عضو شوید


نام کاربری
رمز عبور

:: فراموشی رمز عبور؟

عضویت سریع

نام کاربری
رمز عبور
تکرار رمز
ایمیل
کد تصویری
براي اطلاع از آپيدت شدن وبلاگ در خبرنامه وبلاگ عضو شويد تا جديدترين مطالب به ايميل شما ارسال شود



پروژه ای کامل

15000T تومان


تاریخ : سه شنبه 14 ارديبهشت 1395
بازدید : 380
نویسنده : سعید نصری


تست هاي غير مخرب (Non Destructive Tests) آزمايش‎هايي هستند که براي انجام آنها نيازي به تخريب قطعه و نمونه برداري نيست و در صورت لزوم مي‎توان 
تست هاي غير مخرب را بدون اينکه به قطعه آسيبي برسد، روي تمامي قسمت هاي آن انجام داد. از اين رو است که اين آزمون‎ ها را آزمايش غير مخرب ناميده‎اند.

با استفاده از تست هاي غير مخرب مي‎توان عيوب موجود در قطعات از جمله تخلخل و حفره‎هاي داخلي، ترک و ناپيوستگي‎هاي سطحي و داخلي، 
ناخالصي‎ها و انواع عيوبي که در حين توليد و يا در حين کار تحت شرايط ويژه محيط کار ايجاد و شکل مي‎گيرند را شناسايي نمود. 
عملکرد و طول عمر هر قطعه در حين کار به نوع، اندازه، موقعيت عيب موجود در آن و عيوبي که در شرايط کاري در آن ايجاد مي‎شود بستگي دارد. 
در مواردي تعيين حد قابل قبول يا حد مجاز عيوب ضرورت مي‎يابد. اندازه حد مجاز عيوب به حساسيت موقعيت کاري قطعه بستگي داشته و از اهميت بيشتري برخوردار است. 
در مواردي اهميت آزمايش‎هاي غير مخرب براي اندازه‎گيري ترک و مقايسه آن با اندازه مجاز و برآورد طول عمر در ارتباط با آهنگ رشد و گسترش ترک، 
بويژه براي قطعاتي که در معرض بارهاي متناوب و يا در شرايط خوردگي قرار مي‎گيرند، مشخص مي‎شود. اگر اندازه ترک بسيار کوچکتر از حد مجاز باشد، 
در شرايطي اين ترک تحت تاثير بار اعمال شده مي‎تواند گسترش نيابد و در نتيجه قطعه قادر به ادامه سرويس دهي خواهد بود. از اين جهت براي کسب اطمينان 
از نرسيدن اندازه ترک به انداره بحراني و وقوع شکست ناگهاني در آنها اين گونه قطعات بايد در حين کار و سرويس دهي بطور متناوب مورد بازرسي قرار گيرند.

 آزمايش هاي غير مخرب،تست هاي غير مخرب،NDT
آزمايش‎هاي غير مخرب فقط براي شناسايي عيوب به کار نمي‎روند، بلکه تعدادي از آنها براي تعيين نوع ساختار شبکه کريستالي، اندازه‎گيري ابعاد و ضخامت پوشش‎ها نيز به کار مي‎روند.


ويژگي‎ها و مزاياي آزمونهاي غير مخرب 


- امکان انجام آزمايش‎هاي غير مخرب روي تمامي قطعات توليدي،

- امکان انجام آزمايش‎هاي غير مخرب مختلف به صورت همزمان يا متعاقبا يکي بعد از ديگري روي يک قطعه،

- امکان تکرار آزمايش‎ها روي يک قطعه،

- کاهش هزينه‎هاي توليد با انجام اين آزمايش‎ها در حين فرآيند توليد و شناسايي به موقع عيوب و جلوگيري از اتلاف بيشتر مواد و نيروي انساني،

- افزايش ايمني با شناسايي به موقع عيوب در قطعات حساس و جلوگيري از شکست زودرس آنها که مي‎تواند به از بين رفتن تجهيزات و زيان‎هاي مالي و در مواردي حتي زيان‎هاي جاني منجر شود،

- افزايش کيفيت توليد و بالا بردن درصد اطمينان در ارتباط با توليد قطعات سالم،

- قابليت حمل و نقل تجهيزات مربوط به اين گونه آزمون‎ها و استفاده از آنها در محل کار.




نکات قابل توجه قبل از انجام آزمايش هاي غير مخرب 



قبل از انجام آزمايش‎هاي غير مخرب به منظور افزايش درصد اطمينان نسبت به شناسايي عيوب لازم است نکات زير مورد توجه قرار گيرند:

- جنس قطعه، فاز يا نوع فازهاي موجود در قطعه، داشتن يا نداشتن قابليت هدايت الکتريکي و مغناطيسي پذيري،

- روش توليد ( ريخته‎گري، نورد، کشش، فورج و ...)،

- داشتن يا نداشتن پوشش سطحي روي قطعه و نوع فرآيند پوشش‎دهي،

- نوع عمليات حرارتي انجام گرفته روي قطعه ( در صورتي که قطعه تحت عمليات حرارتي قرار گرفته باشد)،

- شکل هندسي قطعه و ابعاد آن به منظور پيشگويي اوليه از نوع عيب و موقعيت مکاني آن،

- منشا عيب ( مواد اوليه، فرآيند توليد) و علل آن،

- عيوب ممکن و مورد انتظار از لحاظ نوع، اندازه و موقعيت،

- عيوب مجاز در قطعه از لحاظ نوع، انداره و موقعيت،

- کسب هر گونه اطلاعات در ارتباط با شناسنامه قطعه و شرايط محيط کار که مي‎تواند به شناسايي دقيق عيب کمک کند.


 مبناي کار در آزمايش‎هاي غير مخرب 


مبناي اين کار مبتني بر اساس استفاده از اصول فيزيکي به منظور آشکارسازي و شناسايي عيوب و ناهمگني‎هاي موحود در قطعه است. مراحل اساسي آزمايش‎هاي غير مخرب عبارتند از:

- کاربرد يکي از خواص فيزيکي ماده‎اي که قطعه از آن ساخته مي‎شود،

- آشکارسازي و مشاهده تغييرات ايجاد شده در اين خاصيت فيزيکي در ارتباط با وجود عيب يا ناهمگني موجود در قطعه به کمک وسيله مناسب،

- تعيين تغييرات ايجاد شده و تبديل آنها به نتايج قابل تفسير،

- تفسير نتايج بدست آمده و اظهار نظر در مورد کيفيت قطعه.

در بررسي‎هاي غير مخرب از روش‎هاي مختلفي استفاده مي‎شود. انتخاب روش به عواملي از قبيل جنس قطعه مورد بررسي، نوع، شکل، اندازه و 
موقعيت عيب و همچنين درجه اطمينان در ارتباط با قابليت روش آزمون غير مخرب انتخابي براي آشکارسازي عيب بستگي دارد.

انتخاب هر روش آزمون غير مخرب به اختلاف بين قابليت آشکارسازي کوچکترين اندازه عيب مثل ترک با توجه به اندازه مجاز و همچنين 
ميزان حساسيت و ايمني قطعه در شرايط کاري آن  بستگي دارد.

به کارگيري آزمون‎هاي غير مخرب مناسب براي قطعات ريخته‎گري و يا آهنگري شده با توجه به هزينه آنها، بايد قبل از عمليات ماشينکاري بر روي آنها انجام گيرد 
و اگر داراي عيوبي بوده و قابل پذيرش نيستند کنار گذاشته شوند، البته چنانچه عيوب آنها سطحي  و ريز باشد در مرحله ماشينکاري قابل برطرف شدن است.

انواع آزمون‎هاي غير مخرب 

- بازرسي چشمي

- آزمون نشت

- آزمون مايع نافذ

- آزمون ذرات مغناطيسي

- آزمون جريان الکتريکي

- آزمون جريان گردابي

- آزمون ماوراءصوت يا اولتراسونيک

- آزمون راديوگرافي

- آزمون نشر صوت

- آزمون حرارتي

 

 

روش‌ها
در اين بخش متداول‌ ترين روش‌هاي مورد استفاده در آزمون‌هاي غيرمخرب معرفي مي‌شوند.

