مقاله ترانسهای جریان خشک برای سطوح ولتاژ 36 12 کیلو وات

اختصاصی از کوشا فایل مقاله ترانسهای جریان خشک برای سطوح ولتاژ 36 12 کیلو وات دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحات:27

اصولاً کاربرد این ترانسها به منظور جدا سازی مدارهای حفاظتی و اندازه گیری از قسمت فشار قوی و تبدیل مقادیر جریان به میزان مورد نیاز دستگاههای اندازه گیری و حفاظتی استفاده می شود .

استانداردها :

این ترانسها بر اساس استانداردهای BS,ANSI , VDE , IEC و استانداردهای دیگر ساخته می شود .

اجزاء اصلی :

ترانسهای فوق به دو صورت با نسبت تبدیل در اولیه (1: 2) یا بدون آن ساخته می شود . هسته های بکار رفته در این ترانس ها بسته به کلاس دقت آنها از دو نوع ورق مغناطیسی ساخته می شود .

و همانطور که می دانیم هر ترانس تشکیل شده است از دو سیم پیچ که یکی اولیه و دیگری ثانویه می باشد . و در این نوع ترانس سیم پیچ اولیه (فشار قوی )طوری طراحی شده است که تنشهای مکانیکی ناشی از انبساط حرارتی در اثر جریانهای اتصال کوتاه به عایق اصلی ترانس منتقل نمی شود . جنس هادیها از نوع مس الکترولیتی است . و سیم پیچ ثانویه ، (فشار ضعیف) به صورت چند لایه به همراه عایق مضاعف بین لایه ها طراحی شده است .که تنشهای مکانیکی ناشی از انبساط حرارتی در اثر جریانهای اتصال کوتاه به عایق اصلی ترانس منتقل نمی شود.جنس هادی از نوع مس الکترولیتی است. وسیم پیچ ثانویه‏‎(فشار ضعیف) به صورت چندن ته همراه عایق مضاعف بین لایه ها طراحی شده است.

عایق اصلی این ترانس ها رزین اپوکسی ریخته گری شده تحت خلا با خواص عایقی و مکانیکی برتر است و ترانسی دارای دو ترمینال اولیه وثانویه است که ترمینالهای اولیه از جنس مس یا برنج است و ترمینالهای ثانویه توسط درپوش و بکارگیری پیچهای اب بندی کننده بطور کامل پوشیده میشود . این درپوش دارای ورودی کابل از جنس لاستیک مناسب برای کابل با قطر   16  میلیمتر است. ترمینال قرار گرفته در کتار ترمینالهای ثانویه که با علامت       مشخص شده است باید بطور کامل به زمین متصل شود . اتصالات ثانویه به وسیله پیچ M5  بسته می شوند . و ترانسهای جریان خشک با ولتاژ ها و نوعهای مختلفی وجود دارد که ما در شرکت کار کردیم و این ترانسها عبارتند از :

1-ترانسهای جریان خشک برای سطوح ولتاژ 24-12 کیلو وات UNA

2- ترانسهای ولتاژ خشک برای سطوح ولتاژ 36-12 کیلو ولت VPA

3- ترانسهای جریان خشک بیرونی برای سطوح ولتاژ 36-24 کیلو ولت APE

4- ترانسهای جریان خشک بیرونی برای سطوح ولتاژ 36-24 کیلو ولت AGE

5- ترانسهای ولتاژ خشک بیرونی برای سطح ولتاژ 36-24 کیلو ولت VPV

ترانسهای فوق برای جریان و ولتاژ استفاده می شوند که ترانسهایی که در موقع کارآموزی استفاده کردیم از شرکت سازنده این ترانسها نیرو ترانس استفاده شده است و در جاهای مختلف ترانسهای مختلف استفاده می شوند که برای انتخاب ترانس  مناسب می توانیم از روی جدول ترانس را انتخاب کنیم و برای انتخاب درست از روی جدول باید سطح ولتاژ جریان اولیه و جریان اتصال کوتاه تعداد هسته و مشخصات آنها الزامی است.

برای حفاظت خطوط انتقال و توزیع برق شهرستان ایذه بخش سوسن که زیر نظر شرکت نوروز پیمان ایذه می باشد برای شبکه سازی های جدید و نسب ترانسها و کنتورها و خیلی مسائل برقی دیگر نیز مورد تجربه قرار گرفت که از جمله وسایلی که در این موارد کاری استفاده می شوند را لیست کرده و در مورد آنها توضیح خواهم داد.

برای عبور سیمها از بالای پایه های چوبی و یا سیمانی که شبکه را توسعه می دهند از مقره هایی استفاده می شوند که یک نوع مقره ها روی پایه ها قرار گرفته و سیمها از بالای آنها قرار می گیرند و بعضی به صورت ردیفی قرار می گیرند .

سر راه هر شبکه فشار قوی باید فیوز قرار و برای این کار فیوزها درون وسیله ای به نام کت اوت قرار می گیرد که کت اوت کلیدی است برای حفاظت از خطوط انتقال فشار متوسط و ترانسفورماتورهای توزیع مورد استفاده قرار می گیرد و این نوع وسیله در نوع های مختلفی وجود دارد به طوری که هر کدام قدرت عایقی و یک ولتاژ نامی متفاوت دارد .

برای قطع و وصل فیوزهای فشار قوی از یک وسیله ای به نام چوپ پرش استفاده می شود که میله عایقی الکتریکی از جنس فایبر گلاس یا اپکسی کلاس برای دسترسی به تجهیزات فشار متوسط از فاصله دور از 2 متر تا 7 متر به صورت تلسکوپی و یا پیچ و مهره ای برای ولتاژ های 20 الی 400 کیلو ولت جهت آزمایش خطوط انتقال فشار قوی و انتقال فشار متوسط از تفنگ ارت استفاده می شود.

دستگاه فاز یاب مورد استفاده جهت مکانیزاسیون شبکه های توزیع برق برای ردیابی فاز و یا اینکه فاز و یا سیم برق را مشخص می کند .

مقاله درباره مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

اختصاصی از کوشا فایل مقاله درباره مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 4

مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

نوشته شده توسط سید هادی ملک   

وسایل تبدیل انرژی الکترومکانیکی گردان را ماشینهای الکتریکی می گویند.طبقه بندی ماشینهای الکتریکیماشینهای الکتریکی به دو طریق دسته بندی می شوند:1- از نظر نوع جریان الکتریکیالف- ماشینهای الکتریکی جریان مستقیمب- ماشینهای الکتریکی جریان متناوب2- از نظر نوع تبدیل انرژیالف- مولدهای الکتریکی که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنندب- موتورهای الکتریکی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنندبه طور کلی ماشینهای الکتریکی جزء وسایل تبدیل انرژی غیر خطی هستند یعنی هر تغییر در ورودی همیشه به یک نسبت در خروجی ظاهر نمی شود.مولد ساده جریان مستقیم یک مولد ساده جریان مستقیم از چهار قسمت اصلی زیر تشکیل شده است1- قطبهای مغناطیسی: که وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی مولد را بعهده دارد و می تواند بصورت آهنربای دائم و یا آهنربای الکتریکی باشد2- هادیها: برای ایجاد ولتاژ القایی به کار گرفته میشود3- کموتاتور: در ساده ترین حالت از دو نیم استوانه مسی که توسط میکا نسبت به یکدیگر عایق شده اند تشکیل می گردد، وظیفه یک طرفه کردن ولتاژ و جریان القایی را در خارج از مولد بعهده دارد.4- جاروبک: جهت انتقال جریان الکتریکی از هادیها به مصرف کننده استفاده میشود شکل زیر مولد ساده جریان مستقیم را نشان میدهد.

طرز کار مولد ساده جریان مستقیم: با حرکت هادیها در فضای ما بین قطبها باعث میشود میدان مغناطیسی توسط هادیها قطع میشود بدین ترتیب مطابق پدیده القاء در هادیها ولتاژ القاء میشود.ابتدا و انتهای هر کلاف به یک نیم استوانه مسی یا یک تیغه کوموتاتور وصل میشود روی تیغه های کوموتاتور دو عدد جاروبک بطور ثابت قرار داشته و با حرکت هادیها تیغه های کموتاتور زیر جاروبک می لغزند، بدین ترتیب در ژنراتورهای جریان مستقیم از طریق کوموتاتور ولتاژ القاء شده طوری به جاروبکها منتقل می شود که همیشه یکی از جاروبکها دارای پلاریته مثبت و دیگری دارای پلاریته منفی است. شکل موج ولتاژ القاء شده در این مولد ساده بصورت زیر می باشد.

