وبلاگ

:
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 است.

ای از ماهواره می پردازیم و سپس ماهواره های تصویربرداری را بیشتر مورد بررسی قرار می دهیم.
ماهواره یک ابزار مخابراتی است که حدود چند دهه قبل توسط انسان اختراع و به خدمت گرفته شده است و ایده آن بعد از جنگ جهانی دوم به وجود آمد که برای اولین بار به نام Sputnik توسط کشور شوروی سابق به فضا پرتاب شد. از آن تاریخ به بعد یک رقابت بسیار شدیدی بر سر ساخت و ارسال ماهواره بین دو ابر قدرت وقت آغاز شد.
ماهواره های مخابراتی در حالت کلی به دو نوع Regenerative و Conventional تقسیم می شود از نظر ساختار یک ماهواره از دو قسمت کلی 1-  Payload و 2- Platform تشکیل شده است.
بخش Platform که ساختار کنترلی و مکانیکی و صفحات خورشیدی را شامل می شود ولی بخش Payload مأموریت مخابراتی یک ماهواره را بر عهده دارد.
در زمینه ساخت و ارسال ماهواره ها، بخش پرتاب (Lunch) ماهواره بسیار مهم و پیچیده می باشد. که یک ماهواره باید از یک مکان معین از کره زمین و یک زمان معین از سال پرتاب گردد. البته مدل های قرار گرفتن آن در فضا (Constellation) به صورت قراردادی توسط دانشمندان مطرح گردیده است.
از نظر موقعیت قرار گرفتن ماهواره در فضا به صورت سه لایه زیر تعریف می شود:

1- لایه Low Earth Orbit :LEO
2- لایه Medium Earth Orbit :MEO
3- لایه Geostationary Earth Orbit :GEO
یک سیستم مخابرات ماهواره ای دارای 3 بخش اصلی می باشد:
1- بخش فضائی
2- بخش کنترل
3- بخش زمینی
عملکرد بخش فضائی بستگی به نوع کاربرد و هدف از ارسال دارد. بخش کنترلی (TT & C) (Tracking telemetry and Command) بخش مدیریتی ماهواره را بر عهده دارد. بخش زمینی بستگی به نوع کاربرد دارد و عملکرد آن نیز متفاوت است. در ضمن قسمتی از بخش کنترلی در ایستگاه زمینی نیز وجود دارد.
یکی از پارامترهای بااهمیت در مخابرات ماهواره ای، لینک های ماهواره ای می باشد که شامل موارد زیر می باشد:
1- لینک بالا رونده Uplink
2- لینک پایین رونده Downlink
3- لینک بین ماهواره ای Intersatellite link
در لینک بالا رونده، سیگنال از ایستگاه زمینی به سمت ماهواره و در لینک پایین رونده، سیگنال از ماهواره به سمت ایستگاه زمینی ارسال می گردد. لینک بین ماهواره، ارتباط بین دو ماهواره است که می تواند یک Optical link نیز باشد.
از نظر تخصیص فرکانس مخابرات ماهواره ای، کره زمین (از نظر ارتباطی) را به 3 منطقه بزرگ تقسیم کرده اند که شامل موارد زیر می باشد:
1- منطقه شماره 1: اروپا و آفریقا و خاورمیانه و قسمتی از روسیه
2- منطقه شماره 2: کشورهای آمریکایی
3- منطقه شماره 3: آسیا و اقیانوسیه و قسمتی از خاورمیانه و قسمتی از روسیه

فناوری اترنت در طی 25 سالی که از پیدایش آن می گذرد، به طور دائم قابلیت های خود را با نیازهای کاربران شبکه هماهنگ نموده است. این فناوری به یاری سادگی فوق العاده خود، هزینه بسیار پایینی را برای استفاده کنندگان در بردارد و در عین حال از سرعت و قابلیت بالایی نیز برخوردار می باشد. این عوامل دست به دست هم داده اند تا اترنت را به محبوب ترین فناوری شبکه در دنیا بدل نمایند، به طوری که می توان به جرات گفت تقریبا تمامی ترافیک جاری بر روی اینترنت از یک شبکه اترنت آغاز گردیده و به سمت یک شبکه اترنت دیگر در حال حرکت است. در حال حاضر، اترنت با دستیابی به سرعت های گیگابیتی، پا را از محدوده شبکه های محلی فراتر گذارده و به حوزه شبکه های شهری و گسترده وارد شده است. گام بعدی در این حرکت روبه جلو، اترنت ده گیگابیتی (10 Gigabit Ethernet) می باشد که راه را برای کاربردهای پر ترافیک و حساس شبکه های نسل آینده می گشاید.