آزمون انتشار امواج صوتي

وقتي که ماده‌اي جامد تحت تنش مي‌باشد، عيوب موجود در آن باعث ايجاد امواج صوتي با بسامد بالا مي‌گردند. 
اين امواج در ماده منتشر شده و مي‌توان توسط حسگرهاي خاصي آنها را دريافت کرد و با تجزيه و تحليل اين امواج مي‌توان نوع عيب، مکان و شدت آن را تعيين نمود. 
تست نشرآوايي ( اکوستيک اميشن ) يک روش نوين در زمينه تستهاي غير مخرب است. از اين روش مي‎توان براي تشخيص و موقعيت يابي 
عيوب مختلف در سازه هاي تحت بار و اجزاي آنها استفاده کرد . تخليه سريع انرژي از يک منبع متمرکز در درون جسم 
باعث ايجاد امواج الاستيک گذرا و انتشار آنها در ماده مي‎شود.اين پديده را اکوستيک اميشن مي‎نامند.با توجه به انتشار امواج از منبع تا سطح ماده، 
مي‎توان آنها را توسط سنسورهايي ثبت کرد و از اين طريق اطلاعاتي در مورد وجود و محل منبع انتشار امواج به دست آورد. 
اين امواج مي‎توانند فرکانسهايي تا چند MHz داشته باشند. براي شنيدن صداي مواد و شکست سازه ها از سنسورهاي التراسونيک 
در محدوده kHz 20 تا MHz 1 استفاده مي‎شود و فرکانسهاي متداول در اين روش در محدوده kHz 300 - 150 هستند . 
دستگاههاي مورد استفاده با توجه به نوع کاربردشان مي‎توانند به صورت يک دستگاه کوچک قابل حمل تا يک دستگاه بزرگ دهها کاناله باشند. 
يک سنسور منفرد به همراه ابزارهاي وابسته براي کسب و اندازه‎گيري سيگنالهاي اکوستيک اميشن تشکيل يک کانال اکوستيک اميشن را مي‎دهد. 
از سيستم چندکاناله براي اهدافي نظير موقعيت يابي منابع و يا آزمون نواحي که براي يک سنسور منفرد خيلي بزرگ است استفاده مي‎شود . 
اجزايي که در تمامي دستگاهها براي دريافت سيگنال وجود دارد عبارتند از : سنسور، پيش تقويت کننده، فيلتر و تقويت کننده.

آزمون بصري و نوري

اين روش پايه‌اي‌ترين، ابتدايي‌ترين و معمولاً ساده‌ترين روش آزمون کنترل کيفيت و پايش تجهيرات مي‌باشد. 
در اين روش مسئول کنترل کيفيت مي‌بايست مواردي را بطور بصري چک کند. البته گاهي اوقات از دوربين‌هايي استفاده مي‌شود 
که تصاوير را به رايانه فرستاده و رايانه عيوب را تشخيص مي‌دهد. روش سورتينک که مخصوصاً در کنترل کيفيت پيچها از آن استفاده ميشود مثالي از روش کنترل بصري توسط رايانه ميباشد.

آزمون راديوگرافي

آزمون راديوگرافي به استفاده از امواج گاما و ايکس، که قابليت نفوذ در بسياري از مواد را دارا مي‌باشند، براي بررسي مواد و تشخيص عيوب محصولات گفته مي‌شود. 
در اين روش اشعه ايکس و يا راديواکتيو به سمت قطعه هدايت مي‌شود و پس از عبور از قطعه بر روي فيلم منعکس مي‌شود. 
ضخامت و مشخصه‌هاي داخلي باعث مي‌شوند نقاطي در فيلم تاريکتر و يا روشن‌تر ديده شوند.

آزمون ذرات مغناطيسي

در اين روش ذرات آهن بر روي ماده‌اي با خاصيت آهنربايي ريخته مي‌شود و ميدان مغناطيسي در آن القا مي‌شود. 
در صورت وجود خراش و يا ترکي بر روي سطح و يا در نزديکي سطح، در محل عيب قطب‌هاي مغناطيسي تشکيل مي‌شود 
و يا ميدان مغناطيسي در آن ناحيه دچار اعوجاج مي‌گردد. اين قطب‌هاي مغناطيسي باعث جذب ذرات آهن مي‌شوند. در نتيجه وجود عيب را مي‌توان از تجمع ذرات آهن تشخيص داد.

آزمون فراصوت

در اين روش امواج فراصوت با بسامد بالا و با دامنه کم به داخل قطعه فرستاده مي‌شوند. اين امواج پس از برخورد به هر گسستگي بازتابيده مي‌شوند 
و قسمتي از اين امواج به سمت حسگر رفته و حسگر آن را دريافت مي‌کند. از روي دامنه و زمان بازگشت اين امواج مي‌توان به مشخصه‌هاي اين گسستگي پي برد. 
از کاربردهاي اين روش مي‌توان به اندازه‌گيري ضخامت و تشخيص عيوب موجود در قطعات نام برد.

آزمون مايعات نافذ

در اين روش سطح قطعه با مايعي رنگي قابل مشاهده و يا فلورسنت پوشيده مي‌شود. پس از مدتي اين مايع در درون شکاف‌ها 
و حفره‌هاي سطحي قطعه نفوذ مي‌کند. پس از آن مايع از سطح جسم زدوده مي‌شود و ماده ظاهر کتتده به روي سطح پاشيده مي‌شود. 
اختلاف روشنايي مايع نافذ و ظاهر کننده باعث مي‌شود که عيوب سطحي به راحتي مشاهده شوند.

اين تست براي ظاهر سازي عيوبي به کار ميرود که به سطح راه داشته باشد وبر روي اکثر مواد از هر جنس که باشد مي توان استفاده نمود
در ضمن زبري سطح مورد آزمايش بايد در حد مناسب باشد .در اين روش ابتدا بايد سطح رااز چربي وآلودگي تميز کرد سپس مايع نافذ را بر روي سطح پاشيده 
وحداقل به مدت پنج دقيقه صبر مي کنيم تا مايع نافذ به درون عيب نفوذ کند سپس سطح را تميز کرده وماده ظاهر ساز را بر روي سطح مي پاشيم که 
اين ماده معمولا سفيد رنگ است اگر عيبي در سطح وجود داشته باشد اثر آن بر روي سطح مشخص ميگردد .

آزمون الکترومغناطيس

در اين روش با استفاده از يک ميدان مغناطيسي متغير در يک ماده رسانا جريان الکتريکي گردابي القا مي‌شود و اين جريان الکتريکي اندازه‌گيري مي‌شود. 
وجود گسستگي‌هايي مانند ترک در ماده باعث ايجاد وقفه در اين جريان مي‌شود و بدين طريق مي‌توان به وجود چنين عيبي پي برد. در ضمن مواد مختلف 
داراي رسانايي الکتريکي نفوذپذيري متفاوتي هستند. بنابراين مي‌توان بعضي از مواد را با اين روش رده‌بندي نمود.

آزمون نشتي

روش‌هاي مختلفي براي تشخيص نشتي در مخازن تحت فشار و مانند آن، استفاده مي‌شود که مهم‌ترين آنها عبارت‌اند از: گوشي‌هاي الکتريکي، گيج فشار، گاز 
و يا مانع نافذ و همينطور تست حباب صابون.

آزمون ترموگرافي

يکي از اين روشهاي مراقبت وضعيت و پيش بيني عيوب ماشين آلات مکانيکي و الکتريکي بهره گيري از آناليزهاي حرارتي مي باشد 
زيرا عملکرد هر دستگاه همواره با انتشار گرما همراه است و معمولا هر ايراد مکانيکي و الکتريکي در تجهيزات با افزايش و يا کاهش دما بروز مي نمايد. 
گرماي منتشر شده از سطح بيروني اجسام به صورت تشعشعات مادون قرمز که توسط چشم انسان قابل رويت نيستند آزاد مي گردد. 
اما اين تشعشات را مي توان از طريق دوربين هاي ترموگرافي که پيشرفته ترين و کامل ترين تجهيزات در زمينه آناليز حرارتي محسوب مي شوند ، مشاهده نمود.

