بررسی سیستم های بیومتریک
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت) + پاورپوینت
تعداد صفحه:61
فهرست مطالب :
چکیده..................................................................7
مقدمه.............................................................9
فصلاول...................................................... 11
سیستمبیومتریک..........................................................11
اجزاىسیستم بیومتریک ....................................................12
فصل دوم..............................................................................14
تکنیک های بیومتریک........................................................14
تکنیکهای فیزیولوژیکی .....................................................15
باز شناسی هویت از طریق اثر انگشت....................................15
اصول کلی در سیستمهای تشخیص اثر انگشت................................16
استخراج ویژگی ها.......................................................19
نحوه به دست آمدن تصویر اثر انگشت...................................21
نحوه استخراج ویژگی ها............................................24
باز شناسی هویت از طریق چشم...........................................25
1- باز شناسی هویت با استفاده از شبکیه.................................25
تاریخچه ............................................................25
آناتومی و یکتایی شبکیه...................................................27
تکنولوژی دستگاههای اسکن ..............................................29
منابع خطاها ............................................................29
استانداردهای عملکردی روشهای تشخیص هویت...............................30
مزایا و معایب تشخیص هویت از طریق شبکیه..................................30
2-باز شناسی هویت با استفاده از عنبیه.............................31
تاریخچه................................................................31
کاربردهای شناسایی افراد بر اساس عنبیه.....................................34
مزایا و معایب تشخیص هویت از طریق عنبیه...............................36
علم عنبیه..............................................................37
خصوصیات بیومتریک ژنتیکی و اکتسابی....................................37
مقایسه بین الگوهای عنبیه مساوی از نظر ژنتیکی...................38
باز شناسی هویت از طریق چهره..................................................39
مقدمه...................................................................39
مشکلات اساسی در بازشناخت......................................40
روشهای استخراج خصوصیات از چهره..................................41
روش اخذ تصاویر و تهیه بانک تصویر........................................43
تغییرات اعمال شده بر روی تصاویر......................................44
پارامترهای مهم در تعیین نرخ بازشناخت..................................45
تکنیک هاى رفتارى................................................................47
باز شناسی هویت از طریق گفتار...........................................47
مقدمه..........................................................47
روشهای پیاده سازی سیستم های تصدیق گوینده..........................49
معرفی برخی از روشهای بازشناسی گفتار.........................51
باز شناسی هویت از طریق امضا...............................52
طبیعت امضای انسان................................................52
انواع جعل امضا.........................................................53
انواع ویژگی های موجود در یک امضا....................................54
مزایا ومعایب .........................................................55
کاربردهاى بیومتریک..................................................................57
مزایاى فناورى هاى بیومتریک........................................................57
نتیجه گیری ...................................................................58
فهرست منابع..........................................59
Abstract.................................................................60
فهرست شکل ها :
شکل 1: ویژگی های مینوتا در اثر انگشت........................................17
شکل 2 : محل نقاط هسته و دلتا بر روی اثر انگشت............................20
شکل3: بلوک دیاگرام نحوه کد کردن اطلاعات اثر انگشت..........................21
شکل4: نمونه ای از پردازش اولیه تصویر به دست آمده از اسکن اثر انگشت.............22
شکل5 : روش اسکن مستقیم نوری..............................................23
شکل 7: نحوه عملکرد سنسور LE با استفاده از نمودار نوار انرژی..................34
شکل 8: نمونه ای از مدارات مجتمع برای پردازش اطلاعات اثر انگشت ...............36
شکل 9: نشان دهنده شمای نزدیکی از الگوی رگهای خونی درون چشم .......39
شکل 10:تفاوتهای موجود در بافت عنبیه افراد......................49
شکل11: شمای کلی یک سیستم تصدیق گوینده..........................................49
شکل 12: انواع جعل امضاء...............................................53
چکیده :
تشخیص هویت، نقشی حیاتی در جوامع پیشرفته امروزی پیدا کرده است. استفاده از روشهای متداولی مثل کارتهای هوشمند، رمزهای عبور و شمارههای هویت فردی (PIN) روشهای مناسبی هستند. مشکل اصلی در این روشها عبارتند از گم شدن، دزدیده شدن و اینکه براحتی قابل حدس زدن، مشاهده شدن و یا فراموش شدن هستند. همانطور که میدانیم هر فرد دارای خصوصیات فیزیولوژیکی منحصر بفردی است که با زمان تغییر نمیکنند. این خصوصیات برای تشخیص هویت افراد بسیار مناسب به نظر میرسند. تا کنون مشخصههای مختلفی مورد استفاده قرار گرفتهاند که هر کدام از آنها مزایا و معایب خاص خودشان را دارند. یکی از این مشخصهها هندسه دست و انگشتان میباشد که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفتهاند. با وجود اینکه سیستمهای تجاری وجود دارند که از هندسه دست برای شناسایی هویت استفاده میکنند ولی مقالات موجود روی این زمینه بسیار کم و محدود میباشند. ضمنا این مقالات بر روی جمعیتهای بسیار محدودی انجام شدهاند و برای جمعآوری تصاویر از ابزار خاصی استفاده میکنند که بسیار محدود کننده هستند. در این تحقیق سعی شده است تا هیچگونه محدودیتی هنگام جمعآوری تصویر روی فرد اعمال نشود و نسبت به مقالات پیشین مطالعه روی جمعیت بیشتری صورت گیرد. ضمنا غیر از استفاده از ویژگیهای متداول مورد استفاده در سایر مقالات از ویژگیهای متنوع دیگری نیز برای بالا بردن درصد تشخیص صحیح استفاده شده است. یکی از این ویژگیها استفاده از اطلاعات فرکانسی ژستهای دست است. در بخش نتایج ملاحظه میشود که استفاده همزمان از ویژگیهای هندسی با اطلاعات فرکانسی ژستها نتایج بسیار مطلوبی را در بر خواهد داشت.
برای صدور اجازه ورود برای یک فرد نیاز داریم وی را شناسایی و هویت وی را تایید کنیم و مورد نظر ما انجام بررسیهایی است که بصورت خودکار توسط یک سیستم صورت بگیرد.
در اصل تمام روشهای شناسایی با سه مورد زیر در ارتباط است ::
۱- آنچه که شما میدانید (یک کلمه عبور یا PIN)
۲- آنجه که شما دارید (یک کارت یا نشانه های دیگر)
۳- آنچه که شما هستید (مشخصات فیزیکی یا رفتاری)
مورد آخر به نام زیست سنجی (Biometrics) نیز شناخته میشود.
کلمه بیو متریک از کلمه یونانی biosبه معنای زندگی و کلمه metrikos به معنای اندازه گیری تشکیل شده است. همه ما می دانیم که ما برای شناسایی همدیگر از یک سری ویژگی هایی استفاده می کنیم که برای هر شخص به طور انحصاری است و از شخصی به شخص دیگر فرق می کند که از آن جمله می توان به صورت و گفتار و طرز راه رفتن می توان اشاره کرد. امروزه در زمینه های فراوانی ما به وسایلی نیاز داریم که هویت اشخاص را شناسایی کند و بر اساس ویژگیهای بدن اشخاص آن هارا بازشناسی کند و این زمینه هر روز بیشتر و بیشتر رشد پیدا می کند و علاقه مندان فراوانی را پیدا کرده است. علاوه بر این ها امروزه ID و password کارتهایی که بکار برده می شوند دسترسی را محدود می کنند اما این روشها به راحتی می توانند شکسته شوند و لذا غیر قابل اطمینان هستند. بیو متری را نمی توان امانت داد یا گرفت نمی توان خرید یا فراموش کرد و جعل آن هم عملا غیر ممکن است.
یک سیستم بیو متری اساساً یک سیستم تشخیص الگو است که یک شخص را بر اساس بردار ویژگی های خاص فیزیولوژیک خاص یا رفتاری که دارد باز شناسی می کند. بردار ویژگی ها پس از استخراج معمولا در پایگاه داده ذخیره می گردد. یک سیستم بیومتری بر اساس ویژگی های فیزیولوژیک اصولا دارای ضریب اطمینان بالایی است .سیستم های بیو متری می توانند در دو مد تایید و شناسایی کار کنند. در حالی که شناسایی شامل مقایسه اطلاعات کسب شده در قالب خاصی با تمام کاربران در پایگاه داده است ، تایید فقط شامل مقایسه با یک قالب خاصی که ادعا شده است را می شود. بنابراین لازم است که به این دو مسئله به صورت جدا پرداخته شود.
فصل اول
سیستم بیومتریک
سیستم بیومتریک یک سیستم تشخیص الگو است که هویت اشخاص را تعیین یا تأیید مى کند و این عملیات را با استفاده از اطلاعات بیومتریک کاربران انجام مى دهد. نخستین گام در استفاده از این سیستم ثبت اطلاعات بیومتریکى کاربران در بانک اطلاعات (Data Base) سیستم است که پس از ثبت اطلاعات افراد در این سامانه، دو نوع خدمت از سامانه بیومتریکى در خواست مى شود: تأیید هویت و تعیین هویت.
