تحقيق در باره ي بازار كار برق صنعتي

رشته تحصيلي: برق صنعت

**********

فهرست

1- مقدمه

2- وسايل

3- مكان و قيمت

4- پروانه كسب

5- درآمد

6- خرج

7- خطرات آن

*************

مقدمه:

برق: حركت الكترون هاي آزاد در داخل سيم را برق مي گويند.

امروزه انرژي الكتريكي بيش از انواع ديگر انرژي مورد استفاده قرار مي گيرد، بدون انرژي الكتريكي كاربرد وسايل روشنايي، تلويزيون، تلفن و اغلب وسايل خانگي غيرممكن است به علاوه، در بيش از وسايل نقليه انرژي الكتريكي نقش مهمي بازي مي كند به اين ترتيب، مي توان گفت انرژي الكتريكي تقريباً در همه جا به كار مي رود اگرچه الكتريسته در قرون اخير مورد استفاده قرار گرفته است ولي يوناني ها در حدود 2000 سال پيش آن را كشف كردند آن ها پي بردند كه وقتي ماده اي به نام كهربا را به ماده ي ديگري مالش دهند، با نيروي مرموزي باردار مي شود و مي توان اجسامي مانند برگ خشك و براده هاي چوب را جذب كند يوناني ها اين كهربا را الكترون نام نهادند كه كلمه ي الكتريسيته نيز از آن گرفته شده است. در حدود 1600 ميلادي اجسامي را كه مانند كهربا عمل مي كردند الكتريكي و اجسام ديگر را غيرالكتريكي مي ناميدند در سال 1733 يك دانشجوي فرانسوي به نام شارل دوفه به اين نكته پي برد كه يك تكه شيشه ي باردار بعضي از اجسام باردار را جذب و اجسام باردار ديگر را دفع مي كند بنابراين، او چنين نتيجه گرفت كه دو نوع الكتريسته وجود دارد در اواسط دهه ي 1700 بنجامين فرانكلين اين دو نوع را الكتريسيته هاي مثبت و منفي نام نهاد در زمان بنجامين فرانكلين دانشمدان معتقد بودند كه الكتريسيته، سيالي است كه مي تواند بارهاي مثبت و منفي داشته باشد ولي امروزه دانشمندان بر اين عقيده اند كه الكتريسته از ذرات بسيار ريزي به نام الكترون و پروتون توليد مي شود. اين ذرات كه بسيار ريزند و نمي توان آن ها را ديد در همه ي مواد وجود دارند. راه اندازي كارخانه ها و كارگاه هاي صنعتي بدون استفاه از صنعت برق امكان پذير نيست.

وسايل مورد استفاده در برق صنعتي

1- انواع كليدها: شامل 4- كليد غلطكي: اين كليد از يك استوانه عايق ساخته شده است كه حول محوري به صورت غلطك دوران مي كند. عمر مفيد اين كليدها به علت تماس زياد كنتاكت ها كم است بنابراين امروزه در صنعت استفاده نمي شود.

2- كليد اهرم: اين كليد به وسيله يك اهرم به تيغه هاي متحرك كليد نيرو وارد مي شود و آنها را به كنتاكت هاي ثابت وصل مي كند.

3- كليد زبانه اي: اين كليد استوانه اي طراحي مي كند كه برجستگي و فرورفتگي داشته باشد و با حركت استوانه به دور محور خود بالا و پايين برود.

4- كليد مغناطيسي دكنتاكتوري: عمل قطع و وصل مدار را به صورت اتوماتيك انجام مي دهد و از يك انرژي واسطه اي مثل انرژي مغناطيسي يا الكتروموتوري جهت قطع و وصل مدار استفاده مي شود.

انواع خازن ها:

خازن چيست؟ وسيله اي الكتريكي است كه در مدارهاي الكتريكي اثر خازني ايجاد مي كند. اثر خازني خاصيتي است ه سبب مي شود مقداري انرژي الكتريكي در يك ميدان الكترواستاتيكي ذخيره شود و بعد از مدتي آزاد گردد.

انواع خازن:

1- خازن هاي ثابت: 1- خازن كاغذي 2- خازن ميكا 3- خازن سراميكي 4- خازن الكتروليتي

2- خازن هاي تغير: 1- خازن هوا 2- خازن تريمي

مقاومت چيست؟ مقاومت ها اجسامي هستند كه در مقابل عبور جريان مقاومت زيادي از خود نشان مي دهند.

انواع مقاومت از نظر نوع ساخت و جنس: 1- مقاومت تركيبي 2- مقاومت سيم پيچي 3- مقاومت لايي

انواع مقاومت از نظر نوع كارايي: 1- مقاومت هاي ثابت 2- مقاومت هاي متغيّر

انواع فيوزها:

فيوز: وسيله اي است براي جلوگيري از صدمه ديدن و معيوب شدن وسايل و نيز براي قطع كردن دستگاه هاي معيوب

انواع فيوز: از نظر ذوب شدن سيم حرارتي داخل آن به 1- تندكار 2- كندكار

فيوزها از نظر خودكار بودن به انواع 1- فشنگي 2- اتوماتيك 3- مينياتوري 4- بُكسي 5- كاردي (تيغه اي) 6- شيشه اي (كارتريج) 7- فيوزهاي فشارقوي

مكان ها با قيمت هاي محيط كار

مكاني با ابعاد 3 * 8 با تمام امكانات آب و برق و تلفن و گاز ماهيانه 120 تومان در فردوسي شمالي

مكاني با ابعاد 2 * 6 با امكانات آب و برق ماهيانه 70 تومان در فردوسي جنوبي

مكاني با ابعاد 3 * 5 در بلوار دانشگاه تمام امكانات آب و برق و تلفن و گاز ماهيانه 90 هزار تومان

مكاني با ابعاد 4 * 5 در بلوار رسالت با امكانات آب و برق ماهيانه 60 هزار تومان

درآمد

بيشتر درآمد در بخش راه اندازي دستگاه هاي بزرگ كه در شركت ها است شامل مي شود با درست كردن تابلو برق از كوچك تا بزرگ از 100 هزار تومان تا 3 ميليون تومان وجود دارد و تابلو برقي كه درست مي كنيم از يك بدنه تابلو به هر اندازه اي مورد نياز استفاده مي شود. بيشتر با استفاده از شاستي ها كه براي فرمان است استفاده مي كنيم فيوز استفاده مي كنيم به اندازه اي كه جريان مي كشد از بي متال استفاده مي كنيم. حفاظت دستگاه در مقابل اضافه بار و از كنتاكتور كه بخش اصلي تابلو است و از كابلها طبق بزرگي و كوچكي تابلو استفاده مي شود.

و ميانگين درامد كلي ماهيانه از 300 هزار تومان تا 600 هزار تومان مي باشد كه بخشي از آن حدود 100 تومان وسايلي كه براي كار استفاده مي كنيم خرج مي شود. حدود 30 هزار تومان خرج بيمه مي كنيم حدود 60 تا 70 هزار تومان خرج اجاره مغازه مي شود.

پروانه كسب

وسايل مورد نياز براي ايجاد كارگاه:

1- ميز كار با قيمت حدود 70 هزار تومان تهيه مي شود. 2- گيره موازي حدود 60 هزار تومان 3- انواع خازن ها حدود 30 هزار تومان 4- انواع مقاومت ها حدود 30 هزار تومان 5- انواع كابلها و سيم هاي رشته اي و مفتولي حدود 70 هزار تومان 6- وسايل اندازه گيري حدود 15 هزار تومان 7- وسايلي از قبيل چكش، سيم چين، دم باريك، انبردست، فازمتر و غيره 8- انواع كليدها حدود 50 هزار تومان 9- انواع فيوزها حدود 40 هزار تومان 10- مقداري از وسايل حفاظتي مانند بي متال حدود 30 هزار تومان

خطرات

همانطور كه مي دانيم خطر برق گرفتگي موجب مرگ افراد مي شود و اگر افراد از وسايل ايمني همچون كلاه و دستكش و پوتين و لباس يك دست استفاده كنند و مقررات ايمني را رعايت كنند هرگز دچار برق گرفتگي نمي شوند و برق گرفتگي بستگي به مقاومت بدن دارد و مقاومت بدن براي يك فرد معمولي 1300 است و خطرناك ترين برق گرفتگي وارد شدن برق از دست چپ و خروج آن از پاي راست به خاطر اينكه قلب در آن مسير است و بعد از آن عبور از دست راست به دست چپ و بعد از دست راست به پاي چپ.

به طور كلي جريان 50 ميلي آمپر به بالا كشنده است جريان هاي كمتر از اين هم در صورتي كه از مسير قلب عبور كند خطرناك است.

حد ولتاژ خطرناك براي اينكه جريان از 50 ميل آمپر بيشتر باشد 65 ولت است اين ولتاژ براي حداقل مقاومت بدن محاسبه شده است.

تاریخچه رادیو

تعریف
رادیوفنآوری است که امکان انتقال سیگنالها را توسطمدولاسیونامواج الکترومغناطیسیبا فرکانسهایی زیرفرکانسنور را فراهم می سازد.
امواج رادیو
امواج رادیو نوعی از تشعشعات الکترومغناطیسی هستندوهنگامی بوجود میآیند که یکشیباردارشدهبا فرکانسی که در بخشفرکانس رادیویی (RF) طیفالکترومغناطیسی قرار داردشتاببگیرد. این محدودهفرکانس از ده هاهرتزتا چند گیگا هرتز تغییر میکند. تشعشعاتالکترومغناطیسی توسط نوسانات میدانهای الکتریکی ومغناطیسی انتشار مییابند و ازطریق هوا و نیز خلا به همان خوبی عبور میکنند و نیازی به واسطه انتقالندارند.
در مقابل، دیگر انواعتشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس هایی بالای محدوده RF به این شرح اند: اشعهگاما،اشعه Xومادون قرمز،ماورا بنفشونورمرئی.
وقتیکه امواجرادیویی از یک سیم عبور می کنند، میدان الکتریکی و مغناطیسی متغیرآنها (بر حسب شکل سیم) جریان و ولتاژی متناوب در سیم القامیکنند. این جریان و ولتاژ رامیتوان به سیگنال های صوتی و دیگر انواع سیگنال تبدیل کرد که اطلاعاترا انتقالدهند.
با وجودی کهواژهرادیوبرایتوصیف این پدیده به کار میرود، ارسالداده هایی که ما به عنوانتلویزیون،رادیو،راداروتلفنمی شناسیم، همگیدر کلاس انتشار فرکانس رادیوییهستند.

کشف

پایه های تئوری انتشار امواج الکترومغناطیسی برای اولین بار توسطجیمز کارل ماکسولدرسال1873در مقالهای تحت عنوانیک تئوریدینامیک از میدانالکتریکیکه بهانجمن رویالارائه شده بود، بیان شد کهنتیجه کار وی در طی سال هایبین1861تا1865 بود.

بین سال های1886 و1888م،هاینریش رودلفهرتزبرای اولین بار تئوریماکسول را از طریق آزمایشاتشتایید کرد. آزمایشات وی نشان می دادند که تشعشعاترادیویی تمامی خواص امواج (که امروزه امواج هرتزخوانده می شوند) را دارا هستند، وکشف کرد که معادلات الکترومغناطیس را می توان به صورت معادلات مشتقاتجزئی بازنویسیکرد کهمعادلات موجنامیدهشد.



اختراع وتاریخچه

اینکه چه کسیمخترع اصلیرادیواست،که در آنزمانتلگرافبیسیمنامیده می شد، مورداختلافاست. ادعاهایی وجود داردکهناتانستابلفیلدرادیو را پیش ازتسلا ومارکونی ساخت اما بنظر میرسد که دستگاه وی به جای ارسال رادیویی با ارسالالقاییکار می کرده است.
درسال1893درسنتلوییسمیسوری،نیکلاتسلااولین نمایش عمومی ارتباطات رادیویی را انجام داد.

او در مقابلموسسه فرانکلیندرفیلادلفیاوانجمنروشنایی الکتریکی ملیاصولارتباطاترادیویی را به دقت شرح و توضیح داد. تجهیزاتی که او استفاده کردتمامیاجزایی را که قبل از ساختهشدنتیوبخلادر سیستم های رادوییوجود داشت،دارا بودند. او برخلاف مارکونی و دیگران که ازکوهیرراستفاده می کردند،برای اولین بار از گیرنده های مغناطیسی استفاده کردhttp://www.teslasociety.com/teslarec.pdf.

درسال1894مسرالیور لوجنشان داد که می توان بااستفادهاز یک آشکار ساز بانامکوهیررپیامدادن توسطامواجرادیوییراممکنساخت. این آشکار ساز متشکلاز تیوبی پر شده با براده هایآهنبود که توسطتمیستوکل کالزچی ـ اونستیدر فرموی ایتالیادر سال1884مساخته شدهبود. بعدهاادواردبرنلیاز فرانسه والکساندرپوپوفاز روسیه نسخه بهبودیافتهای از کوهیرر را ابداعکردند. مردم روسیه ادعا می کنند پوپوف که سیستم ارتباطاتیعملیای بر پایه کوهیرر ساخت ، مخترع رادیو بودهاست.