برای افزایش سطح ولتاژ القاء شده و بهبود یکسوسازی بمنظور داشتن ولتاژ با دامنه ثابت باید تعداد کلافها را افزایش داد و کلافها را به کمک تیغه های کوموتاتور سری کنیم.چگونگی تغییر پلاریته ولتاژ القایی در مولد سادهدر مولد جریان مستقیم تغییر پلاریته ولتاژ خروجی عملاٌ در صورت ایجاد یکی از دو حالت زیر ممکن می شود:1- جهت چرخش آرمیچر عوض شود2- جهت جریان در سیم پیچ قطبها تغییر کند در صورتیکه قطبها از نوع مغناطیس دائم نباشدچگونگی تغییر دامنه ولتاژ القایی در مولد سادهبرای افزایش دامنه ولتاژ القا شده دو روش ممکن است:1- افزایش سرعت چرخش آرمیچر که باعث افزایش ولتاژ بصورت خطی می شود

2- افزایش جریان تحریک که باعث افزایش ولتاژ مولد بصورت غیر خطی می شود

موتور ساده جریان مستقیمموتور ساده از نظر ساختمانی مانند مولد ساده جریان مستقیم می باشد فقط نحوه کار آن با مولد ساده جریان مستقیم تفاوت دارد. در موتور ساده هادیها از طریق کوموتاتور و جاروبکها به یک منبع جریان مستقیم متصل می شود در اینصورت جریانی از هادیها عبور کرده و در نتیجه مطابق نیروی لورنس به هادیها نیروی وارد میشود و آنها به حرکت در می آید.نحوه ایجاد نیرو و گشتاور در موتور ساده: در صورتیکه از یک کلاف تک حلقه که بین قطبهای یک مغناطیس قرار دارد جریان الکتریکی عبور کند مطابق شکل به بازوی سمت راست نیروی به سمت بالا و به بازوی سمت چپ نیروی بسمت پایین وارد می شود با وارد شدن دو نیروی مختلف الجهت به دو طرف کلاف طبیعی است که کلاف حول محورش شروع به دوران خواهد نمود یعنی وارد آمدن زوج نیرو موجب ایجاد گشتاور لازم شده است.در این موتور ساده اگر صفحه کلاف عمود بر خطوط میدان مغناطیسی قرار گیرد به آن گشتاوری وارد نمیشود در ضمن که گشتاور وارد شده نیز دامنه یکنواخت ندارد برای رفع شدن این معایب می بایست تعداد کلافها و تیغه های کوموتاتور را افزایش داد کلافها در زاویه های مختلف قرار می گیرد و با هم توسط تیغه های کوموتاتور سری می شود.تغییر جهت گردش در موتور ساده DC: تغییر جهت گردش موتور ساده به دو روش زیر ممکن است:1- تغییر جهت جریان در کلاف که با تغییر پلاریته ولتاژ منبع از خارج موتور میسر است2- تغییر قطبهای مغناطیسی که با تغییر جهت جریان در سیم پیچی تحریک ممکن استساختمان ماشینهای جریان مستقیماجزاء تشکیل دهنده ماشینهای جریان مستقیم را میتوان به صورت زیر دسته بندی کرد:1- قسمت ساکن شامل قطبها و بدنه2- قسمت گردان (آرمیچر)3- مجموعه جاروبک و جاروبک نگهدارهاهر کدام از قسمتهای فوق بطور خلاصه توضیح داده می شود1- اجزاء ساکن ماشینهای جریان مستقیم: قسمتهای ساکن جریان مستقیم شامل اجزاء زیر هستند:الف- قطبهای اصلیب- قطبهای کمکیج- بدنه- قطبهای اصلی: وظیفه این قسمت تامین میدان مغناطیسی مورد نیاز ماشین است. قطبهای اصلی خود شامل قسمتهای زیر می باشد:- هسته قطب: از ورقهای فولاد الکتریکی به ضخامت حدود 5/0 تا 65/0 میلی متر با خاصیت مغناطیسی قابل قبول تشکیل می شود.- کفشک قطب: شکل قطب به نحوی است که سطح مقطع کوچکتر برای سیم پیچ اختصاص داده می شود و قسمت بزرگتر که کفشک قطبی نام دارد سبب شکل دادن میدان مغناطیسی و سهولت هدایت فوران مغناطیسی به فاصله هوایی می شود.- سیم پیچ تحریک: یا سیم پیچ قطب اصلی که دور هسته قطب پیچیده می شود، برای جریانهای کم باید تعداد دور سیم پیچ تحریک زیاد باشد و سطح مقطع آن کم و برا ی جریانهای زیاد تعداد دور کم برای سیم پیچ لازم است و با سطح مقطع زیاد- قطبهای کمکی: قطبهای کمکی در ماشینهای جریان مستقیم از هسته و سیم پیچ تشکیل می شوند، هسته قطبهای کمکی را معمولاٌ از فولاد یکپارچه می سازند. سیم پیچی قطبهای کمکی نیز با تعداد دور کم و سطح مقطع زیاد پیچیده می شوند.- بدنه: قطبهای اصلی، کمکی، جاروبک نگهدارها روی بدنه ماشین محکم می شوند و بوسیله ماشین روی پایه اش نصب می گردد. قسمتی از بدنه را هسته آهنی تشکیل می دهد که برای هدایت فوران مغناطیسی قطبهای اصلی و کمکی بکار می رود این قسمت طوق بکار می رود. شکلهای زیر قطب اصلی و کمکی ماشین جریان مستقیم را نشان میدهد.2- قسمت گردان یا آرمیچر: در ماشینهای جریان مستقیم قسمت گردنده را القاء شوند یا آرمیچر می نامند که از اجزاء زیر تشکیل شده است:الف- هسته آرمیچرب- سیم پیچی آرمیچرج- کلکتور یا یکسوکننده مکانیکید- محورﻫ- پروانه خنک کننده- سیم پیچی آرمیچر: از کلافهای مشابهی تشکیل می شود که با الگوی مناسب تهیه و در شیارها قرار می گیرد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی بوده و از طراحی ماشینهای جریان مستقیم تبعیت می کند.- کلکتور: از تیغه های مسی سخت که توسط میکا نسبت به یکدیگر و محور ماشین عایق شده اند تشکیل می شود.- محور: محور آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم باید از فولادی تهیه گردد که خاصیت مغناطیسی آن کم اما استحکام مکانیکی کافی در مقابل تنشهای برشی، کششی، و پیچشی را دارا باشد انتخاب کردن محور ضعیف خطر آفرین بوده و ممکن بوده در مواقع بروز خطا سبب انهدام کلی ماشین گردد.- پروانه خنک کننده: پروانه خنک کننده سبب تهویه و ازدیاد عمر مفید ماشین میشود شکل زیر آرمیچر ماشین DC با پروانه خنک کننده را نشان میدهد.3- جاروبک و جاروبک نگهدارها: وظیفه جاروبک نگهدار قرار دادن صحیح جاروبک روی تیغه های کلکتور است جاروبکها قطعاتی از جنس زغال یا گرافیت می باشند که برای گرفتن جریان از کلکتور یا دادن جریان به آن استفاده می شود.سیم پیچی آرمیچر ماشینهای جریان مستقیمهمانطور که قبلا اشاره شد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی خاص می باشد که در طراحی آن به نکات مهمی از قبیل استحکام مکانیکی، الکتریکی و حرارتی با عمر مفید و عادی حدود 20 سال حداکثر گشتاور و جریان و ولتاژ با حداقل نوسانة جرقه کم بین زغال و کلکتور و صرفه جویی در مواد اولیه باید توجه کرد.بسته به نیاز کلافها می توانند بطور سری یا موازی یا ترکیبی از این دو به همدیگر وصل می شوند.در صورتیکه کلافها با هم سری شوند نیرومحرکه کلافها با هم جمع می شوند و ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی موجی)در صورتیکه کلافها موازی شوند تعداد مسیرهای جریان موجود در آرمیچر افزایش یافته و قابلیت ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی حلقوی)توضیح کامل روشهای سیم پیچی آرمیچر در کتابهای سیم پیچی DC مطرح شده است و ما در این جزوه به مصرفی آن کفایت می کنیم.الف- سیم پیچی حلقوب شامل حلقوی ساده و حلقوی مرکبب- سیم پیچی موجی شامل موجی ساده و موجی مرکبج- سیم پیچی پای قورباغه ایلازم است در اینجا تعداد مسیرهای جریان که در هر نوع ایجاد می شود نیز معرفی شود. تعداد مسیرهای جریان را با 2a نشان میدهند که بشرح زیر است:                                                                     2a = 2P          حلقوی ساده                                                                     2a = 2P.m      حلقوی مرکب                                                                     2a = 2            موجی ساده                                                                     2a = 2m         موجی مرکب2P : تعداد قطبهای آرمیچر ، m : درجه مرکب بودن آرمیچرعکس العمل مغناطیسی آرمیچر:چنانچه ماشینهای جریان مستقیم زیر بار قرار گیرند یعنی از سیم پیچی آرمیچر جریان عبور کند یک میدان عکس العمل (عرضی) توسط آرمیچر ایجاد می گردد. این میدان باعث می شود منطقه خنثی در مولدها در جهت چرخش و در موتورها در خلاف جهت چرخش تغییر مکان دهد. عکس العمل آرمیچر علاوه بر انحراف محور خنثی سبب تضعیف میدان مغناطیسی اصلی می شود در نتیجه نیرو محرکه القاء شده در سیم پیچ کم شده، تلفات انرژی در ماشین و جرقه در زیر جاروبکها بوجود می آید برای از بین بردن و یا کم کردن اثر عکس العمل در ماشینهای جریان مستقیم می توان از قطبهای کمکی و یا در ماشینهای بزرگتر از سیم پیچی جبرانگر هم استفاده کرد.پدیده کموتاسیون:تغییر تماس جاروبک از یک تیغه کموتاتور به تیغه دیگر کموتاسیون نام دارد  در این جابجایی کلافی که تحت کموتاسیون قرار می گیرد چون توسط جاروبک اتصال شده  باید در صفحه خنثی قرار گیرددر عین حال چون جریان در این کلاف در زمان کموتاسیون تغییر مقدار و جهت میدهد سبب بوجود آمدن ولتاژ خود القایی در این کلاف شده و از آنجا که این کلاف توسط جاربک و تیغه های کموتاتور اتصال کوتاه شده است جرقه نسبتاٌ شدید بین زغالها و کموتاتور بوجود می آید. قطبهای کمکی برای رفع این عیب موثر خواهد بود. اما در ماشینهای که قطب کمکی ندارند بهبود عمل کموتاسیون با تغییر محل جاروبکها (در جهت گردش در مولدها و در خلاف جهت گردش در موتورها) انجام گیرد. این جابجایی درست کاملا امکان پذیر و قابل مشاهده می باشد.رابطه نیرومحرکه القای در ماشینهای DC واقعیولتاژ القاء شده در هر ماشین به سه عامل بستگی دارد:1- فوران مغناطیسی (Ф)2- سرعت زاویه ای رتور ماشین (ω)3- ضریب ثابت که به ساختمان ماشین بستگی دارد (K)این ولتاژ از رابطه رو به رو بدست می آید.                                              مقدار K و ω را میتوان از رابطه های زیر بدست آوردP : تعداد جفت قطبهای ماشینa : تعداد جفت مسیرهای جریان                                                                                                                                               Z : تعداد هادی های آرمیچرn : سرعت آرمیچر برحسب دور بر دقیقه 