در فرایند تعیین هویت، سؤالى که مطرح مى شود این است که او چه کسى است؟
دستگاه بیومتریک پس از دریافت داده هاى بیومتریک توسط شخص متقاضى به انجام عمل مقایسه مى پردازد که این مقایسه میان اطلاعات بیومتریک شخص با اطلاعات موجود در بانک اطلاعات انجام مى گیرد.در این حالت، فرض بر این است که اطلاعات فرد در بانک اطلاعات موجود است.
اما در فرایند تأیید هویت، سؤالى که به دنبال پاسخش مى گردیم، این است که آیا او همان فردى است که ادعا مى کند؟
در تأیید هویت، ابتدا متقاضى با استفاده از نام یا وارد کردن رمز عبور و یا یک مدرک شناسایى ادعا مى کند که هویت خاصى را دارد. سپس سامانه به مقایسه داده هاى بیومتریکى مدعى با داده هاى ثبت شده در بانک مشخصات مى پردازد و ادعاى وى را مورد بررسى قرار مى دهد و نتیجه را اعلام مى کند
آزمایش زیست سنجى (Biometric) در سیستم بیومتریک شامل سه گام است: ثبت مشخصات، مقایسه و به روز رسانى.
۱- ثبت مشخصات: کاربران با سنجش هاى اولیه در سیستم ثبت نام مى شوند. این عمل در چندین مرحله براى ثبت اطلاعات دقیق انجام مى گیرد.
۲- مقایسه: گام بعدى مقایسه نمونه با الگوى مرجع است. در این مرحله تعیین سطوح مناسب خطاى مجاز (tolerance) خصوصاً براى سنجش رفتارى از اهمیت ویژه اى برخوردار است.
۳- به روز رسانى: تمامى سیستم هاى بیومتریک مخصوصاً آن هایى که از خصوصیات رفتارى کاربر استفاده مى کنند، باید براى به روزرسانى الگوى مرجع طراحى شده باشند.
یک سیستم بیومتری ساده دارای چهار بخش اساسی است :
1- بلوک سنسور: که کار دریافت اطلاعات بیومتری را بر عهده دارد.
2- بلوک استخراج ویژگیها: که اطلاعات گرفته شده را می گیرد و بردار ویژگی های آن را استخراج می کند.
3- بلوک مقایسه: که کار مقایسه بردار حاصل شده با قالبها را بر عهده دارد.
4- بلوک تصمیم: که این قسمت هویت را شنااسایی می کند یا هویت را قبول کرده یا رد می کند.
اجزاىسیستم بیومتریک
سیستم بیومتریک از ۳ جزء اصلى تشکیل مى شود:
۱- ابزار اندازه گیرى: ابزار طراحى شده در سیستم بیومتریک در حقیقت نقش واسطه با کاربر را برعهده دارد و لذا باید به راحتى توسط کاربران قابل استفاده باشد و در عین حال احتمال خطا در آن بسیار کم باشد.
۲- نرم افزار: این نرم افزار که براساس الگوریتم هاى ریاضى طراحى شده است، متغیرهاى سنجش شده را با الگوى مرجع موجود در بانک اطلاعات مقایسه مى کند.
۳- سخت افزار: در طراحى سامانه بیومتریکى، به قطعات سخت افزارى و کاربرد آنها باید بیش از سایر دستگاه هاى مشابه توجه نشان داد تا در انجام محاسبات دچار خطا نشود.
و...
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:80
فهرست مطالب :
مقدمه 1
ـ ساختار PLC 2
ـ تفاوت PLC با کامپیوتر 6
ـ کاربرد PLC صنایع مختلف 8
ـ سخت افزار PLC 9
ـ مدولا منبع تغذیه (PS ) 10
ـ واحد پردازش مرکزی (CPU) 11
ـ حافظه (MEMORY) 11
ـ ترمینال ورودی (INPUT MODULE) 12
ـ ترمینال خروجی (OUTPUT MODULE) 13
ـ مدول های ارتباط پروسسوری (CP) 14
ـ مدول های رابط (IM) 14
ـ تصویری ورودی ها (PII) 14
ـ تصویر خروجی ها(PIO) 15
ـ فلگ ها ، تایمرها و شمارنده ها 15
ـ انبارک یا آکومولاتور (ACCUM) 16
ـ گذرگاه عمومی ورودی / خروجی (I/O bus) 16
ـ روشهای مختلف آدرس دهی 18
ـ نرم افزار PLC 18
ـ واحد برنامه نویسی (PG) 19
ـ روشهای برنامه نویسی در PLC 20
ـ روش نمایش نردبانی (LAD) 21
ـ روش نمایش فلورچارتی (CSF) 21
ـ نمایش عبارتی (STL) 21
ـ فلیپ فلاپ 22
ـ دستورL و T 22
ـ مقایسه کننده ها 23
ـ تایمرها (Timers) 24
ـ نصب و راه اندازی ، رفع عیب PLC 25
ـ نصب PLC 26
ـ حفاظت فیزیکی 26
ـ حرارت محیط 26
ـ تداخل مغناطیسی 27
ـ سیم کشی 27
ـ گسترش 28
ـ اتصالات سیم های بیرونی 28
ـ ایمنی 29
ـ اتصال وسایل ایمنی 30
ـ دوری از عیب های ورودی 31
ـ مستند سازی 32
ـ مقدمات تست دستگاه 33
ـ بازبینی عملیات 34
ـ آزمون نهایی 36
ـ عیب یابی 37
درصد خرابی و منبع آن 38
جدول راهنمای عیب یابی 40
راه اندازی دستی 43
چکیده :
در نخستین سالها الکتریسته به شکل مستقیم (DC) مورد استفاده قرار میگرفت که نمونه بارز آن باطریهای الکترو شیمیایی بودند که در تلگراف کاربرد وسیعی داشت.
در اولین نیروگاه برق که در سال 1882 توسط ادیسون در شهر نیویورک احداث گردید از ماشین بخار و دیناموهای جریان مستقیم برای تولید برق استفاده شد و نیروی حاصله به همان فرم DC از طریق کابلهای زیرزمینی توزیع و مصرف شد. در سال 1880 تا 1890 با ساخت ترانسفورماتورها وژنراتورهای القایی شبکههای انتقال AC توسعه فراوانی پیدا کرد ، بطوریکه این نوع شبکه بر شبکههای DC مسلط شد. علی رغم این موضوع ، در این سالها مهندسان تلاش زیادی جهت مرتفع ساختن مشکلات شبکههای انتقال DC به انجام رساندند ، بطوریکه رنه تیوری1 در سال 1889 با سری کردن ژنراتورهای DC توانست به ولتاژ بالایی جهت انتقال DC دست یابد و در انتهای خط هم تعدادی موتور DC را با هم سری کرده و هر یک از این موتورها را با بک ژنراتورDC یا AC با ولتاژ کم کوپل کرده بود.
از این نوع سیستم تا سال 1911 حدود 20 پروژه در اروپا به اجرا درآمد که مهمترین آن در فرانسه بین موتیرز2 در کوههای آلپ فرانسه و شهر لیون با فاصلهای حدود km20 و سطح ولتاژ kv125 تا سال 1937 مورد بهرهبرداری قرار گرفت.
به هر حال با توجه به محدودیت ماشینهای DC مشخص بود که توسعه بیشتر HVDC به مدلهایی با کیفیت بهتر از این نوع ماشینها نیاز داشت، به همین دلیل عدهای به طرح دیگری از مبدلها پرداختند.
در سال 1932 مارکس در آلمان مبدلهایی با قوس هوا ابداع کرد که باسویچینگ قوس بین دو الکترود مشابه، جریان متناوب قابل تبدیل به جریان مستقیم میشدند ولی این نوع مبدل اشکالاتی از جمله عمر کم الکترودها، افت ولتاژ نسبتاً زیاد (V500 روی قوس) و همچنین توان تلفاتی زیاد برای قوس و برای دمیدن هوای خاموش کننده قوس و خنک کنندگی حدود 3% قدرت انتقالی داشت.
در سال 1930 برای اولین باردیوهای جیوهای مجهز به الکترود کمکی ساخته شدند، این نوع دیودها قابلیت کار در حالت اینورتری را نیز داشتند به این ترتیب در سالهای بعد مبدلهای شبکه انتقال DC به دیودهای مذکور مجهز شدند.
اولین خطوط HVDC با استفاده از این نوع مبدلها در طول جنگ جهانی دوم در کشور آلمان احداث شد، این خط به طول km115 و ولتاژ kv400 و ظرفیت انتقال قدرت Mw60 با کابل زیرزمینی مورد بهرهبرداری قرار گرفت.
همچنین در این سالها خطی بین مسکووکاشیراباطول km112 و ظرفیت Mw30 و ولتاژ kv100+ که عمدتاً با استفاده از کابل و بعضی از قستمها هوایی بوده است، ایجاد شد.
انتقال انرژی الکتریکی با استفاده از سیستم فشار قوی جریان مستقیم ( HVDC )به عنوان مکمل سیستمهای فشار قوی متناوب (HVDC ) و حتی در مواردی جایگزین آن از دهه ششم قرن میلادی حاضر، مطرح بوده است. حدود Gw50 توان انتقال میدهند.
