سفارش تبلیغ
صبا ویژن

فیلتر اکتیو چیست؟

فیلتر اکتیو چیست؟

برای شناخت فیلتر اکتیو باید بدانیم نقش فیلتر در مدارات برقی چیست؟

وقتی در یک مدار فیلتر وجود داشته باشد، سیگنال های غیر مرتبط حذف می شوند و تنها سیگنال های مورد نیاز دریافت می شود. می توان گفت فیلتر شبکه ای دو پورتی است که در یک باند فرکانسی ویژه باعث جریان سیگنال می شود. در طراحی فیلتر اکتیو از کامپونت های فعال مانند تقویت کننده ها استفاده می شود. معمولا در این نوع فیلتر ها سیگنال ورودی را تقویت می کنند که دامنه سیگنال خروجی از سیگنال ورودی بیشتر می شود. می توان گفت تفاوت فیلتر های اکتیو با پسیو در ارتباط با تقویت سیگنال می باشد. از معایب فیلتر های پسیو می توان به دامنه سیگنال خروجی اشاره کرد که از سیگنال ورودی کمتر می باشد و مدار ضعیف می شود. برای حل این مشکل از تقویت سیگنال به وسیله فیلتر های اکتیو به کار گرفته می شود. از قابلیت های دیگر فیلتر اکتیو می توان به تغیر پاسخ فرکانسی و پهنای باند به باریک یا پهن اشاره کرد.

در حال حاضر با استفاده روزافزون تجهیزات الکترونیکی و پردازش گرهای کامپیوتر به علت مسائل اقتصادی، چگونگی توان از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. به این ترتیب هر چه اختلالی در شکل موج ولتاژ و یا جریان ایجاد شود به نحوی که در عملکرد تجهیزات اختلال ایجاد کند تحت عنوان اشکال در کیفیت توان معرفی می شود. از آثار منفی اشکالات ناشی از بار غیر خطی به وسیله فیلتر اکتیو موازی شامل ترکیدن خازن، هدر رفت انرژی زیاد در سایر قطعات مانند کابل، سیم ، ترانس و موتورها می توان نام برد.

عملکرد فیلتر های اکتیو یا پسیو چیست؟

به وسیله فیلترهای پسیو یا اکتیو مشکل هارمونیک را حذف یا کاهش می دهند تا از این طریق از اتلاف انرژی و کاهش عمر مفید لوازم الکترونیکی جلوگیری شود. بنابراین با بهره وری انرژی و افزایش عمر دستگاه برای اصلاح الگوی مصرف می باشد. مشکلات ناشی از فیلتر پسیو شامل اندازه بزرگ، هزینه زیاد، وزن بالا، ثابت بودن جبران سازی و مشکلات رزونانس فیلترها به وسیله فیلترها راه حل مناسب الکترونیک قدرت یا فیلتر اکتیو می باشد.

فیلتر اکتیو1

فیلتر های قدرت اکتیو:

اصولا فیلتر های قدرت در تجهیزات قدرت، باعث حذف هارمونیک می شوند. باید دانست که فیلترهای قدرت قادرند هارمونیک های بالا و پایین را در دستگاه های قدرت حذف کنند. فیلتر های قدرت پسیو ترکیبی از خازن، سلف و مقاومت می باشند. به این ترتیب به توان خارجی یا المان فعال مانند ترانزیستور احتیاج ندارند. پس وجود این اختلاف موجب می شود که فیلترها ی فعال بتوانند هارمونیک را حذف نماید و با اعمال توان به همراه فازمعکوس در سیگنال مشابه هارمونیک ها را خنثی نماید.

از محاسن این تکنیک وقفی می توان به تخمین دقیق دامنه، فرکانس و فاز مولفه اصلی سیگنال اشاره کرد. همچنین از این روش برای جبران اعوجاج  جریان پایه  مانند هارمونیک های جریان، توان راکتیو وجریان زمین مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این فیلتر ها جهت اعوجاج ولتاژ  مثل هارمونیک، فلیکر، کاهش با اضافه ولتاژ و نامتعادلی ولتاژ به کار گرفته می شود. معمولا مدار قدرت فیلتر اکتیو دارای خازن DC ، اینورتر و سلف می باشد. خازن منبع تغذیه انرژی فیلتر اکتیو می باشد. اینورتر برای تعیین تبادل انرژی با توجه به مدل کلید زنی انجام وظیفه می کند. همچنین مبدل انرژی DC خازن به انرژی AC شبکه و عکس آن می باشد که از طریق سلف به شبکه متصل می شود. این سیستم برای سایر سیستم ها و شبکه های سه فاز نیز مورد استفاده قرار می گیرد. گاهی اوقات پیاده سازی فیلتر های اکتیو 3 فاز به وسیله سه مبدل تک فاز که جایگزین مبدل سه فازمی باشند. به این ترتیب برای جبران توان راکتیو سه فاز لحظه ای بدون وجود عناصر ذخیره کننده انرژی می باید در حالت استفاده از VSC از یک خازن dc و در حالت استفاده از CSC از یک سلف  dc و با سه مبدل تک فاز به شکل موازی با خازن یا سلف مورد استفاده قرار بگیرد. به دلیل وقفی بودن این روش می توان سیستم را با تغییرات پارامترهای محیط هماهنگ ساخت و به این ترتیب کنترل و بهینه سازی نمود.