از آناليزهاي حرارتي مي توان جهت شناسائي و تشخيص عيوبي مانند اتصالات الکتريکي نامناسب ، شل بودن قطعات و تجهيزات ، تغييرات متالورژي ، 
بار بيش از حد ، خنک کاري نامناسب ، ولتاژ نامناسب ، اتصال و رسانائي نامناسب ، کثيف بودن تجهيزات ، وجود آلودگي محيطي ، اکسيده شدن اتصالات ، 
ظرفيت نامناسب ، خوردگي و فرسايش خارجي ، عدم هم محوري و ارتعاشات بيش از حد و بسياري عيوب ديگر را که در نهايت باعث معيوب شدن قطعات و تجهيزات مي گردند ، استفاده نمود.

آزمون نشت شار مغناطيسي

تصويربرداري مغناطيسي از سطوح فلزي توسط حسگرهاي ميدان مغناطيسي يک تکنيک پر کاربرد در تست غير مخرب 
سطح براي تشخيص وجود نقص در نمونه هاي فلزي است. در ميان تکنيکهاي تصويربرداري مغناطيسي، روش تست نشت شار مغناطيسي يک روش پرکاربرد 
در تست غير مخرب سطوح فلزي فرومغناطيسي همانند لوله هاي انتقال و مخازن ذخيره نفت و گاز است. در اين روش نمونه فرومغناطيس توسط آهنرباي دايمي و 
يا يک سيم پيچ تا نزديکي ناحيه اشباع مغناطيده ميشود. وجود هر گونه ناپيوستگي در ماده مانند ترك، موجب تغيير موضعي شار نشتي در محل ترك مي شود. 
توزيع و شدت شار نشتي اطلاعات مفيدي در باره موقعيت و ابعاد ترك با خود به همراه دارد. اين شار نشتي توسط يک حسگر مغناطيسي قابل اندازهگيري است. 
خواص حسگر مغناطيسي بر توانايي سيستم تست در تشخيص ترکها و خوردگيها با ابعاد مختلف بسيار موثر است.

ذرات مغناطيسي (MT)


تست ذرات مغناطيسي (MT) يکي از روشهاي NDT جهت تشخيص ترک و ديگر ناپيوستگيهاي سطحي و زير سطحي در مواد فرومغناطيس ميباشد. 
در اين روش حداکثر حساسيت تست در سطح قطعات بوده و با افزايش عمق عيوب به مراتب از حساسيت تست کاسته ميشود.

چگونگي تشخيص عيوب در روش تست ذرات مغناطيسي (MT) بدين ترتيب است که هنگام تشکيل يک ميدان مغناطيسي در قطعه عيوبي که در جهت عمود بر ميدان قرار گرفته اند 
باعث انحراف و پيچيدگي خطوط ميدان مغناطيسي شده و يک نشتي در آن منطقه ايجاد ميکنند. مقداري از ذرات پودر آهن اعمال شده بر روي قطعه 
در محل نشتي ميدان تجمع پيدا کرده و علائمي را تشکيل ميدهند که نمايانگر محل، شکل و اندازه ناپيوستگيها ميباشد.

Mt

فاکتورهايي از قبيل جهت و قدرت ميدان مغناطيسي، خواص  مغناطيسي  قطعه، محل و جهت قرارگيري ناپيوستگيها 
و نوع پودر مغناطيسي اعمال شده تأثير بسزايي بر تشکيل و تجمع پودر مغناطيسي در محل نشتي ميدان و از اين رو تعيين نوع و محل دقيق ناپيوستگي با اين روش خواهد داشت.
تجهيزات مدرن تست ذرات مغناطيسي (MT) شامل يوک هاي الکترومغناطيس AC و DC.
تجهيزات روش پراد با قابليت حمل.
تجهيزات ايستگاهي تست ذرات مغناطيسي (MT) نظير Coil ، Head shot و Central Conductor جهت تست قطعات با توليد انبوه.
کيت هاي نور ماوراي بنفش با شدت زياد جهت تست به روش فلورسنت و تجهيزات مغناطيس زدايي.



راديوگرافي (RT)


تست راديوگرافي (RT) يا پرتونگاري صنعتي يکي از روشهاي موثر جهت رديابي عيوب داخلي در مواد مختلف بوده و به صورت ويژه اي به منظور تضمين کيفيت 
قطعات جوشکاري شده، ريخته گري شده و آهنگري شده و … استفاده ميشود.

در روش تست راديوگرافي (RT) يک فيلم راديوگرافي مناسب در پشت قطعه مورد تست قرار ميگيرد و از قسمت ديگر قطعه، پرتو ايکس يا گاما به فيلم تابانده ميشود.
شدت پرتو ايکس يا گاما پس از عبور از قطعه بر اساس ساختار داخلي قطعه مورد تست، تعديل شده و سپس به فيلم راديوگرافي ميرسد.

در مناطقي که ضخامت کمتر بوده و يا دانسيته کمتري دارند جذب پرتو کمتر بوده و نفوذ آن از قطعه بيشتر است. پرتوهايي که از قطعه عبور ميکنند تصويري از آن روي فيلم ايجاد مينمايند.

مناطقي از قطعه کار که جذب کمتري داشته و يا نفوذ پرتو بيشتر است تصوير سياهتري روي فيلم ايجاد ميکنند و مناطقي که جذب پرتو بيشتري دارند 
تصوير روشن تري روي فيلم ايجاد ميکنند. سپس تصوير ايجاد شده بر روي فيلم جهت به دست آوردن اطلاعات و بررسي عيوب موجود در قطعه مورد تفسير قرار ميگيرد.



التراسونيک (UT)


تست التراسونيک (UT) يا فراصوتي يکي از روشهاي تست هاي غير مخرب ميباشد که عمدتاً جهت تشخيص عيوب داخلي مواد، قطعات و سازه ها استفاده ميگردد.

محدوده شنوايي انسان، امواج صوتي با فرکانس بين 20هرتز تا 20کيلو هرتز بوده و اين در صورتي است که فرکانس مورد استفاده در تست فلزات، سراميک ها، شيشه، کامپوزيت 
و ديگر مواد مهندسي، به روش التراسونيک بين ?/? تا ?? مگاهرتز ميباشد.

UT

در اين روش امواج فراصوتي توسط يک ترنسديوسر (مولد صوتي) وارد قطعه تحت تست شده و در صورت برخورد عمود با ناپيوستگيهاي داخلي 
بخشي از انرژي آن به سمت ترنسديوسر بازتاب ميگردد. امواج بازتاب شده توسط ترنسديوسر دريافت شده و به پالسهاي الکتريکي تبديل ميگردد 
و نهايتاً روي صفحه نمايش A-Scan يک سيگنال عمودي ظاهر ميگردد. اپراتور با توجه به موقعيت سيگنال روي محور افقي صفحه، 
ارتفاع و شکل ظاهري آن به اطلاعات مختلفي از جمله مکان و عمق ناپيوستگي، نوع و ابعاد آن پي ميبرد.

تست التراسونيک (که يکي از تست هاي غير مخرب ميباشد) قدرت نفوذ بسيار بالاتري نسبت به تست راديوگرافي داشته و گاهي اوقات ميتواند عيوب 
را تا عمق 2  متر در فولادها نمايان سازد . همچنين حساسيت اين روش در آشکار سازي عيوب صفحه اي و بحراني نظير ترک ها، LOF و Lamination بيشتر از RT ميباشد.UTdEVICE

تست التراسونيک به طور معمول جهت بازرسي قطعات توليدي به روشهاي ريخته گري، نورد، فورج، اکسترود، ورقهاي نازک، انواع جوش هاي نفوذي 
و اندازه گيري ميزان کاهش ضخامت لوله ها و مخازن استفاد ميشود.