فیزیکدانی هندی با نامجاجدیش چاندرا بوساستفاده از امواجرادیوییرا به صورت عمومی درتاریخ نوامبر1894مدرکلکتهنمایش داداما او مایل به ثبت کارشنبود. مشاهده کنید:
(http://www.ieee-virtual-museum.org/collection/people.php?taid=&id=1234735&lid=1 IEEE Virtual Museum).
در سال1896مگاگلیلمومارکونیجایزه آنچه که گاهابهعنوان اولین حق ثبت اختراعرادیو در دنیا با شمارهحقثبت اختراعبریتانیا 12039 از آن یاد می شود، را دریافتکرد،بهبود در ارسال ضربه هایالکتریکی وسیگنال ها ودر نتیجه بهبود دستگاه ها.
درسال1897مدر ایالاتمتحده برخی پیشرفت هایکلیدی دررادیو توسط نیکلا تسلا بوجود آمد و به نام او ثبت شد. در سال1904مدفتر ثبتاختراع ایالات متحده احتمالابهدلیل پشتیبان های مالی مارکونی که شاملتوماس ادیسونواندریوکارنجیمی شد، تصمیم گرفت کهحق ثبتاختراع رادیو را بهمارکونی اعطا کند. برخی اعتقاد دارند که دولت ایالات متحده بدیندلیل حق ثبت اختراع را به تسلا نداد که از مجبور شدنبه پرداخت حق امتیازی که نیکلاتسلا برای استفاده دولت از حق ثبت اختراعش مطالبه می کرد خودداریکند.

درسال1909مارکونی بههمراهکارل فردیناندبراونجایزه نوبل فیزیکرا برایتلاش هایی برایساخت تلگراف بیسیمدریافت کردند. به هرحال کمی بعد از مرگ تسلا درسال1943محقوق ثبتاختراع تسلا (شماره645576) توسط دادگاه عالیایالات متحده به وضع اول بازگشت. این تصمیم بر این اساس گرفتهشدهبود که تسلا کارهایی را پیشاز حق ثبت مارکونی انجام داده بود. برخی معتقدند که اینکار احتمالا به دلایل مالی انجام شده است تا دولتبتواند از پرداخت خساراتی که شرکتمارکونی ادعا می کرد که به دلیل استفاده اختراعش در جریان جنگ اول بایددریافت کند،سر باز زند. برخیحدس می زنند که دولت در ابتدا حق ثبت اختراع را به ماکونی دادتاهرگونه ادعای تسلا را برایجبران خساراتش بی اعتبار کند.

مارکونیاولینکارخانهبیسیمرا درجهان در خیابان هال، درچلمسفورد انگلستاندر سال1898مافتتاح کرد وحدود 50 نفر را نیزاستخدام کرد. در حوالی1900تسلابرجواردنکلیفرا افتتاح کرد وشروع بهتبلیغ خدمات آن کرد. درسال 1903 ساختمان برج تقریبا کامل شد. نظرات مختلفی وجوددارد که چگونه تسلا قصد داشت به اهداف این سیستم (آنگونه که بیان شده یک سیستم 200کیلو واتی) بیسیم دست یابد. تسلا ادعا کرد که واردنکلیف به عنوان بخشیاز سیستمانتقال جهانی، قابلیتدریافت و ارسال مطمئن چند کاناله اطلاعات، جهتیابی جهانی،هماهنگی زمان و یک سیستم جهانی موقعیت را دارا خواهدبود.

اختراع بزرگبعدیآشکارسازتیوبخلابود که توسط تیمی ازمهندسینوستینگهاوسساختهشد.
درشب کریسمسسال1906م،ریجینالدفسندن (با استفاده ازمدار بازز) اولین ارسال صوتیرادیویی را ازبرنت راک،ماساچوستانجام داد. کشتیهای رویدریا امواج ارسال شدهایرا شنیدند که شامل صدایفسندندر حالنواختن آوازاوه شبمقدسبا ویلون و خواندن متنیازانجیلبود. اولین برنامه خبریرادیویی توسطایستگاه 8MK درمیشیگاندر31 آگوست1920مارسالشد.

اولین پخشبیسیممنظم برنامه های سرگرمیجهان در سال1922از مرکزتحقیقاتیمارکونیدرریتلنزدیکچلمسفورد،انگلستانشروع شد که مکاناولینکارخانهبیسیمنیزبود.
رادیوهای اولیه تمامی توان فرستنده را از طریقیکمیکروفنکربنی ارسال می کردند. درحالی کهبرخی از رادیوها از نوعی تقویت جریان الکتریکی یا باتری استفاده میکردند، از اواسطدهه1920 اکثر انواع گیرندههادستگاه های کریستالیبودند. در دهه 1920متیوب های خلا تقویت کنندهمنجر به انقلابی درگیرندههای رادیوییوفرستنده های رادیوییشد.



پیشرفت ها در قرن 20

• هواپیماها از ایستگاه های رادیویی AM برایجهت یابیاستفاده کردند. این کار تا اوایلدهه1960مادامه داشت تا زمانی که درنهایتسیستم های VOR متداول شدند (اگر چه ایستگاه های AM هنوز روی جداول هوانوردی مشخصشده هستند).

• در اوایل دهه1930،تکباند جانبیومدولاسیونفرکانستوسط اپراتورهای آماتوررادیو ابداع شد. در انتهای دهه، استفاده از این حالت ها متداول شدهبود.

• در دهه 1920م از رادیو برای ارسال تصاویرتلویزیوناستفاده شد. ارسال آنالوگ استاندارد در آمریکای شمالی و اروپا در دهه 1940 آغازشد.

• در سال 1960م،سونیاولین رادیویترانزیستوریرا ارائه کرد این رادیوآنقدرکوچک بود که در جیب جلیقه جا می شد و با یک باتریکوچک کار می کرد. این دستگاه برایمدت طولانی کار می کردچرا که دیگر تیوبی نداشت که بسوزد. در طول 20 سال بعدترانزیستورها کاملاً جای تیوب ها را گرفتند مگر در جاهایی که توان هاوفرکانس هایبسیار بالا نیاز بود.

• در سال 1963م تصاویر تلویزیون رنگی به صورت تجاری ارسال شدندو اولین (رادیو) ماهوارهمخابراتی، TELSTAR به مدار فرستادهشد.

• در اواخر دهه 1960م، شبکه تلفن راه دور ایالات متحده با بکارگیریرادیوهای دیجیتالدر بسیاری از لینک هایش،شروع به دیجیتال کردنشبکه کرد.

• در دهه 1970م،LORAN تبدیل به اولین سیستم جهت یابیرادیویی شد. پس از مدت کمی نیروی دریایی ایلات متحده شروع به انجامآزمایشاتی باجهت یابی ماهواره ایکرد که منجر به ساخت وارسالگروهGPSدر سال 1987شد.

• در اوایل 1990م آزمایشگرها یرادیوی آماتورشروع کردند به استفادهازرایانه های شخصی با کارت های صوتی تا بتوانند سیگنال هارا پردازش کنند.

در سال 1994م ارتش آمریکا وDARPAپروژهای جسورانه و موفق را برای ساختیکرادیوی نرم افزاریبهمتفاوت شود.

• در اواخر دهه 1990م ارسال دیجیتال برای پخش مورد استفادهقرار گرفت.

۱- گیرنده، فرستنده های RF
فرستنده و گیرنده های RF عموما برای ارسال و دریافت داده های آنالوگ و یا دیجیتال در باندفرکانسی رادیویی (500 کیلو هرتز تا 108 مگاهرتز) طراحی می گردند. در این بخش ابتدابه گیرنده فرستنده های رادیویی برای ارسال داده های آنالوگ ، مثلا صوت، پرداخته شدهو سپس مدارات گیرنده فرستنده های دیجیتال RF بررسی خواهند شد. (برای مثال گیرنده فرستنده های FSK ،ASK و ....). بررسی سیگنال به نویز هر گیرندهفرستنده نیز انجام خواهد شد.
1-1 گیرنده فرستندههای آنالوگ RF
گیرنده فرستنده های آنالوگ عموما به دو دسته طبقه بندی می شوند. AM ، که در آن اطلاعات ارسالیدر دامنه موج حامل مدوله شده و گیرنده فرستنده های FM که در آن اطلاعات ارسالی در فاز موج حاملقرار می گیرد.
عموما گیرنده فرستنده ها دارای بخش هایزیر هستند:
Øاسیلاتور، کهفرکانس موج کاریر باند فرستنده رادیویی را تعیین می کند.
Øمیکسر ، که اطلاعات ارسالی را در باندفرکانسی مورد نظر مدوله می کند.

1-1-1 گیرندهفرستنده AM
همانطور که گفته شد در طراحی هر گیرنده و فرستنده دو بخش اصلی وجوددارد. اسیلاتور و میکسر . اسیلاتور فرکانس موج حامل را تعیین می کند. در اینجامداری را که می خواهیم طراحی کنیم باند وسیعی از فرکانس های رادیویی AM مانند باند 104مگا هرتز رادیو پیام ،فرکانس 98 مگا هرتز رادیو تهران و ... و همچنین باند مورد استفاده برای فرستنده AM طراحی شده در این پروژه میباشد . بنابراین در طراحی اسیلاتور موج حامل از یک خازن متغیر در مدار تیونراسیلاتو استفاده می کنیم.
بنابراین اولین قدم در طراحییک گیرنده فرستنده ، طراحی اسیلاتور است. اسیلاتور در واقع مداری است که پس از طیمدت زمان کوتاهی پس از اتصال تغذیه DC ، به نوسانات پایدار می رسد. اسیلاتور ها در ابتدا با استفاده ازفیدبک مثبت ناپایدار شده و دامنه نوسانات رو به افزایش می نهد. اما در دامنه ایمعین این افزایش دامنه متوقف شده و نوسان ساز در آن دامنه شروع به نوسان می کند. لذا به طور خلاصه خصوصیات یک اسیلاتور را می توان به شرح زیر توصیفنمود:
1-یک اسیلاتور بایستیدارای فیدبک مثبت برای افزایش دامنه نوسانات باشد.
2-یک اسیلاتور می بایست پس از رسیدن به دامنهنهایی از ناپایدار شدن نوسانات جلوگیری کند. و با آن دامنه به نوسانات خود ادامهدهد.این امر از طرق مختلفی قابل دستیابی است. برای مثال استفاده از خاصیت بهرهترانزیستور که در آن با افزایش دامنه سیگنال اعمال به آن بهره تقویتی ترانزستورکاهش می یابد. بهره متغیر ترانزیستور با پارامتر G(x) نشان داده می شود. و با سیگنال اعمالی به بیس ترانزیستوررابطه معکوس دارد.

در ادامه چندین مدار اسیلاتورمرسوم بررسی خواهند شد و جهت اطمینان از حصول به نوسان پایدار قبل از بستن مدار وطراحی بورد، نوسان هر یک از این اسیلاتورها در نرم افزار اسپایس- ارکد- کپچر بررسیمی گردد.

اسیلاتورهای معمول در رادیوهای AM و FM ، عموما از مدار اسیلاتور کولپیتس،استفاده شده است.
منبع سایتwww.rosd.ir وwww.daneshnameh.roshd.ir

برداشتهای ژئوالکتریکی

پایه ی روشهای متنوع اکتشافات ژئوفیزیکی ظرفیت زمین برای تولید و پاسخ میدانهای الکتریکی است. ایده اکتشافات مواد معدنی با کمک اندازه گیری های الکتریکی در حدود سالهای دهه ی 1800 ارائه شد، اما کاربرد عملی و نتیجه بخش این روش حدود یک قرن بعد مسیر گردید.

در تمام روش های گوناگون الکتریکی برای اکتشافات ژئوفیزیکی از عبور جریان الکتریکی در داخل زمین استفاده می گردد. تمام اجسام باعث کند شدن جریان الکتریکی می شوند، به طوری که انرژی بایستی برای حرکت ذرات مصرف شود. میزان جلوگیری اجسام در برابر عبور جریان با عنوان مقاومت ویژه الکتریکی مربوط جسم توصیف می شود. یکی از اهداف برداشتهای الکتریکی، اندازه گیری این خاصیت فیزیکی که به عنوان پایه ای برای تشخیص لایه بندی و ساختمانهای داخل زمین تلقی می شود.

        روشهای برداشت مقاومت ویژه الکتریکی که توسط ایجاد جریان مستقیم در داخل زمین در بین دهها صورت می گیرد، بهترین وسیله برای دقت روی قسمتهای مخصوص در زمین می باشد. نتایج روشها کمترین مشکل برای فهم و تفسیر خواهند داشت. بنابراین ما بحث را با روشهای جریان مستقیم اندازه گیری مقاومت ویژه آغاز خواهیم کرد.

         روش برداشت الکتریکی دیگر که پلاریزاسیون القایی نامیده شده گسترش یافته از عمل برداشت مقاومت سنجی است. ورود جریان به داخل زمین میدان الکتریکی تولید کرده که براین زمان کوتاهی بعد منبع جریان ادامه می یابد. تداوم این میدان موقتی بستگی به ظرفیت زمین برای تخلیه تمرکز بار به آمده با جریان ورودی دارد. درباره این که چگونه برداشت پلاریزاسیون القایی تداوم میدان الکتریکی، روشهای برداشت الکتریکی دیگر شکل میدانهای الکتریکی اتفاق افتاده طبیعی را آزمایش می کند.

        هدف روشهای معروف پتانسیل خودزا (sp) نقشه برداری میدانهای دایمی است که نزدیک تمرکز بار الکتریکی وجود دارد. عملیات و الکتروشیمیایی همراه با ساختمانها و ذخیره های معدنی این تمرکز را تولید کرده به طوری که ساختمان به صورت یک باطری طبیعی عمل می کند.

        گروه ژئوفیزیک سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور در اواخر سال 1379 به سرپرستی آقایان عامری و شاهین برای مطالعه و برداشتهای ژئوفیزیکی به روش IP  و RS  به منطقه عزیمت کردند. مأموریت در دو منطقه چاه کلپ و چاه زاغو در 3676 ایستگاه انجام شد. برداشتهای ژئوالکتریکی با آرایش مستطیلی با خط جریان 800 متری (AB = 800 m) و آرایش دو قطبی ـ دو قطبی با مشخصه AB = MN = 20 m و دو آرایش سه الکترونی (قطبی ـ دو قطبی) صورت گرفت. همچنین قریب 80 درصد ایستگاهها توسط گروه نقشه برداری سامان زمین شناسی اکتشافات معدنی کشور توسط دستگاه دیستومات، به فاصله 20 متر از یکدیگر و در سیستم UTM پیاده و برداشت گردید.