به عنوان نمونه میتوان از سیستم ایتایپو1 در برزیل یاد کرد. این سیستم Gw 3/6 توان تحت ولتاژ kv600+ در فاصلهای به طول km800 انتقال میدهد.
با بررسی سیستمهای HVDC ساخته شده میبینیم که در بعضی از موارد انتقال انرژی با جریان مستقیم تنها راه چاره موجود است و مشکلات فنی اجازه نمیدهند از جریان متناوب برای این کار استفاده شود، به عنوان مثال انتقال توان با کابل از طریق دریا در فواصل طولانی یا ارتباط میان شبکههای با فرکانس متفاوت چارهای جز استفاده از سیستمDC نیست. در برخی دیگر از سیستمهای HVDC که برتری اقتصادی انتقالDC درآن مورد نسبت به انتقال ACسبب انتخاب HVDC شده است.
مثلاً با توجه به اینکه انتقالDC را میتوان با دو یا یک هادی ( به جای سه هادی درAC ) انجام داد.
انتقال حجم زیادی از توان در فواصل طولانی( بیش از km800) بصورت DC نسبت به AC با صرفه تر است. در بعضی از موارد پارامترهای دیگری از قبیل بهبود پایداری، حفظ سطح اتصال کوتاه ، کنترل پذیری بیشتر هم مطرح می شوند که علی رغم داشتن هزینه برابر یابیشتر سیستمDC بر AC ترجیح داده میشود.
پیشرفتهای روز افزون در ساخت ادوات نیمههادی برای توانهای بالاتر با قیمتهای ارزانتر راه استفاده ازانتقال جریان مستقیم را هموارتر کرده است.
معیارهایی از سیستم انتقال HVDC
سیستم HVDC بخاطر یک یا چند دلیل از دلایل زیر نسبت به سیستم AC در ولتاژهای بالا ارجحیت دارد:
1ـ برای خطوط انتقال بلند با قدرت انتقالی بالا.
از نظر اقتصادی و بدون در نظر گرفتن تلفات کم در خطوط انتقال، از سیستم HVDC استفاده میشود. بهر حال HVDC به تجهیزات ایستگاههای تبدیل کننده اضافی احتیاج دارد.
در انتقال قدرتهای بالا در فواصل زیاد مجموع تلفات سیستم DC کمتر از سیستم AC است بطور کل در شرایط یکسان ، تصمیمگیری بر اساس علم اقتصاد برای انتخاب یک طرح صورت میگیرد.
خطوط HVDC احتیاج به ایستگاههای میانی برای متعادل سازی ندارند ولی خطوط EHV-AC به این ایستگاهها احتیاج دارند که در شرایط یکسان تلفات ایستگاهها در خطوط HVDC کمتر از خطوط EHV-AC میباشد.(شکل « 1-1»)
2ـ برای متصل کردن دو سیستم (شبکه) AC که دارای سیستم کنترل بارـ فرکانس میباشند.
سیستم HVDC چند مزیت نسبت به سیستم AC دارد. سیستمهای HVDC برای سنکرون کردن دو سیستم AC بکار میروند و خود این سیستمها احتیاج به سیستمهای دیگری برای سنکرون شدن ندارند.
با HVDC ، قدرت انتقالی کنترل میشود و اغتشاشات در فرکانس وجود ندارد و حالات زود گذر در شبکه AC در هر دو طرف میتواند در حد مطلوب بهبود داد شود.
3ـ برای ایستگاههای سنکرونیزاسیون پشت به پشت1
در جایی که بخواهند دو سیستم AC با فرکانس مختلف را بهم متصل کنند، میتوان از ایستگاه مبدل HVDC استفاده نمود و با استفاده از سیستم ، میزان توان انتقالی و مبادله شده بین آنها را کنترل نمود.
4ـ اتصال چند شبکه جریان متناوب فشار قوی
این امکان توسط سیستم HVDC جدید قابل اجرا است و بوسیله آن سه یا چند شبکه AC میتوانند بصورت سنکرون به هم متصل شوند.
قدرت جاری شده در هر یک از سیستمهای AC متصل، میتواند کنترل شود و همچنین قدرتهای زیادی میتواند منتقل شود.
5ـ برای کابلهای انتقال زیرزمینی و زیر دریایی
این کابلها برای فواصل متوسط و ولتاژهای بالا و انتقال قدرت در دریا و اقیانوس مورد استفاده میباشند.
خسارت ناشی از درجه حرارت حاصل شده بوسیله جریان های شارژ خازنی کابل، محدودیتی برای بارها میباشند. در هر ولتاژ مشخص محدودیتی برای طول کابل و همچنین محدودیتی برای انتقال توان توسط کابل میباشد و در این حالت کابلهای HVDC ضروری میباشند.
انواع سیستمهای HVDC
یک سیستم انتقال HVDC ، انرژی الکتریکی را از یک یا چند ایستگاه AC از طریق جریان مستقیم به ایستگاههای دیگر AC منتقل میکند و نیز توان را توسط چند ترمینال به شکل جریان مستقیم بین سه یا چند ایستگاه AC منتقل میکند.
سیم تک قطبی1
این سیستم انتقال ، دارای یک قطب و زمین به عنوان مسیر برگشت جریان میباشد، به عبارت دیگر در این سیتم جریان و قدرت از طریق هادی های خطوط و زمین که مانند یک هادی میباشد انتقال پیدا میکند.
سیستمهای تک قطبی HVDC برای قدرتهای نسبتاً کم مورد استفاده قرار میگیرند و عمدتاً توسط کابل انتقال مییابند.
در بعضی از طرحهای سیستمهای تک قطبی به سادگی به سیستمهای دو قطبی تبدیل میشوند ( به وسیله اضافه کردن ایستگاه و قطب خطوط).
جریان جاری در سیستم انتقال تک قطبی اجرا شده شکل(1-2) بین 200 تا 800 آمپر است.
جریان زمین در مسیری که در این طرحها پیشبینی شده جاری میشود، مسیر زمین کم هزینه و مقاومت کمتری دارد و در نتیجه هادی کمتری استفاده میشود که سهم زیادی در اقتصاد سیستم دارد.
سیستم تک قطبی ارزشی معادل نیمی از سیستم دو قطبی دارد و هم ارزش است با طرح EHV-DC برای کابلهای زیر دریایی طولانی تا طول km25 و قدرت بالایی تا
حدود Mw 250. برای چنین کابلهایی توسط سیستم AC عملی نیست ، زیرا جریان شارژ خازنی بالای AC حرارترا در کابلها افزایش داده و علاوه لذا تلفات زیاد به کابل نیز آسیب میرساند.
شبکه تک قطبی با بیش از یک هادی1
در چنین سیستمی دو یا چند خط انتقال با پلاریته یکسان (منفی) وجود دارد و برگشت جریان از زمین و یا از دریا انجام میشود. در صورت بروز خطا در یکی از هادیها میتوان با اتصال مبدلها به هادی دیگر دارای ظرفیت اضافهبار میباشد بخشی از توان خط خارج شده را انتقال داد.
شبکه تک قطبی با بیش از یک هادی1
در چنین سیستمی دو یا چند خط انتقال با پلاریته یکسان (منفی) وجود دارد و برگشت جریان از زمین و یا از دریا انجام میشود. در صورت بروز خطا در یکی از هادیها میتوان با اتصال مبدلها به هادی دیگر دارای ظرفیت اضافهبار میباشد بخشی از توان خط خارج شده را انتقال داد.
و...
موتور الکتریکی
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:199
چکیده :
یک موتورالکتریکی، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است توسط ژنراتور انجام می شود. این دو وسیله بجز در عملکرد، مشابه یکدیگر هستند .اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترو مغناطیس کار می کنند، اما موتورهایی که براساس پدیده های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر بیزوالکتریک کاری کنند هم وجود دارند.
ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، نیرویی برآن ماده از سوی میدان اعمال می شود. دریک موتور استوانه ای، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله ای معین از محور روتور به روتور اعمال می شود می گردد.
اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی مهم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است.
انواع موتورهای الکتریکی عبارتند از:
1- موتورهایDC
2- موتورهایAC
3- موتورهای پله ای
4- موتورهای خطی
موتورهای AC شامل موتورهای AC تک فاز و موتورهای AC سه فاز می شوند.
موتورهای AC تک فاز:
معمولترین موتور AC تک فاز موتور سنکرون قطب چاکدار است که اغلب در دستگاه هایی به کار می رود که گشتاور پایین نیاز دارند نظیر پنکه های برقی، اجاق های ماکروویو ودیگر لوازم خانگی کوچک، نوع دیگر موتور AC تک فاز موتورالقایی است که اغلب در لوازم بزرگ نظیر ماشین لباسشویی و خشک کن لباس به کار می رود.
