنترل عبور توان در حالت ماندگار با بهبود پایداری در صورتیکه ظرفیت هر دو یکسان باشد SSSC مزیت آشکاری نسبت به خازن سری کنترل شده دارد. با توجه به اينكه جبرانگر SSSC بصورت یکسان برای جبران سازی موازی و سری و همچنین کنترل زاویه انتقال پیشنهاد شد. در یک جریان خط معین ، ولتاژ روی خازن سری ولتاژ دارای پلاریته مخالف ، به روی راکتانس سری،خط را وادار به افزایشی به اندازه مقدار ولتاژ خازن می کند.

بنابراین،جبران‌سازی خازنی سری با افزایش ولتاژ روی امپدانس خط انتقال کار می کند ، که این امر به نوبه خود جریان خط مربوطه و توان انتقال یافته را افزایش می دهد. در همان حال که تصور جبران سازی خازنی سری به عنوان عاملی برای کاهش امپدانس خط مفید است ، در واقع عاملی برای افزایش ولتاژ روی امپدانس خط مفروض است. بنابراین نتیجه می شود که همان انتقال توان حالت ماندگار را می توان ایجاد کرد به شرط آنکه جبران سازی سری ، توسط یک منبع ولتاژ AC سنکرون تامین شود که خروجی آن دقیقاً با ولتاژ خازن سری تطابق داشته باشد.

www.poursalehi55eng.ir

کنترل کننده توان عبوری بین خطی (IPFC)

هدف از ابداع این کنترل‌کننده،عبور توان در یک سیستم قدرت با چندین خط است که دو یا چند خط آن از یک SSSC برای جبران سری استفاده می کنند. با استفاده از IPFC و جبران قابل کنترل مستقل هر خط عبور توان اکتیو بین خطوط جبران شده امکان پذیر می شود در نتیجه می توان توان اکتیو و رآکتیو عبوری بین خطوط را یکنواخت کرد بار خطوط دارای اضافه بار را به خطوط دیگر انتقال داد ، افت ولتاژ مقاومتی خط و توان رآکتیو متناظر آن را جبران کرد و اغتشاش‌های دینامیکی (پایداری دینامیکی و میرایی نوسانات توان) را بی‌اثر نمود.بطور‌کلی‌IPFC درکنترل انتقال توان یک پست‌که‌دارای چندین خط است بسیار موثر است.

www.poursalehi55eng.ir

با پیشرفت از زمینه الکترنیک قدرت وپیدایش کلیدهای پرقدرت با قابلیت قطع جریان مانند(GTO    GB SGCT GCT) می‌توان به یک نوع اصلاح شده ازTSC دست یافت.دراین عنصر جدید که توسط Karady  پیشنهاد شده است با جابجایی تريستورها يا مثلا GTO با کنترل زاویه خاموشی کلید‌ها می‌توان زاویه هدایت و در نتیجه سوسپانس ظاهری را تنظیم نمود.درTSCاز آنجا که قطع حریان بطور طبیعی و توسط منبع صورت می گیرد لذا زاویه آتش نیز منطبق بر عبور ازصفر طبیعی جریان انتخاب مي شود و در نتیجه موضوع کنترل فاز منتفی وخازن  بطور دائم توسط تریستورها به منبع متصل می گردد. لیکن در SCC می‌توان خازن را در هر زمانی قبل از عبور از صفر طببعی آن توسط GTO قطع نمود.دراین صورت مقدار شارژ خازن و ولتاژ  دو سرآن پس از قطع جریان تابع زمان قطع بوده ونتيجتا زمان مناسب روشن شدن بعدی نیز در صورتی‌که بخواهیم حداقل‌ هارمونیک‌ها وجریان هجومی را داشته باشیم از روی آن مشخص خواهد گردید.بدین ترتیب می‌توان در SCC با کنترل زاویه هدایت تغییرات پیوسته در توان رآکتیو ایجاد نمود.با توجه به اینکه خازن بر خلاف رآکتور مستعد ایجاد نرخ شدید تغییرات جریان است.لازم است  که میزان هارمونیک‌ها وجریان هجومی در این وسیله کنترل قدرت رآکتیو با دقت مورد بررسی قرار گیرد.از این جهت عملکرد یک TCR  كه تولید هارمونیک‌های جریان می‌کند می‌تواند معیاری باشد  برای اینکه آیا رفتار خازن کنترل شده با کلید قدرت  SCC تا به حدی قابل قبول است.