یکی از مهمترین بخش های پروتکل IEEE 802.3 ae، زیر لایه کنترل دستیابی به رسانه یا MAC می باشد. به طور کلی زیرلایه MAC که با زیر لایه LLC انجام وظایف لایه Data link مدل OSI را بر عهده دارد، دو وظیفه اساسی در ساختار OSI را ایفا می کند:
1- کپسوله کردن دیتا و ارسال و دریافت آن

• تشکیل فریم و همزمانی آن
• اضافه کردن فیلدهای آدرس مقسد و مبدا به دیتا
• تشخیص خطاهای انتقالی رسانه فیزیکی

2- مدیریت دستیابی به رسانه

• جلوگیری از برخوردها
• بررسی و اداره برخوردها

زیر لایه کنترلی MAC نیز مابین زیرلایه LLC و MAC و برای کنترل ارتباط این دو زیر لایه قرار می گیرد. استانداردهای دسترسی به لایه فیزیکی در زیر لایه MAC به طور کلی از دو روش دسترسی Half duples و Full duplex تبعیت می کند که در اترنت 10 گیگابیت فقط از مدل ارتباطی Full duplex استفاده می شود.
فصل اول: شبکه
1-1) شبکه
دستیابی به اطلاعات با روش های مطمئن و با سرعت بالا یکی از رموز موفقیت هر سازمان و موسسه است. طی سالیان اخیر هزاران پرونده و کاغذ که حاوی اطلاعات باارزش برای یک سازمان بوده، در کامپیوتر ذخیره شده اند. با تغذیه دریائی از اطلاعات به کامپیوتر، امکان مدیریت الکترونیکی اطلاعات فراهم شده است. کاربران متفاوت در اقصی نقاط جهان قادر به اشتراک اطلاعات بوده و تصویری زیبا از همیاری و همکاری اطلاعاتی را به نمایش می گذارند.
شبکه های کامپیوتری در این راستا و جهت نیل به اهداف فوق نقش بسیار مهمی را ایفاء می نمایند. اینترنت که عالی ترین تبلور یک شبکه کامپیوتری در سطح جهان است، امروزه در مقیاس بسیار گسترده ای استفاده شده و ارائه دهندگان اطلاعات، اطلاعات و یا فرآورده های اطلاعاتی خود را در قالب محصولات تولیدی و یا خدمت در اختیار استفاده کنندگان قرار می دهند. وب که عالی ترین سرویس خدماتی اینترنت می باشد کاربران را قادر می سازد که در اقصی نقاط دنیا اقدام به خرید، آموزش، مطالعه و… نمایند.
با استفاده از شبکه، یک کامپیوتر قادر به ارسال و دریافت اطلاعات از کامپیوتر دیگر است. اینترنت نمونه ای عینی از یک شبکه کامپیوتری است. در این شبکه میلیون ها کامپیوتر در اقصی نقاط جهان به یکدیگر متصل شده اند. اینترنت شبکه ای است مشتمل بر زنجیره ای از شبکه های کوچکتر است. نقش شبکه های کوچک برای ایجاد تصویری با نام اینترنت بسیار حائز اهمست است. تصویری که هر کاربر با نگاه کردن به آن گمشده خود را در آن پیدا خواهد کرد. در این بخش به بررسی شبکه های کامپیوتری و جایگاه مهم آنان در زمینه تکنولوژی اطلاعات و مدیریت الکترونیکی اطلاعات خواهیم داشت.

مایکرویوها امواج الکترومغناطیسی هستند که محدوده فرکانسی آنها تقریبا از 300 مگاهرتز تا 1000 گیگاهرتز می باشد. بیشتر کاربردهای صنعت مایکروویو در محدوده 1 تا 40 گیگاهرتز است. اینگونه امواج چون طول موج بسیار کوتاهی در محیط انتشار دارند امواج مایکروویو یا ریزموج نامیده می شوند.
طیف الکترومغناطیس در انتهای پایین ناحیه مایکروویو مرز بین فرکانس های رادیو و تلویزیون است در حالی که انتهای بالای آن همجوار به طیف های نوری و مادون قرمز می باشد.
مایکروویو در جامعه مدرن ما کاربردهای فراوانی دارد. از فرستادن سیگنال تلویزیون از روی اقیانوس تا پختن غذا در چند دقیقه را شامل می شود. از امواج مغناطیسی به دلیل بالا بودن فرکانس در انتقال اطلاعات آنالوگ و دیجیتال استفاده های زیادی می شود چرا که بالا بودن فرکانس آنها ظرفیت انتقال اطلاعات را در سیستم هایی که از امواج مایکروویو برای انتقال اطلاعات استفاده می کنند افزایش می دهد. توانایی تمرکز امواج رادیویی، تابعی از اندازه آنتن و طول موج عملکرد است. برای یک آنتن با اندازه معین توانایی تمرکز با کم نمودن طول موج بهبود می یابد. برای مثال عرض شعاع رادیویی یک آنتن سهموی به قطر یک متر تقریبا 50 درجه در 1GHZ است در حالی که این عرض فقط 5 درجه در 10GHZ است. برای راندمان مخابرات بین دو نقطه، این نکته مهمی است که سیگنال فرستنده با تمرکز زیاد به طرف آنتن گیرنده جهت گیری کند.
یک سیستم انتقال که در فرکانس 60MHZ کار می کند، اگر پهنای باند آن 6 درصد فرکانس مرکزی باشد، فقط می تواند یک کانال تلویزیون را انتقال دهد، در حالی که اگر همان سیستم بتواند در فرکانس 60GHZ کار کند، با همان درصد پهنای باند، می تواند تقریبا 100