جریان های هارمونیکی چگونه ایجاد می شوند؟

اغلب جریانات هارمونیکی به دلیل عواملی مانند: بارهای غیر خطی و ولتاژ های هارمونیکی در سیستم قدرت ایجاد می شوند.

 فیلتر های اکتیو موازی  دارای دو قطعه اصلی و جداگانه می باشند که شامل:

مبدل  پردازش توان(PWM) : وظیفه پردازش توان در جهت سنتز کردن جریان جبران کننده می باشد که باید از سیستم قدرت خارج شود.

پردازش سیگنال یا کنترل کننده فیلتر اکتیو:  برای تعیین زمان حقیقی جریان مرجع کننده لحظه ای می باشد. این جریان مرجع به شکل پیوسته به سمت مبدل PWM جاری می شود. در واقع این ساختار از یک مبدل تغذیه شده با ولتاژ و کنترل کننده جریان PWM و همچنین یک کنترل کننده فیلتر اکتیو است که الگوریتم هدایت کننده لحظه ای را به شکل تقریبی ایجاد می کند.

فیلتر اکتیو2

فایده فیلتر اکتیو موازی چیست؟

در اغلب مراکز پست، نیروگاه ها، کارخانه جات و برای ups ها، مبدل های فرکانسی و یکسو کننده ها بیان می شوند که از مهمترین آن ها ضریب توان جریان کشیده شده از شبکه باید در حالت بار نامی مقارن با یک و یا با ضریب خطای در حدود یک در صد به یک نزدیک باشد.

 فیلتر اکتیو فیلتر پایین گذر:

مانند فیلتر های مدل پسیو، یک فیلتر اکتیو پایین گذر مرتبه اول را به سهولت به یک فیلتر اکتیو پایین گذر مرتبه دو تبدیل نمود. برای این منظور باید یک شبکه RC دیگر در مسیر ورودی به مدار افزوده شود. البته دو فیلتر اکتیو از جهاتی با یکدیگر شباهت دارند و در برخی موارد با هم متفاوت هستند. در فیلتر اکتیو پایین مرتبه دو باند ایستایی و رول آف دو برابرفیلتر اکتیو پایین گذر مرتبه اول می باشد

(رول آف به معنای یک فیلتر است که از ضعیف شدن تدریجی معین دامنه خروجی با تغییر فرکانس ایجاد می شود.) می توان گفت مراحل فیلتر پایین گذر اکتیو مرتبه دوم کاملا شبیه مراحل طراحی یک فیلتر اکتیو پایین گذر مرتبه اول می باشد.

فیلتر اکتیو پایین گذر مرتبه دو، شامل دو قطب می باشد. این نوع فیلتر ها اهمیت زیادی دارند زیرا فیلتر های مراتب بالا را به وسیله آن ها تولید می شود. به کمک اتصال آبشاری فیلتر های مرتبه اول و دوم با یکدیگر، می توانیم فیلتر هایی با هر مرتبه و با هر عدد که شامل اعداد زوج یا فرد باشند ایجاد کنیم

 روش های کنترل جریان:

معمولا کنترل جریان را به دو گروه خطی و غیر خطی  دسته بندی می کنند.

تجهیزاتی مانند کامپیوترها، پردازنده ها و تجهیزات الکترونیک همگی مشخصه های غیر خطی دارند و به همین علت جریان غیرسینوسی از شبکه می کشند. اغلب در سیستم های سه فاز که دارای 4 رشته سیم می باشند بارهای نامتعادل، جریان توالی منفی و صفر ایجاد می کنند.

جریان های پشت سر هم منفی باعث ایجاد بار منفی و گرم شدن بیش از حد روتور، اشباع ترانسفورماتورها و ریپل در خروجی یکسو کننده ها می شود. بالا رفتن هر یک از مولفه ها باعث ناپایداری ژنراتور می شوند


با موتورهای یونیورسال آشنا شویم:

با موتورهای یونیورسال آشنا شویم:

موتورهای یونیورسال نوعی موتور الکتریکی هستند که می توانند روی هر دو توان AC و DC عمل کنند و برای ایجاد میدان مغناطیسی از یک الکترومغناطیس به عنوان استاتور استفاده می کنند. موتور یونیورسال یک موتور زنجیر سری ترکیبی می باشد که در آن کویل های میدان استاتور به همراه مجموعه سیم پیچ های روتور و به وسیله یک سوئیچ وصل می شوند. معمولا این موتورها به عنوان موتور سریAC  معرفی می شوند.

موتور یونیورسال کاملا شبیه موتور سری DC از نظر ساختاری می باشد ولی به دلیل عملکرد مناسب موتور با توان AC تکمیل شده اند. بنابراین می توانند برای جریان های AC نیز عمل کنند. به این ترتیب که هر دو کویل میدان و آرمیچر ( میدان مغناطیسی ایجاد شده) متناوب ( یا قطب معکوس) به شکل همزمان ایجاد می شود. به همین دلیل نیروی مکانیکی حاصل در یک مسیر ثابت از چرخش اتفاق می افتد و از نظر ولتاژی به شکل مستقل اعمال می شود. با این تفاوت که به وسیله سوئیچ و قطبیت کویل میدان مغناطیسی تعیین می شود.

با توجه به پیشرفت صنعت و افزایش تعداد دستگاه های الکتریکی مورد نیاز در منازل و کارگاه های کوچک تقاضا برای الکتروموتورهایی که بتوانند از منابع جریان AC به شکل تک فاز و قابل دسترس در اختیارعموم قرار بگیرد، افزایش پیدا کرده است. بنابراین موتورهای AC سری با توان کم می تواند خواسته ما را برطرف سازد. امروزه با ساخت موتورهای سرعت بالا می توان از این ابزار برای موارد پزشکی، کامپیوتر و هوافضا که نیاز به سرعت زیادی دارند استفاده کرد.