         قبل از توضیح کارهای انجام شده در  منطقه چاه کلپ، مبانی برداشتهای ژئوالکتریکی مختصرا بیان می شوند.

روش پلاریزاسیون القایی :

        اول بار در اواخر دهه 1940 روش پلاریزاسیون القایی برای اکتشاف توده های کاسنگی، بویژه برای سولفید های پراکنده ( disseminuted) مورد استفاده قرار گرفت. در دهه 1960 از این روش به طور گسترده در اکتشافات ژئوفیزیکی معدنی استفاده گردید. کزاواشلامبرگر احتمالا اولین فردی بود که وجود پلاریزاسیون القایی را گزارش کرد. وقتی که جریان الکتریکی وادار به حرکت در زمین به وسیله الکترودهای منبع و مخزن می شود ممکن است در جاهای مختلف تمرکز بارهای الکتریکی ایجاد شود. پس از قطع جریان ورودی این بارها به توزیع اولیه خود در زمین بر می گردند. در اثنای مدت زمانی که تمرکز بارها از بین می رود پتانسیل الکتریکی تداوم می یابد. این پدیده پتانسیل القایی نامیده می شود.

         تجارب آزمایشگاهی نشان داده است هنگامی که جریان الکتریکی او نوع مستقیم (D.C) و یا متناوب (A.C) با فرکانس خیلی کم حدود 1/0 هرتز به زمین فرستاده شود، انرژی الکتریکی در داخل سنگها توسط فرآیندهای الکتروشیمیایی ذخیره می شود. این عمل معمولا به دو طریق صورت می گیرد :

الف : پلاریزاسیون غشایی یا IP غیر فلزی :

        که در آن عبور جریان الکترولیتهای موجود در خلل و خرج سنگها صورت می گیرد. این نوع IP در زمینهای رسی دیده می شود و بدین جهت در اکتشاف آب و نواحی رسی کاربرد دارد. علت این نوع IP را می توان چنین توجیه کرد که سطح کانی های رسی دارای بار منفی است و در نتیجه بارهای مثبت را جذب می کند لذا بعد از گسترش جریان بارهای مثبت جا به جا می شوند و پس از قطع به وضع اولیه خود بر می گردد که نتیجه این عمل پدیده IP می باشد.

ب : پتانسیل الکترودی یا IP فلزی :

        که در آن عبور جریان الکتریکی توسط یونهای فلزی در سنگها صورت می گیرد. البته در این حالت ممکن است همزمان عبور جریان الکتریکی توسط الکترولیتهای موجود در خلل و خرج آنها نیز انجام شود. هر گاه جریان الکتریکی فرستاده شده به داخل زمین به طور ناگهانی قطع شود یونها به آهستگی پراکنده شده و به سوی تعادل پیش می روند که سبب پیدایش ولتاژ ضعیف و رو به رو زوال IP می شود. طول مدت دوام ولتاژ روبه رو زوال IP در داخل زمین به عواملی مثل بافت سنگها، نفوذ پذیری، قابلیت هدایت الکتریکی، کانی های فلزی و قابلیت الکترولیت موجود در حفرات سنگها بستگی دارد. هر چه ماده معدنی هادی تر باشد و پراکندگی آن در سنگ میزبان بیشتر باشد IP بزرگتر خواهد بود زیرا در این حالت شعاع تماس جهت تعادل الکترونی ـ یونی به حداکثر خواهید رسید اما در مورد بعضی از عوامل مثل مقاومت سنگ در بر گیرنده نمی توان به طور قطع اظهارنظر کرد زیرا با تجربه ای که ر عملیات زمینی به دست آمده است در اکثر موارد با مقایسه ی نقشه های مقاومت ظاهری و شارژ ابلیته مشخص می شود نواحی که دارای IP قوی است دارای مقاومت ظاهری زیادی بوده و با بررسی سرزمین معلوم می شود که با وجود ماده معدنی با سیلیسی شدن سنگهای درون گیر همراه است.

اختلالات در اندازه گیریها و روشهای حذف  آنها :

در این مبحث فرض بر صحت اندازه گیریها بوده و خطاهای دستگاهی در مقایسه با سایر خطاها قابل اغماض فرض می شود. لذا در این قسمت اختلات ناشی از پدیده های زمین شناسی نامطلوب و اثرات شرایط خاص زمین شناسی مورد توجه قرار گرفته است.

پلاریزاسیون غشایی :

        این پلاریزاسیون در سنگهایی که درصد ناچیزی از کانیهای رسی در آنها پخش شده باشد ظهور می کند.

        خصوصا در سنگهای متخلخلی که رس در قسمتی از مسیر تخلخل مؤثر حاوی الکترولیت قرار می گیرد مقدار پلاریزاسیون غشایی افزایش می یابد. از آنجا که حین اندازه گیری نمی توان اثر پلاریزاسیون غشایی از پلاریزاسیون فلزی تشخیص داد، پلاریزاسیون غشایی در اکتشاف ذخایر معدنی فلزی پاریزیت محسوب می شود. ولی همان طور که قبلا اشاره کردیم این پلاریزاسیون در اکتشاف منابع آبهای زیر زمین که سنگ کف آنها از نوع رس، مفید خواهد بود. برای تشخیص وجود پلاریزاسیون مربوط به رس ها باید از زمین شناسی منطقه مورد مطالعه هم کمک گرفت و با روشهای ویژه پلاریزاسیون الکترودی فلزی را از پلاریزاسیون غشایی تمیز داد.

اثر کوپلینگ القایی الکترومغناطیسی :

        اثرات القایی الکترومغناطیسی باعث انحراف اختلاف پتانسیل مربوط به پلاریزاسیون القایی می گردد. این انحراف ناخواسته هنگامی که طول خط جریان زیاد است و زمین هم دارای هدایت ویژه قابل توجهی است محسوس بوده و باعث خطای زیادی در اندازه گیری های پلاریزاسیون القایی می شود. از شناخت چنین انحرافاتی در اندازه گیریهای پلاریزاسیون القایی ضروری است.

        راماچانداران (ramachanderan) در سال 1980 با بررسی اثر کوپلینگ الکترومغناطیسی نشان داده که در آرایه های مستطیلی الکترو مغناطیسی دارای علامت منفی بوده، یعنی در خلاف جهت پلاریزاسیون القایی می باشد و در آرایه های دو قطبی ـ دو قطبی و قطبی ـ دو قطبی این اثر دارای علامت مثبت بوده یعنی در جهت موافق پتانسیل پلاریزاسیون القایی است.

روشهای اندازه گیری :

        اولین راه اندازه گیری ولتاژ رو به زوال IP در قلمرو زمان (Time-Domain) می باشد که خود به اشکال گوناگون صورت می گیرد که بستگی به نوع دستگاههای اندازه گیری دارد. یکی از روشها اندازه گیری شارژ ابلیته ظاهری بر اساس نسبت ΔVIP/ΔVS می باشند. در این روش کمیت  ΔVIP را در یک مان معین (T) پس از قطع جریان، اندازه گیری می کنند و نسبت آن راه به ΔVS (ولتاژ اندازه گیری در زمان 0T) با واحد میلی ولت بر ولت نشان می دهند. در این طریق زمان T درست کمی بعد از جریان 0T انتخاب می شود تا اثر جریان الکترومغناطیسی ثانویه حاصل از بین برود. از سوی دیگر زمان T نباید زیاد طولانی باشد زیرا ممکن است افت پتانسیل IP آنقدر زیاد باشد که به حد پارازیت برسد.

        روش دیگر اندازه گیری شارژ ابلیته ظاهری در حوزه فرکانس (Fre quency Domain)است که از این روش تغییرات مقاومت ویژه ظاهری در فرکانسهای مختلف تعیین می گردد. چون جریان حاصله از IP در سنگهای زیر سطحی با جهت جریان تزریقی مخالفت می کند به همین دلیل سبب ایجاد یک مقاومت مازاد بر مقاومت الکتریکی سنگها می شود. این مقاومت مازاد با افزایش فرکانس جریان تزریقی مرتبا کم می شود زیرا افزایش فرکانس سبب کم شدن مقدار ولتاژ IP می شود.

        معمولا در سنگهایی که تقریبا فاقد کانی های هادی هستند IP خیلی کم ایجاد می شود و در نتیجه اثر ازدیاد فرکانس در کاهش پارازیت حدود 1% می باشد ولی در سنگهایی که کنی هادی به مقدار قابل ملاحظه ای وجود دارد مقدار IP حاصله نسبتا زیاد و در نتیجه به ازای هر ده برابری که بر فرکانس جریان تزریقی افزوده شود، پارازیت به اندازه 10 تا 20 درصد کاهش نشان می دهد. اندازه گیری های حوزه فرکانسی نسبت به حوزه زمانی دارای این مزیت است که نسبت سیگنال به پارازیت در آنها بیشتر است و برتری اندازه گیریهای حوزه زمانی نسبت به حوزه فرکانسی سرعت بیشتر اندازه گیریها و صرفه جویی در زمان است.

روش مقاومت سنجی :

        همان طوریکه قبلا اشاره شد در بیشتر سنگها هدایت جریان الکتریسیته به صورت الکترولیتی توسط ملکولهای سیال موجود در خلل و فرج سنگها و بین دانه ها صورت می گیرد. بنابراین مقاومت ظاهری طبقات زمین تابعی از عواملی چون مواد هادی (آب، مواد رسی، شوری، ...)، درجه تراکم، تخلخل و .... می باشد و با اندازه گیری و تعیین مقدار آن می توان برخی از عوامل زمین شناسی از جمله زون خرد شده، گسل، ساختمان طبقات زیرین و ضخامت رسوبات آبرفت را شناخت. بنابراین با داشتن شدت جریان (I) و اندازه گیری اختلاف پتانسیل با استفاده ا دستگاه IP می توان مقاومت ظاهری طبقات را از فرمول ρ = K ΔV/I محاسبه کرد.

5-2 آرایش های مورد استفاده

1-5-2 آرایش مستطیلی Cradiant Array

        همان طور که قبلا اشاره شد در این نوع آرایش ابتدا موازی با روند بی هنجاری یا برون زدگی ماده معدنی بر روی زمین خطی را به عنوان خط مبنا Bose line  در نظر می گیریم. سپس با توجه به عمق مورد مطالعه و یکنواختی تشکیلات زمین شناسی منطقه فاصله الکترونهای فرستنده (AB) و همچنین با در نظر گرفتن موقعیت و ابعاد توده مصرفی و پراکندگی آن فاصله الکترونهای گیرنده (MN) را مشخص می کنیم مقدار IP، مقاومت ویژه ظاهری اندازه گیری شده به نقطه وسط MN نسبت داده می شود. شکل زیر وضعیت الکترونهای گیرنده و فرستنده و پروفیل ها را نشان می دهد.

نقاط اندازه گیری در داخل مستطیلی است که مرکز آن منطبق با وسط AB بوده و ابعاد آن AB/3 در جهت عمود بر خط مبنا و AB/2 در امتداد خط مبنا می باشد بزرگترین امتیاز این نوع آرایش ان است که AB ثابت بوده و فقط الکترودهای  MN متحرک می باشند و همچنین در طول عملیات شدت جریان ثابت می باشد.

2-5-2 آرایش دایپل ـ دایپل Dipole – Dipole

          از این نوع آرایش برای مطالعه و بررسی تغییرات و گسترش بر هنجاری در عمق و بدست آوردن شبه مقطعی از IP و مقاومت ویژه ظاهری در مسیر یک پروفیل استفاده می شود. در این نوع آرایش هر چهار الکترود A,B,M,N در امتداد یک پروفیل قرار داشته و عملا فاصله الکترودهای فرستنده (AB) مساوی فاصله الکترودهای گیرنده (MN) AB = MN = a بوده و در هر اندازه گیری الکترودهای AB ثابت بوده و الکترودهای MN در امتداد پروفیل حرکت می کند در نتیجه اندازه گیری برای عمق های مختلف انجام می گیرد. فاصله بین نزدیکترین الکترودهای جریان پتانسیل برابر na میباشد ( n = 1,1,3, …) و عمق هر اندازه گیری برابر a[/2(n+1)] = d خواهد بود و عدد اندازه گیری شده برای نقطه ای به محل تلاقی دو خط با زاویه 45 درجه نسبت به سطح زمین از MN و AB و هم شده نسبت داده می شود به این ترتیب از مجموع نقاط اندازه گیری شده با این روش شبه مقطعی از شارژ ابلیته و مقاومت ویژه ظاهری در امتداد یک پروفیل بدست خواهد آمد.

3-5-2 آرایش سه الکترودی Pole – Dipole

        در این نوع آرایش الکترودهای فرستنده جریان (B) در بینهایت و سه الکترود دیگر A,M,N متحرک در امتداد یک پروفیل و عملا با فاصله مساوی L از یکدیگر قرار می گیرند. الکترود B را بدین جهت در بینهایت قرار می دهند که اندازه گیری فقط تابع جریان از الکترود a پخش شود که عمق نفوذ با فاصله الکترو پتانسیل از الکترود جریان زیاد می شود. که بعد از هر اندازه گیری سه الکترود به اندازه L تغییر محل می دهند. امتیاز این نوع آرایش در این است که سه الکترود با هم تغییر محل می دهند. به علاوه چون سه زیاد از محل الکترو A فاصله ندارد لذا مقدار عددی IP بزرگ بوده، همچنین در این نوع آرایش پلاریزاسیون اطراف الکترود A شدید بوده و اجازه می دهد طبقه مقاوم مینرالیزه مدفون افقی را مشخص کند ولی در این نوع آرایش نمی توان محل دقیق توده مصرفی را مشخص کرد. در این حالت باید روش پروفیل ترکیبی(Combine Profiling) را انجام داد (یعنی با معکوس کردن جهت حرکت الکترودهای فرستنده و گیرنده عمل اندازه گیری را تکرار کرد).

