وبلاگ

:

كمپرسورهای گریز از مركز به دلیل كاربرد گسترده ای كه در صنایع مختلف برای فشرده سازی و انتقال گازها جهت مصارف فرآیندی دارند از اهمیت و یژه ای بر خوردارند. پدیده سرج كه یك ناپایداری فلو در كمپرسورها به حساب می آید، ناحیه عملكرد سیستم فشرده سازی را محدود می نماید و مانع از دستیابی به حداكثر راندمان كمپرسور می شود. لذا كنترل این پدیده از مدتها قبل در كانون توجه محققان قرار گرفته است. تاكنون روشهای مختلفی جهت كنترل این ناپایداری در كمپرسورهای گریز از مركز پیشنهاد گردیده است. با توجه به كاربرد كمپرسورهای محوری در موتورهای جت و هواپیما، بیشتر كارها در زمینه كنترل سرج مربوط به كمپرسورهای محوری می باشد، بدین منظور در فاز مطالعاتی پروژه ابتدا روشهای كنترل سرج در كمپرسورهای محوری مورد بررسی قرار گرفتند و روش تطبیقی به عنوان

 روشی مناسب جهت كنترل سیستم غیرخطی كمپرسور برای پیاده سازی بر روی مدل كمپرسورهای گریز از مركز جهت كار در این پروژه انتخاب گردید.

فصل اول: كلیات
1-1) هدف
ناپایداری سرج عبارتست از نوسانات یكبعدی كه منجر به افزایش فشار و فلوی جرمی كمپرسور می گردد.سرج ناحیه كاری سیستم را به شدت تحت تاثیر قرار داده و راندمان آن را كاهش می دهد و نهایتا منجر به آسیب جدی كل سیستم می گردد. این پدیده در نرخ های فلوی جرمی كم كمپرسور رخ می دهد و نتیجه آن ایجاد نوسانات با دامنه بزرگ در فشار و نرخ فلوی جرمی خروجی از كمپرسور است.
تاكنون كارهای زیادی برای حذف مشكل سرج انجام شده است و بیشتر این كارها بر اساس كار گرایتزر (1976) و گرایتزر و موره (1986) می باشند. زیرا این افراد اولین كسانی بودند كه مدلهای دینامیكی را برای آنالیز و طراحی سیستمهای كنترل جهت سیستمهای فشرده سازی و پایدارسازی آنها، پیشنهاد نمودند و مدلهای ارائه شده توسط آنها بطور گسترده ای مورد استفاده و بهره برداری سایر محققین این زمینه كاری قرار گرفته است. در ابتد ا مدلسازی و كنترل سیستمهای فشرده سازی بر روی
كمپرسورهای محوری متمركز بوده است زیرا این كمپرسورها كاربرد وسیعی در موتورهای جت دارند، لذا در مقایسه با این نوع كمپرسورها، كارهای انجام شده بر روی كمپرسورهای گریز از مركز محدودتر می باشد. روشهایی را كه به كنترل كمپرسورهای محوری پرداخته اند در مراجع [1] تا [9] می توان یافت. در سالهای اخیر با توجه به كاربرد گسترده كمپرسورهای گریز از مركز در صنایع بزرگی چون نفت، گاز و پتروشیمی، لزوم ارائه روشهایی جهت كنترل این پدیده در كمپرسورهای گریز از مركز بیش از پیش احساس می گردد.
2-1) پیشینه تحقیق
مدل دینامیكی به دست آمده برای كمپرسور گریز از مركز بر اساس مدل دو حالته با پارامترهای lumped طبق مدل ارائه شده توسط گرایتزر می باشد. فینك، كامپستی و گرایتزر یك مدل سه متغیر حالته با پارامترهای lumped را برای سیس تمهای فشرده سازی گریز از مركز در سال 1992 استخراج نمودند كه دینامیك های spool را نیز در نظر گرفته بود. این مدل با جزئیات بیشتری در تز دكترای گراودهال آمده است. بر اساس این دو نوع مدل دینامیكی ، روشهای مختلفی جهت حذف ناپایداری سرج در كمپرسورهای سانتریفیوژ طراحی شده اند.

:
سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود.
در عمل وجود تجهیزات و عناصر با مشخصه غیرخطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید، انتقال و مصرف موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج های سینوسی جریان و ولتاژ در شبکه قدرت می شود و این اعوجاجات متاسفانه اثر نامطلوبی روی موتورهای الکتریکی که در صنایع به طور وسیعی مورد استفاده است، دارد.

نیاز به دقت بیشتر و بیشتر در طراحی و تحلیل ماشین های الکتریکی، استفاده از مدل های عددی جهت تعیین میدان های الکتریکی و مغناطیسی را ترویج داده است. به دلیل ساختار هندسی پیچیده ماشین و مشخصه های غیرخطی مواد بکار رفته در آن در بسیاری از موارد

 تنها روش حل عددی امکان پذیر است.