موتورهای یونیورسال1

ویژگی های موتورهای یونیورسال:

موتورهای یونیورسال دارای گشتاور زیادی هستند و می توانند با سرعت بالا عمل کنند. همچنین دارای وزن کم و فشرده  می باشند. از این موتورها برای لوازم خانگی استفاده می شود. به سهولت از طریق سیم پیچ یا الکترونیک قابل کنترل می باشند. سوئیچ دارای برس می باشد و از این نظر بسیار پر کاربرد می باشد اما از نظر پژواک و الکترومغناطیسی سرو صدای زیادی تولید می کنند.

از آن جایی که موتور یونیورسال می تواند با جریان AC و DC  به شکل  هم زمان کار کند، میدان مغناطیسی قطب ها بر عکس موتورهای آسنکرون چرخان نیست و سیم پیچ آرمیچر که قسمت گردنده موتور می باشد با سیم پیچ قطب ها سری متصل می شود، پس از عبور جریان در مدار جهت برقراری ارتباط قطب ها با آرمیچر گردان از یک ابزار با نام کلکتور استفاده می شود. کلکتور از مجموع تیغه های مسی درکه کنار یکدیگر قرار گرفته اند، ایجاد می شود که به شکل استوانه بر روی محور قرار می گیرند.

موتور باید به شکلی طراحی شود که با جریان AC  هماهنگ باشد بنابراین آمپدانس یا راکتانس باید مورد توجه قرار گرفته شود. معمولا موتور ایجاد شده اغلب دارای کارایی کمتری در مقایسه با موتور های معادل DC خالص دارد. از مزایای  موتورهای یونیورسال می توان گفت که می توان تغذیه AC را بر روی موتورهایی که شبیه موتورهای DC هستند بکار برد. این موتورها با توجه به گشتاور بالا و اندازه  کوچک سرعت زیادی دارند.

کنترل سرعت موتورهای یونیورسال:

برای اینکه بتوانیم موتور یونیورسال را کنترل کنیم با تغییر مقدار موثر ولتاژ ورودی به موتور می توانیم، آن راکنترل کنیم. هر چه مقدار موثر ولتاژ ورودی بیشتر شود میزان سرعت دور موتور نیز افزایش پیدا می کند. می توانیم در عمل ولتاژ متوسط اعمال شده به این نوع موتور را با اتصال به یک مدار SCR یا TRIAC تغییر دهیم. معمولا برای کنترل سرعت  از یک مدار تریستوری استفاده می کنند.

موتورهای یونیورسال از دو قسمت تشکیل شده اند:

  • روتور یا بخش چرخان
  • استاتور یا بخش ثابت

به وسیله موتور DC و شنت یا سری معکوس، میدان قطبی ولتاژ، جهت شار میدان و جهت جریان آرمیچر تغییر می کند. بنابراین تنها گشتاور القایی بدست آمده در همان جهت خواهد ماند  پس به وسیله موتور DC   وصل شده به منبع تغذیه AC می توانیم گشتاور نوسانی یک سویی بدست آوریم. باید دانست این روش برای موتور DC سری قابل انجام می باشد زیرا جریان آرمیچر و جریان میدان مغناطیسی باید همزمان معکوس شوند.

برای این که موتور DC قادر باشد به شکل موثر با منبع تغذیه AC عمل  کند باید قطب های میدان و قاب استاتور کاملا لایه لایه باشد. در صورت  برعکس شدن عملیات، تلفات هسته بیشتر می شود. هنگامی که قطب ها و قاب استاتور موتور مورد نظر به صورت لایه لایه باشد به موتور ایجاد شده یونیور سال می گویند زیرا می تواند هم با منبع AC و هم با منبع DC عمل کند. باید دانست وقتی که موتور با منبع AC کار کند کمو تاسیون آن خیلی ضعیف تر از صورتی است که با منبع DC کار کند. این حالت به دلیل عمل ترانسفورماتوری که در سیم پیچ ها ی واقع در حالت کموتاسیون ولتاژ القا صورت می گیرد، ایجاد می شود. به این ترتیب در جاروبک ها جرقه های اضافی تولید می شود که عامل موثر در کاهش عمر جاروبک ها شده و محیط مناسبی برای ایجاد منابع پارازیت رادیویی می باشد.

باید دانست که سیم پیچ روتور و استاتور به شکل سری با یکدیگر متصل شده اند و یک جریان یکسان از هر دو عبور می کند. بنابراین عاملی که باعث راه اندازی موتور می شود نوع سیم پیچ روتور و استاتور می باشد. معمولا این سیم پیچ ها به نحوی جا سازی می شوند که تقابل میدان های الکترومغناطیسی تولید شده توسط استاتور و روتور باعث چرخش روتور شود.