6-2 تجهیزات مورد استفاده و نحوه ی برداشت صحرائی

دستگاه های استفاده شده در منطقه مورد مطالعه عبارتند از :

ـ موتور بنزینی جهت تولید برق 220 ولت

ـ دستگاه فرستنده جریان مدل TSQ-3 ساخت کشور کانادا. این دستگاه قادر است برق 220 ولت حاصل از موتور برق را در دو حالت فرکانسی و زمانی (بستگی به دستگاه گیرنده) تا حداکثر 1500 ولت افزایش می دهد. از این دستگاه در حالت Time Domain استفاده گردید این دستگاه به گونه ای تنظیم گردید که جریان الکتریسیته را به فاصله زمانی مساوی هر 2 ثانیه به الکترودهای A,B فرستاده و قطع نماید. مدت ارسال جریان نیز 2 ثانیه می باشد در هر بار ارسال جریان، جهت جریان نیز از داخل دستگاه عوض می شود. ضمنا میزان شدت جریان برقرار شده بین الکترودهای A,B نیز توسط صفحه دیجیتالی موجود بر روی دستگاه با دقت میلی آمپرشان داده می شود، که در محاسبات مقاومت ویژه ظاهری مورد استفاده قرار می گیرد.

ـ دستگاه گیرنده (رسبور) مدل IPR-8A, IPR-10A ساخت کانادا با دقت 1/0 میلی ولت بر ولت جهت اندازه گیری شارژ ابلیته و 1 میکرو ولت جهت اندازه گیری ولتاژ همچنین این دستگاه قادر است مساحت زیر منحنی رو به زوال ولتاژ را در زمانهای T1,T2 در ده پنجره مختلف اندازه گیری نماید. این امر می تواند کمک بسزایی در کسب اطمینان از عدد اندازه گیری هنگام برداشت های صحرایی ایجاد نماید. هنگام شروع اندازه گیری ابتدا میزان SP توسط دستگاه مذکور خنثی می گردد. همچنین تغییرات ولتاژ  VΔ اندازه گیری و پس از آن شارژ ابلیته ایستگاه حداقل 3 حالت مختلف اندازه گیری می شود، اعداد حاصله در کاغذ برداشت مخصوص و در ستونهای مربوط به صورت دستی یادداشت می گردد.

ـ چهار قرقره با سیم های مسی و فولادی مقاوم جهت انتقال جریان الکتریکی از دستگاه فرستنده به الکترودهای A,B و از الکترودهای گیرنده M,N به دستگاه گیرنده

ـ الکترودهای سفالی حاوی سولفات مس اشباع شده برای استفاده به عنوان الکترودهای گیرنده MN (الکترودهای غیر قابل پلاریزه)

فصل سوم

نحوه ایجاد عملیات صحرائی

با توجه به اینکه پیمایش ژئوفیزیکی در دو منطقه چاه کلپ و چاه زاغو انجام شد نحوه عملیات صحرائی را به طور جداگانه برای هر منطقه توضیح می دهیم و همان طور که قبلا اشاره کردیم کار شبکه بندی توسط گروه نقشه برداری سازمان صورت گرفت.

الف : منطقه چاه کلپ : ابتدا با توجه به شرایط توپوگرافی و زمین شناسی منطقه ایستگاه 00 را در مرتفع ترین بخش مرمریتها به عنوان ایستگاه مرکزی با مختصات

X= 737595, Y= 3539015  در سیستم UTM و طول 59 درجه و 30 دقیقه و 50 ثانیه و عرض 31 درجه و 57 دقیقه و 77 ثانیه جغرافیایی در نظر گرفته ش سپس با توجه به روند گسترش عمومی کاسفار خط مبنا Base line را با امتداد N63W به طول 2100 متر تعیین و بر روی مرکز هر پروفیل به فاصله 50 متر از یکدیگر مشخص گردید و شماره هر پروفیل بر مبنای فاصله آن پروفیل تا ایستگاه مرکزی 00 نامگذاری شد. تعداد 40 پروفیل واقع در قسمت غرب ایستگاه مرکزی را با علامت منفی و تعداد 40 پروفیل در قسمت شرق را با علامت مثبت مشخص نمودیم. امتداد پروفیلها عمود بر امتداد خط مبنا N27E مشخص گردید که بر روی هر پروفیل ایستگاهها به فاصله 20 متر از یکدیگر مشخص گردیده اند. به طوری که ایستگاهی که در طرف شمال قرار دارند با علامت مثبت و ایستگاههای که در طرف جنوب واقع شده اند با علامت منفی مشخص گردیده اند و تمامی ایستگاهها با سنگچین و رنگ و نوشتن نام و موقعیت پروفیل بر روی کاغذ مشخص شده است بنابراین ما دارای شبکه ای از ایستگاهها با فواصل 20Í50 متر هستیم بعد از ان کار پیمایش ژئوفیزیکی به منظور تعیین تغییرات جانبی و گسترش سطحی هنجاری با 5 آرایش مستطیلی دنبال شد سپس با مشخص شدن مناطق بر هنجاری در عمق با اجرای شبه مقاطع با 4 آرایش دایپل ـ دایپل (Dipole – Dipole) و دو آرایش سه الکترودی (Pole – Dipole) ادامه یافت.

گزارش کارکارآموزی(آشنایی با تاسیسات الکتریکی)

بخش اول : آشنایی با تاسيسات الكتريكي

آشنايي با جريان سه فاز

جريان سه فاز در مداري كه سيم بندي القاء شونده آن (آرميچر) از سه دسته سيم پيچ جدا كه هر كدام نسبت به هم 120 درجه الكتريكي اختلاف فاز دارند تهيه مي شود.

انواع اتصال در سيستم سه فاز

در سيستم سه فاز معمولاً‌ از سه نوع اتصال استفاده مي شود :

الف- اتصال ستاره

ب- اتصال مثلث

ج- اتصال مختلط

-محاسبه جريان و ولتاژ در اتصال ستاره

همانطور كه مي دانيم در اتصال ستاره اختلاف سطح هر فاز با سيم نول ولتاژ فازي (UP) و اختلاف سطح هر فاز با فازي ديگر ولتاژ (Ul) را تشكيل مي دهند. مقدار ولتاژ خط از مجموع دو ولتاژ فازي بدست مي آيد. به همين جهت براي بدست آوردن مقدار Ul بايد برآيند دو ولتاژ فازي را رسم و مقدار آن را محاسبه نماييم. بدين ترتيب كه يكي از بردارها را در امتداد و به اندازه خودش رسم كرده و سپس بردار را با بردار پهلويش رسم مي كنيم. رابطه روبرو برقرار است :

اما جرياني كه از هر كلاف عبور مي كند همان جريان خط مي باشد. يعني در اتصال ستاره جريان خط مساوي جريان فاز است .             IL=IP

-محاسبه جريان و ولتاژ در اتصال مثلث

در اين روش كلافهاي مصرف كننده يا مولد به شكل مثلث قرار مي گيرند. همانطور كه مي دانيم ولتاژ خط UL در اتصال مثلث همان ولتاژي است كه در دو سر كلاف قرار دارد يعني در اتصال مثلث ولتاژ خط برابر با ولتاژ فاز است :              UL = UP

اما جرياني كه از هر خط مي گذرد مجموع برداري جريان دو كلاف بعدي است. پس جريان هر خط 73/1 برابر جريان هر فاز است :             

-اتصال مختلط تركيبي از اتصالهاي ستاره و مثلث مي باشد.

توان در مدارهاي سه فاز

در يك اتصال سه فاز توان كل از مجموع توانهاي هر فاز بدست مي آيد : P = P₁+P₂+P₃    

اگر بار متعادل باشد داريم :      P₁ = P₂ = P₃ = Pph

پس توان كل مي تواند سه برابر توان هر فاز باشد :      P = 3Pph

                                                     P = Up.lp.COS (j)

در اتصال ستاره توان بصورت زير بدست مي آيد :

                                              و            ip=iL

در اتصال مثلث هم رابطه بالا صادق مي باشد.

روشهاي اندازه گيري توان

معمولاً براي اندازه گيري در سيستم سه فاز از دو روش زير استفاده مي كنند :

الف- روش چهار سيم (3 واتمتري)

ب- روش سه سيم (2 واتمتري)

الف- روش چهار سيم :

در اين روش با استفاده از 3 واتمتر كه سر راه هر فاز قرار مي گيرد و سيم نول توان هر فاز جداگانه اندازه گيري شده و مجموع اين سه واتمتر توان كل مي باشد. اگر بار كاملاً متعادل باشد هر سه واتمتر داراي مقادير مساوي مي شوند. پس در يك بار متعادل فقط از يك واتمتر هم مي توان استفاده كرد.

ب- روش سه سيم :

در اين روش بدون سيم نول عمل مي شود. دو واتمتر كه هر كدام بين دو فاز قرار مي گيرد البته فاز وسط براي فازهاي اول و سوم مشترك است توان كل از مجموع دو واتمتر بدست مي آيد.

مزاياي سيستم سه فاز

1-  در جريان تكفاز مقدار قدرت لحظه اي در قسمتهايي به صفر مي رسد اما در جريان سه فاز هيچگاه توان لحظه اي صفر نمي شود چون اگر يكي از فازها مقدارش به صفر برسد فازهاي ديگر داراي مقادير هستند.

2-  راه اندازي موتورهاي آسنكرون : مي دانيم كه براي گردش موتورهاي آسنكرون احتياج به ميدان دوار است كه اين ميدان با جريان تكفاز ساخته نمي شود.

3-  تبديل جريان متناوب به جريان مستقيم : دامنه يكسو در تبديل سيستم سه فاز به جريان مستقيم داراي ضربان كمتري نسبت به جريان يكسو شده توسط جريان متناوب تكفاز بوده و ضريب بهره آن زياد است.

عايق كابلها

براي پوشش عايقي سيم ها از پلاستيك / لاستيك و يا از كاغذ استفاده مي شود. امروز كابل با عايق پلي وينل pvc بيشتر از كابلهاي ديگر بكار مي رود. عايق ديگري بنام پلي اتيلن نيز وجود دارد. عايق اكثر كابلهاي جريان قوي از كاغذ آغشته به روغن تهيه مي شود.

از عايق لاستيكي در جاهايي كه احتياج به چرخش زياد باشد نيز استفاده مي كنند.

ساختمان كابلهاي فشار قوي و حفاظت آنها :

قسمت اصلي ساختمان كابلها هادي و عايق آن است. ضمناً كابل را بايد در مقابل پديده هاي زير حفاظت نمود :

الف- حفاظت در مقابل فشار و ضربه هاي مكانيكي

ب- حفاظت در مقابل زنگ زدگي و اكسيد شدن هادي

پ- حفاظت در مقابل اثرات شيميايي و پوسيدگي

ت- حفاظت در مقابل اثرات ميدان الكتريكي و اتصال كوتاه شدن و ميدان هاي خارجي و جريان زياد

علايم اختصاري كابلها

علايم اختصاري كابلهاي لاستيكي و پلاستيكي به شرح زير است :

بعد از حروف اختصاري تعداد سيم هاي داخل كابل و مقطع آنها با عدد مشخص و نوع مقطع با حروف زير تعيين مي شود :

r : مقطع گرد        s : مقطع مثلثي        e : هادي يك رشته اي       m : هادي چند رشته اي

معمولاً ولتاژ نامي فازي را با Vo و ولتاژ خطي را با حرف V بعد از علامات اختصاري ذكر مي كنند.

مثال : مشخصات كابل زير را بخوانيد.                           NYY       3*50+ 25 sm

(0/6 / 1kv)                                                                                                      

كابل سه فاز با هادي مسي به مقطع 50 ميلي متر مربع و سيم نول به مقطع 25 ميلي متر مربع با مقطع مثلثي چند رشته اي با عايق و غلاف پروتودور (pvc) براي ولتاژ 6/0 كيلو وات فازي و 1 كيلو ولت خطي بدون محافظ. چون اين كابل داراي نوار محافظ نيست در جايي مصرف مي شود كه هيچگونه فشار مكانيكي به آن وارد نشود.

فيوز

از فيوز براي محافظت سيم و كابل ودستگاههاي اندازه گيري؛ ترانسفورماتور؛ ماشينهاي الكتريكي و ديگر مصرف كننده ها در مقابل جريانهاي اضافي و اتصال كوتاه استفاده مي شود. البته فيوز در جايي بكار مي رود كه ارزش نصب يك رله و يا يك كليد جريان را نداشته باشد.

فيوزها براساس مقدار ولتاژ و نوع ساختمان قطع كننده شان به انواع زير تقسيم مي شوند :

الف- فيوز حرارتي ذوب شونده

ب- فيوز حرارتي (بي متال)

پ- فيوز مغناطيسي

ت- فيوز توان بالا NH

ث- فيوز فشار قوي HH

الف- فيوزهاي حرارتي ذوب شونده :

در فيوز ذوب شونده يك سيم حرارتي وجود دارد كه سر راه جريان بسته مي شود و در اثر عبور جريان زياد گرم شده و در درجه حرارت معيني ذوب مي شود و مدار را قطع مي كنند جرقه اي كه در زمان قطع ايجاد مي شود باعث سوختن وسياه شدن كنتاكت و عايق هاي اطراف مي شود كه بايستي برطرف گردد.

براي برطرف نمودن اثر جرقه سيستم حرارتي را در داخل يك فشنگ چيني يا سفالي عبور مي دهند و اطراف سيم را با ذرات كوارتز پر مي كنند جرقه ايجاد شده در اثر قطع توسط براده كواتز خنك شده و از بين مي رود.

