اصول عملکرد ژنراتور DC

ژنراتور جریان مستقیم (DC)، یک ماشین الکتریکی است که انرژی مکانیکی را به برق جریان مستقیم یا dc تبدیل می‌کند. این تبدیل انرژی، مبتنی بر قاعده تولید القای دینامیک نیروی محرکه الکتریکی (emf) است. در این آموزش، اصول عملکرد ژنراتور dc‌ را توضیح می‌دهیم.

کنترل سرعت موتورهای DC

مزیت اصلی موتورهای DC، قابلیت کنترل مشخصه سرعت-گشتاور آن‌ها در بازه گسترده‌ای از سرعت‌های مختلف برای یک گشتاور خاص است. البته امروزه داریوهای AC سرعت متغیر این قابلیت کنترل سرعت را به موتورهای القایی داده‌اند. هرچند، هنوز هم موتورهای DC در بسیاری از کابردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

محاسبات بازده و تلفات ترانسفورماتور

هرچند ترانسفورماتورها، از تجهیزات الکتریکی پربازده در سیستم‌های قدرت الکتریکی هستند، اما مقداری تلفات توان هم دارند. در این آموزش، تلفات توان در ترانسفورماتورها و بازده آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

اتوترانسفورماتور (Autotransformer)

اتوترانسفورماتور (Autotransformer)، یک تجهیز الکتریکی است که از یک سیم‌پیچ به دور یک هسته آهنی تشکیل شده است. یکی از سرهای سیم‌پیچ، بین ورودی و خروجی مشترک است و سر دیگر خروجی، متحرک است. به این ترتیب می‌توان تعداد دور سیم‌پیچ را تغییر دارد. از یک اتوترانس می‌توان به عنوان ترانسفورماتور افزاینده یا کاهنده استفاده کرد. شکل ۱ اتصال باک (Buck) یا کاهنده و شکل 2 اتصال افزاینده (Boost) اتوترانسفورماتور، نقشی شبیه ترانسفورماتورهای عادی برای افزایش یا کاهش ولتاژ دارد. این نوع ترانس، از یک سیم‌پیچ پیوسته به همراه یک تپ (Tap) یا لغزانه دارد که در نقطه وسط سیم‌پیچ شکل 1 نشان داده شده است.

اصول عملکرد ترانسفورماتور

«ترانسفورماتور» (Transformer)، یکی از اجزای اساسی سیستم‌های قدرت الکتریکی است. این تجهیزات، اغلب برای تغییر سطوح ولتاژ مختلف به کار می‌روند. با استفاده از ترانس می‌توان ولتاژ تولیدی نیروگاه‌ها را به سطح بهینه ولتاژ سیستم انتقال رساند و و در نهایت برای سیستم توزیع تغییر داد. از ترانسفورماتور ولتاژ و جریان نیز به ترتیب برای اندازه‌گیری ولتاژها یا جریان‌های بسیار بزرگ نیز استفاده می‌شود. تطبیق امپدانس و ایزوله کردن مدارها، از دیگر کاربرد ترانسفورماتورها است.

مدل سازی سلول خورشیدی

یک ماژول فتوولتائیک (PV Module) از ترکیب سلول‌های فتوولتائیک (PV Cells) ساخته می‌شود. برای یک سلول خورشیدی مدل‌های مختلفی ارائه شده است که از بین آن‌ها، مدل تک‌دیودی، متداول‌ترین مدل است. بر این اساس، یک سلول را می‌توان با یک منبع جریان وابسته به نور و به صورت موازی با یک دیود مدل کرد. برای آنکه مدل ارائه شده با دقت بیشتری همراه باشد، معمولاْ یک مقاومت سری نیز به مدار اضافه می‌شود. هنگامی که سلول خورشیدی در معرض تغییرات دما (به خصوص دماهای بالا) قرار گیرد، به میزان زیادی دقت خود را دست می‌دهد. بدین منظور، یک مقاومت موازی نیز به مدار افزوده می‌شود تا دقت مدل در دماهای بالا افزایش یابد. مدل با مقاومت سری و موازی در مراجع زیادی آمده است. شکل ۱ مدل سلول فتوولتائیک را نشان می‌دهد.

مبدل های DC به DC

مبدل‌های قدرت DC به DC کاربردهای متنوعی در کامپیوترهای شخصی، تجهیزات اداری مثل پرینتر و اسکنر، سیستم الکتریکی فضاپیماها، تجهیزات مخابراتی، سیستم‌های قدرت، درایو موتورهای DC، انرژی‌های تجدیدپذیر و غیره دارند.

پاسخ گذرا (Transient Response)

«پاسخ گذرا» (Transient Response) که با نام پاسخ طبیعی نیز شناخته می‌شود، پاسخ یک سیستم دینامیکی به هرگونه تغییرات در حالت ماندگار یا وضعیت تعادل است. پاسخ پله و ضربه، مثال‌هایی از این پاسخ هستند.

تبدیل ستاره مثلث

با کمک قوانین مداری کیرشهف، تحلیل مش یا تحلیل گره می‌توانیم مدارهای سری، موازی یا پل مقاومتی ساده را حل کنیم؛ اما برای یک مدار سه‌فاز متعادل تکنیک‌های ریاضی مختلفی به سادگی تحلیل مدار و کاهش محاسبات کمک خواهند کرد.

منبع جریان

یک «منبع جریان»، عنصری از مدار است که بدون توجه به ولتاژ دو سرش، جریان ثابتی به مدار تزریق می‌کند. مفاهیم مربوط به منابع جریان ثابت ایده‌آل، مشابه منابع ولتاژ ایده‌آل است که در آموزش قبلی توضیح دادیم. نماد منبع جریان، دایره‌ای است که بردار داخل آن، جهت جریان را نشان می‌دهد. جهت جریان، متناظر با پلاریته منبع ولتاژ است و از سر مثبت خارج می‌شود. از حرف I برای مشخص کردن این منبع استفاده می‌کنیم.