موتورهای AC سه فاز:
برای کاربردهای نیازمند به توان های بالاتر ،از موتورهای القایی سه فاز AC (یا چند فاز) استفاده می شود. این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان استفاده می کنند.اغلب روتور شامل تعدادی هادی های مسی است ، که در فولاد قرار داده شده اند. از طریق القای الکترو مغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادی هاالقای جریان می کند، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده وموجب می شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید. این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف است. ماشین های القائی سه فاز ، ماشین هایی با سرعت آسنکردن هستند که در حالت موتوری زیرسرعت سنکرون ودر حالت ژنراتوری بالای سرعت سنکرون کار می کنند. این ماشین ها که مستحکم بوده و به نگهداری کمی نیاز دارند در مقایسه با ماشین های سنکرون و DC در اندازه ای مشابه ، ارزان تر می باشند و در محدوده چند وات تا 1000HP ساخته شده و به کار گرفته می شوند. همچنین در مواردی نظیر قابلیت اطمینان بالاتر، وزن،حجم وانریسی کمتر، راندمان بیشتر، قابلیت عملکرد در محیط های باگرد و غبار و در محیط های قابل انفجار نسبت به موتورهای DC برتر هستند.
مشکل اصلی موتورهای dc وجود کموتاتور و جاروبک است، که نگهداری زیاد و پرهزینه و نامناسب بودن عملکرد موتور در محیط های باگرد وغبار بالا و قابل انفجار را بدنبال دارد با توجه به مزایای فوق در تمامی کاربردها موتورهای القایی بطور وسیع بر سایر موتورهای الکتریکی ترجیح داده می شوند با این حال تا چندی پیش از موتورهای القایی فقط در کاربردهای سرعت ثابت استفاده شده است و در کاربردهای سرعت متغیر موتورهای DC ترجیح داده شده اند این امر ناشی از آنست که روش های مرسوم در کنترل سرعت موتورهای القایی هم غیراقتصادی وهم دارای راندمان کم بوده است. اما با بهبود در قابلیت ها و کاهش در هزینه تریستورها و اخیراً در تراتریستورهای قدرت و GTO ها ( که در کنترل سرعت این موتورها استفاده می شوند) امکان ساخت محرکه های سرعت متغیر با استفاده از موتورهای القایی بوجود آمده است که در برخی موارد حتی از نظر هزینه و عملکرد با موتور dc نیز پیشی گرفته اند در واقع چرخ صنایع امروز را این ماشین ها می گردانند هرچند که سرعت آنها به آسانی سرعتDC قابل کنترل نبوده و جریان راه اندازی زیادی که تقریباً 6 تا 8 برابر جریان بار کامل آنهاست نیاز دارند. در ضمن این موتورها وقتی با بارکم کار می کنند ، ضریب قدرت پایین دارند.سرعت موتورAC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد ومقدار لغزش، یا اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان استاتور، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می کند تغییر سرعت دراین نوع از موتورها را می توان با داشتن دسته سیم پیچی ها یا قطب هایی در موتور که با روشن و خاموش کرد نشان سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می کند ممکن ساخت. به هر حال با پیشرفت الکترونیک قدرت می توانیم با تغییردادن فرکانس منبع تغذیه ، کنترل یکنواخت تری بر روی سرعت موتورها داشته باشیم . به طور کلی روشهای مرسوم کنترل سرعت موتور AC(القائی) به صورت زیر است:
1- کنترل با منبع ولتاژ متغیر فرکانس ثابت
2- کنترل با منبع ولتاژ فرکانس متغیر
3- کنترل مقاومت رتور
4- کنترل از روش تزریق ولتاژ در مدار رتور
در این جا ما فقط به کنترل سرعت موتور AC سه فاز(القایی) از طریق کنترل ولت بر هرتز (روش دوم) می پردازیم.
فصل 2 : مقدمه ای بر سیمولینک
2-1سیمولینک چیست؟
سیمولینک یکی از ابزارهای گسترش یافته Matlab است که امکان ایجاد سریع و دقیق مدل کامپیوتری سیستم های دینامیکی با استفاده از نماد نمودار بلوکی را برای مهندسان فراهم می کند. سیستم های غیرخطی پیچیده را می توان با سیمولینک به سادگی مدل نمود. مدل سیمولینک می تواند شامل اجزا پیوسته و گسسته باشد. به علاوه ، مدل سیمولینک قادر به ایجاد انیمیشن گرافیکی است که میزان پیشرفت شبیه سازی را به صورت بصری نمایش داده و فهم رفتار سیستم را به میزان چشمگیری بهبود می بخشد.
به طور خلاصه قدم هایی که برای استفاده از سیمولینک برداشته می شود شامل یافتن یک مدل یا نمایش ریاضی همراه پارامترهای سیستم مورد نظر، انتخاب روش مناسب انتگرال گیری و درآخر تبیین شرایط اجرای شبیه سازی نظیر شرایط اولیه و زمان اجرا می باشد مدل سازی در سیمولینک یا استفاده از رابطه های گرافیکی و کتابخانه الگوها یا بلوک های توابعی که عموماً در تشریح خصوصیات ریاضی سیستم های دینامیکی کاربرد دارند، تسهیل شده است.
2-2 ورود به سیمولینک
سیمولینک یک بسط نرم افزاری در محیط Matlab است و برای ورود به آن می باید ابتدا Matlab را اجرا کنید سپس از درون Matlab با کلیک آیکون سیمولینک در نوار ابزار Matlab همان طور که در شکل (2-1) نشان داده شده یا با وارد کردن فرمان simulink در اعلان Matlab سیمولینک را فراخوانی کنید در نتیجه صفحه ی simulink library Browser که شامل کتابخانه سیمولینک است باز می شود.
2-3 ایجاد فایل شبیه سازی باسیمولینک.
کلیک آیکونnew window،یک پنجره مدل خالی مطابق شکل (2-2)باز می کند دراین پنجره مدل خالی کهuntitled نام گذاری شده است مدل سیمولینک را ایجاد خواهید نمود
مجموعه متنوعی از الگوها یا بلوک های توابع، تحت کتابخانه های مختلف گردآوری شده است یک الگو را به طریق زیر می توان از کتابخانه کپی نموده و در صفحه ی مورد نظر قرار داد: الگوی مورد نظر را انتخاب نموده و سپس آن را به محل مطلوب در صفحه ی سیمولینک بکشید و یا روی الگو کلیک راست کنید و گزینهAdd to untitled را انتخاب کنید.
بسیاری از الگوها دارای مقادیر اولیه هستند که قبل از استفاده از آنها، می باید مقادیر اولیه را تعریف کنید.برای مشاهده یا تغییر این مقادیر باید روی الگوی مورد نظر دوبار کلیک نمود که در این صورت پنجره ی گفت وگویی باز خواهد شد که شامل مستطیل هایی است که برای وارد نمودن پارامترهاست. اطلاعات درخواستی می تواند به شکل متغیر حرفی یا عدد ثابت وارد شود متغیرهای حرفی را قبل از شروع شبیه سازی می توان در فضای Matlab تعریف کرد هنگامی که شبیه سازی چندین بار تکرار شود،برای مثال مطالعه ی حساسیت نسبت به پارامترها، استفاده از متغیرهای حرفی ارجح است.
پارامترها و مقادیر اولیه متغیرهای حرفی را می توان با تایپ کردن آنها در محیط Maltab وارد نمود این کار با سیستم نوشته شده ، امکان پذیر است. چنین m فایلی همچنین می تواند در صفحه ی سیمولینک و یا استفاده از بلوک الگو شده اجرا گردد. برای شبیه سازی گسترده ، بهره گیری ازm فایل ها توصیه می شود. ایجاد m فایل و اشکال زدایی از آن را می توان توسط ادیتور مربوط از toolbar در متلب انجام داد.
2-4 پیکربندی شبیه سازی:
مدل سیمولینک در اصل برنامه ای کامپیوتری است که مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل وتفاضلی را تعریف می کند.هنگامی که از نوار منوی پنجره ی مدل simulation: start را انتخاب می کنید (شروع شبیه سازی) سیمونیک آن مجموعه معادلات دیفرانسیل و تفاضلی را ، توسط یکی از حل کننده های معادله دیفرانسیل خود، به صورت عددی حل می کند. قبل از اجرای شبیه سازی می توانید پارامتری های شبیه سازی متنوعی نظیرشروع وپایان شبیه سازی، اندازه گام شبیه سازی وچند تلورانس مختلف را تنظیم کنید و از میان چندین الگوریتم انتگرال گیری کیفیت بالا یکی را برگزینید. همچنین می توانید سیمولینک را برای دریافت داده های شخصی از فضای کاری MATLAB و ارسال نتایج شبیه سازی به آن پیکربندی نمایید.
برای تنظیم پارامترهای شبیه سازی، از نوار منوی پنجره ی مدلsimulation : parameters را انتخاب کنید تا کادر مکالمه پارامترهای شبیه سازی مطابق شکل (2-3) باز شود کادر مکالمه پارامترهای شبیه سازی دارای چهار صفحه ی جدول بندی شده ی Advanced , Diagnostics, workspace I/O می باشد صفحه ی solver ، حل کننده معادله ی دیفرانسیل را انتخاب وپیکربندی می کند. از این قسمت حل کنندهها در دو رده دسته بندی شده اند: گام متغیر(variable-step) و گام ثابت (fixed –step) برای هر رده چندین الگوریتم انتگرال گیری مختلف وجود دارد. اگر حل کننده گام متغیر انتخاب شود، دارای فیلدهایی برای انتخاب ماکزیمم اندازه گام انتگرال گیری ، اندازه گام انتگرال گیری اولیه و تولرانس های نسبی و مطلق می باشد. اگر حل کنندة گام ثابت انتخاب شود تنها یک فیلد که برای وارد کردن اندازه گام می باشد، دارد.