 کانال تلویزیونی انتقال دهد.

همین قابلیت های امواج مایکروویو موجب شده است تا در دنیای روبه رشد امروز، که هر روز نیاز به افزایش حجم اطلاعات می باشد، بتوان جوابگوی نیاز وسیع جامعه بشری به ارتباطات بود.
سیستم های رادار، کاربرد اصلی دیگر مایکروویو می باشد. از آنها به عنوان آشکار سازی هواپیما، هدایت موشک های ماورای صوت، مشاهده و ردگیری، هواشناسی و کنترل ترافیک هواپیما در فرودگاه ها استفاده می شود.
2-1) قطعات مایکروویوی
تنوع عظیمی از قطعات جهت استفاده برای کنترل و سیستم تولید سیگنال مایکروویوی وجود دارد. اتصالات هایبرید از جمله این قطعات مایکروویوی هستند.
یک اتصال هایبرید 180 درجه، یک چهار پورتی است که اختلاف فاز بین دو پورت خروجی آن 180 درجه می باشد.
سیگنال تابش از پورت 1 به دو قسمت هم فاز در پورت های 2 و 3 تقسیم می شوند و در پورت 4 سیگنالی نخواهیم داشت که اصطلاحا این پورت ایزوله است. حال اگر سیگنال تابش به پورت 4 اعمال شود به دو قسمت با اختلاف فاز 180 درجه در پورت های 2 و 3 تقسیم خواهد شد و در این حالت پورت 1 ایزوله خواهد بود.
از این قطعه می توان به عنوان جمع کننده استفاده کرد. مجموع سیگنال های تابشی به پورت های 2 و 3 در پورت 1 و تفاضل آنها در پورت 4 خواهد بود از اینروست که گاهی پورت های 1 و 4 را به عنوان پورت های مجموع (E) و تفاضل (^) می نامند.
یک اتصال هایبرید 180 درجه به چند صورت قابل ساخت است.
1- کوپلر حلوقوی جهت دار که به کمک خطوط مایکرواستریپ یا استریپ لاین قابل ساخت هستند.
2- به صورت خط کوپل شده باریک شونده.
3- به صورت هایبرید با اتصال موجبری یا اتصال T جادویی.
اتصال هایبرید نوع اول یا کوپلر حلقوی جهت دار کاربردهای بسیار وسیعی در رادار و مخابرات باند وسیع دارد و در ساخت قطعاتی همچون مخلوط کننده ها، تقسیم توان برای آنتن های آرایه ای میکرواستریپ، تقویت کننده های متعادل، تمیز دهنده فرکانسی، شیفت دهنده های فازی، مدولاتورها و غیره کاربرد دارد.
اما با توجه به مقدار تغییرات دامنه و فاز، VSWR و ایزولاسیون پورت ها، پهنای باند یک کوپلر حلقوی حدود 20 تا 25 درصد فرکانس مرکزی است.
مطالعات و تحقیقات زیادی در مورد افزایش پهنای باند کوپلرهای حلقوی انجام گرفته است. در این پروژه تعدادی از مقالات و تحقیقات انجام شده در زمینه کوپلرهای حلقوی همچنین روش هایی که برای افزایش پهنای باند مؤثر این قطعه و افزایش ایزولاسیون پیشنهاد شده را بررسی خواهیم کرد، در فصل پنجم طرح تقسیم کننده توان با پهنای باند وسیع را معرفی و تحلیل می کنیم و مشخصات یک تقسیم کننده توان پنج پورتی را بیان می کنیم، برای تحلیل مشخصات یک تقسیم کننده توان حلقوی از یک برنامه کامپیوتر که به زبان matlab نوشته شده است، بهره خواهیم گرفت.