 

 مزیت های موتور یونیورسال چیست؟

  • توانایی بهره برداری به وسیله جریان های AC وDC
  • از نظر ساختاری بسیار شبیه موتورهای خود تحریک سری می باشند اما از جهت کارکرد با هر دو نوع منبع تغذیه DC وAC تولید می شوند.
  • در زمان کم می توان به بالاترین سرعت دست یافت ( این سرعت گاهی بیش از 10000 دور بر دقیقه می باشد.)
  • نسبت قدرت به وزن بالایی را از خود به نمایش می گذارند.
  • گشتاور راه اندازی بالا دارند

معایب  موتورهای یونیورسال:

  • کارایی کمتر نسبت به موتور های ِDC
  • از نظر تعمیر و نگهداری مقرون به صرفه نیستند.
  • استفاده از کموتاتور و وجود ذغال در موتور به عنوان یک قطعه مصرفی به شمار می آیند.

 کاربرد موتورهای یونیور سال:

به دلیل گشتاور فوق العاده بالایی که موتورهایی یونیورسال دارند در دستگاه هایی که نیاز به دور موتور زیادی دارند و قابل حمل باشند مانند سنگ فرز، دریل برقی، جاروبرقی کارواش و مته مورد استفاده قرار می گیرند.

موارد مصرف برای منازل،  لوازم برقی آشپزخانه ولوازم خانگی مانند : مخلوط کن، هم زن برقی و جاروبرقی از این موتور استفاده می شود.


تابلوهای برق ساختمان یا کنتور ساختمان:

تابلوهای برق ساختمان یا کنتور ساختمان:

سیم کشی ساختمان و برق منازل از اساسی ترین بخش های آن می باشد. اغلب دستگاه های الکترونیکی به وسیله برق شهر فعالیت می کنند. معمولا این برق به تمام بخش های داخلی و برای سایر ساکنان ساختمان که در پرداخت هزینه و مصرف برق مشارکت دارند انشعاب دارد. برق اصلی ساختمان در ابتدای ورودی آپارتمان یا منزل توسط تابلو برق مشاهده می شود. اگر سیستم برق کلیه واحدهای آپارتمان دچار ایراد شود از طریق بازبینی، تعمیر تابلو و مشاهده نقشه برق ساختمان به سهولت انجام می شود.

تابلو برق  چیست؟

جهت توزیع جریان برق در هر یک از واحد های مسکونی و قسمت های مشاع به یک تابلو برق نیاز داریم. این تابلو مانند راهنما جهت سیم کشی ساختمان است که از سیستم برق ساختمان در مقابل اتصال کوتاه یا نتی جریان و برق گرفتگی حفاظت می کند.

تابلو برق یک محفظه جهت نصب و سیم بندی ابزار الکتریکی می باشد که کلیه کلیدها و قطعات کنترلی و حفاظتی و لوازم نمایشگر برروی آن نصب می شود.

تابلو برق  به محفظه ای فلزی یا غیر فلزی گفته می شود که تجهیزات برقی مانند کنتورها، فیوزها، کلید محافظ جان و چراغ سیگنال بر روی آن نصب می شوند.

با توجه به نوع واحد مسکونی( آپارتمانی ، ویلایی وتجاری) دو نوع تابلو برق در آن مورد استفاده قرار می گیرد. بعضی از تابلو برق ها بزرگتر و پیچیده تر می باشند که با توجه به تعداد واحدهای مجتمع در نظر گرفته می شوند.

می توان گفت تابلو های برق ساختمان سه نوع می باشند

.

تابلو برق1

نوع اول( تابلوی تقسیم واحد):

این تابلو مختص هر واحد مسکونی است و در ورودی آپارتمان یا داخل هر واحد نصب می شود. در این تابلو انواع مختلف فیوزها مینیاتوری و کلیدهای محافظ برق مشاهده می شود

جعبه فیوز در هر واحد ساختمان و در ورودی آپارتمان نصب می شود. به این ترتیب همه مصرف کننده های واحد مسکونی به وسیله آن تغذیه می شوند. برای نقشه ساختمان برق با علامت اختصاری DP نمایش می دهند.

در گذشته جعبه فیوز در ساختمان وجود نداشت و به روش جعبه تقسیم سیم کشی منازل طراحی می شد. با توجه به امتیازاتی که جعبه فیوز دارد، استفاده از آن  در گذر زمان فراگیر شد و در حال حاضر  جزو مقررات برق ساختمان می باشد. جعبه فیوز از این نظر اهمیت دارد که وقتی که یکی از خطوط  از مسیر  مدار خارج شود، برق سایر مسیرها قطع نخواهد شد.

تابلو برق ساختمان جهت هر واحد به صورت مجزا اعمال می شود و برق هر واحد را به کنتور مربوط به همان واحد ارسال می کند جهت محاسبه برق مصرف شده و پرداخت بهای برق باید به کنتور اصلی ساختمان رجوع کرد.

نوع دوم( تابلوی برق عمومی ساختمان):

این تابلو برق که در ساختمان استفاده می شود تابلو برق عمومی است. در برخی از ساختمان ها به صورت مجزا می باشد و اغلب ساختمان ها دارای جعبه مجزا نیستند. به این ترتیب در تابلو برق کنتور مقداری از فضا را در اختیار آن قرار می دهند. این محفظه برای همه ساکنین مجتمع یا آپارتمان است و مربوط به واحد خاص نمی باشد.

از این تابلو برق جهت برق رسانی قسمت های عمومی ساختمان مانند آسانسور، روشنایی راه پله ها، روشنایی راهرو، حیاط، پشت بام، برق آنتن مرکزی، اعلان حریق، آیفون و  کلیه وسایل برقی که اهالی ساختمان در پرداخت هزینه آن با یکدیگر مشارکت دارند، استفاده می شود. این تابلو در نقشه های برق ساختمان با علامت اختصاری GP نشان داده می شود. معمولا در این تابلو جهت سرخط روشنایی ها از فیوز 10 آمپر و برای سر خط پریزها از فیوز 16 آمپر به کار می رود. باید دانست جهت آسانسور  واحد های آپارتمانی یا مجتمع ها از یک فیوز 3 فاز  مجزا برای برق رسانی آن  استفاده می شود.