براي تشخيص فيوز ساخته از پولك نشانه استفاده مي كنند. اين پولك توسط سيم نازكي محكم شده است.

اين سيم نازل در هنگام ذوب شدن سيم داخل فيوز پاره شده و پولك توسط نيروي فنر كوچك كه در زير آن قرار گرفته قدري به خارج پرتاب مي شود و نشان مي دهد كه فيوز سوخته است. ضمناً رنگ پولك فيوز نشان دهنده جريان اسمي فيوز است. (جدول1-1)                                 

ب-فيوز حرارتي بي متال

فيوز حرارتي بي متال براي حفاظت در مقابل بار اضافي مدار را قطع مي كند. بي متال در مقابل حرارت ناشي از بار اضافي لحظه اي تغيير شكل داده و باعث قطع مدار مي شود.

پ-فيوز مغناطيسي

فيوزهاي مغناطيسي نيز تابع شدت جريان هستند. در اثر بروز اضافه بار ميدان مغناطيسي سيم پيچي فيوز قوي شده و براساس خاصيت جذب يك هسته آهني مدار را قطع مي كند. در اين فيوزها زمان قطع خط را مي توان بوسيله فنر تنظيم كرد. در بين فيوزهاي مغناطيسي فيوز سريع نيز وجود دارد كه قطع مدار در زمان معيني تنظيم نمي شود بلكه فيوز با عبور جريان بيشتر از نامي خط فوراً قطع مي گردد.

ت- فيوز توان بالا

در شبكه هاي فشار ضعيف با توان زياد از فيوزهاي NH استفاده مي شود. اين فيوزها داراي دسته اي مي باشند كه توسط آن فيوزها در جاي خود مي اندازند و يا خارج مي كنند و به آن فيوزكش گويند.

ث- فيوز فشار قوي

فيوزهاي H.H براي فشار قوي مورد استفاده قرار مي گيرند و خيلي بلندتر از فيوزهاي معمولي تا 500 ولت است. براي حفاظت ترانسفورماتورهاي توزيع و اندازه گيري مورد استفاده قرار مي گيرند.

فيوز H.H فقط در جايي بكار برده مي شود كه قدرت اتصال كوتاه از MVA400 تجاوز نكند. ساختمان فيوز H.H شبيه فيوز فشار ضعيف است. در داخل يك لوله چيني يا فيبري بزرگ سيم فيوز بصورت مارپيچ قرار گرفته و در دو انتها به دو کلاهك فلزي محكم شده است. سيم فيوز بطور آزاد در داخل براده كوارتز قرار گرفته يا مدار در داخل لوله دندانه است و سيم از داخل دندانه ها عبور كرده است. فيوزهاي فشار قوي داراي يك سيم فرعي اند كه با قطع شدن آن دکمه اي به خارج پرتاب مي شود و نشان مي دهد كه فيوز سوخته است. مي توان از حركت اين دكمه براي مدار فرعي استفاده كرد كه از قطع فيوز در داخل اطاق فرمان اطلاع حاصل كرد.

انتخاب نوع فيوز

براي خطوط ساده فيوزهاي ذوب شونده جهت حفاظت كافي است. اما در شبكه هاي گسترش يافته با مصرف كنندگان صنعتي تنها فيوزهاي ذوب شونده كافي نيست. زيرا در صورت سوختن يكي از سه فيوز قبل از دو فيوز ديگر موتور تحت ولتاژ دو فاز باقي مانده و خطر سوختن آن در بين است. بايد از فيوز بي متال و مغناطيسي استفاده كرد مقدار فيوز براي كابل يا سيم معلوم با توجه به شدت جريان مجاز عبوري از سيم و جريان نامي فيوز انتخاب مي شود.

جداول زير جريان مجاز سيم و فيوز را مشخص مي كنند.

تعيين افت ولتاژ مجاز و انتخاب سطح مقطع هادي

خطوط هادي الكتريسيته در حقيقت مقاومتهاي الكتريكي هستند كه از آنها جريان عبور مي كند. با اتصال مصرف كننده به چنين خطوطي و عبور جريان از آنها در خط افت ولتاژ پديد مي آيد.

با توجه به قانون اهم :            مقاومت خط ×  جريان مصرفي = افت ولتاژ

                                                            DU = l.R

در انتهاي خط ولتاژ به اندازه DU2 كمتر از ولتاژ ابتداي خط است. آنچه كه براي مصرف كننده مهم است تامين توان نامي آن است.

براي رسيدن به اني امر بايد نكات زير را درگرفت :

الف- سطح مقطع كابل و در نتيجه مقاومت آن را بايد طوري انتخاب كرد كه افت توان از حد معيني تجاوز نكند و در ضمن حرارت ايجاد شده در اثر عبور جريان از حد معيني تجاوز نكند.

ب- هاديها بايد استحكام مكانيكي كهفي داشته باشند. حداكثر افت ولتاژ به درصد در شبكه هاي گوناگون مطابق جدول زير مي باشد :

افت ولتاژ قابل در فشار ضعيف براي مصرف كننده هاي مختلف چنين است :

1-   افت ولتاژ در مورد مصرف كننده هاي روشنايي 5/1 درصد

2-   افت ولتاژ در مورد مصرف كننده هاي الكترومغناطيسي مانند موتور و غيره 3 درصد

موازي بستن آلترناتورها :

اتصال يك آلترناتور با آلترناتور ديگر بطور موازي و يا اتصال آلترناتوري به يك شبكه جريان متناوب را عمل سنكرونيزاسيون مي نامند. و براي سنكرونيزاسيون مناسب شرايط زير لازم است :

الف- تساوي ولتاژ موثر آلترناتورها

ب- متناسب بودن سرعت به طوريكه فركانسها باهم برابر باشند.

پ- تساوي فازها

بخش دوم : وسايل كنترل ساده

كليدها

جهت كنترل وسايل الكتريكي و مصرف كننده ها از وسايل مختلفي استفاده مي شود كه ساده ترين اين وسايل كليدها هستند. بطور كلي كليد وسيله اي است كه با تغيير حالتي كه در اين وسيله ايجاد مي شود. باعث قطع يا وصل مدار مي شود. عمل تغيير حالت كليد از نيروي مكانيكي ناشي مي شود و نيز اينكه اين نيروي مكانيكي مستقيماً به كليد اعمال شود و يا توسط انرژي ديگر مثل الكتريسيته.

مي توان كليدها را كلاً به دو دسته تقسيم نمود :

الف- كليدهاي ساده :

براي تغيير حالت احتياج به انرژي مكانيكي دارند كه بصورتهاي يك پل و دو پل و سه پل و … ساخته مي شوند كه از نظر ساختمان خود نيز به چند دسته تقسيم مي گردند.

ب- كليدهاي مركب :

اين كليدهاي نيروي مكانيكي را جهت تغيير حالت از انرژي واسطه اي دريافت مي كنند مثل رله ها و كنتاكتورها.

انواع كليدهاي ساده :

كليدهاي ساده بطور كلي به دو دسته تقسيم بندي مي شوند :

كليدهاي لحظه اي (شستي ها)

كليدهاي دائمي كه معمولاً از نظر ساختمان بصورتهاي اهرمي و غلطكي و زبانه اي ساخته مي شوند كه در مورد هركدام توضيحاتي داده مي شود.

1-كليد اهرمي  ساده

كليد اهرمي ساده از جمله ساده ترين كليدها بوده و بوسيله اهرمي كه به تيغه هاي كليد نيرو وارد مي كند ارتباط برقرار مي نمايد. تيغه هاي كليد به صورت يكنواخت به كنتاكتهاي ثابت وصل مي شوند. معمولاً از كليدها بيشتر براي جداكردن مدارهاي كم جريان استفاده مي كنند. در صنعت اغلب به اين «كليد چاقويي» و يا «كليد كاردي» مي گويند. در كليدهاي جريان كمتر با استفاده از دو كنتاكت كه با فاصله قرار دارند با بستن رشته سيم نازكي عمل فيوز را براي هر تيغه انجام مي دهند و در كليدهاي قدرت بالاتر از فيوزهاي كاردي (NH) در زير تيغه استفاده مي كنند.

2-كليدغلطكي

ساختمان اين كليدها از يك استوانه عايق كه حول محوري بصورت غلطك حركت مي كند تشكيل شده در روي استوانه در قسمتهاي لازم قطعات هادي بصورت نوار قرار داده شده فرم استوانه و قطعات هادي بصورتي است كه با حركت استوانه در حول محورش مي تواند كنتاكتهاي ثابتي را به هم وصل و يا از هم جدا نمايد.

3-كليد زبانه اي

در كليد غلطكي به خاطر تماس و سائيدگي كه بين نوار هادي و كنتاكتهاي ثابت بوجود مي آيد از عمر كليد كاسته مي شود. به همين خاطر از كليد غلطكي كمتر استفاده مي شود و بجاي آن از كليد زبانه اي استفاده مي شود.

در اين كليد بجاي قراردادن نوار هادي روي استوانه استوانه را طوري طراحي مي كنند كه داراي برجستگي و فرورفتگي هايي مي باشد كه اين استوانه حول محور خود حركت كرده و زبانه هايي را بالا و پائين مي برد. زبانه مزبور كنتاكتهاي متحرك را به كنتاكتهاي ثابت وصل و يا‌آنها را از هم جدا مي كند. اين كليد بصورتهاي روكار  و توكار بكار مي رود.

راه اندازي الكتروموتور با استفاده از كليدهاي ساده :

مصرف كننده هاي سه فاز و الكتروموتورهاي با قدرت كم را مي توان بطور مستقيم به شبكه وصل كرد. در راه اندازي به طور مستقيم از انواع كليدهاي ساده استفاده مي كنند. معمولاً اين گونه كليدها 6 كنتاكت دارند كه سه كنتاكت ورودي با حرفهاي R,S,T و سه كنتاكت خروجي به حرفهاي U,V,W مشخص و داراي دو حالت قطع و وصل مي باشند كه با علامتهاي (O) براي قطع و (I) براي وصل. در نقشه هاي الكتريكي كليدها را در حالت قطع نشان مي دهند.

راه اندازي موتورها با استفاده از كليد ستاره – مثلث :

همانطوريكه گفته شد موتورهاي قدرت پائين را مي توان بطور مستقيم به شبكه وصل كرد.

اما الكتروموتور با قدرتهاي بالاتر را به علت جريان نسبتاً زياد در راه اندازي نبايد مستقيماً به شبكه وصل كرد بلكه بطور تدريجي، كه روشهاي مختلفي براي اين كار  وجود دارد كه ساده ترين آنها راه اندازي به روش ستاره مثلت است كه هم با كليدهاي ساده و هم مركب قابل اجرا مي باشد.

كليدهاي ستاره- مثلث ساده نيز معمولاً بصورت غلطكي و زبانه اي ساخته مي شدند.

اين كليد ابتدا سيم پيچهاي موتور را بصورت ستاره به شبكه وصل مي كند. پس از اينكه موتور به سرعت نرمال خود رسيد، با تغيير حالت كليد سيم پيچهاي موتور را به حالت مثلث در شبكه قرار مي دهد.

پس كليد داراي سه حالت قطع – ستاره و مثلث مي باشد.

بخش سوم : كليدهاي مركب

كليدهاي مركب

همانطور كه گفته شد كليدهاي مركب نيروهاي مكانيكي جهت قطع و وصل را از انرژي واسطه اي مانند الكتريسيته دريافت مي كنند مانند رله و كنتاكتور.

تعريف رله :

بطور كلي رله به دستگاهي گفته مي شود كه در اثر تغيير كميت الكتريكي و يا كميت فيزيكي مشخص تحريك شده و موجب بكار افتادن دستگاه يا ماشيني بشود.

تعريف كنتاكتور :

كنتاكتور نيز يك رله است (كليد بوبين دار) كه مانند كليد ساده سه فاز داراي سه كنتاكت براي وصل مدار قدرت و كنتاكتهاي كمكي جهت مدار فرمان مي باشد و اساس كارش بر مبناي بوبين سيم پيچي شده با هسته آهني است.

-سيم پيچ كنتاكتور ممكن است با جريان مستقيم يا متناوب و يا ولتاژ هاي 330، 220، 127، 110 و … و با جريان كم تحريك شود. هسته آهني از دو قسمت كه يكي ثابت و ديگري متحرك است ساخته شده.

قسمتي كه در زير قرار گرفته ، ثابت و قسمت بالائي متحرك است و توسط فنر از قسمت ثابت فاصله مي گيرد. سيم پيچ كنتاكتور روي قرقره پيچيده در وسط هسته جاي مي گيرد. زماني كه اين بوبين تحريك شود بخش ثابت هسته بخش متحرك را به سمت خود مي كشد و هنگامي كه بوبين از منبع انرژي قطع شود.

فنرها قسمت متحرك را مجدداً به جاي خود برمي گردانند.

بر روي قسمت متحرك، كنتاكتهاي كنتاكتور نصب شده است كه با حركت هسته بالا و پائين مي روند.

و با كنتاكتهاي ثابتي كه در اطراف كنتاكتور قرار دارد تماس برقرار مي كنند. بدين ترتيب كه كنتاكتهايي كه از نظر الكتريكي باز بودند، در اثر جذب هسته بالايي بسته و كنتاكتهاي بسته باز مي شوند.

كنتاكتهاي يك كنتاكتور به دو دسته اصلي و فرعي تقسيم مي شوند :

كنتاكتهاي اصلي براي ورود جريان سه فاز از شبكه به مصرف كننده و كنتاكتهاي فرعي به عنوان كنترل در مدار فرمان عمل مي كنند. معمولاً جرياني كه كنتاكتهاي فرعي مي توانند از خود عبور دهند كمتر از جرياني است كه كنتاكتهاي اصلي از خود عبور مي دهند.