بازرسي جوش

بازرسي جوش :
براي حصول اطمينان از مرغوبيت جوش و مطابقت آن با نيازمندي هاي طرح بايد کليه عوامل مؤثر در جوشکاري در مراحل مختلف اجرا مورد بازرسي قرار گيرد.بازرسي جوش را مي توان به سه مرحله اصلي تقسيم نمود :
1- بازرسي قبل از جوشکاري :
اعمال يک بازرسي چشمي مسؤلانه مي تواند از پيدايش 80 تا 90 درصد از عيوب معمول در جوشکاري پيشگيري کند.اين بازرسي شامل اطلاع از کيفيت مورد نظر کار و شرايط بهره برداري از قطعات و مجموعه کار،مطالعه دقيق نقشه ها و مشخصات فني،انتخاب استانداردهاي اجرايي،انتخاب و ارزيابي روش هاي جوشکاري،انتخاب و بازرسي مصالح و مواد مصرفي،بررسي تجهيزات جوشکاري و آزمون جوشکاران و اپراتور ها و … مي باشد.
2- بازرسي در حين جوشکاري :
اين بازرسي به منظور اجراي صحيح عمليات جوشکاري ساخت و نصب و اطمينان از به کاربردن مصالح و مواد مصرفي درست و جلوگيري از تخلف ها ضروري است.بازرسي قطعات متصل شونده و درزهاي آماده جوشکاري،بازرسي محل هاي جوش و سطوح مجاور به منظور اطمينان از تميزي و عدم آلودگي به موادي که اثرات زيان بخش بر جوش دارند،بازرسي سطوح برشکاري شده با شعله،بازرسي ترتيب و توالي جوشکاري،استفاده از قيد و گيره ها و ساير تجهيزات به منظور کنترل پيچيدگي ناشي از جوشکاري و … از جمله بازرسي هاي در حين جوشکاري هستند.
3- بازرسي بعد از جوشکاري :
اين بازرسي به منظور درستي مجموعه ساخته شده يا نصب شده و کنترل کيفيت جوش انجام مي گيرد.بازرسي چشمي از نظر وجود عيوب جوش مانند ترک هاي سطحي،ابعاد جوش و قطعه جوشکاري شده،بازرسي تنش زدايي و سختي سنجي پس از تنش زدايي،بازرسي هاي غير مخرب و … از جمله فعاليت هاي بازرسي بعد از جوشکاري مي باشند.
وظايف بازرس جوش :
بازرس جوش بايد داراي شخصيتي حرفه اي و باشعور خوب باشد و در همه موارد ساعات کار و مقررات کاري سازمان هاي مربوطه را رعايت نمايد.بي معطلي و با اتکا به حقايق مختلف و بدون تحت تأثير قرار گرفتن نظر ديگران تصميم بگيرد.
برخي از وظايف بازرس جوش عبارتند از :
· تفسير نقشه هاي جوشکاري و مشخصات
· بررسي ترکيب شيميايي و خواص مکانيکي از روي گزارش نورد طبق نيازمندي هاي معين شده
· بررسي فلز مبنا از نظر عيوب و انحرافات مجاز
· بررسي نحوه انبار کردن فلز پرکننده و ديگر مواد مصرفي
· بررسي تجهيزات مورد استفاده
· بررسي آماده سازي اتصال جوش
· بررسي ارزيابي صلاحيت جوشکاران و اپراتورهاي جوشکاري
· ارزيابي نتايج آزمايشات
· تهيه و تنظيم گزارش

 

آزمايشات مخرب:
     آزمايشاتي هستند که پس از انجام ، قطعه کارايي اوليه خود را از دست مي دهد اين روش ها اغلب رفتار مواد را تحت اعمال نيرو تا مرز شکست نشان مي دهند.
انواع آزمايشات مخرب :
 1-تست کشش 2-تست سختي 3-تست ضربه 4- تست سلامت 5-تست خستگي 6-آزمايشات مخرب جهت تعيين خواص شيميايي 7-آزمايشات متالوگرافي
1-آزمايش کشش:
پس از آزمون سختي، آزمون کشش معمولي ترين روش براي تعيين خواص مکانيکي معين ماده است. نمونه اي با شکل استاندارد در گيره هاي دستگاه قرار مي گيرد و نيروي محوري توسط سيستم بارگذاري هيدروليکي يا مکانيکي بر آن اعمال مي شود. مقدار نيرو توسط عقربه صفحه مدرج يا به صور ت ديجيتال بر روي صفحه نمايشگر رايانه متصل به دستگاه کشش، نشان داده  مي شود. در صورتي که سطح مقطع اوليه نمونه معلوم باشد، تنش حاصل از هر ميزان نيرو را ميتوان محاسبه کرد.

تغيير شکل يا کرنش را در يک طول معين که معمولاً 5 سانتي متر است توسط يک صفحه ي عقربه دار که کشيدگي سنج نام دارد، اندازه ميگيرند. کرنش واحد را نيز ميتوان از تقسيم تغيير طول اندازه گيري
شده بر طول اوليه نمونه به دست آورد. گاهي با استفاده از کرنش سنجهاي برقي ميتوان کرنش کل را اندازه گرفت.

خواص کششي

خواصي که طي آزمون کشش به دست مي آيند، به ترتيب عبارتند از:                                       
حد تناسب : مشخص شده است که در بيشتر مواد ساختاري، بخش اول نمودار تنش-کرنش تقريباً به صورت خطي است که در شکل با OP نشان داده شده است. در اين گستره تنش و کرنش باهم متناسب اند. با هر مقدار افزايش تنش، کرنش نيز به همان نسبت، افزايش مي يابد. مقدار تنش در آخرين نقطه تناسب، P را حد تناسب مي نامند.
حد کشسان : اگر بار کم اعمال شده بر نمونه اي را قطع کنيم، عقربه کشيدگي سنج به صفر باز خواهد گشت که نشان دهنده کشسان بودن کرنش در اثر آن ميزان نيرو است. اگر با افزايش پيوسته و سپس قطع نيرو کشيدگي سنج را بررسي کنيم، در نهايت به نقطه اي مي رسيم که ديگر عقربه کشيدگي سنج به صفر باز نخواهد گشت که نشان دهنده ايجاد تغيير شکل دائمي در ماده است. بنابراين حد کشسان را به صورت حداقل تنشي که طي آن اولين تغيير شکل پايدار روي مي دهد، تعريف مي کنيم. در اغلب مواد ساختاري، حد کشسان، عددي نزديک به مقدار حد تناسب است.

نقطه تسليم : با افزايش نيرو و گذشتن از حد کشسان تنش به حدي مي رسد که ماده بدون افزايش نيرو به صورا پيوسته، شروع به تغيير شکل مي کند. تنش در نقطه Y در شکل 5 را نقطه تسليم مي نامند. اين پديده فقط در بعضي از مواد داکتيل روي مي دهد. در عمل ممکن است تنش به سرعت افت کند و در نتيجه ما نقطه تسليم بالا و پايين خواهيم داشت. چون تعيين نقطه تسليم نسبتاً ساده است و تغيير شکل دائمي حاصل نيز مقداري کم است، اين نکته در طراحي اجزايي از ماشين آلات که با تغيير شکل دائم خراب مي شوند بسيار مهم است. البته اين مسأله فقط در مورد موادي صدق مي کند که نقطه تسليم مشخصي دارند.

استحکام تسليم : بيشتر مواد غير آهني وفولادهاي استحکام بالا، نقطه تسليم مشخصي ندارند. براي اين مواد حداکثر استحکام مفيد، استحکام تسليم آنها است. استحکام تسليم ، تنشي است که ماده در آن تنش، حد مشخصي انحراف از رابطه خطي تنش– کرنش پيدا مي کند. اين مقدارمعمولاً با روش کرنش قراردادي تعيين مي شود.

استحکام نهايي : اگر نيروي وارد برنمونه آن قدر افزايش يابد که تنش و کرنش زياد شوند، به نقطه M يا تنش حداکثر مي رسيم، اين مطلب در شکل 5 در قسمتي ازمنحني XY مربوط به ماداي داکتيل ديده مي شود. استحکام نهايي  يا استحکام کششي، حداکثر تنشي است که قطعه آن را تحمل مي کند و اين تنش بر اساس سطح مقطع اوليه نمونه است. مواد ترد هنگام رسيدن به استحکام نهايي مي شکنند در حالي که مواد داکتيل به افزايش طول ادامه مي دهند.



استحکام شکست : در مواد داکتيل تا رسيدن به استحکام نهايي، تغيير شکل در سراسر طول نمونه يکنواخت است. در تنش حداکثر، تغيير شکل موضعي يا گلويي شدن در نمونه روي ميدهد و با کاهش سطح مقطع، نيرو نيز افت ميکند. تغيير طول در اثر گلويي شدن  غيريکنواخت است و سريعاً منجر به رسيدن به نقطه پارگي مي شود. که استحکام شکست حاصل تقسيم نيروي شکست بر سطح مقطع اوليه است، استحکام شکست هميشه کمتر از استحکام نهايي است. در مواد ترد، استحکام نهايي و استحکام شکست، يکي است.                                                    

داکتيل بودن: داکتيل بودن مواد از ميزان تغيير شکل ممکن تا حد شکست مشخص مي شود. اين کميت در آزمون کشش با دو اندازه گيري به دست مي آيد.

