آشنایی با ابررساناها و کاربرد آن‌ها در ژنراتورها و موتورهای الکتریکی
47 صفحه در قالب word
فهرست مطالب
مقدمه
* فصل اول
آشنایی با ابررساناها و کاربرد آن‌ها در ژنراتورها و موتورهای الکتریکی
ابر رسانایی......................................... 2
کاربردهای ابر رسانه ......... 4
SMESچیست...................................................... 5
اولین سیستم SMES .............................................. 6
SMES و مدل‌سازی آن ......................... 7
چگونگی انجام کار ابر رسانایی ................ 9
ابر رساناها و ژنراتورهای هیدرودینامیک مغناطیسی ...... 10
کاربرد ابر رسانا در محدود سازهای جریان خطا............................................................... 12
کاربرد ابر رسانا در ذخیره‌سازهای مغناطیسی....................................................................................... 14
کاربرد ابر رسانا در موتورها و ژنراتورها.................... 17
کاربرد ابر رسانا درترانسفورماتورها.................................................. 18
* فصل دوم
آشنایی با گاورنر و اینورتورها
ویژگی گاورنر ...................................... 19
محدوده فشار خروجی گاورنرها .................................... 20
سیستم کنترل توربین‌های گازیEGATROL .................................................. 22
انواعASD .................................................... 24
سیستم‌هایASDجهت کنترل سرعت موتورهای القایی ................. 25
ASDاز نوع ولتاژ متغییر و فرکانس ثابت .................................................................... 27
ASDاز نوع ولتاژ و فرکانس متغییر...................... 29
* فصل سوم
آشنایی با ژنراتورهای سنکرون
مولدهای همزمانی سنکرون ........................................ 31
اندازه‌گیری پارامترهای مدل مولد همزمان .......... 35
آزمون مدار باز ............................. 35
تعیین راکتانس همزمان ..................................................... 37
اثر تغییرات باربر کار مولد همزمان ...................... 38
شرایط لازم موازی کردن مولدها ..................... 41
روش کلی موازی کردن مولدها .......................... 42
مشخصه‌های بسامد- توان مولد همزمان ......... 43
مقادیر نامی مولد همزمان ............................................... 44
توان ظاهری و ضریب توان نامی ............................. 45
کار کوتاه مدت و ضریب سرویس ...................... 46
مقدمه
در چند دهه‌ی اخیر سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی با انگیزه‌های متفاوتی به منظور بهبود عملکرد سیستم قدرت، موردتوجه قرار گرفته‌اند. بطور معمول در سیستم قدرت بین قدرتهای الکتریکی تولیدی و مصرفی تعادل لحظه‌ای برقرار است و هیچ‌گونه ذخیره انرژی در آن صورت نمی‌گیرد. بنابراین لازم است میزان تولید شبکه، منحنی مصرف منطقه را تغقیب کند. واضح است بهره‌برداری از سیستم بدین طریق، با توجه به شکل متعارف منحنی مصرف غیر اقتصادی است.
استفاده از ذخیره‌سازی‌های انرژی با ظرفیت بالا به منظور تراز سازی منحنی مصرف و افزایش ضریب بار، از اولین کاربردهای ذخیره انرژی در سیستم قدرت در جهت بهره‌برداری اقتصادی می‌باشد.
علاوه بر این، اغتشاش‌های مختلف در شبکه (تغییرات ناگهانی بار، قطع و وصل خطوط انتقال و...) خارج شدن سیستم از نقطه تعادل را به دنبال دارد. در این شرایط ابتدا از محل انرژی جنبشی محور ژنراتورهای سنکرون انرژی برداشت می‌شود، سپس حلقه‌های کنترل سیستم فعال شده و تعادل را بر قرار می‌سازند. این روند، نوسان متغیرهای مختلف مانند فرکانس، توان الکتریکی روی خطوط و... را موجب می‌شود که مشکلات مختلفی را در بهره‌برداری از سیستم قدرت به دنبال دارد. هر گاه در سیستم مقداری انرژی ذخیره شده باشد، با مبادله سریع آن با شبکه در مواقع مورد نیاز به حد قابل توجهی می‌توان مشکلات فوق را کاهش داد. به عبارت دیگر، ذخیره‌ساز انرژی را می‌توان در بهبود عملکرد دینامیکی سیستم نیز بکار برد.