ساختمان داخلي كنتاكتور بصورت زير مي باشد :

قاب نگهدارنده كنتاكتهاي بالايي

تيغه اصلي

بوبين

هسته

حلقه اتصال كوتاه

كنتاكت اصلي

كنتاكت فرعي

بست نگهدارنده

فنر

قاب نگهدارنده كنتاكتهاي پايين

كانال جداكننده

پين نگهدارنده

كنتاكت اصلي

كنتاكت فرعي

بست نگهدارنده

مشخصات كنتاكتور :

مشخصات الكتريكي و حرارتي و مكانيكي هر كنتاكتور بصورت زير مي باشد :

الف- ولتاژ نامي :

هر كنتاكتور ممكن است در شبكه هاي مختلفي از ولتاژ و فركانس كار كند لذا بايد قطعات آن از نظر عايق تحمل ولتاژ و فركانس شبكه مزبور را داشته باشد.

ب- جريان نامي :

حجم و شكل هر كنتاكتور مانند هر كليد ديگر بايد متناسب باشد با جرياني كه آن را قطع و وصل مي كند و نيز نوع بار مهم است. به عنوان مثال كنتاكتور 63 آمپري براي يك بار القايي مي تواند جريان بيشتري را براي يك بار اهمي مثلاً روشنايي تحمل كند. به همين دليل شرايط كار در 4 حالت زير استاندارد شده است :       RC₁­ , RC₂ , RC₃ , RC₄

RC₁ :

اين نوع شامل كليه دستگاههاي غيرالقايي مي باشد.

نوع RC₂ :

اين حالت براي راه اندازي الكتروموتور با رتور سيم پيچي مي باشد. جريان راه اندازي تقريباً دو برابر جريان نامي موتور است البته مقدار دقيق جريان بستگي به مقاومت مدار رتور دارد.

در حالت بازشدن تيغه ها جريان نامي موتور را قطع مي كنند. ولتاژي كه در دو سرآنها بوجود مي آيد تابعي است از نيروي ضدمحركه موتور و حالت قطع به اساني انجام مي پذيرد.

نوع RC₃  :

اين حالت براي راه اندازي الكتروموتورهاي القايي رتور قفسي است. در حالت بسته شدن كنتاكتور جريان راه اندازي الكتروموتور را تحمل مي كند و در زمان بازشدن جريان نامي كه توسط موتور از شبكه كشيده مي شود را قطع مي كند.

نوع RC₄ :

اين حالت شامل راه اندازي، ترمز، تغيير جهت جريان در الكتروموتورهاي رتور قفسي است. در اين حالت نيز جريان در زمان بسته شدن كنتاكتور جريان راه اندازي 5 تا 7 برابر جريان موتور است. قطع در اين نوع تقريباً مشكل است.

الف- انرژي مصرفي :

ب- انرژي مصرفي :

سيم پيچ بوبين هر كنتاكتور را مي توان براي كار با ولتاژهاي مختلف طراحي نمود از 12 ولت جريان مستقيم تا 500 ولت جريان متناوب. البته اگر جريان مستقيم به سيم پيچ داده شود، بهتر است.

به همين علت در بعضي از كنتاكتورها با استفاده از يكسوكننده ها جريان متناوب شبكه را براي مصرف سيم پيچ كنتاكتور يكسو مي كنند.

به علت عبور جريان از سيم پيچ بوبين، كنتاكتور بصورت يك مصرف كننده، مقداري توان مصرف كرده و گرم مي شود. يك كنتاكتور خوب بايد داراي مصرف داخلي كم باشد. براي كم كردن مصرف كنتاكتور مي توان از يك مقاومت كه بعد از عمل كردن كنتاكتور با سيم پيچ بوبين سري مي شود استفاده كرد.

پ- درجه حرارت كار :

كنتاكتور نيز مانند ديگر وسايل، در درجه حرارت معيني از محيط بايد قابل كاركردن باشد. معمولاً درجه حرارت كار كنتاكتور از 20- تا 60+ سانتي گراد است.

ت- جريان حرارتي :

حداكثر جرياني كه در اثر عبور آن كنتاكتور خراب مي شود را جريان حرارتي كنتاكتور مي نامند.

و اين جريان غير از جريان نامي كنتاكتور است. جريان مزبور نيز روي كنتاكتورها نوشته مي شود.

ث- تعداد تيغه ها :

همانطور كه گفته شد هر كنتاكتور داراي دو قسمت تيغه است. تيغه هاي اصلي كه معمولاً سه تيغه باز براي قطع و وصل مدار قدرت و تعدادي تيغه هاي فرعي باز و بسته كه در اصطلاح به آن تيغه هاي كمكي گويند.

ج- زمان قطع و وصل :

عمر مكانيكي :

هر كنتاكتور پس از زمان معيني فرسوده و غيرقابل استفاده مي گردد. اين زمان را عمر مكانيكي كنتاكتور مي نامند.

د- نرم (استاندارد) كنتاكتور :

كنتاكتورها با استاندارهاي مشخصي ساخته مي شوند كه استانداردها بصورت زير با علامتهاي اختصاري آمده است :

آشنايي با قطع كننده هاي ولتاژ (سكسيونرها) و كليدهاي قدرت (ديژنكتورها).

به طور كلي كليدها وسيله ارتباط سيستمهاي مختلف هستند و باعث عبور و يا قطع جريان مي شود. كليد در حالت بسته يعني عبور جريان و يا در حالت باز يعني قطع جريان داراي مشخصاتي به شرح زير مي باشد :

1-در حالت قطع داراي استقامت الكتريكي كافي و مطمئن در كل قطع شدگي است.

2-در حال وصل بايد كليد در مقابل كليه جريانهايي كه امكان عبور آن در مدار هست حتي جريان اتصال كوتاه مقاوم و پايدار باشد و اين جريانها و اثرات ناشي از آن نبايد كوچكترين اختلالي در وضع كليد و هدايت صحيح جريان به وجود آورد. بدين ترتيب بايد كليد فاز قوي در مقابل اثرات ديناميكي و حرارتي جريانها مقاومت باشد. البته براي اينكه ساختمان كليد ساده تر و از نظر اقتصادي مقرون به صرفه باشد. اغلب استقامت الكتريكي و ديناميكي و حرارتي كليد را توسط دستگاههاي حفاظتي تا حدودي محدود مي كنند كليدهاي فشار قوي را مي توان برحسب وظايفي كه به عهده دارند به انواع مختلف زير تقسيم نمود :

1-   كليد بدون بار يا سكسيونر

2-   كليد قابل قطع زير بار يا سكسيونر قابل قطع زير بار

3-   كليد قدرت يا ديژنكتور

1-سكسيونر ساده :

سكسيونر وسيله قطع و وصل سيستمهايي است كه تقريباً بدون جريان هستند به عبارتي ديگر سكسيونر قطعات و وسايلي را كه فقط زير ولتاژ هستند از شبكه جدا مي سازد. برحسب اين تعريف در صورتي كه اختلاف پتانسياي بين دو كنتاكت سكسيونر ظاهر نشود قطع آن بلامانع است. همينطور وصل سكسيونر كه بين دو كنتاكت آن تفاوت پتانسيلي موجود نباشد مجاز خواهد بود از آنچه گفته شد چنين نتيجه مي شود كه در واقع سكسيونر يك ارتباط دهنده يا قطع كننده مكانيكي بين سيستمها است. سكسيونر بايد در حالت بسته يك ارتباط مكانيكي محكم و مطمئن در كنتاكت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژ گردد لذا بايد مقاومت عبور جريان در محدوده سكسيونر كوچك باشد تا حرارتي كه در اثر كار مداوم در كليد ايجاد مي شود از حد مجاز تجاوز نكند.

اين حرارت توسط ضخيم كردن تيغه و بزرگ كردن سطح تماس در كنتاكت و فشار تيغه در كنتاكت دهنده كوچك نگه داشته مي شود در ضمن بايد سكسيونر طوري ساخته شود كه در اثر جرم و وزن تيغه يا فشار باد و برف و غيره خود به خود بسته نشود.

موارد استعمال سكسيونرها :

به منظور حفاظت اشخاص و متصديان مربوطه در مقابل برق زدگي بكار برده مي شود به اين جهت طوري ساخته مي شوند كه در حالت قطع شدگي يا چسبندگي به طور واضح وآشكار قابل رويت باشند. يعني در هواي آزاد انجام گيرند. از‌ آنجايي كه سكسيونر باعث بستن يا بازكردن مدار الكتريكي نمي شود (براي بازكردن و بستن هر مدار الكتريكي فشار قوي احتياج به يك كليد ديگري خواهيم داشت به نام) كليد قدرت كه قادر است مدار را تحت هر شرايطي باز كند سكسيونر وسيله اي است براي ارتباط كليد قدرت به شين و يا هر قسمت ديگري از شبكه كه داراي پتانسيل است. سكسيونر را مي توان از نظر ساختماني به انواع مختلف زير تقسيم نمود :

1- تيغه اي        2- كشويي        3-دوراني         4-قيچي اي.

براي جلوگيري از قطع و وصل بي موقع و در زير بار سكسيونر معمولاً بين سكسيونر و كليد قدرت چفت و بست مكانيكي يا الكتريكي به نحوي برقرار مي شود كه هنگام وصل بودن كليد قدرت سكسيونر را به هيچ وجه نتوان قطع يا وصل كرد.

مشخصات مهم يك سكسيونر كه گوياي مشخصات فني و استقامت الكتريكي و ديناميكي است.

ولتاژ نامي  V_n

جريان نامي I_n

جريان اتصال كوتاه ضربه اي  I_s

جريان اتصال كوتاه كوتاه مدت (معمولاً 1 تا 3 ثانيه) I_th

سكسيونرهاي قابل قطع زيربار :

به علت اينكه در بيشتر شبكه ها و پستهاي كوچك كليد قدرت و سكسيونر و وسايل اضافي مربوط به چفت و بست آنها مبالغ زيادي از مخارج و هزينه كل تاسيسات را شامل مي گردد و به علت اينكه در اغلب موارد نصب كليد قدرت با مزاياي قطع و وصل سريع آن حتماً لازم و ضروري نيست كليد سكسيونر قابل قطع زير بار طرح و ساخته شد سكسيونر قابل قطع زير بار در ضمن اينكه بايد وظيفه يك سكسيونر را انجام دهد يعني در ضمن برداشتن ولتاژ يا قطع شدگي قابل رويت و مطمئن در مدار شبكه فشار قوي بوجود آورد بايد قادر باشد مانند يك ديژنكتور نيز قدرتها و جريانهاي كوچك الكتريكي را نيز قطع كند لذا هر سكسيونر قابل قطع زير بار بايد داراي وسيله اي براي قطع فوري جرقه باشد. سكسيونر قابل قطع زيربار اصولاً داراي قدرت وصل بسيار زياد است و مي تواند شدت جريانهايي با شدت 25 تا 75 كيلوآمپر را به خوبي وصل كند.

ولي قدرت قطع آن كم واز 400 تا 1500 آمپر تجاوز نمي كند لذا نتيجه مي شود كه اين كليدها براي قطع جريان اتصال كوتاه ساخته نشده و مناسب هم نمي باشند. در صورتي مي توان از سكسيونر قابل قطع زيربار در شبكه هاي فشار قوي استفاده كرد كه مجهز به فيوزهاي فشارقوي باشند فيوزهاي فشار قوي در ولتاژ 20 كيلو ولت داراي قدرت قطعي در حدود 400 مگاولت آمپر مي باشند كه جريان اتصال را در همان مراحل ابتدايي قطع مي كنند از آنچه گفته شد نتيجه مي شود كه سكسيونر قابل قطع زيربار فقط براي قطع جريان نامي شبكه مناسب است و جريان اتصال كوتاه را فيوز قطع مي كند نه كليد البته بايد متذكر شد كه پس از قطع جريان اتصال كوتاه توسط سوختن فيوز ساچمه فيوز به طور خودكار باعث قطع سكسيونر به صورت سه فازه خواهد شد چون سكسيونر قابل قطع زيربار بايد مدارهاي حاصل جريان را قطع و وصل بكند. بنابراين بايستي مجهز به محفظه احتراق بوده كه در داخل آن محفظه احتراق جرقه و قوس الكتريكي حاصل از قطع و وصل جريان را خاموش كند.

به محض فرمان قطع كليد تيغه اصلي از كنتاكت تيغه اصلي از كنتاكت ثابت كليد جدا مي شود و قوس الكتريكي كه ايجاد مي گردد در اثر دو عامل زير خاموش مي گردد :

1-  در اثر حرارت قوس الكتريكي مقداري گاز از سطح داخلي عايق متصاعد شده كه باعث خنك شدن جرقه شده و عمل خاموش شدن جرقه را سهل تر مي سازد.

2-   فاصله بين دو كنتاكت داراي جرقه در اثر بازشدن فنر در داخل محفظه احتراق به سرعت زياد شده اين اضافه فاصله باعث قطع جرقه مي گردد.

كليد قدرت يا ديژنكتور :

ديژنكتور كليدي است كه مي تواند در موقع لزوم جريان عادي شبكه و در موقع بروز خطا جريان اتصال كوتاه و يا جريان اتصال زمين و يا هر نوع جرياني با هر اختلاف فازي را سريعاً قطع كند در اتصال سه فاز كه يك حالت خاصي از بار متعادل است با اينكه فرمان قطع به هر سه قطب كليد يكجا و در يك زمان داده مي شود ولي قطع هر سه فاز تقريباً در فاصله يك چهارم پريود كه معمولاً از نظر زماني بسيار كوتاه است انجام مي گيرد. در انتخاب ديژنكتور بايد به نكات زير توجه شود :

1-  ولتاژ نامي كليد كه معمولاً برابر ولتاژ شبكه اي است كه كليد در آن نصب مي شود و مي تواند حدود 15% هم از ولتاژ شبكه كوچكتر باشد.