این تابلو ها در انواع توکار و روکار در بازار عرضه می شوند. اغلب مهندسین برق جهت کاهش هزینه و افزایش سرعت کار از این تابلو استفاده نمی کنند بلکه فیوزهای آن را در تابلوی اصلی نصب می کنند. در صورتی که تابلو مجزا باشد و دارای یک کنتور جداگانه باشد هزینه برق بین ساکنین تقسیم می شود.

تابلو برق2

نوع سوم( تابلوی اصلی یا تابلوی کنتور):

این تابلوی اصلی یا تابلوی کنتور ها می باشد که باید نزدیک درب ورودی اصلی ساختمان نصب شود. کابل اصلی برق ساختمان به وسیله اداره برق از طریق تیر چراغ برق به داخل ساختمان وارد می شود. بنابراین برق شهر ابتدا باید وارد این تابلو شده و سپس در بین واحدها و قسمتهای مشاعی ساختمان تقسیم شود. این تابلو به با علامت اختصاری MDP نمایش داده می شود.

باتوجه به تعداد کنتورهای موجود که باید در باکس نصب شود تابلوها انتخاب می شوند. برای یک مجتمع بزرگ چند واحدی تابلو را به نحوی می سازند که علاوه بر تعداد واحد ها یک کنتور عمومی نیز در داخل آن نیز نصب شود.. برای ساختمان های مجهز به آسانسور برای کنتور عمومی از سه فاز و در غیر این صورت از کنتور تک فاز استفاده می شود. برای این کنتورها نیز دو نوع توکار و روکار در بازار موجود می باشد. در هنگام ساخت بنا نسبت به توکار یا روکار بودن این محفظه تصمیم گیری می شود و تا اتمام کار ساخت و ساز به همین شکل باقی می ماند. برای قرائت برق اصلی توسط مامور کنترل، مقدار مصرفی برق هر واحد و برق مشاع را مورد بررسی قرار می دهد. امروزه برخی تابلوها به شکل هوشمند طراحی شده اند و همه محاسبات و کنترل کنتورها به شکل هوشمند انجام می شود. البته استفاده از این کنتورها به شکل آزمایشی در برخی مناطق انجام می شود و هنوز استفاده عمومی پیدا نکرده است.

در هنگام نصب کنتور باید این نکات را در نظر داشته باشیم:

  • ارتفاع مناسب برای نصب کنتورهای برق تکی از کف بین 180 متر تا 2 متر می باشد.
  • برای مجتمع های بزرگ ارتفاع مناسب برای نصب تابلوهای کنتور حداکثر 220 سانتی متر می باشد و ارتفاع زیر تابلو نیز حدود یک متر از کف مناسب می باشد.
  • تابلوهای کنتور باید در نزدیکی محل ورودی و خروج درب ساختمان نصب شود و باید به گونه ای باشد که وقتی در باز شد به کنتور برخورد نداشته باشد.
  • برای تابلوهای کنتور فلزی حتما سیم ارت به بدنه تابلو باید متصل شود.
  • قطر ورقه ای که تابلو از آن ساخته می شود نباید از 1/5 میلی متر کمتر باشد.
  • در صورتی که بخواهیم از تابلو برق جهت تقسیم تلفن واحدها، برای نصب ترانس آیفون و سربندی سیم های آیفون، کنترل برق حیاط و قسمت های مشترک استفاده شود، باید یک پنل جدا برای این منظور در نظر گرفته شود.
  • در هنگام نصب تابلوی برق کنتورها فاصله آن را با لوله های آب و گاز در نظر داشته باشید. (معمولا فاصله کنتور تا لوله های گاز 130 سانتی متر و با لوله های آب حداقل باید 60 سانتی متر فاصله داشته باشد.)

باتری های قابل شارژ چگونه عمل می کنند؟

باتری های قابل شارژ چگونه عمل می کنند؟

باتری یک نوع مبدل انرژی شیمیایی به الکتریکی می باشد و به عنوان منبع ذخیره انرژی الکتریکی استفاده می شود. ذخیره سازی این امکان  را برای مصرف جریان متناوب فراهم می سازد. در واقع باتری منبع مناسبی برای ذخیره سازی و استفاده مجدد برق می باشد.

آشنایی با باتری های  قابل شارژ:

در حال حاضر توسعه ابزار الکترونیکی نظیر گوشی های همراه و لب تاپ نیاز به باتری های قابل شارژ افزایش داده است. استفاده از باتری های لیتیومی امروزه با توجه به عملکرد و بازدهی مطلوب نسبت به سایر باتری ها متقاضیان زیادی را به سمت خود جذب کرده است. اکنون تحقیقات زیادی در مورد توسعه الکترود ها و الکترولیت برای باتری های لیتیوم یون انجام گرفته است و با ورود مواد نانو در عرصه تکنولوژی مسیر پیشرفت و طراحی باتری های نانو مواد همچنان ادامه دارد. اکنون استفاده از باتری های لیتیوم یون در اندازه های متفاوت برای مصارف مختلف صورت می گیرد.