رابطه گشتاور تولید شده در آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم واقعیگشتاور تولید شده در ماشینهای جریان مستقیم نیز به سه عامل بستگی دارد1- فوران مغناطیسی (Ф)2- جریان آرمیچر (IA)3- یک ضریب ثابت (K)این گشتاور از رابطه رو به رو بدست می آید. توان و راندمان در ماشینهای DCدر صورتیکه توان ورودی یک ماشین P1 و توان خروجی آن را P2 بنامیم تفاوت این دو تلفات ماشین نام دارد.                                                                                               ضریب بهره (راندمان): نسبت توان خروجی به توان ورودی ماشین را ضریب بهره می گویند.                                                                                                       تلفات در ماشینهای DC: تلفات در ماشینهای جریان مستقیم بصورت زیر تقسیم بندی می شوند.1- تلفات مکانیکی یا اصطکاکی (Pmec)2- تلفات آهنی یا تلفات هسته (PFe)3- تلفات مسی (Pcu)- تلفات مکانیکی بعلت اصطکاک محور ماشین در یاتاقانها و اصطکاک جاروبکها با کلکتور و مقاومت هوا بوجود می آید.- تلفات هسته از تلفات هیسترزیس و تلفات ناشی از جریانهای گردابی در هسته آرمیچر تشکیل می شود.- تلفات مسی یا ژولی در اثر عبور جریان از سیم پیچ های تحریک و آرمیچر بوجود می آید.

تحقیق درباره بررسی نقش جریان ترجیحی و مواد آلی بر روند انتقال کادمیوم، سرب و روی در یک خاک لومی آهکی

اختصاصی از کوشا فایل تحقیق درباره بررسی نقش جریان ترجیحی و مواد آلی بر روند انتقال کادمیوم، سرب و روی در یک خاک لومی آهکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

چکیده

موضوع آلودگی خاک توسط مواد شیمیایی باعث افزایش نگرانی‌هایی در مورد محیط زیست شده است. آبشویی مواد شیمیایی به آب‌های زیرزمینی و حرکت این مواد در خاک، مشکلات زیادی را برای آلودگی ماتریکس خاک، محلول خاک و آب زیرزمینی زیر آن بوجود می‎آورد. ازاین رو، به منظور بررسی تاثیر جریان ترجیحی، ساختمان خاک و کمپلکسهای آلی بر تحرک و آبشویی فلزات کادمیوم، سرب و روی آزمایشی به صورت فاکتوریل با کرتهای خردشده در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای خاک دست‌نخورده (U)، دست‌خورده (D) و دست‌خورده حاوی 3 درصد ماده آلی (O) به مدت یک ماه با محلولهای حاوی غلظتهای 20 میلی‌‌گرم در لیتر عناصر کادمیوم، سرب و روی آبشویی شدند و غلظت کادمیوم، سرب و روی در فواصل زمانی مختلف در محلول خروجی اندازه‌گیری گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که عناصر تفاوت معنی‌داری در سطح آماری یک درصد با یکدیگر در محلول خروجی داشتند و ترتیب تحرک آنها بصورت Zn>Pb>Cd بود. همچنین بین تیمارهای مختلف خاک نیز در سطح آماری یک درصد تفاوت معنی‌داری وجود داشت و غلظت هر سه عنصر کادمیوم، سرب و روی در تیمارهای U و O بیشتر از تیمار D بود.علاوه‌براین بین فواصل زمانی آبشویی (حجم منفذها) تفاوت معنی‌داری مشاهده شد (در سطح 1%) ، به طوری‌ که کادمیوم در تیمارهای U، O و D به ترتیب 3،3 و5 روز پس از آبشویی تفاوت معنی‌داری را در محلول خروجی نشان داد. اما سرب در هر سه تیمار خاک 11 روز پس از آبشویی تفاوت معنی‌داری در محلول خروجی داشت و غلظت روی فقط در تیمار O در زمانهای مختلف آبشویی روند مشخصی داشت و پس از 8 روز آبشویی تفاوت معنی‌داری در این تیمار مشاهده شد.

واژه‌های کلیدی: جریان ترجیحی، مواد آلی، خاک دست‌نخورده، خاک دست‌خورده، محلول خروجی

مقدمه

امروزه مشکل آلودگی خاک و آب با فلزات سنگین یکی از عوامل تهدیدکننده پایداری تولیدات کشاورزی و حیات انسان و سایر موجودات زنده است. اگرچه فرض می‎شود که عناصر کمیاب در خاک نگهداری می‎شوند، آبشویی تعدادی از فلزات کمیاب در خاک‌های تیمار شده با لجن مشاهده شده است (10). دودی و ولک (5)، علائمی از حرکت فلزات کمیاب در پایین‎تر از ناحیه ریشه مشاهده کردند. ون‎ارپ و ون‎لیون (27) پس از 14 سال بررسی روی خاک‌های تیمار شده با لجن نتیجه گرفتند که غلظت کادمیوم و روی در زهآب در طول زمان کاهش یافت، درحالی‌که غلظت های مس و سرب افزایش یافت. این امر به دلیل این واقعیت است که سرب و مس با مواد آلی پیوند قوی تشکیل می‌دهند و به خاطر سرعت کم تجزیه مواد آلی به کندی آزاد می‎شوند. کادمیوم و روی با مواد آلی پیوند ضعیف‌تری تشکیل می‌دهند و بنابراین تحت تاثیر تجزیه لجن قرار نمی‎گیرند (27).

بررسیهای متعددی نشان داده‎اند که آب و املاح در نیمرخ خاک از طریق مسیرهای ترجیحی منتقل می‎شوند (4). این مسیرهای ترجیحی راهی را برای حرکت سریع املاح به زیر ناحیه فعالیت ریشه فراهم می‎کنند در نتیجه امکان وجود مواد شیمیایی و در نهایت آلوده شدن آب زیرزمینی وجود دارد. بر اساس نتایج کامبرکو و همکاران (3) ، جریان ترجیحی نقش مهمی در انتقال فلزات از نیمرخ خاک دارد. نتایج این تحقیق نشان داد که ستونهای خاک دست خورده، همة فلزاتی را که به آنها اضافه شده جذب کردند، در حالی‌که در ستونهای خاک دست نخورده، بخشی از فلزات از خاک عبور کردند، در هر دو نوع خاک دست‌خورده و دست‌نخورده ارتفاع ستونها 35 سانتی‌متر بود.