ازدياد طول:اين مقدار با چسباندن قطعات نمونه بعد از آنکه شکست رخ داد و اندازه گيري فاصله بين نشانه هاي سنجه اوليه به دست مي آيد:

درصد ازدياد طول=

که ، طول نهايي نمونه،  طول اوليه نمونه (که معمولاً 5 سانتي متر است).در بيان درصد ازدياد طول، طول اوليه نمونه بايد مشخص باشد، زيرا با تغيير اين مقدار، درصد ازدياد طول نيز تغيير مي کند.
کاهش سطح مقطع : اين کميت نيز با اندازه گيري سطح مقطع حداقل نيمه هاي شکسته شده نمونه کششي و از رابطه زير، به دست مي آيد:

 درصد کاهش سطح مقطع=
مدول کشساني يا مدول يانگ : با توجه به قسمت خطي منحني تنش-کرنش، شيب، ثابت و تا قبل از حد تناسب برابر نسبت تنش به کرنش است و مدول کشساني يا مدول يانگ نام دارد.
مدول کشساني که مشخص کننده سفتي يک ماده است، با واحد کيلوگرم بر ميلي متر مربع يا نيوتن بر ميلي متر مربع اندازه گيري مي شود.
 گاهي اوقات هدف اصلي از انجام آزمايش کشش روي نمونه جوشکاري شده، مقايسه عملکرد ناحيه جوش نسبت به فلز پايه مي باشد دو نمونه از تست کشش جوش در شکل روبرو نمايش داده شده است.
2-آزمايش سختي:
تعريف خاصيت سختي، به جز در رابطه با آزمون ويژه اي که براي تعيين مقدار آن به کار مي رود، مشکل است. مقدار سختي را نميتوان مانند استحکام کششي مستقيماً در طراحي به کار برد، زيرا مقدار سختي به تنهايي اهميت ندارد.
سختي خاصيت اساسي ماده نيست و به خواص کشسان و مومسان آن ارتباط دارد. مقدار سختي به دست آمده در يک آزمون ويژه، فقط مقداري براي مقايسه مواد يا عمليات انجام شده است. طريقه آماده سازي نمونه و آزمون، معمولاً ساده است و نتايج را ميتوان براي تخمين ديگر خواص مکانيکي به کار برد. سختي سنجي، به طور گسترده اي براي بازرسي و کنترل به کار ميرود. عمليات گرمايي يا کار روي فلز، معمولاً به تغيير سختي منجر مي شود. اگر طي فرآيند مشخصي روي يک ماده معين عملياتي انجام شود که به سخت شدن ماده بيانجامد، سختي سنجي، وسيله سريع و ساده اي براي بازرسي و کنترل آن ماده و فرآيند است.
آزمونهاي مختلف سختي سنجي، به سه دسته تقسيم مي شوند.

سختي کشسان

مقاومت در برابر برش يا سايش

مقاومت در برابر فرو رفتن

سختي کشسان : اين نوع سختي توسط يک اسکلروسکوپ اندازه گيري مي شود. به اين طريق که وزنه اي نوک الماسي در اثر وزن خود از ارتفاع معيني رها مي شود و پس از برخورد به نمونه تا ارتفاع ديگري مي جهد. دستگاه يک صفحه مدرج دارد که ارتفاع برگشت وزنه را به طور خودکار نشان مي دهد. وقتي وزنه را به نقطه رهايش مي بريم، مقدار معيني انرژي پتانسيل دارد. در هنگام رهاشدن، اين انرژي به انرژي جنبشي تبديل مي شود تا وزنه به نمونه برخورد کند.در اين لحظه مقداري از انرژي به صورت تغيير شکل نمونه جذب آن و بقيه صرف برگشت وزنه مي شود. ارتفاع برگشت توسط عديي در مقياس دلخواه نشان داده مي شود، به طوري که هر چه ارتفاع برگشت بيشتر باشد، عددي بزرگتر و قطعه سخت تر است.در اين آزمون در واقع روشي براي اندازه گيري برجهندگي ماده، يعني انرژي قابل جذب در گستره کشسان ماده است.
مقاومت در برابر برش يا سايش : در آزمون خراش، مقياس شامل 10 ماده مختلف معدني است که به ترتيب افزايش سختي مرتب شده اند و عبارتند از شماره 1، تالک، شماره 2، گچ و غيره تا شماره 10 الماس. اگر ماده نامعلومي توسط ماده شماره 6 خراشيده شود، ولي توسط شماره 5  خراشيده نشود سختي  آن بين 5 و 6 است. اين آزمون در متالورژي رايج نيست، اما هنوز در کاني شناسي به کار ميرود. وقتي سختي کانيها توسط روشهاي ديگر سختي سنجي بررسي مي شود، ميتوان دريافت که در اين بررسي مقادير سختي بين 1 و 9 فشرده شده اند در حالي که فاصله زيادي از  لحاظ سختي بين 9 و 10 وجود دارد.
در آزمون سوهان، نمونه آزمون توسط سوهاني با سختي معين، سوهان زده مي شود تا معلوم ميشود تا معلوم شود سايش مشهودي صورت مي گيرد. آزمونهاي مقايسه اي توسط سوهان، به شکل، اندازه و سختي سوهان و نيز سرعت، فشار و زاويه سوهان زني و همچنين ترکيب شيميايي و عمليات گرمايي نمونه آزمون بستگي دارد. اين آزمون عموماً در صنعت و براي قبول يا رد (ماده يا عمليات انجام شده) به کار ميرود. در بسياري از موارد، به ويژه در مورد فولادهاي ابزار، وقتي فولاد به گونه مناسب عمليات گرمايي شود، چنان سخت مي شود که هيچ سوهاني نميتواند سطح نمونه را بسايد. ميتوان چرخه هاي عمليات کرمايي اي يافت که ماده را در مقابل سوهانکاري مقاوم کند. يک کنترلگر ميتواند به سرعت با کشيدن سوهان روي سطح فلز، تعداد زيادي از قطعات عمليات گرمايي شده را بررسي و کيفيت عمليات را ارزيابي کند.


مقاومت در برابر فرورفتن : اين آزمون غالباً با اثرگذاري بر نمونه اي انجام مي شود که بر تکيه گاه صلبي قرار مي گيرد؛ فرورونده نيز با شکل ثابت و مشخص، نسبت معکوس دارد يا با ميانگين بار وارد بر سطح اثر متناسب است. روشهاي معمول آزمون سختي معمول آزمون سختي شامل سختي برينل (فرورونده ساچمه اي)، سختي راکول (فرورونده ساچمه اي و فرورونده الماسي)،ويکرز (فرورونده هرمي مربع القاعده) و روش نوپ.

3-آزمايش ضربه:
در انواع تست هاي ضربه از نمونه مخصوصي که يک شيار روي سطح آن ماشين کاري شده است استفاده مي شودو نيرو به صورت ناگهاني وارد مي شود.
با يد به خاطر داشت که دماي قطعه تاثير به سزايي در آزمايش دارد بنابراين آزمايش در يک دماي معين انجام مي شود.
اگر چه آزمايشات ضربه متنوعي وجود دارد ولي معمول ترين آنها تست چارپي ميباشد.قطعه استانداردي که در اين آزمايش استفاده مي شود شمشي با 55ميليمتر طول و سطح مقطعي به ابعاد 10*10 ميليمتر مي باشد روي يکي از سطوح بلند شياري با عمق 2 ميليمتر با دقت ماشين کاري مي شود به طوريکه در قسمت انتهايي شيار قوسي به شعاع 0.25 ميليمتر وجود دارد.
در اين آزمايش مقدار انرژي لازم براي شکست اندازه گيري مي شود هم چنين مي توان با انجام آزمايش در دماهاي مختلف دماي تبديل شکست ترد به نرم را به دست آورد.
4-آزمايشات سلامت:
   اين نوع آزمايشات به منظور تعيين سلامت فلز و عاري بودن آن از ناپيوستگي ها طراحي شده است که به منظور تاييد صلاحيت جوشکار نيز به کار مي رود.
  آزمايشات سلامت از نوع مخرب به سه دسته تقسيم بندي مي شوند:
الف)آزمايش خمش ب)آزمايش شکست شکاف دار ج)آزمايش شکست در جوش هاي نبشي
   الف)آزمايش خمش: به سه دسته تقسيم مي شوند:خمش سطحي، خمش ريشه و خمش جانبي