از اوایل دهه‌ی هفتاد مفهوم ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی به شکل مغناطیسی مورد توجه قرار گرفت. با ظهور تکنولژی ابر رسانایی، کاربردهای گوناگونی برای این پدیده فیزیکی مطرح شد. از معروف ترین این کاربردها می‌توان به SMES اشاره کرد. در SMES انرژی در یک سیم‌پیچ با اندوکتاس بزرگ که از ابر رسانا ساخته شده است، ذخیره می‌شود. ویژگی ابر رسانایی سیم‌پیچ موجب می‌شود که راندمان رفت و برگشت فرایند ذخیره انرژی بالا و در حدود 95% باشد. ویژگی راندمان بالای SMES آن را از سایر تکنیکهای ذخیره انرژی متمایز می کند. همچنین از آنجایی که در این تکنیک انرژی از صورت الکتریکی به صورت مغناطیسی و یا برعکس تبدیل می‌شود، SMES دارای پاسخ دینامیکی سریع می‌باشد. بنابراین می‌تواند در جهت بهبود عملکرد دینامیکی نیز بکار رود. معمولاً واحدهای ابر رسانایی ذخیره‌سازی انرژی را به دو گونه ظرفیت بالا (MWh 500) جهت ترازسازی منحنی مصرف، و ظرفیت پایین(چندین مگا ژول) به منظور افزایش میرایی نوسانات و بهبود پایداری سیستم می‌سازند.
بطور خلاصه مهم‌ترین قابلیت SMESجداسازی و استقلال تولید از مصرف است که این امر مزایای متعددی از قبیل بهره‌برداری اقتصادی، بهبود عملکرد دینامیکی و کاهش آلودگی را به دنبال دارد.
ابررسانایی
در سال 1908 وقتی کمرلینگ اونز هلندی در دانشگاه لیدن موفق به تولید هلیوم مایع گردید حاصل شد که با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود یک درجه کلوین برسد.
یکی از اولین بررسی‌هایی که اونز با این درجه حرارت پایین قابل دسترسی انجام داد مطالعه تغییرات مقاومت الکتریکی فلزات بر حسب درجه حرارت بود. چندین سال قبل از آن معلوم شده بود که مقاومت فلزات وقتی دمای آن‌ها به پایین‌تر از دمای اتاق برسد کاهش پیدا می‌کند. اما معلوم نبود که اگر درجه حرارت تا حدود کلوین تنزل یابد مقاومت تا چه حد کاهش پیدا می‌کند. آقای اونز که با پلاتینیم کار می‌کرد متوجه شد که مقاومت نمونه سرد تا یک مقدار کم کاهش پیدا می‌کرد که این کاهش به خلوص نمونه بستگی داشت. در آن زمان خالص‌ترین فلز قابل دسترس جیوه بود و در تلاش برای بدست آوردن رفتار فلز خیلی خالص اونز مقاومت جیوه خالص را اندازه گرفت. او متوجه شد که در درجه حرارت خیلی پایین مقاومت جیوه تا حد غیرقابل اندازه‌گیری کاهش پیدا می‌کند که البته این موضوع زیاد شگفت‌انگیز نبود اما نحوه از بین رفتن مقاومت غیر منتظره می‌نمود. موقعی که درجه حرارت به سمت صفر تنزل داده می‌شود به‌جای این‌که مقاومت به آرامی کاهش یابد در درجه حرارت 4 کلوین ناگهان افت می‌کرد و پایین‌تر از این درجه حرارت جیوه هیچ‌گونه مقاومتی از خود نشان نمی‌داد. همچنین این گذار ناگهانی به حالت بی‌مقاومتی فقط مربوط به خواص فلزات نمی‌شد و حتی اگر جیوه ناخالص بود اتفاق می‌افتاد.آقای اونز قبول کرد که پایین‌تر از 4 کلوین جیوه به یک حالت دیگری از خواص الکتریکی که کاملاً با حالت شناخته شده قبلی متفاوت بود رفته است و این حالت تازه «حالت ابر رسانایی» نام گرفت. بعداً کشف شد که ابررسانایی را می توان از بین برد (یعنی مقاومت الکتریکی را می توان مجددا بازگردانید). و در نتیجه معلوم شد که اگر یک میدان مغناطیسی قوی به فلز اعمال شود این فلز در حالت ابر رسانایی دارای خواص مغناطیسی بسیار متفاوتی با حالت درجه حرارت‌های معمولی می‌باشد.
تاکنون مشخص شده است که نصف عناصر فلزی و همچنین چندین آلیاژ در درجه حرارت‌های پایین ابر رسانا می‌شوند. فلزاتی که ابررسانایی را در درجه حرارت‌های پایین از خود نشان می‌دهند (ابر رسانا) نامیده می‌شوند. سال‌های بسیاری تصور می‌شد که تمام ابررساناها بر طبق یک اصول فیزیکی مشابه رفتار می‌کنند. اما اکنون ثابت شده است که دو نوع ابررسانا وجود دارد که به نوع I و II مشهور می‌باشد. اغلب عناصری که ابررسانا هستند ابررسانایی از نوع I را از خود نشان می‌دهند. در صورتی‌که آلیاژها عموماً ابررسانایی از نوع II را از خود نشان می‌دهند. این دو نوع چندین خاصیت مشابه دارند. اما رفتار مغناطیسی بسیار متفاوتی از خود بروز می‌دهند.
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود، ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می‌باشد.
متن کامل با فرمت word را که قابل ویرایش و کپی کردن می باشد، می توانید در ادامه تهیه و دانلود نمائید.
آشنایی با ابررساناها و کاربرد آن‌ها در ژنراتورها و موتورهای الکتریکی