نتایج بررسی تیلر و مک‌براید (24) نیز مشخص نمود که همه فلزاتی که به ستون خاک معدنی اضافه شدند خیلی سریعتر از ستون خاک پیت خارج شدند. علاوه‌براین، فلزات در خاک معدنی که کاتیونهای بازی تبادلی نسبتا″ کمتر، پ.هاش پایین و مقدار مواد آلی کمتری داشت با سهولت بیشتری حرکت کردند. ولی در خاک پیت که حتی پ.هاش کمتری نسبت به خاک معدنی داشت فلزات با میل کمتری در آن حرکت نمودند که احتمالاً به دلیل مقدار مواد آلی زیاد، ظرفیت تبادل کاتیونی و مجموع کاتیونهای بازی تبادلی در واحد حجم آن است. همچنین همبستگی بین مقدار مواد آلی محلول و غلظتهای جیوه، آرسنیک، مس، کادمیوم، روی و کروم در زهآب مشاهده شده است (18). مطالعات امریچ و همکاران (9) نشان داد که غلظت فلزات کادمیوم، مس و روی در زهآب ستونها کمتر از مقدار استاندارد آمریکا در آب شرب بود. معیار کیفیت آب شرب برای عناصر فوق به ترتیب 01/0 ، 0/1 و 0/5 میلی‌گرم در لیتر است (25). طبق نظر هیگنز و همکاران (12)، هدایت الکتریکی آب زیرزمینی ممکن است به‌طور معنی‌داری تحت تاثیر کاربرد طولانی‌مدت لجن در خاک قرار گیرد. نتایج بررسی آنها، افزایش هدایت الکتریکی را در آب زیرزمینی چاه‌هایی که لجن به کرت‌های مجاور (5/30 متری) آنها اضافه شده بود، نشان داد. آب زیرزمینی در کرت‌هایی که بیشترین لجن (8/44 تن در هکتار) را دریافت می‎کردند، علائم آلودگی را سه ماه پس از استفاده از لجن نشان دادند. آلودگی در کرت‌هایی که کمترین مقدار لجن را دریافت می‌کردند (4/22 تن در هکتار)، نه ماه پس از استفاده از لجن ظاهر شد. با این وجود، هنگامی که آلودگی شروع شد حرکت نمکها به داخل آب زیرزمینی در هر دو مورد تسریع شد. کیو و همکاران (17) مشاهده کردند که نگهداشت کادمیوم در خاک‌های ریزبافت، که ظرفیت تبادل کاتیونی بیشتری نسبت به خاک‌های درشت‎بافت دارند، بیشتر است.

این تحقیق به منظور بررسی نقش جریان ترجیحی و مواد آلی در حرکت کادمیوم، سرب و روی در یک خاک لومی آهکی(Xeric Haplocambids, fine loamy, mixed, swmiactive, thermic) منطقه کرج انجام شد.

مواد و روشها

به منظور بررسی نقش جریان ترجیحی در انتقال فلزات در خاک، از خاک دست‌نخورده (تیمارU) نمونه‌برداری شد. بدین منظور نه عدد لوله پلی‌اتیلن با قطر و ارتفاع به ترتیب 20 و 35 سانتی‌متر برش داده شدند. سپس در محل نمونه‌برداری کرتی با ابعاد 2*2 متر تهیه شد. جهت سهولت نفوذ لوله‌ها در خاک، دیواره خارجیشان تیز شد و کرت مورد نظر هر روز سه نوبت، به مدت یک هفته آبیاری گردید. سپس لوله‌ها تا عمق 30 سانتی متری به آرامی و با فشار دست وارد خاک گردیدند. سپس خاک محیط خارجی لوله‌ها تا عمق 35 سانتی‌متری به آرامی حفر شد و لوله‌ها همراه با خاک درونشان خارج شدند. زیر آنها با کاغذ صافی (واتمن 42) و توری پوشیده شد و حاشیه توریها توسط چسب به دیواره لوله‌ها چسبانیده شد و جهت انجام آزمایش به آزمایشگاه منتقل شدند.

جهت تهیه ستونهای خاک دست‌خورده (تیمار D) از عمق 0 تا 30 سانتی‌متری همان ناحیه نمونه‌برداری شد. نمونه‌ها هوا خشک شده و پس از کوبیدن از الک دو میلی‌متری عبور داده شدند. بر اساس جرم مخصوص ظاهری خاک دست‌نخورده (35/1 گرم بر سانتی‌متر مکعب) که به روش کلوخه تعیین شد و حجم ستون خاک دست‌خورده تا ارتفاع 30 سانتی‌متری محاسبه گردید و بر طبق آن ستونها از خاک پر شدند (3).

برای تهیه تیمارهای حاوی ماده آلی (تیمار O)، ابتدا درصد ماده آلی خاک به روش والکلی و بلک (14) اندازه‌گیری شد که برابر 7/0 درصد بود و از آنجا که برای این تیمار سه درصد ماده آلی در نظر گرفته شده بود، بقیه ماده آلی از بقایای بستره قارچ خوراکی که ماده اولیه آن کلش گندم بود تامین شد. لذا، درصد ماده آلی بقایا به دو روش احتراق خشک و والکلی و بلک اندازه‌گیری شد ( به ترتیب 55 و 9/53 درصد) و میانگین این دو روش لحاظ شد(45/54). همانند ستونهای خاک دست‌خورده، خاک پس از هوا خشک شدن از الک دو میلی متری عبور داده شد و با بقایای بستره قارچ خوراکی که آسیاب شده بود کاملا مخلوط شد و بر اساس جرم مخصوص ظاهری و حجم ستون که در مرحله قبل محاسبه شده بود، وزن مخلوط خاک-ماده آلی محاسبه شد و ستونها تا ارتفاع 30 سانتی‌متری از این مخلوط پر شدند. در ضمن تعداد ستونها برای هر سه تیمار ذکر شده 9 عدد بود. پس از آماده نمودن ستونها، دیواره داخلی لوله ها در محل تماس با خاک توسط پارافین مذاب پر شد تا از خروج احتمالی محلولهای آزمایشی از دیواره لوله‌ها جلوگیری شود(3). سپس ستونها از پایین به بالا از آب اشباع شده و پس از اشباع شدن، ضریب آبگذری آنها به روش بار ثابت (13) اندازه‌گیری شد.

در طول دوره آزمایش از محلولهای 20 میلی‌گرم در لیتر کادمیوم، سرب و روی برای آبشویی ستونهای خاک استفاده گردید. بدین منظور از نمکهای Cd(NO3)2.2H2O ، ‍Pb(NO3)2 و ZnCl2 و آب مقطر استفاده شد. ستونها با سرعت ثابتی بر اساس ضریب آبگذری آبشویی شدند، به گونه‌ای که نه بار آبی در سطح خاک ایجاد شود و نه خاک از حالت اشباع خارج شود. پس از تنظیم میزان محلول ورودی به ستونها، آبشویی با محلول حاوی عناصر مورد نظر به مدت یک ماه انجام شد و زهآب خروجی ستونها در فواصل زمانی،دو روز اول هر سه ساعت یک‌بار، دو هفته بعدی هر روز یک‌بار و دو هفته آخر هر دو روز یک‌بار جمع‌آوری و غلظت عناصر توسط دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شد ( حد تشخیص دستگاه جذب اتمی برای کادمیوم ، سرب و روی به ترتیب 3-03/0 ، 25-3/0 و 5/1-01/0 میلی گرم در لیتر بود.

علاوه بر این برخی از ویژگیهای خاک از جمله بافت به روش پیپت (13)، جرم مخصوص ظاهری به روش کلوخه و پوشش دادن با پارافین (13)، آهک به روش کلسیمتری یا کربنات کلسیم معادل (19)، pH در گل اشباع (14)، EC توسط دستگاه هدایت سنج در عصاره اشباع (14)، ظرفیت تبادل کاتیونی به روش باور (14) و منحنی رطوبتی خاک و توزیع خلل و فرج با دستگاه صفحات فشاری اندازه‌گیری و محاسبه شدند. که نتایج تجزیه‌های فیزیکی و شیمیایی خاکدر جدول 1 نشان داده شده است.