2-5 آنماز واجرای یک شبیه سازی:
قبل از آغاز شبیه سازی،حتماً باید آغاز و انتهای شبیه سازی را در حین پیکربندی شبیه سازی تعریف کنید. شبیه سازی را می توان با کلیک کردن روی کلمهstart تحت منوی simulation صفحه ای سیمولینک یا صفحه ی مدل آغاز نمود. در صورت تمایل می توانید قبل ازآغاز شبیه سازی، اسکوپ و ساعت را تنظیم کنید تا پیشرفت شبیه سازی را روی نمایشگر مشاهده نمایید.
2-5-1 مشاهده متغیرها در حین اجرا
می توانید بوسیله ی scope که در کتابخانه سیمولینک در قسمت sinks قرار دارد متغیرها را در بین اجرای شبیه سازی مشاهده کرد فقط کافی است scope را به متغیری که می خواهیم آن را در حین اجرا ببینیم وصل کنیم.
کلاً برای مشاهده خروجی هادر سیمولینک چند وسیله خارجی تحت کتابخانهsinks فراهم آمده است. اسکوپ فراهم شده ، یک ورودی دارد که سیگنال های مالتی پلکس شده را نیز می پذیرد.
2-6- ذخیرة داده ها
شکل(2-4) دو روش متفاوت برای مشاهده متغیرها را نشان می دهد. خروجی ژنراتور موج (سیگنال ژنراتور) را می توان مستقیماً طی مدت اجرای شبیه سازی ، توسط اسکوپ مشاهده کرد، یا اگر قرار است داده ها رسم شده یا بعداً مورد استفاده قرار گیرند می توان خروجی مطلوب به همراه زمان اجرای شبیه سازی از طریق ساعت را به فایل داده Matlab و با استفاده از الگویTo File در sinks ذخیره نمود. به جای این که نتایج مستقیماً در یک فایل نوشته شود، خروجی را می توان به شکل موقتی تحت یک آرایه (yout) در محیط Matlab و بااستفاده از الگوی to workspace که تحت sinks می باشد ذخیره کرد.
و...
اینورتر
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:177
به همراه تمامی شکل ها
چکیده :
همانطور که می دانیم وظیفه اینوتر تبدیل dc به ac می باشد که این کار هم در فرکانس ثابت و هم در فرکانس متغیر صورت می گیرد . ولتاژ خروجی می تواند در یک فرکانس متغیر یا ثابت دارای دامنه متغیر یا ثابت باشد که ولتاژ خروجی متغیر می تواند با تغییر ولتاژ ورودی dc و ثابت نگهداشتن ضریب تقویت اینوتر بدست آید . از سوی دیگر اگر ولتاژ ورودی dc ثابت و غیرقابل کنترل باشد
می توان برای داشتن یک ولتاژ خروجی متغیر از تغییر ضریب تقویت اینوتر که معمولاً با کنترل مدولاسیون عرض پالس ( PWM ) در اینورتر انجام می شود استفاده کرد. ضریب تقویت اینوتر عبارت است از نسبت دامنه ولتاژ ac خروجی به dc ورودی .
اینوترها به دو دسته تقسیم می شوند : 1) اینوترهای تک فاز و 2) اینورترهای سه فاز . که خود آنها نیز بسته به نوع کموتاسیون تریستورها به چهار قسمت تقسیم می شوند . الف. اینوتر با مدولاسیون عرض پالس ( PWM ) ، ب. اینوتر با مدار تشدید ، پ. اینوتر با کموتاسیون کمکی ، ت. اینوتر با کموتاسیون تکمیلی . که اگر ولتاژ ورودی اینوتر ، ثابت باشد ، اینوتر با تغذیه ولتاژ ( VSI ) و اگر ورودی ثابت باشد ، آن را اینوتر با تغذیه جریان ( CSI ) می نامند .
از بین اینورترهای تکفاز دو نوع معروف به نام اینوتر تکفاز با سر وسط و اینوتر پل تکفاز می باشد که در اینجا به اختصار نوع پل تکفاز آن را بررسی کرده و سپس راجع به اینوترهای سه فاز توضیح خواهیم داد .
1-1 ) اینوترپل تکفاز
در این نوع اینوتر همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است با آتش شدن تریستور مکمل T4 تریستور T1 خاموش می گردد . اگر بار سلفی باشد جریان بار بلافاصله معکوس نمی شود و لذا وقتی کموتاسیون کامل شد تریستور T4 خاموش می شود و جریان بار به دیود D4 منتقل می شود . فرمان کموتاسیون نسبت به زمان فرکانس بار اینوتر خیلی کوتاه می باشد . در اینجا ما کموتاسیون را ایده آل فرض می کنیم .
حال اگر بار مقاومتی خالص باشد روشن کردن متناوب T1T2 و T3T4 باعث می شود که یک شکل موج مربعی دو سر بار قرار گیرد هر چند در حالت بار سلفی شکل موج جریان تأخیر دارد ولی مربعی می باشد . این شکل موج مربعی در شکل 2- الف نشان داده شده است . تریستور با استفاده از یک قطار پالس که به صورت 180o به آن اعمال می شود روشن می شود . به وسیله انتهای نیم پریود مثبت معلوم می شود که جریان بار مثبت بوده و به صورت نمایی افزایش می یابد . وقتی که تریستور T1 و T2 خاموش می شوند تریستورهای T3 و T4 روشن شده و ولتاژ بار معکوس می گردد ولی جریان بار تغییر نمی کند و مسیر جریان بار دیودهای D3 و D4 می باشند که منبع dc را به دو سر بار وصل می کنند و ولتاژ معکوس شده و انرژی تا زمانی که جریان به صفر برسد از بار به منبع منتقل می شود از آنجایی که در لحظه صفر شدن بار جریان تریستورها نیاز به تحریک ( آتش شدن ) مجدد دارند لذا یک قطار پالس آتش نیاز است تا هر لحظه که جریان صفر شد بلافاصله تریستورهای بعدی را روشن کند .
می توان ولتاژ خروجی را به صورت شکل موج مربعی با پریود صفر نیز درست کرد . همانطور که در شکل 2- ب نشان داده شده این نوع شکل موج را می توان با جلو بردن زاویه آتش تریستورهای مکمل T1T4 نسبت به تریستورهای T2T3 درست کرد همانطور که از شکل دیده می شود قطار پالس آتش تریستور T1 و T4 به اندازه f درجه عقب تر از قطار پالس تریستور T2 و T3 می باشد . در شکل 2- ب فرض کنیم با خاموش شدن تریستور T1 ، تریستور T4 روشن شود ، جریان بار به دیود D4 منتقل می شود اما از آنجاییکه تریستور T2 هنوز روشن است جریان بار در مسیر D4 و T2 جاری می شود ، بار اتصال کوتاه شده و ولتاژ بار صفر می شود . وقتی که تریستور T2 خاموش و تریستور T3 روشن می شود تنها مسیر جریان بار دیود D3 می باشد و منبع dc در جهت منفی به بار متصل می شود و تریستورهای T3 و T4 بلافاصله بعد از صفر شدن جریان بار هدایت می کند لذا شکل جریان تریستور و دیود متفاوت می شود .
1-2 ) اینوتر تکفاز PWM
اینوتر کنترل شده جهت تولید شکل موج مدوله شده عرض پالس دارای شکل موجی مطابق شکل 3 می باشد . همانطور که از شکل دیده می شود دراین روش سعی شده است که در نقاط نزدیک پیک پریود روشن بودن طولانی تر باشد این روش را کنترل مدولاسیون پهنای پالس ( PWM ) می نامند . دراین روش ها مونیکهای مرتبه پایین در شکل موج مدوله شده پهای پالسی خیلی کمتراز شکل موجهای دیگراست .
با توجه به شکل 3 ملاحظه می کنید که در برخی از فواصل ولتاژ اعمال شده به مدار مصرف باید صفر باشد که عملی کردن آن به این صورت است که در طی این فواصل یا تریستورهای T1 و T3 بطور همزمان روشن هستند و یا تریستورهای T2 و T4 . به هر حال ، خروج دیود و تریستور که به صورت سری با بار قرار می گیرند باعث اتصال کوتاه شدن بار می شوند . در این روش باید توجه شود که در هر سیکل تعداد کموتاسیون ، حداقل بوده و نیز تریستورها به صورت قرینه روشن شوند .