انواع باتری های قابل شارژ:

باتری های سرب اسید:

در این نوع باتری واکنش شیمیایی جریان دارد و هر پیل 2 ولت جریان ایجاد می کند. این باتری از صفحات نازک سرب و اکسید سرب ساخته شده است که بین صفحات  با فاصله  کمی درون محلول رقیق اسید سولفوریک  قرار دارند و این مجموعه درون یک محفظه پلاستیکی قرار می گیرد. به این محفظه پلاستیکی در اصطلاح سلول می گویند. از این باتری ها معمولا برای تولید  برق خودرو استفاده می کنند.

باتری های نیکل کادمیوم:

این باتری ها نسبت به باتری های خشک قیمت بیشتری دارند.  معمولا این باتری ها در اشکال و اندازه های مختلف با ولتاژ متفاوت تولید می شود. از این باتری ها در ابزار مختلف استفاده می شوند باید دانست که باتری های نیکل کادمیوم باید هر هفته کاملا خالی از شارژ شده و مجددا شارژ شوند اما  در صورتی که چند روز متوالی در حال شارژ باشند آسیب می بینند.

لازم به ذکر است که فلز کادمیوم یک فلز کاملا سمی می باشد.

 نیکل هیبرید فلز:

جریان خروجی این باتری ها نسبت به نیکل کادمیوم بیشتر می باشد. به عنوان مثال  نوع قلمی باتری نیکل کادمیوم ( MAh1200 ) در مقایسه با باتری قلمی نیکل هیبرید (MAh  4800) جریان ایجاد می کند. از این باتری ها برای اتصال کوتاه  نباید استفاده کرد  زیرا باعث گرم شدن و آسیب باتری می شوند

لیتیم یون:

این باتری ها معمولا برای تلفن همراه و لب تاپ  مورد استفاده قرار می گیرند. بسیار حساس می باشند و با کوچک ترین تغییرات ناگهانی مانند کاهش یا افزایش دما یا کشیده شدن جریان بیش از حد ممکن است به حالت انفجار در آیند.  در رابطه با این باتری ها باید دانست که تا زمانی که صفحات درونی باتری دچار خوردگی نشود،  قابلیت مصرف و شارژ شدن را دارند.

باطری قابل شارژ1

 باتری های پلیمر لیتیم یون:

این باتری ها با باتری لیتیم یون شباهت بسیاری دارند و تفاوت اصلی آن نازک بودن این نوع باتری ها می باشد. از این جهت بسیار سبک بوده و در اندازه های خیلی کوچک تولید می شوند. در برابر شارژ بیش از حد و نشت مواد شیمیایی مقاوم بوده و هزینه  تولید آن ها نسبت به باتری لیتیم یون گران  تر می باشد. از این باتری ها در وسایل الکترونیکی سبک و گران مانند گوشی تلفن همراه استفاده می شود.

 

ولتاژ باتری های شارژی چیست؟

از مهم ترین پارامترها برای یک باتری ولتاژ آن می باشد. به وسیله ولتاژ می توانیم نسبت به کارایی باتری اطلاعات  لازم را بدست آوریم. به عنوان مثال یک وسیله الکترونیکی  12 ولت باید یک باتری 12 ولتی داشته باشد و مقدار بیشتر یا کمتر ولت جهت راه اندازی وسیله مناسب نمی باشد.

 ولتاژ چیست؟

ولتاژ با مفهوم اختلاف پتانسیل دو سر مثبت و منفی باتری  می باشد که این مقدار عددی با علامت V و به شکل مستقیم می باشد. اغلب باتری ها از سلول های کوچک تر ساخته شده اند که با بستن آن ها به شکل سری یا موازی می توانیم ولتاژ مورد نظر را فراهم کنیم.

امروزه باتری های لیتیومی باولتاژ نامی 3?6 تا 3?8 ولت  قابلیت شارژ 4?2 ولت را دارند. باتری های شارژی هرچه میزان سلول های ( حجم) بیشتری داشته باشد ظرفیت نگهداری شارژ بیشتر و شارژ خروجی بیشتری خواهند داشت.

شرکت دیوالت از نوعی باتری با نام فلکس ولت رونمایی کرد که با توجه به ولتاژ مورد نیاز ابزار الکتریکی می تواند ولتاژ را تنظیم کند. به این ترتیب باتری قابلیت مصرف برای هر نوع ابزار الکتریکی که ولتاژ کمتری دارند را نیز دارد.

 سلول های 21700، 18650 و 20700 برای باتری های شارژی:

باتری های شارژی از ترکیب باتری های کوچک با نام سلول ایجاد شده اند این سلول ها مانند باتری قلمی هستند که در کنار یکدیگر قرار می گیرند و جریان و ولتاژ مورد نیاز  برای ابزار الکتریکی را فراهم می کنند. سه نوع سلول عمده برای ابزار شارژی با کدهای 18650،20700 و 21700 معرفی شده اند. باتوجه به دو رقم ابتدای سمت چپ  مقدار قطر باتری و سه رقم آخر طول باتری بر حسب میلیمتر  تعیین می شود.  بنابراین با توجه به قطر و طول باتری، می توانیم مقدار حجم باتری استوانه ای را بر حسب متر مکعب بدست بیاوریم. پس هرچه حجم باتری بیشتر باشد قابلیت ذخیره سازی و نرخ جریان افزایش می یابد.