این تحقیق بصورت آزمایش کرتهای خردشده در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارهای اصلی شامل سه تیمار خاک دست‌نخورده، دست‌خورده و دست‌خورده حاوی سه درصد ماده آلی و تیمارهای فرعی شامل محلولهایی با غلظتهای 20 میلی گرم در لیتر سه عنصر کادمیوم، سرب و روی بودند. برای تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها از نرم‌افزارهای MSTATC، SPSS و SAS و برای رسم گرافها از نرم‌افزار EXCEl استفاده شد. -1

جدول 1. نتایج تجزیه های فیزیکی و شیمیایی خاک

بافت خاک

درصد اجزاء معدنی

جرم مخصوص ظاهری(g.Cm-3)

آهک

(%)

pH

EC

(dS.m-1)

CEC

(Cmol.kg-1)

درصد ماده آلی

شن

سیلت

رس

لوم

2/32

42

2/28

35/1

6/5

2/8

1/1

6/32

7/0

نتایج و بحث

مقایسه تحرک و مقادیر فلزات کادمیوم، سرب و روی در محلول خروجی خاک

نمودار 1 میانگین غلظت سه فلز کادمیوم، سرب و روی را در محلول خروجی خاکها بدون توجه به نوع تیمارهای خاک نشان می‌دهد که سه فلز تفاوت معنی‌داری در سطح یک درصد با یکدیگر داشتند. به‌طوری‌که در بین این سه عنصر، کادمیوم کمترین مقدار و روی بیشترین مقدار را در محلول خروجی داشت. بر این اساس الگوی تحرک فلزات در این بررسی بصورت Zn > Pb > Cd بود. ترتیب بدست آمده در مورد تحرک این فلزات در خاک متناقض با نتایج الیوت و همکاران (8) است. آنها ترتیب جذب اختصاصی فلزات سنگین بر اساس شعاع هیدراته را بصورت Pb>Cd>Zn>Cu عنوان کرده‌اند. لذا ترتیب تحرک که معکوس روند جذب می‌باشد در مورد کادمیوم و سرب با این نتایج همخوانی ندارد. این تناقض احتمالا به علت مقادیر زیاد روی و سرب قبل از آبشویی ستونها (به ترتیب 3/50 و 6/32 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) و سایر اجزاء خاک از جمله بافت می‌باشد. بطوریکه محققین فوق در بررسیهایشان نتیجه گرفتند که با تغییر بافت خاک از لوم رسی شنی به رسی شنی روند جذب از Pb>Cu>Zn>Cd به Pb>Cu>Cd>Zn تغییر یافت.

با در نظر گرفتن تیمارهای مختلف خاک همانگونه که در نمودار 2 مشخص است، غالبا غلظت عناصر در محلول خروجی تیمار U بیشترین مقدار است، که با نظریات دودی و همکاران (6) مطابقت دارد. آنها اظهار کردند امکان دارد فلزات به اعماق پایین‌تر از شکافها و ماکروپورها از طریق فرآیندهایی که جریان آب غیرماتریکسی نامیدند و به جریان ترجیحی معروف است، انتقال یابند و کمترین مقدار آنها در محلول خروجی تیمار D مشاهده شد که مشابه نتایج کامبرکو و همکاران(3)، استین‌هویس و همکاران (22) و امریچ و همکاران (9) است. با توجه به نوع عنصر و نوع خاک مشاهده گردید که غلظت عنصر کادمیوم و روی در محلول خروجی تیمار خاک U بیشترین مقدار بود که با تیمار O در سطح آماری یک درصد تفاوت معنی‌داری نداشتند اما با تیمار D تفاوت معنی‌داری در سطح یک درصد داشتند. برخلاف کادمیوم غلظت سرب در محلول خروجی تیمار O بیشترین مقدار بود که با هر دو تیمار U و D در سطح یک درصد افزایش معنی‌داری را نشان داد. نتایج بدست آمده در مورد تحرک سرب در تیمار O با نتایج سایر محققین مطابقت دارد. به عنوان مثال اسکوکارت و همکاران (21) همبستگی بالایی بین تحرک سرب و مقدار مواد آلی پیدا کردند. برون و همکاران (2) ترتیب Cu>Pb>Zn>Cd را برای کمپلکسهای آلی ذکر و عنوان کرده‌اند که در پ.هاش بالا حلالیت اسیدهای فولویک و درنتیجه کمپلکسهای آلای افزایش می‌یابد و چون پ.هاش خاک در این بررسی بالا بود(2/8)، احتمالا باعث حلالیت بیشتر کمپلکسهای آلی در این تیمار گشته و حرکت سرب را به علت تشکیل کمپلکسهای آلی افزایش داده است. همچنین غلظت سرب در محلول خروجی تیمار U بطور معنی‌داری بیشتر از تیمار D بود.

مقاله درباره مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

اختصاصی از کوشا فایل مقاله درباره مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 4

مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

نوشته شده توسط سید هادی ملک   

وسایل تبدیل انرژی الکترومکانیکی گردان را ماشینهای الکتریکی می گویند.طبقه بندی ماشینهای الکتریکیماشینهای الکتریکی به دو طریق دسته بندی می شوند:1- از نظر نوع جریان الکتریکیالف- ماشینهای الکتریکی جریان مستقیمب- ماشینهای الکتریکی جریان متناوب2- از نظر نوع تبدیل انرژیالف- مولدهای الکتریکی که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنندب- موتورهای الکتریکی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنندبه طور کلی ماشینهای الکتریکی جزء وسایل تبدیل انرژی غیر خطی هستند یعنی هر تغییر در ورودی همیشه به یک نسبت در خروجی ظاهر نمی شود.مولد ساده جریان مستقیم یک مولد ساده جریان مستقیم از چهار قسمت اصلی زیر تشکیل شده است1- قطبهای مغناطیسی: که وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی مولد را بعهده دارد و می تواند بصورت آهنربای دائم و یا آهنربای الکتریکی باشد2- هادیها: برای ایجاد ولتاژ القایی به کار گرفته میشود3- کموتاتور: در ساده ترین حالت از دو نیم استوانه مسی که توسط میکا نسبت به یکدیگر عایق شده اند تشکیل می گردد، وظیفه یک طرفه کردن ولتاژ و جریان القایی را در خارج از مولد بعهده دارد.4- جاروبک: جهت انتقال جریان الکتریکی از هادیها به مصرف کننده استفاده میشود شکل زیر مولد ساده جریان مستقیم را نشان میدهد.

طرز کار مولد ساده جریان مستقیم: با حرکت هادیها در فضای ما بین قطبها باعث میشود میدان مغناطیسی توسط هادیها قطع میشود بدین ترتیب مطابق پدیده القاء در هادیها ولتاژ القاء میشود.ابتدا و انتهای هر کلاف به یک نیم استوانه مسی یا یک تیغه کوموتاتور وصل میشود روی تیغه های کوموتاتور دو عدد جاروبک بطور ثابت قرار داشته و با حرکت هادیها تیغه های کموتاتور زیر جاروبک می لغزند، بدین ترتیب در ژنراتورهای جریان مستقیم از طریق کوموتاتور ولتاژ القاء شده طوری به جاروبکها منتقل می شود که همیشه یکی از جاروبکها دارای پلاریته مثبت و دیگری دارای پلاریته منفی است. شکل موج ولتاژ القاء شده در این مولد ساده بصورت زیر می باشد.

برای افزایش سطح ولتاژ القاء شده و بهبود یکسوسازی بمنظور داشتن ولتاژ با دامنه ثابت باید تعداد کلافها را افزایش داد و کلافها را به کمک تیغه های کوموتاتور سری کنیم.چگونگی تغییر پلاریته ولتاژ القایی در مولد سادهدر مولد جریان مستقیم تغییر پلاریته ولتاژ خروجی عملاٌ در صورت ایجاد یکی از دو حالت زیر ممکن می شود:1- جهت چرخش آرمیچر عوض شود2- جهت جریان در سیم پیچ قطبها تغییر کند در صورتیکه قطبها از نوع مغناطیس دائم نباشدچگونگی تغییر دامنه ولتاژ القایی در مولد سادهبرای افزایش دامنه ولتاژ القا شده دو روش ممکن است:1- افزایش سرعت چرخش آرمیچر که باعث افزایش ولتاژ بصورت خطی می شود