نامگذاري نوع آزمايش بر مبناي قسمتي از جوش مي باشد که تحت کشش قرار گرفته است
در اين آزمايش قسمتي از جوش که بايد تحت کشش قرار بگيرد رو به سمت پايين روي ماتريس قرار گرفته و سمبه تا جاييکه نمونه 180 درجه خم شود به آن نيرو وارد مي کند
محدوده پذيرش در آزمايش خمش معمولا به سايز و يا تعداد ناپيوستگي هاي مشخص شده بروي سطح محدب بستگي دارد که در کدها و استانداردهاي مختلف به طور دقيقي مطرح شده است.
  ب)آزمايش شکست شکاف دار:اين آزمايش تقريبا به طور انحصاري در صنعت خطوط لوله مورد استفاده قرار مي گيرد.دراين آزمايش با شکستن نمونه از محل جوش در مورد سلامت آن قضاوت مي شود بطوريکه سطح شکست مي تواند به منظور حضور ناپيوستگي ها مورد ارزيابي قرار گيرد. گسترش شکست از طريق ايجاد شيار با اره از دو يا سه سطح نمونه ، در ناحيه جوش محدود مي گردد.
پس از آماده سازي نمونه و شيارزني آن با اره نونه توسط ماشين آزمايش کشش کشيده مي شود. گاهي اوقات دو انتهاي نمونه مهار شده و با چکش به مرکز آن ضربه وارد مي شود و گاهي يک طرف نمونه مهار شده و طرف ديگر تحت ضربه قرار مي گيرد  
 در اين آزمايش نحوه شکستن نمونه اهميتي ندارد زيرا هدف اصلي شکستن نمونه از محل جوش به منظور بررسي حضور يا عدم حضور عيوب در سطح مقطع جوش است.
  ج) آزمايش شکست در جوش هاي نبشي: پس از آماده سازي نمونه با اعمال ضربه شکست اتفاق مي افتد و سطح شکست به منظور اطمينان از ذوب کامل ريشه اتصال،عدم وجود ذوب ناقص فلز پايه و عدم وجود حفرات گازي با سايز بزرگتر از32/3 اينچ بررسي مي شود.
5-آزمايش خستگي:
 توسط اين آزمايش استحکام خستگي يک فلز تعيين ميگردد و نمونه تحت بارگذاري متناوب قرار مي گيرد و آزمايش تحت تنش هاي مختلف انجام مي شود تا نهايتا حداکثر تنشي که در مقادير کمتر ازآن فلز عمر خستگي نامحدود دارد مشخص گردد.  در اين روش آماده سازي سطح نمونه به دليل جوانه زني ترک خستگي از سطح نمونه، بسيار مهم است.
نحوه بارگذاري در اين آزمايش ممکن است به صورت خمش مسطح ، خمش دوراني، پيچشي، کشش محوري، فشار محوري يا ترکيبي از اين نيروها باشد.
6- آزمايشات مخرب جهت تعيين خواص شيميايي:
 سه روش متداول براي تعيين ترکيب فلز پايه يا فلز جوش  عبارتند از:
 الف)طيف سنجي ب) احتراق ج)آناليز شيميايي تر   
آزمايش خوردگي را نيز مي توان در گروه آزمايش هاي شيميايي تقسيم بندي نمود.
7-آزمايش متالوگرافي:
اين آزمايش شامل نمونه برداري از يک فلز و پوليش کردن آن تا درجات بالا مي باشد سپس با چشم غير مسلح يا بزرگنمايي آن را مورد بررسي قرار مي دهند.اين آزمايش به دو گروه ماکرو وميکرو تقسيم بندي مي شوند.اين دو گروه از ديدگاه مقدار بزرگنمايي دارند.آزمايشات ماکرو اغلب با بزرگنمايي هاي 10 برابر يا کمتر سروکار دارد در حالي که آزمايشات ميکرو بزرگنمايي 100 يا بيشتر دارد.
خصوصيات متفاوتي از فلز در آزمايش ماکرو قابل دستيابي است. در يک نمونه ماکرو تهيه شده از مقطع جوش مي توان خصوصياتي از قبيل عمق ذوب، عمق نفوذ، گلويي موثر، سلامت جوش، شکل هندسي جوش و تعداد پاس ها را مورد ارزيابي قرار داد .
نمونه هاي ميکرو نيز جهت تعيين خصوصيات مختلف فلز از جمله ريز ساختارهاي اصلي، درصد ناخالصي ها، درصد عيوب ميکروسکوپي و طبيعت ترک مورد استفاده قرار مي گيرند

جوشکاری

جوشکاري

از سه نوع اتصالات موقت،نيمه موقت و دائم،جوشکاري اتصالي دائمي است که در آن بين اتم هاي دو جسم(با حرارت يا بدون آن،با فشار يا بدون فشار،با ماده کمکي يا بدون آن)پيوند ايجاد مي شود.فرآيند هاي جوشکاري از نظر ذوب به دو دسته کلي جوشکاري هاي ذوبي و غير ذوبي تقسيم مي شوند که توسط اين فرآيند ها مي توان انواع اتصال(اتصال بين دو فلز هم جنس يا غير هم جنس،اتصال بين فلز و غير فلز و يا اتصال بين دو ماده غير فلزي) را انجام داد.در جوشکاري هاي ذوبي لبه هاي اتصال دو قطعه پس از ذوب شدن و با استفاده يا بدون استفاده از ماده کمکي(الکترود،فيلر و…) به هم متصل مي شوند.
جوشکاري اکسي استيلن (Oxy Gas Welding)

يک نوع از جوشکاري هاي ذوبي ، جوشکاري به کمک گاز اکسيژن و يک گاز سوختني (Oxygen Fuel Welding) مي باشد.گاز سوختني بايد با سرعت احتراق زياد خود در اثر سوختن با اکسيژن بتواند دماي شعله حاصل را بالا ببرد و انرژي حرارتي بالايي توليد نمايد.علاوه بر آن،کمترين اثر مخرب را بر روي جوش داشته و تهيه آن نيز ساده و ارزان باشد.در بين تمام گازهاي موجود استيلن داراي همه خصوصيات ذکر شده بوده لذا بيشترين استفاده را در بين بقيه گازها(متان،پروپان،پروپلين و…)دارد که در صورت استفاده از آن به عنوان گاز سوختني به آن جوشکاري Oxy Acetylen Welding (OAW) گفته مي شود.
در جوشکاري اکسي گاز،اکسيژن و گاز سوختني در دو کپسول ذخيره گاز به صورت جداگانه قرار دارند که با باز شدن رگلاتورهاي روي کپسول ها،گازها توسط شيلنگ هاي با رنگ هاي متفاوت (معمولاً شيلنگ قرمز براي گاز سوختني و شيلنگ آبي براي اکسيژن) به تورچ جوشکاري هدايت شده،سپس در يک نازل مخلوط کننده گازها اختلاط مي شوند و بسته به مقادير متفاوت گازهاي اکسيژن و استيلن(يا گاز سوختني ديگر) شعله هاي متفاوتي جهت عمليات جوشکاري توليد مي گردد.در صورتي که مقدار گاز اکسيژن بيشتر باشد،شعله ي اکسيد کننده،اگر مقدار استيلن بيشتر باشد شعله ي احياءکننده و در صورت برابري گازها شعله ي خنثي توليد مي شود.
جوشکاري قوس الکتريکي با گاز محافظ (Gas Shielded Arc Welding)