WWW.POURSALEHI55ENG.IR

گرایش کنترل(ابزاردقیق - فرآیند)

 

مهندسی کنترل و هدایت موشکها

اگر بخواهیم یک تعریف کلی از کنترل ارائه دهیم، می‌توانیم بگوییم که هدف این علم، کنترل متغیرهای اساسی سیستم (که متغیرهای خروجی می‌تواند تنها بخشی از این متغیرها باشد) بر مبنای برخی ملاکهای مطلوب می‌باشد. این ملاکها می‌تواند سرعت یک موشک، دمای یک اتاق، زاویه‌ی چرخش بازوی ربات و... باشد. به عنوان یک مثال ساده می‌توان کنترل زمان اوج گیری یک هواپیمای جنگنده را در نظر گرفت.در این مثال٬ زاویه پره‌های هواپیما، میزان سوخت تزریقی و سایر متغیرهای تاثیرگذار بایستی با روش‌های ریاضی محاسبه و سیستم کنترل‌کننده به دقت طراحی شود تا بتوان زمان عکس‌العمل سیستم را کاهش داد و آن را در برابر اثرات نویز محیط ( مانند وزش باد یا ...) مقاوم کرد.

کنترل، در پیشرفت علوم دیگر نقش ارزنده‌ای را ایفا می‌کند. به طور کلی می‌توان گفت مهندسی کنترل حلقه اتصال میان مهندسی برق و رشته‌های دیگر می‌باشد. امروزه مهندسی کنترل به صورت بخش اصلی و مهمی از فرآیندهای صنعتی و تولیدی درآمده‌است.

به کمک این علم می‌توان به عملکرد بهینه سیستم‌های پویا، بهبود کیفیت و ارزان‌تر شدن فرآورده‌های تولیدی، گسترش میزان تولید، ماشینی کردن بسیاری از عملیات تکراری و خسته‌کننده دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم کنترل‌کننده عبارت است از کنترل خروجی‌ها(مانند زاویه‌ی حمله‌ی موشک هدایت‌شونده) به روش معین به کمک ورودی‌ها(مانند سیگنال دریافتی از رادار موشک) از طریق اجزای سیستم کنترل که می‌تواند شامل اجزای الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد.

یکی از مفاهیم پرکاربرد در این رشته مفهوم پسخورد (فیدبک) می‌باشد. پسخورد در واقع اندازه گیری متغیرهای خروجی و استفاده از این متغیرهای اندازه گیری شده برای اصلاح متغیر ورودی سیستم می‌باشد.برای مثال ٬ در یک سیستم سرمایشی٬ یک سنسور٬ که در واقع یک دماسنج است٬ دمای اتاق را اندازه‌گیری می‌کند تا سیستم بتواند از دما مطلع شده و از کاهش یا افزایش بیش از اندازه دما جلوگیری کند. با استفاده از سیستمهای دارای پسخورد می‌توان بسیاری از فرآیندهای صنعتی را به صورت خودکار کنترل کرد. اتوماسیون صنعتی بخشی از رشته کنترل می‌باشد که بر پایه سیستمهای فیدبک‌دار توانسته‌است صنعت مدرنی را پایه گذاری کند.

گفتنی است که گرایش کنترل دارای زیر بخش‌های متنوعی مانند کنترل خطی، کنترل غیرخطی،کنترل مقاوم،کنترل تطبیقی،کنترل دیجیتال،کنترل فازی و غیره‌است.

از دروس اصلی این گرایش مهندسی برق می‌توان به کنترل دیجیتال و کنترل غیرخطی، کنترل مدرن، کنترل صنعتی، ابزار دقیق، اصول میکروکامپیوتر، ترمودینامیک، مبانی تحقیق در عملیات و سیستمهای کنترل خطی اشاره کرد.