2- افزایش جریان تحریک که باعث افزایش ولتاژ مولد بصورت غیر خطی می شود

موتور ساده جریان مستقیمموتور ساده از نظر ساختمانی مانند مولد ساده جریان مستقیم می باشد فقط نحوه کار آن با مولد ساده جریان مستقیم تفاوت دارد. در موتور ساده هادیها از طریق کوموتاتور و جاروبکها به یک منبع جریان مستقیم متصل می شود در اینصورت جریانی از هادیها عبور کرده و در نتیجه مطابق نیروی لورنس به هادیها نیروی وارد میشود و آنها به حرکت در می آید.نحوه ایجاد نیرو و گشتاور در موتور ساده: در صورتیکه از یک کلاف تک حلقه که بین قطبهای یک مغناطیس قرار دارد جریان الکتریکی عبور کند مطابق شکل به بازوی سمت راست نیروی به سمت بالا و به بازوی سمت چپ نیروی بسمت پایین وارد می شود با وارد شدن دو نیروی مختلف الجهت به دو طرف کلاف طبیعی است که کلاف حول محورش شروع به دوران خواهد نمود یعنی وارد آمدن زوج نیرو موجب ایجاد گشتاور لازم شده است.در این موتور ساده اگر صفحه کلاف عمود بر خطوط میدان مغناطیسی قرار گیرد به آن گشتاوری وارد نمیشود در ضمن که گشتاور وارد شده نیز دامنه یکنواخت ندارد برای رفع شدن این معایب می بایست تعداد کلافها و تیغه های کوموتاتور را افزایش داد کلافها در زاویه های مختلف قرار می گیرد و با هم توسط تیغه های کوموتاتور سری می شود.تغییر جهت گردش در موتور ساده DC: تغییر جهت گردش موتور ساده به دو روش زیر ممکن است:1- تغییر جهت جریان در کلاف که با تغییر پلاریته ولتاژ منبع از خارج موتور میسر است2- تغییر قطبهای مغناطیسی که با تغییر جهت جریان در سیم پیچی تحریک ممکن استساختمان ماشینهای جریان مستقیماجزاء تشکیل دهنده ماشینهای جریان مستقیم را میتوان به صورت زیر دسته بندی کرد:1- قسمت ساکن شامل قطبها و بدنه2- قسمت گردان (آرمیچر)3- مجموعه جاروبک و جاروبک نگهدارهاهر کدام از قسمتهای فوق بطور خلاصه توضیح داده می شود1- اجزاء ساکن ماشینهای جریان مستقیم: قسمتهای ساکن جریان مستقیم شامل اجزاء زیر هستند:الف- قطبهای اصلیب- قطبهای کمکیج- بدنه- قطبهای اصلی: وظیفه این قسمت تامین میدان مغناطیسی مورد نیاز ماشین است. قطبهای اصلی خود شامل قسمتهای زیر می باشد:- هسته قطب: از ورقهای فولاد الکتریکی به ضخامت حدود 5/0 تا 65/0 میلی متر با خاصیت مغناطیسی قابل قبول تشکیل می شود.- کفشک قطب: شکل قطب به نحوی است که سطح مقطع کوچکتر برای سیم پیچ اختصاص داده می شود و قسمت بزرگتر که کفشک قطبی نام دارد سبب شکل دادن میدان مغناطیسی و سهولت هدایت فوران مغناطیسی به فاصله هوایی می شود.- سیم پیچ تحریک: یا سیم پیچ قطب اصلی که دور هسته قطب پیچیده می شود، برای جریانهای کم باید تعداد دور سیم پیچ تحریک زیاد باشد و سطح مقطع آن کم و برا ی جریانهای زیاد تعداد دور کم برای سیم پیچ لازم است و با سطح مقطع زیاد- قطبهای کمکی: قطبهای کمکی در ماشینهای جریان مستقیم از هسته و سیم پیچ تشکیل می شوند، هسته قطبهای کمکی را معمولاٌ از فولاد یکپارچه می سازند. سیم پیچی قطبهای کمکی نیز با تعداد دور کم و سطح مقطع زیاد پیچیده می شوند.- بدنه: قطبهای اصلی، کمکی، جاروبک نگهدارها روی بدنه ماشین محکم می شوند و بوسیله ماشین روی پایه اش نصب می گردد. قسمتی از بدنه را هسته آهنی تشکیل می دهد که برای هدایت فوران مغناطیسی قطبهای اصلی و کمکی بکار می رود این قسمت طوق بکار می رود. شکلهای زیر قطب اصلی و کمکی ماشین جریان مستقیم را نشان میدهد.2- قسمت گردان یا آرمیچر: در ماشینهای جریان مستقیم قسمت گردنده را القاء شوند یا آرمیچر می نامند که از اجزاء زیر تشکیل شده است:الف- هسته آرمیچرب- سیم پیچی آرمیچرج- کلکتور یا یکسوکننده مکانیکید- محورﻫ- پروانه خنک کننده- سیم پیچی آرمیچر: از کلافهای مشابهی تشکیل می شود که با الگوی مناسب تهیه و در شیارها قرار می گیرد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی بوده و از طراحی ماشینهای جریان مستقیم تبعیت می کند.- کلکتور: از تیغه های مسی سخت که توسط میکا نسبت به یکدیگر و محور ماشین عایق شده اند تشکیل می شود.- محور: محور آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم باید از فولادی تهیه گردد که خاصیت مغناطیسی آن کم اما استحکام مکانیکی کافی در مقابل تنشهای برشی، کششی، و پیچشی را دارا باشد انتخاب کردن محور ضعیف خطر آفرین بوده و ممکن بوده در مواقع بروز خطا سبب انهدام کلی ماشین گردد.- پروانه خنک کننده: پروانه خنک کننده سبب تهویه و ازدیاد عمر مفید ماشین میشود شکل زیر آرمیچر ماشین DC با پروانه خنک کننده را نشان میدهد.3- جاروبک و جاروبک نگهدارها: وظیفه جاروبک نگهدار قرار دادن صحیح جاروبک روی تیغه های کلکتور است جاروبکها قطعاتی از جنس زغال یا گرافیت می باشند که برای گرفتن جریان از کلکتور یا دادن جریان به آن استفاده می شود.سیم پیچی آرمیچر ماشینهای جریان مستقیمهمانطور که قبلا اشاره شد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی خاص می باشد که در طراحی آن به نکات مهمی از قبیل استحکام مکانیکی، الکتریکی و حرارتی با عمر مفید و عادی حدود 20 سال حداکثر گشتاور و جریان و ولتاژ با حداقل نوسانة جرقه کم بین زغال و کلکتور و صرفه جویی در مواد اولیه باید توجه کرد.بسته به نیاز کلافها می توانند بطور سری یا موازی یا ترکیبی از این دو به همدیگر وصل می شوند.در صورتیکه کلافها با هم سری شوند نیرومحرکه کلافها با هم جمع می شوند و ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی موجی)در صورتیکه کلافها موازی شوند تعداد مسیرهای جریان موجود در آرمیچر افزایش یافته و قابلیت ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی حلقوی)توضیح کامل روشهای سیم پیچی آرمیچر در کتابهای سیم پیچی DC مطرح شده است و ما در این جزوه به مصرفی آن کفایت می کنیم.الف- سیم پیچی حلقوب شامل حلقوی ساده و حلقوی مرکبب- سیم پیچی موجی شامل موجی ساده و موجی مرکبج- سیم پیچی پای قورباغه ایلازم است در اینجا تعداد مسیرهای جریان که در هر نوع ایجاد می شود نیز معرفی شود. تعداد مسیرهای جریان را با 2a نشان میدهند که بشرح زیر است:                                                                     2a = 2P          حلقوی ساده                                                                     2a = 2P.m      حلقوی مرکب                                                                     2a = 2            موجی ساده                                                                     2a = 2m         موجی مرکب2P : تعداد قطبهای آرمیچر ، m : درجه مرکب بودن آرمیچرعکس العمل مغناطیسی آرمیچر:چنانچه ماشینهای جریان مستقیم زیر بار قرار گیرند یعنی از سیم پیچی آرمیچر جریان عبور کند یک میدان عکس العمل (عرضی) توسط آرمیچر ایجاد می گردد. این میدان باعث می شود منطقه خنثی در مولدها در جهت چرخش و در موتورها در خلاف جهت چرخش تغییر مکان دهد. عکس العمل آرمیچر علاوه بر انحراف محور خنثی سبب تضعیف میدان مغناطیسی اصلی می شود در نتیجه نیرو محرکه القاء شده در سیم پیچ کم شده، تلفات انرژی در ماشین و جرقه در زیر جاروبکها بوجود می آید برای از بین بردن و یا کم کردن اثر عکس العمل در ماشینهای جریان مستقیم می توان از قطبهای کمکی و یا در ماشینهای بزرگتر از سیم پیچی جبرانگر هم استفاده کرد.پدیده کموتاسیون:تغییر تماس جاروبک از یک تیغه کموتاتور به تیغه دیگر کموتاسیون نام دارد  در این جابجایی کلافی که تحت کموتاسیون قرار می گیرد چون توسط جاروبک اتصال شده  باید در صفحه خنثی قرار گیرددر عین حال چون جریان در این کلاف در زمان کموتاسیون تغییر مقدار و جهت میدهد سبب بوجود آمدن ولتاژ خود القایی در این کلاف شده و از آنجا که این کلاف توسط جاربک و تیغه های کموتاتور اتصال کوتاه شده است جرقه نسبتاٌ شدید بین زغالها و کموتاتور بوجود می آید. قطبهای کمکی برای رفع این عیب موثر خواهد بود. اما در ماشینهای که قطب کمکی ندارند بهبود عمل کموتاسیون با تغییر محل جاروبکها (در جهت گردش در مولدها و در خلاف جهت گردش در موتورها) انجام گیرد. این جابجایی درست کاملا امکان پذیر و قابل مشاهده می باشد.رابطه نیرومحرکه القای در ماشینهای DC واقعیولتاژ القاء شده در هر ماشین به سه عامل بستگی دارد:1- فوران مغناطیسی (Ф)2- سرعت زاویه ای رتور ماشین (ω)3- ضریب ثابت که به ساختمان ماشین بستگی دارد (K)این ولتاژ از رابطه رو به رو بدست می آید.                                              مقدار K و ω را میتوان از رابطه های زیر بدست آوردP : تعداد جفت قطبهای ماشینa : تعداد جفت مسیرهای جریان                                                                                                                                               Z : تعداد هادی های آرمیچرn : سرعت آرمیچر برحسب دور بر دقیقه 