2-   جريان نامي كليد كه مساوي با بزرگترين جريان كار معمولي شبكه است.

3-  قدرت نامي قطع ديژنكتور كه بايد با قدرت اتصال كوتاه در محل كليد مطابقت كند در ضمن با همين قدرت قطع قدرت وصل نامي ديژنكتور نيز عملاً مشخص مي شود زيرا برحسب تعريف VDE بايد قدرت وصل كليد در حدود 5/2 برابر قدرت قطع آن باشد.

انواع ديژنكتورها :

1- روغني           2-كم روغن            3-هوايي ‍(هواي فشرده)           4-گازي(گاز SF6)

كليدهاي با قطع و وصل خودكار :

در وسايل خانگي، صنعتي و تجاري كليدهاي بسياري يافت مي شوند كه فرمان قطع خود را از سيستم يا وسيله ديگري دريافت مي كنند و در نتيجه وسايل متصل به مداري را بطور اتوماتيك كنترل مي كنند برخي از انواع مهم اين كليدها را در ذيل تشريح مي كنيم :

1-كليدهاي ساعتي : اين كليدها براي قطع و وصل اتوماتيك مدارها در ساعت معين بكار گرفته مي شوند. برخي از اين مدارها نظير چراغهاي ويترينها و چراغ خيابانها مي باشند. در انتخاب اين نوع كليدها لازم است به جريان مدار وظرفيت كليدها كه برحسب آمپر داده مي شود توجه شود.

اين كليدها ساختمانهاي مختلف دارند. در يك نوع آن از موتور كوچكي كه از نوع سنكرون انتخاب مي شود استفاده مي شود كه البته در صورت قطع برق از كار مي ايستد. در نوع ديگر ساعت مجهز به فنر است كه توسط موتور برقي كوك مي شود و در صورت قطع برق بكار خود ادامه مي دهد و دچار اختلال نمي گردد. در وصل كليدهاي ساعتي حتماً بايد فيوزي براي حفاظت موتور و فيوز ديگري براي حفاظت مدار بكار برد.

2-كليد فشاري : اين كليدها از تغييرات فشار فرمان مي گيرند و براي كنترل موتورهايي كه تلمبه و يا كمپرسورها را مي گردانند يا براي قطع توربين هاي بزرگ در صورت كم شدن فشار روغن ياتاقانها مورد استفاده قرار مي گيرند.

3-كليد حدي (محدود كننده ماميكر و سوئيچ) : اين كليدها از حركت و برخورد ماشين با وسايل متحرك به نقطه ثابتي فرمان مي گيرد و حركت آنها را كنترل مي كند. اين كليدها در جرثقيل ها و آسانسورها در مكاني كه حداكثر تغيير مكان مجاز دستگاه را معين مي كند نصب مي شود و دستگاه در برخورد به دسته آن مدار را قطع مي كند و سبب توقف مي گردد. از اين كليد در مدارهاي فرمان براي كنترل و محدود كردن حركت قسمتهاي مكانيكي، تغيير جهت حركت و در تايمرها و شناورها و … بعنوان كليد قطع يا وصل استفاده مي شود. ساختمان اين كليد مانند شستي بوده و توسط سيستم متحرك به آن نيروي فشار وارد شده و يا كشيده مي شود. به همين دليل سر اهرم متحرك آن بفرمهاي مختلف ساده، قرقره اي، گلوله اي و … مي باشد. در ميكروسوئيچ نيز مانند شستي، يا برطرف شدن نيروي مكانيكي وارده به اهرم آن مجدداً انرژي ذخيره در فنر ميكروسوئيچ آن را به حالت اول برمي گرداند.

4-كليدهاي حرارتي : اين كليدها از تغييرات درجه حرارت فرمان قطع و وصل مي گيرند و در وسايل مثل سيستم حرارتي مركزي و يا يخچال و اتوبرقي مورد استفاده قرار مي گيرند.

بي متال ‍(رله حرارتي) :

جهت حفاظت موتور در برابر اضافه بار از قطع كننده حرارتي (بي متال) استفاده مي شود اساس كار رله حرارتي مانند فيوز حرارتي بي متال مي باشد. رله حرارتي داراي سه كنتاكت ورودي و سه كنتاكت خروجي مي باشد كه در مدارات قدرت و بين كنتاكتور و موتور قرار مي گيرد دور هر بي متال چند دور سيم مقاومت دار پيچيده شده كه از آن جريان عبور مي كند. در اثر عبور جريان از سيم بي متالها گرم شده و خم مي شوند. مقدار خم شدن بي متال بستگي به درجه حرارت و همچنين مقدار جريان عبوري از موتور دارد. گرماي حاصل بيش از حد مجاز بي متال را خم كرده و روي كنتاكت كناري كه در مدار فرمان قرار مي گيرد اثر گذاشته و تيغه وصل را قطع نموده و مي تواند تيغه به كنتاكت ديگري وصل شده و لامپ خبر را روشن و آژيري را به صدا درآورد. روي هر بي متال پيچ تنظيم جريان نيز وجود دارد كه توسط آن مي توان جريان را به اندازه لازم تنظيم نمود ‍(با توجه به جريان نامي موتور). پس از عمل كردن بي متال كنتاكتور قطع شده و بي متال مجدداً سرد و به حالت اول خود بازمي گردد، در اغلب بي متالها كنتاكت باز شده و پس از سردشدن بي متال به حالت اول خود باز نمي گردد و بسته نمي شود و بايستي با فشار دادن دكمه اي كه روي بي متال قرار دارد مجدداً به حالت وصل درآورد.

در بعضي رله هاي حرارتي حالت MAN و AUTO وجود دارد كه با قراردادن اهرم روي AUTO پس از عمل كردن رله، مجدداً بعد از مدتي به حالت اوليه درمي آيد.

تايمر(كليد زماني) :

تايمر كليدي است مركب كه مانند شستي يا ميكروسوئيچ به مدار كنتاكتور فرمان مي دهد. فرق تايمر با شستي يا ميكروسوئيچ در نوع فرمان دادن آن مي باشد شستي بوسيله دست فرمان مي گيرد، اما تايمر پس از گذشت مدت زماني كه روي آن تنظيم مي شود بطور خودكار فرمان مي دهد. بنابراين مي توان گفت كه تايمر يك شستي اتوماتيك است. تايمر جزء كليدهاي مركب است، چون از انرژي واسطه اي براي قطع و وصل استفاده مي كند. تايمر موارد استعمال زيادي در صنعت دارد، يكي از مهمترين مورد استعمال تايمر در راه اندازي موتورهاي سه فازه بصورت ستاره و مثلث مي باشد.

تايمرها در انواع مختلف ساخته مي شوند كه به شرح چند نوع آن مي پردازيم :

1-تايمر موتوري (رله زماني موتوري) : اين تايمر داراي يك موتور كوچك جريان متناوب يك فاز مي باشد كه با عبور جريان به حركت درآمده و سرعت آن توسط چرخ دنده هايي كم شده و صفحه ديسك مانندي كه روي آن يك زايده قرار دارد را به حركت در مي آورد. (اين صفحه در روي محور موتور قرار دارد) با رسيدن اين زايده به ميكروسوئيچ داخل تايمر باعث فشار به اهرمي شده و كنتاكتهاي ديگر را قطع مي نمايد. زمان عمل تايمر بستگي به محل صفحه و در حقيقت بستگي به فاصله زايده روي صفحه تا اهرم ميكروسوئيچ دارد. لذا براي تنظيم زمان تايمر مي توان پيچي كه روي تايمر مي باشد و مدرج است را براي زمان دلخواه تنظيم نمود.

2-تايمر الكترونيكي : از اين تايمر براي تنظيم زمانهاي كمتر از ثانيه تا چند ثانيه استفاده مي شود. ساختمان اين تايمر از مدارات و اجزاء الكترونيكي استفاده شده و با شارژ يا شارژ شدن يك خازن، بوبين رله تحريك مي شود. در ساده ترين نوع تايمر الكترونيكي يعني در تايمر نوع خازني رله هنگامي وصل مي شود كه خازن شارژ شده و ولتاژ دو سر آن برابر ولتاژ وصل رله شود (پس از وصل رله بار ذخيره شده در خازن روي مقاومتي كه توسط كنتاكت باز رله به دو سر خازن وصل مي شود) تخليه مي گردد. در اين مدار با تغيير ظرفيت خازن مي توان تايمر را تنظيم نمود.

3-تايمر پنيوماتيك : اين تايمر داراي يك كپسول هوا و يك بوبين (سيم پيچ) با هسته آهني مي باشد. وقتي كه بوبين تحريك شود، هسته متحرك را جذب مي نمايد، در اثر جذب هسته متحرك اهرم بالاي آن قطعه اي را كه بشكل دم آهنگري است فشار خواهد داد و هواي داخل دم از طريق سوپاپ خارج مي شود. وقتي كه بوبين از تحريك خارج شود. فنر دم را منبسط مي كند. دم  از طريق سوپاپ تنظيم از هوا پر مي شود. انبساط دم در رابطه با پيچ تنظيم فرق مي كند. كار اين تايمر شبيه تايمر موتوري مي باشد با اين تفاوت كه تايمر موتوري پس از وصل موتور آن به ولتاژ شروع بكار كرده و بعد از زمان تعيين شده براي آن عمل مي كند ولي تايمر پنيوماتيك پس از قطع بوبين آن از ولتاژ شروع به كار كرده و بعد از زمان تعيين شده براي آن عمل مي كند.

4-تايمر حرارتي (رله زماني حرارتي) : اين تايمر داراي بي متال مي باشد و زمانيكه جريان وارد آن مي شود گرم شده و پس از مدتي عمل قطع يا وصل را انجام مي دهد. دقت اين تايمر زياد نيست (سرما و گرماي محيط روي آن اثر مي گذارد) به همين جهت از آن در برق صنعتي استفاده نمي كنند، ولي بصورت رله زماني و راه پله در سيم كشي ساختمان مور داستفاده قرار مي گيرد.

تايمرها بطور كلي به دو نوع تقسيم بندي مي شوند :

الف- تايمر با تاخير در وصل (ON – DELAY) به اين نوع تايمر بايد انرژي داده شود و سپس رله عمل كرده و كنتاكتي را باز يا بسته نمايد. مانند رله زماني موتوري.

ب- تايمر با تاخير در قطع (OFF – DELAY) اين تايمر بعد از قطع انرژي عمل كرده و كنتاكتي را باز يا بسته مي نمايد. مانند رله زماني پنيوماتيكي.

زمان تعيين شده در تايمرها خيلي دقيق بوده و حدود دهم ثانيه مي باشد.

تايمرها را همواره بايستي همراه كنتاكتور بكار برد و هيچ وقت نبايد از آن بجاي كليد استفاده نمود.

واحد كنترل الكترونيك- سنسورها و عملگرها

ECU- Sensors & Actuators

1-واحد كنترل الكترونيك ECU-Electronic Control Unit

واحد كنترل الكترونيك براساس يك برنامه مشخص كه توسط كارخانه سازنده براساس مشخصات موتور و خودرو طراحي شده كه اصطلاحا برنامه كاليبراسيون نام دارد عمل مي‌نمايد پارامترهاي به كار گرفته شده توسط واحد ECU در مورد خودروي پرايد عبارتند از:

- دور موتور

- فشار منيفولد و دماي هواي ورودي

- وضعيت دريچه گاز

- دماي مايع و خنك كننده موتور

- سرعت خودرو

- موقعيت ميل سوپاپ

- ميزان نسبت هوا به سوخت

- ميزان كوبش موجود در موتور

- عملكرد سيستم تهويه

- ولتاژ باطري

ECU از اطلاعات فوق الذكر براي كنترل مقادير زير استفاده مي كند:

- ميزان و زمان پاشش سوخت

- زمان جرقه زني و طول مدت داول

- دور آرام موتور

- عملكرد پمپ بنزين

- عملكرد شير برقي كينستر

- قطع تزريق سوخت براي جلوگيري از افزايش دور موتور (cut off)

- عملكرد فني كندانسور

- سيستم عيب يابي (MILLamp)

علاوه بر اين از اطلاعات ارسال شده به ECU براي نمايش اطلاعات زير استفاده مي شود.

- دور موتور

- دماي مايع سيستم خنك كننده

- سرعت خودرو

*نحوه عملكرد ECU در شرايط مختلف:

- در زمان استارت موتور: در زمان استارت زدن، ECU فرمان فعال شدن انژكتورها را به صورت پالس (موج هاي پله اي) با عرض ثابت صادر مي كند، بدين معني كه انژكتورها به طور متناوب شروع به پاشش يكنواخت سوخت مي نمايد.

مقدار سوخت تزريق شده با توجه دور موتور، دماي مايع سيستم خنك كننده، و همچنين دما و فشا رهواي ورودي تنظيم مي شود. در عين حال مقدار هواي اضافي توسط موتور پله‌اي دور آرام و با توجه به پارامترهاي عملكردي موتور تعيين مي گردد. پس از استارت زدن و روشن شدن موتور، دور آرام با توجه به دماي مايع خنك كننده موتور تعيين مي‌گردد.