برای تولید یک شکل موج همانند شکل 3 نیازمند اعمال کموتاسیونهای زیادی درهر سیکل هستیم از آنجایی که در انتها و ابتدای هر سیکل ، باید دو سر بار اتصال کوتاه شده و ولتاژش صفر شود لذا باید یک تریستور در ابتدا و انتهای سیکل قطع شود که این عمل تلفات ناشی از کموتاسیون را افزایش می دهد . اما برای کاهش این تلفات باید مقدار کموتاسیون درهر سیکل کاهش یابد که این کاهش تعداد کموتاسیون به صورت زیر می باشد که در انتهای هر پالس تنها یکی از دو تریستور هادی جریان قطع گردد و هیچ تریستور دیگری به منظور اتصال کوتاه کردن دو سر بار روشن نگردد . و در شروع پالس بعدی ، آن تریستوری که در انتهای پالس قبلی خاموش شده بود بار دیگر روشن گردد .
2- اینورترهای سه فاز
در کاربردهای با توان بالا ( یا سایر جاهایی که به سه فاز نیاز باشد ) از اینورترهای سه فاز استفاده می شود . اینوتر سه فاز را می توان با اتصال موازی سه اینورتر تکفاز پل درست کرد و همچنین باید توجه داشت که جریان گیت آنها باید با هم 120o اختلاف فاز داشته باشد تا ولتاژهای سه فاز متقارن ایجاد گردد . برای حذف هارمونیکهای مضرب سه در ولتاژ خروجی می توان از یک تراشی درخروجی اینوتر استفاده کرده و اتصال ثانویه آن را ستاره می بندد و بار را نیز یا مثلث یا ستاره بست . مطابق شکل 4 که یک مدار اینوتر سه فاز را نشان می دهد شامل 6 تریستور ، 6 دیود و منبع تغذیه می باشد .
این اینوترها دارای ساختمان کلی مطابق شکل 4 بوده و براساس نحوه سیگنال فرمان به دو دسته تقسیم می شوند . 1- در هر لحظه دو تریستور هدایت می کند . 2- در هر لحظه سه تریستور هدایت می کند .
با وجود این دو روش سیگنال فرمان گیت ها باید به گونه ای باشد که در هر فاصله 60o ، به گیت وصل یا از آن قطع شود و همچنین اینوترها نیز به گونه ای طراحی شده اند که هر کدام بتوانند 180o هدایت کنند . و همچنین اگر باری که توسط اینورتر تغذیه می شود سلفی باشد جریان بار در هر فاز نسبت به ولتاژ پس فاز می شود .
1- روش اول : در این روش در هر لحظه دو تریستور هدایت می کند چون کلاً 6 تریستور داریم جمعاً 120*6=720o هدایت داریم و در هر 360o تعداد تریستورهایی که هدایت می کنند برابر است با :
یعنی در هر لحظه دو تریستور به صورت همزمان هدایت می کنند که یکی از تریستورها جریان را به بار می برد و دیگری نیز جریان را از بار برمی گرداند . مطابق شکل 5 ملاحظه می شود که با قطع شدن جریان گیت ig1 ، جریا گیت ig4 وصل می شود در عمل باید یک زمان کافی برای خاموش شدن تریستور T1 باشد از انجا که پس از قطع ig1 ، جریان گیت ig4 عمل می کند لذا تریستور T1 زمان کافی برای خاموش شدن خود ندارد و لذا هنگام اعمال تریستور T4 و قطع شدن T1 منبع توسط آنها اتصال کوتاه می شوند هر چند که اگر زمان کافی برای خاموش شدن تریستور T1 در نظر گرفته شود و لیکن کموتاسیون به خوبی صورت نگیرد باز هم یک اتصال کوتاه مخرب در منبع تغذیه رخ می دهد . که این یکی از عیبهای روش دوم است . با استفاده از روش دو تریستوری خطر اتصال کوتاه شدید منبع را می توان حل کرد در این حالت یک فاصله زمانی 60o بین ابتدای پالس فرمان یک تریستور و انتهای پالس فرمان مربوط به تریستور دیگری که با آن سری شده است وجود دارد که این خود مدت زمان بیشتری را برای خاموش شدن تریستور اول فراهم می کند علاوه بر این اگر هر گونه تأخیر در قطع شدن تریستور T1 ، به هر علت ناشی از عیبهای مختلف تنها منجر می گردد جریان بار دو مسیر جهت عبور داشته باشد که این عمل می تواند موجب نامتعادلی جریان بار شود و هرگز اتصال کوتاه شدید منبع تغذیه را در بر نخواهد داشت .
در این وضعیت هر 6 فرمان قطع در هر پریود لازم خواهد بود پس در این حالت سیگنال فرمان هم هر سیکل را می تواند به 6 فاصله زمانی مطابق شکل 5-b تقسیم بندی کند . از آنجا که در هر تریستور با اتمام سیگنال فرمانش قطع می شود پس در حالتی که بار غیراهمی باشد پتانسیل تنها دو ترمینال خروجی اینورتر در هر لحظه قابل بیان است .
روش دوم : در این روش در هر لحظه سه تریستور هدایت می کند . روندی که در این روش برای سیگنال های فرمان در نظر گرفته می شود بدین صورت است که در این حالت هر تریستور فاصله 180o را هدایت می کند و چون کلاً 6 کلید داریم لذا کل هدایت می شود :
6 * 180o = 1080o
که باز هم مثل روش قبل اگر آنرا بر 360o تقسیم کنیم معلوم می شود که درهر لحظه کلید باید وصل شود که در این حالت یک یا دو کلید جریان را به بار می برند و دو یا یک کلید جریان را از بار برمی گرداند . ترتیبی که در این حالت برای سیگنالهای فرمان در نظر گرفته می شود در شکل 6 نشان داده شده است . که در آن سه تریستور به طور همزمان در حال هدایت جریان می باشند .
و...
سیستم ریسندگی
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:67
چکیده :
سیستم ریسندگی رینگ از دیرباز برای تولید نخ در سیستم ریسندگی الیاف کوتاه مورد استفاده قرار گرفته است ولی با افزایش تقاضا موانعی بر سر راه تولید نخ این سیستم به وجود آمده است.
افزایش مقدار تولید رینگ مستلزم عبور سریع رشته کش داده شده از غلتک جلو و نیز عبور سریع الیاف از منطقه مثلث تاب و عبور راحت و روان نخ از بین شکاف و عینکی جهت پیچش نخ برروی دوک می باشد. دستیابی به این مسائل مستلزم افزایش سرعت غلتکهای کشش، افزایش سرعت میله دوک و نیز شیطانک و بالن تولیدی می باشد.
غلتکهای کشش ماشین رینگ، مخصوصاً غلتکهای ناحیه جلو به علت طویل بودن در سرعتهای بالا دچار ارتعاشات مداوم و ناخواسته می شوند و در نتیجه تأثیر منفی بر کشش و کیفیت نخ می گذارند و نهایتاً باعث خرابی کلیه قطعات منطقة کشش می شوند. برای پیشگیری از چنین خساراتی، دقت عمل زیادی در طراحی و ساخت شافتها بعمل میآورند و از مواد اولیه ویژه ای استفاده می نمایند. این الزام و ضرورت هزینه ماشین سازی را چندین برابر می نماید. همین وضعیت در هنگام افزایش سرعت میل دوک ها نیز صادق است. امروزه افزایش سرعت میل دوک امکان پذیر است، لاکن افزایش چرخش شیطانک از نظر تکنولوژیکی امکان پذیر نمی باشد.
بنابراین حفظ و نگهداری ماشین های رینگ برای داشتن نخ با کیفیت و قابل قبول بسیار انرژی بر و پرهزینه است. یقیناً اگر بتوان سرعت دوک را افزایش داد شرایط برای کارکرد هم آهنگ قطعات دیگر در منطقه تاب و پیچش چندین برابر دقیق تر و مطلوب تر خواهد شد لاکن شرایط فوق مشکل تر و پرهزینه تر خواهد بود. با تمام این اوصاف به فرض آنکه بتوان شرایط را برای افزایش سرعت دوک مهیا نمود، به گونه ای که دوک با سرعت زیاد بچرخد. حرکت و گردش شیطانک برروی عینکی حرارت ایجاد می کند و عمر شیطانک را به خطر می اندازد. به هر حال افزایش سرعت شیطانک با همین وضعیت و طراحی رینگ مستلزم خنثی نمودن نیروی کند کننده چرخش شیطانک بر سطح عینکی است. این نیروی کند کننده همان نیروی اصطکاک بین شیطانک و عینکی است که حاصل ضرب نیروی حرکت (که با افزایش سرعت بیشتر می شود) و ضریب اصطکاک و سطح تماس بین شیطانک و عینکی است. یقیناً هرچه حاصل ضرب عوامل فوق به صفر نزدیک شود عامل کند کننده چرخش شیطانک کم رنگ تر می شود درحالیکه به خاطر توأم بودن دو عمل تاب و پیچش کم رنگ شدن عامل کندکننده چرخش شیطانکبرکاهشتوان عمل پیچیدن اثر مستقیم دارد ]2[.
در رینگ هر سه عمل کشش، تاب و پیچش به نوعی محدود است بزرگترین مشکل آن از توأم بودن تاب و پیچش و وابسته بودن آن ها به حرکت چرخش شیطانک سرچشمه می گیرد.