در اين جوشکاري ها حوضچه مذاب جوش به وسيله گازها محافظت مي شوند و بسته به مصرف الکترود مي توان آن ها را به دو نوع جوشکاري به کمک گاز محافظ و با استفاده از الکترود مصرف شدني فلزي (GMAW) و جوشکاري به کمک گاز محافظ و با استفاده از الکترود تنگستني (GTAW) تقسيم کرد.
در اين فرآيندها از گازهاي خنثي آرگون(Ar)،هليوم(He) و يا مخلوطي از اين گازها با (کربن دي اکسيد) جهت حفاظت از حوضچه جوش استفاده مي شود.
جوشکاري قوسي با الکترود تنگستني و به کمک گاز محافظ(Tungsten Inert Gas يا Gas Tungsten Arc Welding) : TIG يا GTAW
در اين نوع جوشکاري ذوبي، الکترود تنگستني غير مصرفي در تورچ قرار گرفته که با ايجاد قوس،به طور همزمان گاز محافظ خنثي يا غير خنثي هدايت شده از طريق تورچ اطراف حوضچه جوش را گرفته و از ورود هوا به آن جلوگيري مي کند.از مزاياي اين نوع جوشکاري مي توان به کيفيت جوش بسيار بالا،کنترل عالي در نفوذ جوش پاس ريشه،جوشکاري ورق هاي نازک با سرعت بالا،جوشکاري فلزات غير مشابه به هم و … اشاره کرد.نرخ رسوب کم،نياز به مهارت بالاي جوشکار،غير قابل استفاده بودن در مکان هاي بادي،آخال هاي تنگستني و … از معايب اين نوع جوشکاري اند.
در اين نوع جوشکاري به دليل حرارت بالايي که ايجاد مي شود مشعل هايي توليد شده اند که داراي سيستم آبگرد بوده و باعث خنک شدن تورچ(مشعل) مي شوند.براي پر کردن درز اتصال در اين جوشکاري مي توان از سيم جوش مصرف شدني براي پر کردن درز اتصال نيز استفاده کرد.
الکترودهاي تنگستني مورد استفاده در اين فرآيند داراي قطرهاي متفاوت (0.5 – 1 – 1.6 ميلي متر و …) ، طول هاي متفاوت ( 50 – 75 – 150 ميلي متر و …) و همين طور عناصر آلياژي متفاوت (توريم،سريم،لانتانيم،زيرکونيم و…) مي باشند که با گذشت زمان،بر اثر حرارت زياد،نوک آن ها بر اثر برخورد با حوضچه مذاب و ديگر عوامل،آلوده شده و عوامل خارجي از قبيل مذاب بر روي آن مي نشيند که بر قوس و ايجاد آن تأثير مي گذارد لذا با سنباده زني،سنگ زني و ديگر روش ها نوک آن ها را گرد و تميز مي کنند.
جوشکاري MIGو MAG :

در جوشکاري قوسي با گاز محافظ و الکترود مصرف شدني(GMAW)،الکترود سيمي است که بصورت دائم و با يک سرعت معين به حوضچه جوش تغذيه مي گرددو به عنوان فلز پر کننده استفاده مي شود.گاز محافظ بسته به شرايط جوشکاري مي تواند خنثي(Inert) يا فعال(Active) باشد.اگر از گاز خنثي به عنوان گاز محافظ در اين جوشکاري استفاده گردد به آن جوشکاري MIG (Metal Inert Gas) و اگر از گاز فعال استفاده شود به آن MAG (Metal Active Gas) گفته مي شود.
در اين نوع جوشکاري پس از ايجاد قوس،سيستم تغذيه سيم،سيم جوش را با يک سرعت معين از طريق تورچ به حوضچه جوش هدايت مي نمايد،سيستم گاز محافظ با هدايت گاز وظيفه حفاظت از حوضچه مذاب را بر عهده دارد و عمليات جوشکاري انجام مي گيرد.
سرعت بيشتر و نرخ رسوب بالا مزيت اين نوع جوشکاري نسبت به جوشکاري قوسي الکتريکي دستي است.در اين جوشکاري بسته به نوع قطعات جوشکاري از گازهاي آرگون(Ar)،هليوم(He)،دي اکسيد کربن( )،اکسيژن( )،هيدروژن ( ) و يا ترکيبي از اين گازها جهت حفاظت از حوضچه جوش استفاده مي شود.
براي ثيت نام در دوره آموزش بازرسي جوش 1و2 کليک کنيد.
نرخ رسوب در اين جوشکاري با استفاده از رابطه زير بر حسب کيلوگرم بر ساعت محاسبه مي شود :
جوشکاري به روش الکترود دستي (Shielded Metal Arc Welding يا SMAW) :

در اين جوشکاري از دو کابل متصل به دستگاه جوش،يکي به انبر اتصال و ديگري با انبر الکترود گير متصل شده،الکترود در انبر الکترود گير قرار مي گيرد و با برقراري قوس بين نوک الکترود و سطح کار،جوشکاري شروع شده و الکترود ذوب مي شود و درز اتصال را پر مي نمايد.
در اين جوشکاري بسته به نوع روپوش الکترود از دو نوع جريان متناوب (AC) و مستقيم (DC) استفاده مي شود.به دليل وجود دو قطب مثبت و منفي در جريان مستقيم،از دو نوع قطبيت در اين جريان مي توان استفاده نمود:
1- قطب مستقيم (DCSP يا DCEN) : انبر الکترود به قطب منفي و انبر اتصال به قطب مثبت دستگاه وصل مي شود و حرکت الکترون ها از سمت نوک الکترود به قطعه کار است.
2- قطب معکوس (DCRP يا DCEP) : انبر الکترود به قطب مثبت و انبر اتصال به قطب منفي دستگاه متصل مي شود و حرکت الکترون ها از سمت قطعه کار به نوک الکترود است.
جوشکاري به روش زير پودري ( Submerged Arc Welding يا SAW) :
در اين جوشکاري،از طريق تغذيه مداومسيم جش فلزي جامد،يک قوس پايدار برقرار مي شود که همواره حين جوشکاري در زير لايه اي از سطح پودر محافظ قرار مي گيرد و به همين دليل اين فرآيند را زيرپودري مي گويند.فرآيند سيم رساني در اين جوشکاري مشابه فرآيندهاي GMAW و FCAW مي باشد با اين تفاوت که نحوه محافظت منطقه جوش در اين روش ها متفاوت است.



:: برچسب‌ها: جوش , ndt , mt , ut , rt , mig , mag ,
تاریخ : دو شنبه 13 ارديبهشت 1395
بازدید : 442
نویسنده : سعید نصری

دسته بندي اجسام
اجسام از نظر الكتريكي به سه دسته تقسيم مي شوند :
عايق : اجسام عايق جريان برق را اصلاً عبور نمي دهند ، مانند چوب .
هادي : اجسام هادي جريان برق را بخوبي عبور مي دهند ، مانند مس .
نيمه هادي : اجسام نيمههادي تحت شرايطي برق از عبور مي دهند و تحت شرايطي ديگر برق را عبور نمي دهند ، مانند ژرمانيوم و سيليكان .

انواع ولتاژ
ولتاژ متناوب يا AC (مانند برق شهر)
ولتاژ مستقيم يا DC (مانند برق باطري )
ولتاژ پيك توپيك (VPP)
به ماكزيمم ولتاژ بين دو سيكل منفي و مثبت ،‌ولتاژ پيك توپيك گويند كه به خاطر داشتن تغييرات لحظه اي با اسيلوسكوپ اندازه گيري مي شود . مثلاً پيك توپيك برق ايران حدود ۶۲۲ ولت است .
ولتاژ پيك (VP) يا ولتاژ ماكزيمم
به ماكزيمم ولتاژ در نيم سيكل ، ولتاژ پيك گويند .
نكته : وقتي گفته مي شود كه برق ايران ۲۲۰ ولت متناوب است يعني ولتاژ موثر آن ۲۲۰ ولت است و ولتاژ موثر طبق فرمول زير مشخص مي شود .

جريان
به حركت الكترونها از قطب منفي به قطب مثبت جريان گويند و واحد آن آمپر است (جهت قرار دادي از مثبت به منفي است).
واحدهاي ديگر شدت جريان ، ميلي آمپر ، ميكروآمپر و نانو آمپر مي باشد كه نسبت آن با آمپر چنين است :
ديود
نيمه هادي ها
نيمه هادي ها اجسامي هستند كه تحت شرايطي هدايت مي كنند .
بهترين نيمه هادي ، سيليكان (Si) يا ژرمانيوم (G) مي باشد .
قطعات ساخته شده از نيمه هادي ها عبارتند از :ديود ، ترانزيستور ، تري ياك ، تريستور (SCR) و دياك (داياك).
نيمه هادي نوع منفي را با (N) نشان مي هند .
نيمه هادي نوع مثبت را با (P) نشان مي دهند .
ديود
ديود را در نقشه با D يا GR نمايش مي دهند .