باطری قابل شارژ2

ظرفیت باتری یعنی چه و ارتباط میان آمپر و آمپر ساعت در باتری شارژی چیست؟

باید دانست آمپر و آمپر ساعت دو موضوع کاملا جداگانه می باشند. آمپر ساعت ظرفیت باتری می باشد و می تواند مقدار انرژی که در خود ذخیره کند را نمایش دهد. آمپر ساعت هیچ ارتباطی با اندازه جریان وارد شده به دستگاه ندارد. بنابراین یک باتری به عنوان مثال می تواند 2 آمپر ساعت باشد، با این حال قادر است یک بار 4 آمپری را نیز تغذیه نماید. می توان گفت واحد آمپر ساعت یک مقیاس جهت نمایش دادن عمر باتری در هر مرتبه شارژ می باشد و رابطه ای با جریان مصرفی ابزار ندارد.

 چه عاملی باعث  داغ شدن باتری شارژی می شود؟

معمولا در دنیای الکترونیک باتری تحت عنوان یک منبع تغذیه با یک مقاومت کوچک در مدار نشان داده می شود. بنابراین باتری مقداری مقاومت داخلی در حدود 25 اهم دارد که با واحد اهم در دیتا شیت های باتری ها نمایش داده می شود.

وقتی دستگاه نیاز به توان بیشتر داشته باشد جریان بیشتری از باتری خواهد کشید و هرچه جریان بیشتر باشد مقداری ازمقاومت درونی تبدیل به گرما شده و تلف می شود. به عنوان مثال اگر جریانی که از باتری عبور می کند 3 برابر شود مقدار حرارت ایجاد شده در باتری 9 برابر می شود که این حرارت بر کیفیت باتری تاثیر می گذارد.

باید دانست که دما اثر نامطلوبی بر روی اندازه ولتاژ و ظرفیت ذخیره سازی باتری های شارژی می گذارد. همچنین اگر از وسیله الکترونیکی شارژی برای مدت طولانی استفاده نشود مقداری از شارژ آن کاهش می یابد که این کاهش ظرفیت با شارژ مجدد دوباره بر می گردد که به شکل دائمی نخواهد بود.


سنسور چیست و چه کاربردی دارد؟

سنسور چیست و چه کاربردی دارد؟

سنسور به معنای حس کننده می باشد و کمیت هایی مانند فشار، حرارت، دما را به شکل کمیت الکتریکی پیوسته ( آنالوگ) و غیر پیوسته ( دیجیتال) تبدیل میکند. سنسور ها برای اندازه گیری جهت انواع مختلف دستگاه ها، سیستم های کنترل که شامل دیجیتال و آنالوگ می شود مورد استفاده قرار می گیرد.در حال حاضر عملکرد سنسور ها و توانایی اتصال آن ها به دستگاه هایی نظیر  PLC   موجب شده است که قسمت مهمی از اجزای دستگاه کنترل کننده دستگاه اتوماتیک باشد. سنسور ها بر طبق نوع مسئولیتی که بر عهده دارند اطلاعات را به دستگاه کنترل کننده می فرستند و سیستم بر اساس برنامه تعریف شده انجام وظیفه می کند. سنسور ها مانند حواس پنج گانه برای انسان در ماشین ها عمل می کنند. معمولا در خطوط تولید، برای ماشین آلات به صورت اتوماتیک به کار برده می شوندبه همین علت سنسور ها در جاهای متفاوت نصب می شوند تا بر طبق نیاز ما به فعالیت بپردازند. سنسور ها رادر دودسته تماسی و غیر تماسی تقسیم بندی می کنند.

سنسور های تماسی: این نوع سنسورها برای اندازه گیری دمای محیط به کار برده می شوند. به این ترتیب که سنسور با سنجش دمای خود و با تماس با اجسام دیگر یا قرار گرفتن در محیط بین سنسور و محیط مقدار دما را معین می کند.

سنسور های غیر تماسی:سنسور های غیر تماسی با قرار گرفتن در معرض یک جسم، آن را حس کرده و فعال می کند. به این ترتیب می تواند باعث جذب رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی سیستم  فعال شود.

کاربرد سنسور های غیر تماسی در صنعت:

  • اندازه گیری تولید: سنسور های القایی ، خازنی و نوری
  • کنترل حرکت پارچه: سنسور نوری و خازنی
  • تشخیص پارگی ورق: سنسور نوری
  • کنترل سطح مخازن: سنسور نوری ، خازنی و خازنی کنترل سطح
  • اندازه گیری سرعت: سنسور القایی و خازنی
  • کنترل تردد: سنسور نوری
  • اندازه گیری فاصله قطعات: سنسور القایی آنالوگ
  • کنترل انحراف پارچه: سنسور نوری و خازنی.

مزایای سنسور های غیر تماسی: این سنسور ها به دلیل سوئیچینگ زیاد، عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچ  شدن، عدم نیاز به نیرو و فشار، عمر طولانی به علت نداشتن کنتاکت مکانیکی، عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و جرقه های حین انجام کار و کاربرد فراوان با شرایط و محیط های مختلف  ( در فشار زیاد، دمای بالا، اسید، روغن و آب مقاوم می باشند)از جمله مزایای این سنسورها می باشد.