عملكرد در دورهاي مختلف: در زمان تغييرات لحظه اي موتور (شتابگيري يا كاهش سرعت) مدت زمان تزريق سوخت توسط انژكتورها براساس تغيير در مقادير پارامترهاي زير تعيين مي‌شود:

- دور موتور (بوسيله سنسور دور موتور)

- وضعيت دريچه گاز (بوسيله سنسور موقعيت زاويه اي دريچه گاز)

- فشار هواي ورودي (بوسيله سنسور فشار هواي مانيفولد ورودي)

- دماي مايع خنك كننده (بوسيله سنسور دماي مايع خنك كننده موتور)

قطع پاشش سوخت انژكتورها:

الف) در زمان كاهش سرعت خودرو و زماني كه به طور ناگهاني راننده پاي خود را از روي پدال گاز برمي دارد، ECU پاشش سوخت انژكتورها را به دلايل زير قطع مي كند:

- كاهش مصرف سوخت

- كاهش گازهاي آلاينده خروجي اگزوز

- براي جلوگيري از افزايش بيش از حد دور موتور تقريبا از دور موتور 5500rpm پاشش سوخت توسط انژكتورها قطع مي‌شود.

شروع مجدد پاشش انژكتورها

بعد از قطع پاشش سوخت، هنگامي كه دور موتور به مقدار مشخصي برسد، عمل پاشش سوخت مجددا آغاز شده تا از خاموش شدن موتور جلوگيري شود.

توضيح: در داخل ECU دو نوع حافظه قرار دارد:

الف) حافظه دائم ب)حافظه موقت

حافظه دائم ECU با قطع باطري از ميان نمي رود و در واقع محل قرا گيري اطلاعات مربوط به كاليبراسيون موتور و خودرو است كه توسط آنها ECU اطلاعات دريافتي از سنسورهاي مختلف سيستم را پردازش مي نمايد.

حافظه موقت ECU با برداشتن كابل باطري پس از مدت زمان معيني از بين مي رود.

سنسورها Sensors

1- سنسور دور موتور و موقعيت ميل لنگ: اطلاعات مربوط به ميزان دور موتور و موقعيت TDC نقطه مرگ بالاي سيلندر 4و1 را اندازه گيري و به واحد كنترل الكترونيك ارسال مي نمايد اين سنسور توسط تغيير ميدان مغناطيسي ولتاژ مناسب را ايجاد مي كند. اطلاعات اين سنسور توسط ECU براي محاسبه پارامترهاي گوناگون نظير پاشش سوخت، زمان جرقه زني و .... مورد استفاده قرار مي گيرد.

2- سنسور موقعيت ميل سوپاپ camshaft sensor

وظيفه اين سنسور تعيين موقعيت TDC و يا نقطه مرگ بالاي سيلندر يك و تفكيك آن از موقعيت اندازه گيري شده توسط سنسور دور موتور است.

3- سنسور فشار منيفولد و دماي هواي ورودي

Manifold Pressure and Intake Air Temperature Sensor

اين سنسور در بالاي مخزن آرامش منيفولد هواي ورودي نصب شده و اطلاعات مربوط به دماي هواي ورودي و فشار هواي داخل منيفولد را به طور پيوسته اندازه گيري و به ECU ارسال مي كند ولتاژ اين سنسور توسط ECU تامين مي گردد.

ولتاژ بازگشتي از SENSOR متناسب با افزايش فشار اندازه گيري شده توسط پيزوالكتريك (مقاومت متغير با فشار) تغيير مي‌كند. ECU از اين اطلاعات براي محاسبه موارد زير استفاده مي‌نمايد:

- اندازه گيري جرم هواي ورودي به موتور

- تغيير نسبت سوخت به هوا متناسب با بار وارده به موتور و فشار هواي محيط

- اوانس جرقه

مقاومت به كار رفته در سنسورهاي هوا از نوع NTC مي باشد يعني مقاومت آن با افزايش دما كاهش مي يابد. ECU براي محاسبه جرم هواي ورودي به موتور از اطلاعات اين سنسور استفاده مي كند.

4- سنسور دماي مايع خنك كننده Water Temperature Sensor

5- سنسور سرعت خودرو Vehicle speed sensor

اين سنسور بر روي دنده كيلومتر شمار گيربكس نصب شده و يك سيگنال متناسب با سرعت شفت خروجي گيربكس توليد مي نمايد و در نتيجه سرعت حركت خودرو اندازه گيري مي‌شود.

6- سنسور اكسيژن oxygen sensor

بر روي منيفولد اگزوز در مسير گازهاي خروجي اگزوز بين موتور و كاتاليست نصب مي گردد. اين سنسور اطلاعات مربوط به ميزان غني يا رقيق بودن مخلوط سوخت و هواي ورودي به موتور را اندازه گيري نموده و به ECU ارسال مي كند. ECU از اين اطلاعات براي محاسبات زير استفاده مي كند:

- محاسبه نسبت مخلوط سوخت و هوا

- تنظيم نسبت خطوط سوخت و هوا جهت عملكرد بهينه موتور

توابع مربوط به مقادير بهينه نسبت سوخت و هوا جهت كاركرد مناسب مبدل كاتاليست به طور دائم در ECU ذخيره شده است. ECU با استفاده از اطلاعات مربوط به غني بودن يا رقيق بودن مخلوط سوخت و هوا كه به صورت ولتاژ بين صفر و يك ولت از سنسور اكسيژن دريافت مي‌كند و با استفاده از توابع موجود در حافظه ECU نسبت به تنظيم نسبت سوخت و هواي ورودي به موتور جهت عملكرد بهينه مبدل كاتاليست اقدام مي نمايد.

مخلوط رقيق: ولتاژ ارسالي از سنسور اكسيژن كمتر از 5% ولت

غليظ: ولتاژ ارسالي از سنسور اكسيژن بيشتر از 5% ولت

7- سنسور ناك (كوبش) KNOCK SENSOR

اطلاعات مربوط به ميزان ناك در داخل موتور توسط سنسور ناك (كوبش) اندازه گيري به واحد كنترل الكترونيك ارسال مي گردد. ناك پديده اي ارتعاشي است كه در اثر احتراق زودهنگام مخلوط سوخت و هوا در داخل سيلندر موتور ايجاد مي گردد. در صورت ايجاد اين پديده در داخل سيلندر موتور واحد كنترل الكتروني با استفاده از اطلاعات دريافتي از سنسور ناك، ميزان واكنش موتور را كاهش داده و همزمان با نسبت سوخت به هوا را افزايش مي‌دهد.

عملگرها Actuators

1- رله دوبل: Double Relay

اين رله وظيفه تغذيه جريان الكتريكي به سيستم انژكتوري را در شرايط مختلف كاركرد موتور همانند وضعيت سوئيچ باز، سوئيچ بسته و زمان روشن بودن موتور بعهده دارد.

الف) سويچ بسته، در حالت سويچ بسته يك ولتاژ از رله دوبل براي نگهداري اطلاعات موجود در حافظه ECU به واحد الكترونيك ارسال مي شود.

ب) سويچ باز: در حالت سويچ باز ECU به مدت 3-2 ثانيه براي اجزاي زير ولت ارسال مي‌كند:

- پمپ بنزين

- انژكتورها

- كويل دوبل

- شير برقي كنيستر

- مقاومت گرمكن سنسور اكسيژن

ج) موتور روشن: در اين حالت به طور دائم براي اجزاي سيستم ولتاژ ارسال مي شود

2- شير برقي كنيستر Canister Purge valve

با استفاده از شير برقي كنيستر امكان بازيافت بخارات بنزين جذب شده از باك در داخل كنيستر فراهم مي گردد. بدين ترتيب در زمان باز شدن اين شير بخارات بنزين موجود در كنيستر از طريق مسير هواي ورودي به موتور، وارد موتور شده و در داخل سيلندر مصرف مي‌شوند.

3-لامپ عيب يابي سيستم MIL

اين لامپ در داخل صفحه كيلومتر تعبيه گرديده است. هنگام بروز اشكال در سيستم انژكتوري توسط واحد كنترل الكترونيك روشن شده و با روشن شدن آن راننده متوجه وجود عيب درسيستم انژكتوري خود مي شود .

سنسورهای مورد استفاده برای اندازه گیری ارتعاشات نسبی شفت

سنسورهائی که برای اندازه گیری ارتعاشات نسبی شفت در یک ماشین در حال کار بکار برده میشوند، بایستی برخی الزامات را برآورده سازند؛ زیرا آنها بایستی حرکات سطح شفت دوار را اندازه گیری نمایند. این الزامات عبارتند از:

اندازه گیری مقدار ارتعاش بصورت غیرتماسی

عدم تاثیرپذیری از روغن یا واسطه های دیگر بین سنسور و سطح اندازه گیری

محدوده اندازه گیری وسیع و خطی با وضوح بالا

نصب و تنظیم و کالیبراسیون ساده

از انواع سنسورهای موجود (سنسورهای خازنی، القائی و جریان گردابی)، نوع جریان گردابی بعلت دارابودن برخی ویژگیها، در سطح وسیعی در دنیا استفاده میشود.

تجربیات حاصل از استفاده عملی، باعث استاندارد شدن سنسورها و مشخصات آنها در سطح وسیع شده است.

روش جریان گردابی (Eddy-Current Method)

اساس عملکرد در روش جریان گردابی بدین صورت است که میدان مغناطیسی تولید شده در اطراف یک سیم پیچ در اثر عبور جریان متناوب الکتریکی، باعث القاء جریانهای گردابی در ماده رسانای نزدیک سیم پیچ میگردد. خاصیت جریانهای گردابی، ربودن انرژی سیم پیچ از طریق میدان مغناطیسی تولید شده میباشد.

هر چه ماده رسانا چگالتر باشد یا میدان مغناطیسی بیشتری روی ماده اثر کند (یعنی ماده نزدیکتر به سیم پیچ باشد)، تبادل انرژی قویتر خواهد بود. اثر فوق خود را با افت در دامنه ولتاژ بخش اوسیلاتور (نوسان ساز) نشان میدهد. سپس این اثر به سیگنال قابل اندازه گیری نرمال متناسب با فاصله بین سیم پیچ و ماده رسانا تبدیل میشود (بطور مثال 8 میلی ولت بر میکرومتر)

مزایا: با هر ماده رسانای الکتریکی میتواند بکار برده شود. از واسطه های غیرالکتریکی مثل روغن، آب و غیره متاثر نمیشود. تعویض سنسور بدون کالیبراسیون مجدد میسر است. تاثیرپذیری کمی از خاصیت مغناطیسی باقیمانده در شفت دارد.

معایب: اندازه گیریها میتوانند از ساختار مواد شفت که هموژن نیستند متاثر شوند. به این موضوع Electronical Runout گفته میشود.

مشخصات: خواص مکانیکی و الکتریکی مجموعه اندازه گیری جریان گردابی بطور جامع در استاندارد API670 تشریح شده است. این استاندارد بصورت بین المللی برای ارزیابی این نوع اندازه گیری بکار برده میشود. سایر نیازمندیها در استاندارد DIN45670 تشریح شده اند.

در حال حاضر دو فرق اساسی در ساختمان سنسورهای جریان گردابی وجود دارد:

سیستم اندازه گیری با مجموعه ای متشکل از تجهیزات جداگانه، شامل سنسور بهمراه کابل، کابل اضافی و نوسان ساز (شکل 52-3)

سنسوری که با کابل و نوسان ساز بصورت یکپارچه ساخته شده است.

عمدتاً سیستم اندازه گیری با مجموعه تجهیزات جداگانه، برای اندازه گیری و مونیتورینگ ارتعاشات نسبی شفت ماشینها بطور دائمی استفاده میشود. هرگونه تغییری در طول هر یک از کابلها، باعث تغییر در خواص الکتریکی میگردد (ظرفیت و مقاومت). به این دلیل مجموعه کابلها و نوسان ساز بصورت یک جا توسط سازنده کالیبره شده و انجام تغییرات بعدی ممکن نیست. معمولا اندازه طول کلی کابل بین سنسور و نوسان ساز 5 متر میباشد.

در سیستم یکپارچه، مدار نوسان ساز و سیم پیچ در داخل بدنه یک پیچ M 10x1 ساخته میشوند. در این حالت افزایش طول کابل مهم نبوده و نصب کابل بطور قابل ملاحظه ای آسان میباشد.

تغذیه لازم برای سنسور و سیگنال اندازه گیری شده هر دو با استفاده از کابل استانداردی که میتواند تا 1000 متر طول داشته باشد، منتقل میگردد.

مشخصات اندازه گیری:

مشخصات اندازه گیری جریان گردابی با مشخصات - محدوده فرکانسی، محدوده اندازه گیری جابجائی خطی و ضریب تبدیل - تشریح میشوند.

محدوده فرکانسی: معمولاً محدوده فرکانسی در روش اندازه گیری جریان گردابی بین صفر تا 1000 هرتز میباشد. فرکانس صفر هرتز به وضعیت ساکن شفت مربوط است. حد بالائی فرکانس یعنی 1000 هرتز امکان اندازه گیری ارتعاشاتی که ضرایبی از سرعت کاری روتور میباشند را فراهم میسازد.

محدوده اندازه گیری جابجائی خطی و ضریب تبدیل: هر دو مشخصه فوق از منحنی تبدیل قابل محاسبه میباشند. منحنی تبدیل، رابطه بین ولتاژ خروجی اسیلاتور و فاصله بین سنسور و سطح اندازه گیری را نشان میدهد.

در منحنی تبدیل، این رابطه در فاصله 0.4 تا 2.9 میلیمتر با چشم غیرمسلح بشکل خطی دیده میشود. با این حال برای ارزیابی دقیق چشم غیرمسلح کافی نمیباشد.

شکل 57-3 میزان خطی بودن و انحراف منحنی تبدیل U(s) از حالت بهینه خطی G(s) در کل محدوده اندازه گیری را نشان میدهد.

منابع :

1-   سایت اطلاع رسانی آفتاب :

www.aftab.ir

2-   سایت اطلاع رسانی دانشنامه رشد :

www.daneshnameh.roshd.ir

3-   سایت تخصصی :‌

http://instrumentation.blogsky.com/?PostID=4

4-   سایت تخصصی برق :

http://forum.iranblog.com/showthread.php?t=7671