وضعیت تحصیل در مقاطع بالاتر از کارشناسی

فارغ التحصیل در مقطع کارشناسی برق که مدرک خود را در یکی از چهار گرایش الکترونیک، مخابرات، قدرت و کنترل می‌گیرد، می‌تواند در یکی از این گرایشها (اختیاری) یا رشته‌ای که برق زیر مجموعه‌ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید. این رشته به صورت: مهندسی برق- الکترونیک، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایش‌های: میدان، سیستم، موج، رمز، مایکرونوری) برق- کنترل، مهندسی پزشکی (گرایش بیوالکتریک)، مهندسی هسته‌ای (دو گرایش مهندسی راکتور و مهندسی پرتو پزشکی، مهندسی کامپیوتر (معماری کامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیک) است. برای تحصیل در مقطع دکترای تخصصی، می‌توان، در هر یک از زیرشاخه‌های تخصصی‌تر گرایشهای یاد شده میزان مورد نیاز واحدها را اخذ کرد و رساله دکتری را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است این زیر شاخه‌ها، گرایشهای تخصصی تر این چهار گرایش است. رشته برق به دلیل کاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ التحصیلان امکان تحصیل در بسیاری گرایشها و دانشها را فراهم می‌کند.

www.poursalehi55eng.ir

خازن قابل كليدزني با تريستور (TSC):

يك خازن قابل كليدزني با تريستور كه بصورت موازي بسته شده و راكتانس موثر آن با عملكرد دريچه تريستور در حالت‌هاي هدايت صفر يا كامل،بصورت پله‌اي تغيير مي كند. TSC هم يك زير مجموعه SVC است. كه در آن كليدهاي AC مبتني بر تريستور براي وارد كردن و خارج كردن واحدهاي خازن موازي بكار مي‌روند تا پله‌هاي تغييرات مورد نياز در توان راكتيو تحويل شده با سيستم بدست آيد. برخلاف رآكتورهاي موازي خازن‌هاي موازي را نمي‌توان با كنترل زاويه آتش متغير بصورت پيوسته كليدزني كرد.

www.poursalehi55eng.ir

رآكتور قابل كليد زني با تريستور (TSR):

يك القاگر قابل كليدزني با تريستور كه بصورت موازي بسته شده و مقدار راكتانس موثر آن،با عملكرد دريچه تريستور در حالت‌هاي هدايت صفر يا كامل،بصورت پله اي تغيير مي كند.TSR يك زير مجموعه ديگر از SVC است. TSR از چندين القاگر تشكيل شده است كه بصورت موازي بسته شده‌اند و با كليدهاي تريستوري فاقد كنترل زاويه آتش به مدار وارد و يا از آن خارج مي شوند تا پله هاي تغييرات مورد نياز در توان راكتيو اخذ شده از سيستم بدست آيد. استفاده از كليدهاي تريستوري فاقدكنترل زاويه آتش منجر به هزينه و تلفات كمتر مي شود،اما كنترل بصورت پيوسته نمي باشد.

www.poursalehi55eng.ir

كاربردهاي ديناميكي ادوات FACTS

هزينه‌هاي تجهيزات ادوات FACTS

هزينه تجهيزات ادوات FACTS علاوه بر مقادير نامي كاركرد عنصر FACTS (ظرفيت نامي، ولتاژ نامي) به ملزومات خاص آن عنصر نيز بستگي دارد كه در ادامه به آنها اشاره شده است:

-      سيستم كنترل و حفاظت اضافي (پشتيبان) و يا حتي عناصر اصلي اضافه مانند راكتورها، خازن­ها و ترانس­ها

-      شرايط زمين­لرزه

-      شرايط محدودكننده (مانند دماي محيط و سطح آلودگي)

ارتباط با سيستم كنترل پست يا مركز كنترل منطقه‌اي يا ملي

www.poursalehi55eng.ir