رابطه گشتاور تولید شده در آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم واقعیگشتاور تولید شده در ماشینهای جریان مستقیم نیز به سه عامل بستگی دارد1- فوران مغناطیسی (Ф)2- جریان آرمیچر (IA)3- یک ضریب ثابت (K)این گشتاور از رابطه رو به رو بدست می آید. توان و راندمان در ماشینهای DCدر صورتیکه توان ورودی یک ماشین P1 و توان خروجی آن را P2 بنامیم تفاوت این دو تلفات ماشین نام دارد.                                                                                               ضریب بهره (راندمان): نسبت توان خروجی به توان ورودی ماشین را ضریب بهره می گویند.                                                                                                       تلفات در ماشینهای DC: تلفات در ماشینهای جریان مستقیم بصورت زیر تقسیم بندی می شوند.1- تلفات مکانیکی یا اصطکاکی (Pmec)2- تلفات آهنی یا تلفات هسته (PFe)3- تلفات مسی (Pcu)- تلفات مکانیکی بعلت اصطکاک محور ماشین در یاتاقانها و اصطکاک جاروبکها با کلکتور و مقاومت هوا بوجود می آید.- تلفات هسته از تلفات هیسترزیس و تلفات ناشی از جریانهای گردابی در هسته آرمیچر تشکیل می شود.- تلفات مسی یا ژولی در اثر عبور جریان از سیم پیچ های تحریک و آرمیچر بوجود می آید.

مقاله درباره مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

اختصاصی از کوشا فایل مقاله درباره مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 4

مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

نوشته شده توسط سید هادی ملک   

وسایل تبدیل انرژی الکترومکانیکی گردان را ماشینهای الکتریکی می گویند.طبقه بندی ماشینهای الکتریکیماشینهای الکتریکی به دو طریق دسته بندی می شوند:1- از نظر نوع جریان الکتریکیالف- ماشینهای الکتریکی جریان مستقیمب- ماشینهای الکتریکی جریان متناوب2- از نظر نوع تبدیل انرژیالف- مولدهای الکتریکی که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنندب- موتورهای الکتریکی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنندبه طور کلی ماشینهای الکتریکی جزء وسایل تبدیل انرژی غیر خطی هستند یعنی هر تغییر در ورودی همیشه به یک نسبت در خروجی ظاهر نمی شود.مولد ساده جریان مستقیم یک مولد ساده جریان مستقیم از چهار قسمت اصلی زیر تشکیل شده است1- قطبهای مغناطیسی: که وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی مولد را بعهده دارد و می تواند بصورت آهنربای دائم و یا آهنربای الکتریکی باشد2- هادیها: برای ایجاد ولتاژ القایی به کار گرفته میشود3- کموتاتور: در ساده ترین حالت از دو نیم استوانه مسی که توسط میکا نسبت به یکدیگر عایق شده اند تشکیل می گردد، وظیفه یک طرفه کردن ولتاژ و جریان القایی را در خارج از مولد بعهده دارد.4- جاروبک: جهت انتقال جریان الکتریکی از هادیها به مصرف کننده استفاده میشود شکل زیر مولد ساده جریان مستقیم را نشان میدهد.

طرز کار مولد ساده جریان مستقیم: با حرکت هادیها در فضای ما بین قطبها باعث میشود میدان مغناطیسی توسط هادیها قطع میشود بدین ترتیب مطابق پدیده القاء در هادیها ولتاژ القاء میشود.ابتدا و انتهای هر کلاف به یک نیم استوانه مسی یا یک تیغه کوموتاتور وصل میشود روی تیغه های کوموتاتور دو عدد جاروبک بطور ثابت قرار داشته و با حرکت هادیها تیغه های کموتاتور زیر جاروبک می لغزند، بدین ترتیب در ژنراتورهای جریان مستقیم از طریق کوموتاتور ولتاژ القاء شده طوری به جاروبکها منتقل می شود که همیشه یکی از جاروبکها دارای پلاریته مثبت و دیگری دارای پلاریته منفی است. شکل موج ولتاژ القاء شده در این مولد ساده بصورت زیر می باشد.

برای افزایش سطح ولتاژ القاء شده و بهبود یکسوسازی بمنظور داشتن ولتاژ با دامنه ثابت باید تعداد کلافها را افزایش داد و کلافها را به کمک تیغه های کوموتاتور سری کنیم.چگونگی تغییر پلاریته ولتاژ القایی در مولد سادهدر مولد جریان مستقیم تغییر پلاریته ولتاژ خروجی عملاٌ در صورت ایجاد یکی از دو حالت زیر ممکن می شود:1- جهت چرخش آرمیچر عوض شود2- جهت جریان در سیم پیچ قطبها تغییر کند در صورتیکه قطبها از نوع مغناطیس دائم نباشدچگونگی تغییر دامنه ولتاژ القایی در مولد سادهبرای افزایش دامنه ولتاژ القا شده دو روش ممکن است:1- افزایش سرعت چرخش آرمیچر که باعث افزایش ولتاژ بصورت خطی می شود