تفاوت سنسور های دیجیتال و آنالوگ: معمولا سنسور های دیجیتال جهت روشن یا خاموش کردن سیگنال  مورد استفاده قرار می گیرند .در حالیکه سنسور های آنالوگ محدودهای از مقادیر را به کار می گیرند. سنسور های دیجیتال در صنعت بسیار پرکاربرد می باشند، سنسور باینری یا دیجیتال در ابتدا بسیار ساده بودند و هنگامی که دو سطح با یکدیگر در تماس باشند تنها لازم است که یکی از عملکردها متوقف شود. در ماشین های ابتدایی به شکل ولتاژ 110 ولت از طریق اپراتور نشان داده می شد. و سپس به یک سوئیچ قطع و وصل مبدل می شدند که وقتی به موقعیت دلخواه رسید تغییر کند. این سوئیچ ها با نام کلید محدودکننده نامیده می شوند. سنسور های آنا لوگ مقدارمتغیر فیزیکی را به سیگنال تبدیل می کند که این سیگنال می تواند ولتاژ باشد. مقدار متغیر فیزکی می تواند دما، فشار، رطوبت، مسافت و سرعت باشد.

سنسورها2

از این سوئچ ها در سه حالت استفاده می شود :

  1. روشن و خاموش on and off))
  2. درست و غلط) true and false)
  3. هست یا نیستis and isn’t) )به عنوان مثال برای مکان، پر یا خالی بودن، روشن یا خاموش بودن و کار کردن دستگاه استفاده می شود.

انواع سنسور ها:

 سنسور های سوئیچی: این سنسور ها به دلیل ساختار محکم خود در محیط های سطح پایین و آلوده به کار برده می شوند. اندازه این سنسور ها بسیار بزرگتر و قابل دسترس می باشد.

سنسور های مجاورتی: که معمولا پراکس نامیده می شوند و برای تشخیص اجسام فلزی به وسیله میدان مغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرند.

 سنسور های نوری : نسبت به سنسور های مجاورتی گستردگی بیشتری دارند اما در برابر خاک و مسائل زیست محیطی و مکانیکی بسیار حساس می باشند زیرا جهت سنجش نیازمند نور می باشند.

سنسور مجاورتی ظرفیت پذیر: این حس گرها مانند سنسور های مجاورتی هستند با این تفاوت که جهت مواد نارسانا  به کار گرفته می شوند و در برابر آلودگی ها بسیار حساس هستند و اشکال دیگر این است که قابل اعتماد نمی باشند.

ردیاب مجاورتی فرا صوت: این حس گر اجسام  را از طریق صوت و با فرکانس بالا تشخیص می دهند و در مجاورت خاک  بسیار حساس می باشند. این سنسور ها کاربرد زیادی ندارد و در شرایط خاص مورد استفاده قرار می گیرند.

هیگروستات: سنسور رطوبت سنج می باشد و می تواند رطوبت نسبی را در هر نقطه ای اندازه گیری کند.سیستم هیگروستات شبیه ترموستات می باشد و نسبت به دما و رطوبت حساس می باشد.از این سنسور برای رطوبت زدایی، ایجاد رطوبت و مایکروفر استفاده می شود. نمونه بارز این سنسور ها در یخچال، گلخانه و انبارهای کنترل شده از جهت دما وآب و هوا مشاهده می شود.

سنسور های پر کاربرد صنعتی:

  • سنسور های حضوری: که به حرکات حساس می باشد و در هنگام تاریکی برای ما بسیار مفید خواهد بود
  • سنسور های خازنی :از دسته سنسور های پراکسیمیتی یا مجاورتی می باشد و می تواند هر جسمی را تشخیص دهد.
  • سنسور دما: جهت اندازه گیری دما در صنعت استفاده می شود که از نمونه های آن می توان به ترموکوبل و RTD اشاره داشت.
  • سنسور فیبر نوری :جهت اندازه گیری از راه دور این سنسور ها بسیار کاربردی می باشند.
  • سنسور نوری: برای تشخیص اجسام در صنعت کاربرد دارد و به آن فتو الکتریک می گویند. این سنسور ها با ارسال نور اجسام را شناسایی می کنند در بازار به چشم الکترونیکی معروف می باشند.  سنسور های نوری در سه دسته یک طرفه با آینه رفلکتور، دو طرفه و یک طرف بدون آینه تقسیم بندی  می شوند.
  • سنسور اولتراسونیک: وسیله ای است که با ارسال و دریافت امواج صوتی عملیات تشخیص و یا تعیین فاصله از شی مورد نظر را انجام می دهد.
  • اینکدر :یک سیستم الکترومکانیکی می باشد که موقعیت زاویه ای و یامکانی یک شفت و محور را به کدهای آنالوگ و دیجیتال تبدیل می کند.
  • سنسور بیو الکتریکی: بر اساس مواد بیولوژیکی طراحی شده اند و در زمینه صنایع دارویی، خوراکی، علوم محیطی و صنایع نظامی کاربرد فراوانی دارند.
  • سنسور القایی یا حساس به اجسام فلزی: از نوع حس گرهای مجاورتی می باشد که وظیفه آن شناسایی  اجسام فلزی در خط تولید است و تا زمانی که شی در نقطه خاص در نزدیکی سنسور قرار بگیرد سنسور آن را تشخیص می دهد و فرمان را صادر می کند.
  • سنسور تشخیص بدن : بر اساس حرکات بدن در زمینه امنیتی و حفاظتی بسیار مورد استقبال قرار گرفته است. این سنسور ها با توجه به طول موج محیط اطراف در یافت می کنند از این سنسور در دستگاه هایی که برای تشخیص حرکت بدن انسان به شکل جزئی استفاده می شود و نسبت به حرکات بدن بسیار حساس می باشد.