2-1- ریسندگی آزاد (منفصل):
سیستم ریسندگی رینگ به عنوان یک روش ریسندگی عمل کشش را از دو عمل دیگر یعنی تاب و پیچش جدا نموده، اما در این سیستم وابستگی دو عمل تاب و پیچش محدودیت هایی را خصوصاً در زمینه افزایش تولید ایجاد می نماید. جهت رهایی از این مشکل لازم است تا وابستگی این دو عمل از بین رفته و هر یک به صورت مستقل انجام پذیرد. این امر باعث شد تا ابتکار ریسندگی سیستم آزاد که اساس آن بر تفکیک سه عمل کشش، تاب و پیچش است برای نجات از بن بست محدودیت های رینگ مورد استفاده قرار گیرد.
در سیستم ریسندگی آزاد سه اصل مورد توجه قرار می گیرد:
-کشش: به صورتی که بتوان الیاف را به صورت مستقل از یکدیگر جدا نمود و امکان رهایی آنها را فراهم نمود. بدیهی است مکانیزم کشش فوق با خود عمل تجمع الیاف را به عنوان یک ضرورت به همراه خواهد داشت.
-تاب: از طریق دوران تنها یک سر نخ صورت می گیرد، درحالیکه هیچ گونه وابستگی به عمل کشش و پیچش نیز نمی باشد. بدین ترتیب با استفاده از آزاد بودن انتهای دیگر نخ، جاری بودن تاب در طول رشته (توده الیاف تجمع یافته)، انسجام الیاف و استحکام بخشی نخ صورت می گیرد.
-پیچش: به عنوان آخرین و ساده ترین عمل ریسندگی مجزا از سایر اعمال و با بهره گیری از مکانیزم استفاده شده در ماشین بوبین پیچی صورت می گیرد و برای همیشه راه را برای افزایش سرعت تولید نخ باز می گذارد و این امکان را فراهم می آورد تا اندازه بسته نخ حاصل نیز از محدودیت قبلی خارج گردد. (دوک رینگ به بوبین مبدل شده و فرصت کافی برای کنترل کیفیت نخ نیز به وجود می آید). بدیهی است که نخ حاصل از این روش در خواص از بقیه نخ ها متمایز خواهد بود.
طی چند دهه گذشته عملاً ثابت شده است که ریسندگی آزاد بن بست تولید نخ را در هم شکسته و راه را برای افزایش سرعت تولید، داشتن بسته های بزرگ نخ و افزایش اتوماسیون باز نموده است ]5[.
3-1- مراحل ریسندگی آزاد (منفصل):
با جدا شدن اعمال ریسندگی (کشش، تاب، پیچش) از یکدیگر تولید نخ از فتیله در 5 مرحله صورت می گیرد.
-کش اولیه آن، به طریقی که الیاف کاملاً از یکدیگر جدا شوند.
-انتقال الیاف به طور تک تک و آزاد.
-تجمع الیاف به صورت یک رشته دنباله دار.
-استحکام بخشی از طریق اعمال تاب.
-پیچش نخ در قالب بسته های بزرگ.
4-1- تقسیم بندی ریسندگی آزاد (منفصل):
بر پایه چگونگی تجمع الیاف، ریسندگی آزاد به 5 گروه تقسیم می شود:
-ورتکس ها که خود به دو دسته ورتکس هوا و ورتکس آب تقسیم می شوند.
-ریسندگی محوری که این گروه نیز به دو دسته تقسیم می شوند سبدی و الکترواستاتیکی (در این دو نوع ریسندگی الیاف در یک محور تجمع می نمایند).
-غیرمداوم یا ناپیوسته.
-چرخانه ای.
-اصطکاکی.
در تحقیق حاضر توضیحات بیشتری در خصوص سیستم ریسندگی اصطکاکی ارائه می شود.
اولین سیستم ریسندگی اصطکاکی در سال 1960-1967 توسط Oldham و Smith ارائه گردید. این سیستم در شکل 1 نشان داده شده است. البته کمپانیهای دیگر نظیر فهرر، اشلافورث و سوسن نیز در زمینه ریسندگی اصطکاکی فعالیتهای نسبتاً خوبی داشتند ولی به طور کلی به غیر از کمپانیهای فهرر و پلات ساکولوئل هنوز هیچ یک از سازندگان دستگاههای ریسندگی اصطکاکی نتوانسته اند یک ماشین ریسندگی اصطکاکی را که به صورت تجاری قابل عرضه به بازار صنایع نساجی باشد ارائه نمایند ]3[.
دو شرکت تولید کننده ماشین های اصطکاکی پیشتاز در جهان یکی شرکت ماشین سازی پلات ساکولوئل است که ماشین خود را تحت عنوان
MASTER SPINNING در سال 1978 در نمایشگاه بین المللی پاریس به نمایش گذاشت. دیگری کمپانی فهرراست که ماشین ریسندگی اصطکاکی خود را تحت نام درف (Dref) از سال 1977 به بازار عرضه کرد (شکل 2).
اصول سیستم ریسندگی اصطکاکی در بخشهای بعدی به طور کامل شرح داده می شود ولی به طور کلی در این سیستم الیاف به صورت فتیله به دستگاه تغذیه می شوند توسط زننده این الیاف به صورت مجزا و تک لیف درآمده و به قسمت ریسندگی انتقال داده می شوند که در این سیستم از درامهای ریسندگی برای تولید نخ (در واقع شکل گیری و تابدهی نخ) استفاده می شوند.
تفاوت سیستم ریسندگی اصطکاکی ابتدایی که در سال 1960-1967 ارائه شد با سیستم ریسندگی اصطکاکی درف همانطور که در شکل 1 و 2 ملاحظه میشود. در قسمت ریسندگی دستگاه یعنی همان درامهای ریسندگی می باشد. در شکل 1 همانطور که نشان داده شده است سیستم دارای یک درام ریسندگی و یک صفحه متحرک می باشد که نخ در منطقه بین درام ریسندگی و صفحه متحرک تشکیل می شود.
ماشین ریسندگی اصطکاکی که توسط کمپانی فهرر ارائه گردید (همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است) برخلاف ماشین های قبلی دارای دو درام ریسندگی می باشد که هم جهت با هم حرکت کرده و نخ حدفاصل بین این دو درام تشکیل می شود ]3[.
فصل دوم: معرفی سیستم ریسندگی اصطکاکی و انواع آن:
1-2- سیستم ریسندگی اصطکاکی:
همانطور که بیان شد سیستم ریسندگی اصطکاکی از خانواده ریسندگی با انتهای آزاد الیاف (Open end Spinning) نظیر ریسندگی چرخانه ای است. به طور کلی بخشهای مختلف ماشین اصطکاکی شامل:
1-ناحیه تغذیه: در این بخش الیاف به صورت فتیله به دستگاه تغذیه می شوند و این ناحیه در سیستمهای مختلف متفاوت می باشد و در اکثر سیستمها شامل غلتکهای کشش می باشد.
2-ناحیه ریسندگی: که شامل زننده و درامهای ریسندگی می باشد. الیاف پس از تغذیه به زننده دستگاه رسیده و در آنجا صاف و شانه و به صورت تک لیف درمی آیند و بعد توسط مکش هوا بین درامهای ریسندگی ریخته شده، به ساختار نخ می پیوندد و به رشته تولیدی با اعمال تاب استحکام داده می شود.
3-ناحیه برداشت نخ: در این ناحیه نخ تولیدی شده برداشت و برروی بوبینهای مخصوص پیچیده می شود. کلیه سیستمهای ریسندگی اصطکاکی از این بخشهای اصلی تشکیل شده اند که در سیستمهای متفاوت این بخشها تفاوتهایی با هم دارند که با شرح سیستمهای مختلف به بیان این تفاوتها می پردازیم و به طور کلی عملیاتی که دراین سیستم انجام می گیرد عبارت است از:
-تغذیه فتیله
-بازکردن رشته الیاف به صورت تک لیف
-تجمع مجدد الیاف کشیده شده و به ظرافت دلخواه رساندن رشته حاصله
-استحکام بخشی به رشته تولیدی
-برداشت مداوم نخ تولید شده
-پیچش نخ تولید شده به نحو مطلوب
مواد تغذیه شده به این سیستم فتیله حاصل از مرحله کارد (و یا کشش) است و نخ تولید شده از آن برروی بوبین پیچیده می شود. بدین ترتیب خط ریسندگی اصطکاکی مشابه سیستم ریسندگی چرخانه ای از سیستم ریسندگی رینگ کوتاهتر شده است. ]5[
همانطور که گفته شد دو شرکت فهرر Fehrer و شرکت پلات ساکلول Plattsacolowell در تولید کاشین ریسندگی اصطکاکی پیش تاز می باشند که شرکت فهرر ماشین اصطکاکی خود را تحت نام درف 2 و درف 3 و شرکت پلات سالکلول ماشین خود را تحت نام MASTER SPINNING به بازار عرضه کرد که در این سیستمها اساس ریسندگی یکی می باشد تنها اختلافات جزیی بین آنها وجود دارد که به بیان اصول و ریسندگی و اجزاء این ماشینها می پردازیم. ]5[
2-2- ریسندگی اصطکاکی درف 2 (Dref II):
دستگاه ریسندگی درف 2 در سال 1973 طراحی و در سال 1975 نمونه آزمایشگاهی آن ساخته شد. در سال 1977 اولین الگوی عملی آن به عرصه صنعت تولید نخ ارائه گردید (شکل 3) قسمت های مختلف این ماشین عبارتند از:
1-2-2- منطقه تغذیه:
این دستگاه قادر است تا 5 فتیله حاصل از ماشین کارد و یا ماشین کشش را به عنوان تغذیه بپذیرد (1). فتیله های تغذیه شده توسط راهنمای چنگالی مجزای از یکدیگر به اولین جفت غلطک کشش تغذیه می شوند.