2- افزایش جریان تحریک که باعث افزایش ولتاژ مولد بصورت غیر خطی می شود

موتور ساده جریان مستقیمموتور ساده از نظر ساختمانی مانند مولد ساده جریان مستقیم می باشد فقط نحوه کار آن با مولد ساده جریان مستقیم تفاوت دارد. در موتور ساده هادیها از طریق کوموتاتور و جاروبکها به یک منبع جریان مستقیم متصل می شود در اینصورت جریانی از هادیها عبور کرده و در نتیجه مطابق نیروی لورنس به هادیها نیروی وارد میشود و آنها به حرکت در می آید.نحوه ایجاد نیرو و گشتاور در موتور ساده: در صورتیکه از یک کلاف تک حلقه که بین قطبهای یک مغناطیس قرار دارد جریان الکتریکی عبور کند مطابق شکل به بازوی سمت راست نیروی به سمت بالا و به بازوی سمت چپ نیروی بسمت پایین وارد می شود با وارد شدن دو نیروی مختلف الجهت به دو طرف کلاف طبیعی است که کلاف حول محورش شروع به دوران خواهد نمود یعنی وارد آمدن زوج نیرو موجب ایجاد گشتاور لازم شده است.در این موتور ساده اگر صفحه کلاف عمود بر خطوط میدان مغناطیسی قرار گیرد به آن گشتاوری وارد نمیشود در ضمن که گشتاور وارد شده نیز دامنه یکنواخت ندارد برای رفع شدن این معایب می بایست تعداد کلافها و تیغه های کوموتاتور را افزایش داد کلافها در زاویه های مختلف قرار می گیرد و با هم توسط تیغه های کوموتاتور سری می شود.تغییر جهت گردش در موتور ساده DC: تغییر جهت گردش موتور ساده به دو روش زیر ممکن است:1- تغییر جهت جریان در کلاف که با تغییر پلاریته ولتاژ منبع از خارج موتور میسر است2- تغییر قطبهای مغناطیسی که با تغییر جهت جریان در سیم پیچی تحریک ممکن استساختمان ماشینهای جریان مستقیماجزاء تشکیل دهنده ماشینهای جریان مستقیم را میتوان به صورت زیر دسته بندی کرد:1- قسمت ساکن شامل قطبها و بدنه2- قسمت گردان (آرمیچر)3- مجموعه جاروبک و جاروبک نگهدارهاهر کدام از قسمتهای فوق بطور خلاصه توضیح داده می شود1- اجزاء ساکن ماشینهای جریان مستقیم: قسمتهای ساکن جریان مستقیم شامل اجزاء زیر هستند:الف- قطبهای اصلیب- قطبهای کمکیج- بدنه- قطبهای اصلی: وظیفه این قسمت تامین میدان مغناطیسی مورد نیاز ماشین است. قطبهای اصلی خود شامل قسمتهای زیر می باشد:- هسته قطب: از ورقهای فولاد الکتریکی به ضخامت حدود 5/0 تا 65/0 میلی متر با خاصیت مغناطیسی قابل قبول تشکیل می شود.- کفشک قطب: شکل قطب به نحوی است که سطح مقطع کوچکتر برای سیم پیچ اختصاص داده می شود و قسمت بزرگتر که کفشک قطبی نام دارد سبب شکل دادن میدان مغناطیسی و سهولت هدایت فوران مغناطیسی به فاصله هوایی می شود.- سیم پیچ تحریک: یا سیم پیچ قطب اصلی که دور هسته قطب پیچیده می شود، برای جریانهای کم باید تعداد دور سیم پیچ تحریک زیاد باشد و سطح مقطع آن کم و برا ی جریانهای زیاد تعداد دور کم برای سیم پیچ لازم است و با سطح مقطع زیاد- قطبهای کمکی: قطبهای کمکی در ماشینهای جریان مستقیم از هسته و سیم پیچ تشکیل می شوند، هسته قطبهای کمکی را معمولاٌ از فولاد یکپارچه می سازند. سیم پیچی قطبهای کمکی نیز با تعداد دور کم و سطح مقطع زیاد پیچیده می شوند.- بدنه: قطبهای اصلی، کمکی، جاروبک نگهدارها روی بدنه ماشین محکم می شوند و بوسیله ماشین روی پایه اش نصب می گردد. قسمتی از بدنه را هسته آهنی تشکیل می دهد که برای هدایت فوران مغناطیسی قطبهای اصلی و کمکی بکار می رود این قسمت طوق بکار می رود. شکلهای زیر قطب اصلی و کمکی ماشین جریان مستقیم را نشان میدهد.2- قسمت گردان یا آرمیچر: در ماشینهای جریان مستقیم قسمت گردنده را القاء شوند یا آرمیچر می نامند که از اجزاء زیر تشکیل شده است:الف- هسته آرمیچرب- سیم پیچی آرمیچرج- کلکتور یا یکسوکننده مکانیکید- محورﻫ- پروانه خنک کننده- سیم پیچی آرمیچر: از کلافهای مشابهی تشکیل می شود که با الگوی مناسب تهیه و در شیارها قرار می گیرد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی بوده و از طراحی ماشینهای جریان مستقیم تبعیت می کند.- کلکتور: از تیغه های مسی سخت که توسط میکا نسبت به یکدیگر و محور ماشین عایق شده اند تشکیل می شود.- محور: محور آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم باید از فولادی تهیه گردد که خاصیت مغناطیسی آن کم اما استحکام مکانیکی کافی در مقابل تنشهای برشی، کششی، و پیچشی را دارا باشد انتخاب کردن محور ضعیف خطر آفرین بوده و ممکن بوده در مواقع بروز خطا سبب انهدام کلی ماشین گردد.- پروانه خنک کننده: پروانه خنک کننده سبب تهویه و ازدیاد عمر مفید ماشین میشود شکل زیر آرمیچر ماشین DC با پروانه خنک کننده را نشان میدهد.3- جاروبک و جاروبک نگهدارها: وظیفه جاروبک نگهدار قرار دادن صحیح جاروبک روی تیغه های کلکتور است جاروبکها قطعاتی از جنس زغال یا گرافیت می باشند که برای گرفتن جریان از کلکتور یا دادن جریان به آن استفاده می شود.سیم پیچی آرمیچر ماشینهای جریان مستقیمهمانطور که قبلا اشاره شد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی خاص می باشد که در طراحی آن به نکات مهمی از قبیل استحکام مکانیکی، الکتریکی و حرارتی با عمر مفید و عادی حدود 20 سال حداکثر گشتاور و جریان و ولتاژ با حداقل نوسانة جرقه کم بین زغال و کلکتور و صرفه جویی در مواد اولیه باید توجه کرد.بسته به نیاز کلافها می توانند بطور سری یا موازی یا ترکیبی از این دو به همدیگر وصل می شوند.در صورتیکه کلافها با هم سری شوند نیرومحرکه کلافها با هم جمع می شوند و ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی موجی)در صورتیکه کلافها موازی شوند تعداد مسیرهای جریان موجود در آرمیچر افزایش یافته و قابلیت ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی حلقوی)توضیح کامل روشهای سیم پیچی آرمیچر در کتابهای سیم پیچی DC مطرح شده است و ما در این جزوه به مصرفی آن کفایت می کنیم.الف- سیم پیچی حلقوب شامل حلقوی ساده و حلقوی مرکبب- سیم پیچی موجی شامل موجی ساده و موجی مرکبج- سیم پیچی پای قورباغه ایلازم است در اینجا تعداد مسیرهای جریان که در هر نوع ایجاد می شود نیز معرفی شود. تعداد مسیرهای جریان را با 2a نشان میدهند که بشرح زیر است:                                                                     2a = 2P          حلقوی ساده                                                                     2a = 2P.m      حلقوی مرکب                                                                     2a = 2            موجی ساده                                                                     2a = 2m         موجی مرکب2P : تعداد قطبهای آرمیچر ، m : درجه مرکب بودن آرمیچرعکس العمل مغناطیسی آرمیچر:چنانچه ماشینهای جریان مستقیم زیر بار قرار گیرند یعنی از سیم پیچی آرمیچر جریان عبور کند یک میدان عکس العمل (عرضی) توسط آرمیچر ایجاد می گردد. این میدان باعث می شود منطقه خنثی در مولدها در جهت چرخش و در موتورها در خلاف جهت چرخش تغییر مکان دهد. عکس العمل آرمیچر علاوه بر انحراف محور خنثی سبب تضعیف میدان مغناطیسی اصلی می شود در نتیجه نیرو محرکه القاء شده در سیم پیچ کم شده، تلفات انرژی در ماشین و جرقه در زیر جاروبکها بوجود می آید برای از بین بردن و یا کم کردن اثر عکس العمل در ماشینهای جریان مستقیم می توان از قطبهای کمکی و یا در ماشینهای بزرگتر از سیم پیچی جبرانگر هم استفاده کرد.پدیده کموتاسیون:تغییر تماس جاروبک از یک تیغه کموتاتور به تیغه دیگر کموتاسیون نام دارد  در این جابجایی کلافی که تحت کموتاسیون قرار می گیرد چون توسط جاروبک اتصال شده  باید در صفحه خنثی قرار گیرددر عین حال چون جریان در این کلاف در زمان کموتاسیون تغییر مقدار و جهت میدهد سبب بوجود آمدن ولتاژ خود القایی در این کلاف شده و از آنجا که این کلاف توسط جاربک و تیغه های کموتاتور اتصال کوتاه شده است جرقه نسبتاٌ شدید بین زغالها و کموتاتور بوجود می آید. قطبهای کمکی برای رفع این عیب موثر خواهد بود. اما در ماشینهای که قطب کمکی ندارند بهبود عمل کموتاسیون با تغییر محل جاروبکها (در جهت گردش در مولدها و در خلاف جهت گردش در موتورها) انجام گیرد. این جابجایی درست کاملا امکان پذیر و قابل مشاهده می باشد.رابطه نیرومحرکه القای در ماشینهای DC واقعیولتاژ القاء شده در هر ماشین به سه عامل بستگی دارد:1- فوران مغناطیسی (Ф)2- سرعت زاویه ای رتور ماشین (ω)3- ضریب ثابت که به ساختمان ماشین بستگی دارد (K)این ولتاژ از رابطه رو به رو بدست می آید.                                              مقدار K و ω را میتوان از رابطه های زیر بدست آوردP : تعداد جفت قطبهای ماشینa : تعداد جفت مسیرهای جریان                                                                                                                                               Z : تعداد هادی های آرمیچرn : سرعت آرمیچر برحسب دور بر دقیقه 

رابطه گشتاور تولید شده در آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم واقعیگشتاور تولید شده در ماشینهای جریان مستقیم نیز به سه عامل بستگی دارد1- فوران مغناطیسی (Ф)2- جریان آرمیچر (IA)3- یک ضریب ثابت (K)این گشتاور از رابطه رو به رو بدست می آید. توان و راندمان در ماشینهای DCدر صورتیکه توان ورودی یک ماشین P1 و توان خروجی آن را P2 بنامیم تفاوت این دو تلفات ماشین نام دارد.                                                                                               ضریب بهره (راندمان): نسبت توان خروجی به توان ورودی ماشین را ضریب بهره می گویند.                                                                                                       تلفات در ماشینهای DC: تلفات در ماشینهای جریان مستقیم بصورت زیر تقسیم بندی می شوند.1- تلفات مکانیکی یا اصطکاکی (Pmec)2- تلفات آهنی یا تلفات هسته (PFe)3- تلفات مسی (Pcu)- تلفات مکانیکی بعلت اصطکاک محور ماشین در یاتاقانها و اصطکاک جاروبکها با کلکتور و مقاومت هوا بوجود می آید.- تلفات هسته از تلفات هیسترزیس و تلفات ناشی از جریانهای گردابی در هسته آرمیچر تشکیل می شود.- تلفات مسی یا ژولی در اثر عبور جریان از سیم پیچ های تحریک و آرمیچر بوجود می آید.