فصل اول
کلیات
با استعمال روزافزون ادوات و تجهیزات الکتریکی و نیز مصرف تصاعدی انرژی الکتریکی منابع الکترومغناطیسی مزاحم نیز افزایش یافته است.
بررسی آثار مخرب این منابع بر روی عملکرد تجهیزات الکتریکی مجاور نیز اهمیت بسزایی برخوردار است. ادوات الکترونیکی و کامپیوترهای شخصی امروزه در کلیه کارخانه ها و مجتمع های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد به طوری که سیستم های الکترونیکی اندازه گیری، حفاظتی و کنترلی به سرعت جایگزین تجهیزات مشابه مکانیکی و الکترومکانیکی می شوند. این موضوع تحت عنوان «سازگاری الکترومغناطیسی» که به صورت مختصر شده با EMC نیز بیان می گردد، مورد نظر بوده و ضرورت شناخت چگونگی عملکرد تجهیزات الکتریکی در کنار یکدیگر را بیش از پیش مطرح می سازد.
سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود.
در عمل وجود تجهیزات و عناصر با مشخصه غیرخطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید، انتقال و مصرف موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج های سینوسی جریان و ولتاژ در شبکه قدرت می شود و این اعوجاجات متاسفانه اثر نامطلوبی روی موتوهای الکتریکی که در صنایع به طور وسیعی مورد استفاده است، دارد.
نیاز به دقت بیشتر و بیشتر در طراحی و تحلیل ماشین های الکتریکی، استفاده از مدل های عددی جهت تعیین میدان الکتریکی و مغناطیسی را ترویج داده است. به دلیل ساختار هندسی پیچیده ماشین و مشخصه های غیرخطی مواد بکار رفته در آن در بسیاری از موارد تنها روش حل عددی امکان پذیر است. روش اجزاء محدود (FEM) روشی عددی است که برای این منظور مناسب است. این روش در سال 1940 پیشنهاد شد، اما برای اولین بار 10 سال بعد در زمینه طراحی های مرتبط با دانش هوانوردی و تحلیل سازه بکار گرفته شد. پس از گذشت سال ها، روش اجزای محدود به طور گسترده ای در تقریبا تمام مسائل فیزیک و ریاضی به کار گرفته شد. این روش قادر است تخمین خوبی از تحلیل عملکردی وسائل الکترومغناطیسی ارائه کند.

استفاده از مولد های تولید پراكنده در شبكه های توزیع با توجه به مزایای این مولد ها در حال افزایش است با وجود مزایای فراوان مولدهای DG یكی از مزایایی كه معمولاً در جایابی و استفاده از این مولدها مورد تأكید است كاهش تلفات شبكه های توزیع و انتقال می باشد.
استفاده از این مولدها بدون مطالعات جایابی و مطالعه شبكه توزیع و انتقال علاوه بر اینكه باعث كاهش تلفات شبكه نمی شود ممكن است سایر فاكتورهای مهم شبكه از جمله قابلیت اطمینان و سطح ولتاژ در شبكه توزیع را مختل كرده و هارمونیك های ولتاژ را در شبكه افزایش دهد. علاوه بر آن عدم حفاظت مناسب از مولد های تولید پراكنده می تواند برای تعمیركارانی كه به هنگام خاموشی شبكه مشغول كار هستند خطرناك باشد.

تولید پراكنده شده یا توزیع شده (DG) سیستم قدرت را در سطح شبكه توزیع و انتقال به خصوص شبكه توزیع تحت تاثیر اثرات حضور

 خود در شبكه قرار می دهد.

روش های مختلفی برای جایابی مولدهای تولید پراكنده در شبكه وجود دارد. هر یك از این روش ها اهداف گوناگونی را برای جایابی مولدهای تولید پراكنده در شبكه دنبال می كنند. یكی از این اهداف كه بیشتر در تحقیقات جایابی مورد توجه بوده است جایابی به منظور كاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ است. جایابی صحیح مولد تولید پراكنده منجر به صرفه جویی در توان میگردد و شبكه را از جابجایی توان اضافی آزاد می سازد. روش های جایابی مولدهای تولید پراكنده كه به منظور كاهش توان تلف شده استفاده می شود گوناگون هستند. كه در این پروژه نیز یك روش برای جایابی مورد بررسی قرار میگیرد.
فصل اول: ی بر سابقه موضوع
1-1- تاریخچه استفاده از مولدهای کوچک
روش های مختلفی برای جایابی مولدهای تولیدپراكنده در شبكه وجود دارد. هر یك از این روش ها اهداف گوناگونی را برای جایابی مولدهای تولید پراكنده در شبكه دنبال می كنند. یكی از این اهداف كه بیشتر در تحقیقات جایابی مورد توجه بوده است جایابی به منظور كاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ است. جایابی صحیح مولد تولیدپراكنده منجر به صرفه جویی در توان می گردد و شبكه را از جابجایی توان اضافی آزاد می سازد. روش های جایابی مولدهای تولید پراكنده كه به منظور كاهش توان تلف شده استفاده می شود گوناگون هستند یكی از روش هایی كه برای جایابی مولدهای تولید پراكنده استفاده می شود مبتنی بر قانونی است كه معمولاً برای جایابی خازن های سری از آن استفاده م ی شود. روش ” قانون دو سوم” برای جایابی مولدهای تولید پراكنده در شبكه ای با بارهایی كه به صورت همگون در شبكه توزیع شده اند در مرجع [3] آورده شده است. این روش پیشنهاد می كند كه مولدهای تولیدپراكنده در شبكه های شعاعی و دارای توزیع همگون بار، تقریباً در دو سوم فیدر با توانی معادل دو سوم توان ورودی به شبكه جاگذاری شوند. قانون دو سوم یك روش سادةه جایابی می باشد. در عمل نیز اعمال این قانون به شبكه بسیار ساده می باشد. اما قانون دو سوم دارای قابلیت اعمال به فیدرهایی با مشخصات دیگری از لحاظ توزیع بار و یا شكل شبكه نمی باشد و صرفاً محدود به فیدرهای شعاعی می باشد و قابل اعمال به یك شبكه نیست. مراجع [7-2] و [2-1] از الگوریتم پخش بار برای جایابی بهینه مولدهای تولیدپراكنده استفاده كرده اند با این فرض كه تمامی باس های باری توانایی نصب مولد DG را دارند. و مرجع [4] از روشی تحلیلی برای جایابی بهینه به منظور كاهش تلفات استفاده كرده است. در برخی از موارد جایابی مولد DG برای كاهش تلفات در خط مورد بررسی قرار گرفته اس