2-2-2- منطقه کشش:
ناحیه کشش در این دستگاه تشکیل شده است: از یک منطقه کشش غلتکی (2 جفت غلتک) همراه با یک بازکننده زننده ای (3) فیلترها که هم زمان و به صورت موازی (جدا از یکدیگر) به دستگاه وارد می شوند، پس از عبور از یک منطقة کشش غلتکی در معرض کشش زننده ای (مشابه، ولی قطورتر از زننده ماشین چرخانه ای) قرار می گیرند و بدین وسیله الیاف (تک تک) از یکدیگر جدا می شوند و به وسیله جریان هوا (دمنده از بالا و مکنده از دو درام ریسنده) به منطقه مابین دو غلتک ریسندگی که هر دو آنها مشبک هستند سرازیر می گردند (شکل 4).
3-2-2- منطقه ریسندگی:
در این ناحیه دو درام مشبک با قطری حدود 5 سانتیمتر وجود دارد (4). فاصله کم بین دو درام مشبک همراه با مکش هوا در این منطقه تجمع و جذب الیاف را مشخص می نمایند. اعمالی که در این منطقه صورت می پذیرد مشابه سیستم ریسندگی چرخانه ای می باشد یعنی ابتدا تجمع الیاف، نخ پیوندی و نهایتاً تاب می باشد.
حالت ریزش الیاف به منطقه تشکیل نخ عمودی است. با ورود الیاف به منطقه ریسندگی هر لیف به دور محور فرضی نخ حلقه می زند به عبارت دیگر الیاف در جهت طول درون نخ قرار نمی گیرند، بلکه عمود بر محور نخ حلقه می شوند. نکته بسیار با اهمیت شرط حفظ تعادل در منطقه بین دو درام ریسنده است. برای داشتن شرایط متعادل لازم است که نیروهای مکش (برروی دو سیلندر مشبک) کاملاً یکسان و برابر باشند به علاوه کلیه مشخصات (جنس، تعداد منفذها، اندازه و سرعت) غلتک های ریسنده که دائماً در تماس با الیاف هستند هر دو یکی می باشد. بدیهی است که در چنین شرایطی مجموع نیروهایی که به الیاف در حین تشکیل نخ وارد می شود شرط تعادل نخ را تضمین می نماید.
در این مرحله با انجام عمل برداشت که توسط یک جفت غلتک محصول صورت می گیرد با حرکت نخ به طرف غلتک برداشت الیاف به صورت لایه لایه یکدیگر را دورپیچ می نمایند و بدین ترتیب نخ توسط اصطکاک سطحی بین دو غلتک مشبک ریسنده شکل می گیرد.
بدیهی است در هر مرتبه که انتهای نخ یک دور بزند یک تاب به نخ وارد می شود با توجه به نسبت قطر غلتک اصطکاکی و قطر نخ چنانچه غلتک اصطکاکی یک دور کامل بزند بیش از 500 تاب به نخ داده می شود زیرا نسبت قطر غلتک ریسندگی به قطر نخ تولیدی بیش از پانصد برابر است. در نتیجه بدون این که اجباری به چرخاندن سریع قسمت های مختلف دستگاه (یاتاقان ها و شفت ها) باشد توان تاب دهی به نخ بسیار بالا است. استفاده از سیستم ایجاد تاب اصطکاکی امتیاز دیگری نیز دارد. بدین ترتیب که هر چه نخ ظریف تر شود (در شرایط مساوی)سرعت چرخش نخ (تاب) خود به خود بیش تر خواهد شد و بنابراین سرعت محصول در این سیستم بدون توجه به نمره نخ ثابت است. درحالیکه در سیستم های دیگر (مثل رینگ و چرخانه) برای تولید نخ ظریف تر که طبعاً به تاب بیش تری نیاز دارد باید سرعت محصول را کاهش داد.
بدیهی است پارامترهای مکش هوا، سرعت چرخش درام های ریسنده، جنس درام ها، فاصله بین درام و جنس و ظرافت الیاف بر تاب نخ و تاب دهی سیستم مؤثر مستند.
4-2-2- برداشت و پیچش:
در این سیستم ریسندگی عمل برداشت توسط چرخش یک جفت غلتک انجام میشود (که در شکل 3 مشخص شده است) از آنجائیکه کشش وارد شده به نخ فاصله بین نقطه تماس دو غلتک برداشت و منطقه ریسندگی خیلی کم است، همین امر باعث شده تا نخ پارگی کم و مقدار کشش به حد ریسندگی بی تأثیر باشد.
با توجه به اینکه مواد اولیه تغذیه شده به این سیستم فتیله بوده، به علاوه محصول تولیدی نیز به صورت بوبین می باشد لذا نیازی به ماشینهای فلایر و بوبین پیچی نبوده و خط تولید کوتاهتر است. ]5[ و ]3[
3-2- ریسندگی اصطکاکی درف (3) (Dref 3):
سیستم ریسندگی درف 3 ماشین دیگری است که توسط آقای دکتر ارنست فهرر در سال 1979 ارائه شده است (شکل 5). اصول کار این دستگاه مشابه درف 2 است. تفاوتهایی که ذیلاً به آنها اشاره می شود این امکان را فراهم می آورد تا با این دستگاه نخ های متوسط در محدوده نمرات 667-25 تکس تولید نمود.
4-2- تفاوتهای درف 2 و 3:
-استفاده از سه جفت غلتک کشش در ناحیه کشش.
-استفاده از دو زننده به جای یک زننده.
-برخورداری از تجهیزات لازم جهت تغذیه، فیلافت.
-وجود یک ناحیه کشش غلتکی دیگر که امکان تغذیه دسته الیاف کوتاه (Staple) به منطقه ریسندگی و قرار دادن آنها در هسته مرکزی نخ (موازی با محور فرضی نخ) را فراهم آورده است.
مکانیزم قرار گرفتن الیاف در هسته نخ بدین ترتیب است که فتیله حاصل از ماشین چند لاکنی با چگالی خطی بین 5/3-5/2 کیلوتکس به سیستم کشش سه به سه آپرون دوبل تغذیه می شود رشته تغذیه شده بین 100 تا 150 برابر کشش می بیند و نهایتاً به منطقه ریسندگی منتقل می گردد.
غلتک های برداشت، سیلندرهای ریسندگی و آخرین جفت غلتک کشش که در یک راستا نیز قرار گرفته اند سبب فراهم آوردن مکانیزم تاب مجازی می شوند (شکل 6).
چرخش هم جهت درام های ریسندگی باعث می شود تا رشته افقی (فیلافتی که به عنوان مغزی استفاده می شود) در حال حرکت قبل از ورود به فضای دور درام ریسنده تاب دار شود و به شکل شبه نخ وارد منطقه ریسندگی گردد. در منطقه ریسندگی الیاف آزاد شده از زننده و در حال جذب به درام های ریسنده تحت زاویه تقریباً 90 درجه بر این رشته در حال عبور فرود می آیند و به دور آن پیچیده می شوند. پدیده ورود دو دسته الیاف با زاویه 90 درجه و عمود بر هم به منطقه ریسندگی باعث تولید نخ مرکب از یک لایه مغزی و یک لایه الیاف بیرونی که به دور دسته الیاف مغزی حلقه زده اند می شود.
5-2- مزیت سیستم های اصطکاکی درف:
با توجه به سادگی مکانیزم ریسندگی و صرف انرژی کم تر و تولید عملی 300 متر در دقیقه قیمت تمام شده نخ در این سیستم ارزان تر است.
از مزیت های دیگر این دستگاه امکان استفاده فتیله های مختلف (در خواص و رنگ) و در نتیجه حصول نخی است که در لایه های مختلف آن از الیاف گوناگون استفاده شده است. برای صرفه جویی در هزینه قیمت مواد اولیه می توان از الیاف ارزان تر در لایه های میانی (بین لایه مرکزی و لایه بیرونی) بهره برد و یا برای کاهش هزینه رنگ و رنگرزی از تغذیه فقط یک فتیله رنگی (فتیله ای که نزدیک به غلتک برداشت است و الیاف سطح بیرونی نخ را تشکیل می دهد) استفاده نمود.
درف 2 به گونه ای طراحی شده است که می توان یک رشته ممتد (یک یا چند فیلافت) نخ ریسیده شده یک لا و یا چند لا در هسته مرکزی آن قرار داد و الیاف کوتاه را دور پیچ آنها نمود. این هدف با تغذیه رشته ممتد به منطقه ریسندگی و دورپیچ نمودن آن توسط الیاف سرازیر شده از زننده میسر میشود. لازم به ذکر است که محصول حاصله نخ دوجزئی است.
و...