ساختمان ديود
ديود از يك قطعه نيمه هادي مثبت P و يك قطعه نيمه هادي منفي N تشكيل شده است . ديود مخفف كلمات دي الكترود به معني دو الكترود يا دو صفحه مي باشد .
نكته : مشخص كننده ديودها شماره ايست كه روي آن مي نويسند ، ولي در بازار نوع ديود را نيز نام مي برند . مانند ديود يكسو ساز و …

طرز نامگذاري ديودها
۱- روش آمريكايي : نام ديود با IN شروع مي شود مانند IN4001
2- روش ژاپني : نام ديود با IS شروع مي شود ، مانند ۱S86
3- روش اروپايي : نام ديود با حرف لاتين شروع مي شود ، مانند BY127
در روش اروپايي حرف اول مخفف جنس ديود است كه عبارت است از
A ژرمانيوم ، B سيليكان ، C گاليوم ارسنيك و R مخلوط .
حرف دوم مخفف كاربرد ديود (نوع ديود ) است كه عبارت است از :
A آشكار ساز ، B ديود واريكاپ ، O ديود نوري ، Z ديود زنر ، E تانل ديود و Y يكسو ساز ، ( و حرف سوم شماره سريال كارخانه است ). مانند BY127 كه يك ديود سيليكوني از نوع يكسو ساز است .
ممكن است بر روي يك ديود IN و سه خط رنگي باشد كه اين خط ها را مانند مقاومتهاي رنگي مي خوانيم .

مشخصه هاي ديود
IF : جريان مجاز ديود .
YR : ولتاژ معكوس ديود .
IFSM : جريان ماكزيمم ضربه اي .
سري نمودن ديودها
اگر فرضا دو ديود IN4001 را كه مشخصاتش (۱۰۰۰ ولت ۱ آمپر ) است به طور سري وصل كنيم ، نتيجه برابر است با ۲۰۰۰ ولت ۱ آمپر .

موازي نمودن ديودها
اگر ۲ ديود يك آمپر موازي شوند جريان آن زياد شده و ۲ آمپر مي شود.
تست ديود مطابق شكل هاي زير ۲ سر اهم متر را كه روي درجه RXl است به دو سر ديود مي زنيم اگر از يك طرف اهم نشان داد و از طرف ديگر حركت نكرد سالم است.

تشخيص جنس ديود
تشخيص جنس ديود
دو سر اهم متر را به دو سر ديود از ان طرفي كه اهم نشان مي دهد مي زنيم ، اگر حدود ۱۰ اهم باشد ژرمانيوم و اگر حدود ۱۰۰ اهم نشان دهد سيليكان مي باشد .
باياس يا گرايش (ولتاژ وصل نمودن )
باياس مستقيم يعني ولتاژ وصل نمودن (در اين حالت جريان عبور مي كند ).
نكته : در حالت باياس مستقيم در ديود هاي سيليكاني ۶/۰ تا ۷/۰ ولت و در ديودهاي ژرمانيومي ۲/۰ تا ۳/۰ ولت صرف شكستن سد بين p و N مي گردد .

باياس معكوس
يعني به طور معكوس ولتاژ نمودن (در اين حالت جريان عبور نمي كند.)
كاربرد ديود در مدارت
۱- ديود به عنوان يك سو ساز (ركتيفابر )
۲- ديود به عنوان آشكار ساز Detector
نكته : اين نوع ديود معمولاً شيشه اي بوده و كنار IF سياه در راديو قرار دارد
۳- ديود به عنوان قيچي كننده
در اين مدارات ديود يك قسمت از موج را حذف مي كند .
۴- ديود به عنوان محدود كننده
در اين مدارات ديود جهت محدود نمودن موجها در خروجي بكار مي رود ، يعني در خروجي بيشتر از موج ورودي مي تواند باشد .

انواع ديود
۱- ديود يكسو ساز (ركتيفاير )
۲- ديود زنر
۳- ديود نوري (LED)
4- تانل ديود
۵- پين ديود
۶- فتو ديود
۷- ديود وريكاپ يا خازني
ديود يكسو ساز

وظيفه ديود يكسو ساز
كار ديود يكسو ساز تبديل (برق متناوب برق شهر يا AC )به برق يكسو يا DC مي باشد .
تست ديود يك سو ساز
دو سر اهم متر را به دو سر ديود مي زنيم . از يك طرف بايد اهم مشاهده شود و از طرف ديگر نبايد عقربه حركت كند .
تست ديود روي مدار ولتاژ قطع شود اگر ديود از هر طرف به طور مساوي راه دهد به احتمال زياد خراب است ولي اگر از يك طرف بيشتر و از يك طرف كمتر راهدهد به احتمال زياد سالم است .
نكته : مشخص نمودن مثبت و منفي ديود در صورت مشخص نبودن خط آن به اين صورت است كه : دو سر اهم متر را از آن طرفي به دو سر ديود مي زنيم كه اهمي نشان دهد در اين حالت فيش قرمز به هر پايه كه وصل باشد كاتد و پايه ديگر آند است .
در موقع خريد ديود يكسو ساز از ديوديهاي IN4001 و يا BY 127 سبزرنگ انتخاب شود .

طرز كار ديود يكسو ساز
از ديود يكسو ساز براي تبديل برق شهر (AC) به برق باطري DC استفاده مي كنند كه باين مدار منبع تغذيه يا آداپتور مي گويند و به دو روش صورت مي گيرد :
روش يك : با استفاده از يك ديود (نيم موج )
روش دوم : با استفاده از دو ديود (تمام موج)
روش سوم : با استفاده از چهار ديود (تمام موج )
روش اول – طرز تبديل برق متناوب (AC)به برق مستقيم DC با استفاده از يك ديود
در روش فوق چون نيمي از موج عبور داده مي شود (نيم موج است) بنابراين كمتر مورد استفاده قرار مي گيرد و معمولاً يا از دو ديود و يا از چهار ديود استفاده مي شود .
روش دوم : طرز تبديل برق متناوب به برق مستقيم با استفاده ازچهار ديود

قطعات مورد نياز براي ساختن يك منبع تغذيه (آداپتور )
ترانس ۶ ولتي يك عدد
ديود يكسو ساز معمولي ۴ عدد
خازن الكتروليتي ۱۰۰۰ ميكرو فاراد ۱۶ ولتي يك عدد .
اگر از دو سر خازن دو سيم گرفته و به يك راديوي ۶ ولتي وصل كنيم راديو كار خواهد كرد .
نكته :اگر اوليه ترانس داراي سه سر (۱۱۰ ولت ۲۲۰ ولت) باشد از يك كليد به شكل زير استفاده مي شود .(در ايران كليد روي ۲۲۰ بايد باشد و اگر روي ۱۱۰ قرار دهيم به و برق بزنيم ترانس مي سوزد .)

اگر اوليه ترانس بيشتر از ۳ سر داشته باشد ، از يك كليد گردان به شكل زير استفاده مي شود .
نكته : معمولاً براي صاف تر شدن ولتاژ و حذف پارازيت به هر ديود يك سو ساز يك خازن عدسي (۱۰۳) موازي مي كنند .
اگر در خروجي يك آداپتور ۶ ولتي ، ولتاژ كمتري مثلاً ۳ ولت ببينيم ، يكي از ديودهاي يكسو ساز سوخته است و با خازن خراب است .
نكته : اگر آداپتور صداي ((وز – وز )) نمود ، و يا پيچ ترانس آن شل شده و يا ترانس نيم سوز است .
اگر ترانس آداپتوري داغ شود و ترانس را عوض كنيم و باز هم داغ شود ، يكي از ديودها و يا خازن صافي خراب است .
نكته : اگر خروجي يك ترانس داراي سه سر باشد (مثلاً ۶ دوبل ) اگر ولتاژ ۱۲ ولتي احتياج داشته باشيم بايد اول سر اول و سوم استفاده كنيم و سر وسط آزاد باشد.

آداپتور با ولتاژ خروجي مثبت و منفي
در مدار فوق سر وسط ترانس با نقطه ۱۲+ ، ۱۲ ولت مثبت بدست مي دهد و همچنين سر وسط ترانس با نقطه –۱۲V ، ۱۲ ولت منفي درست مي كند .
آداپتور ۲ حالته ۶ و ۱۲ ولتي
قطعات مورد نياز آداپتور ۲ حالته به شرح زير است :
ترانس ۶ دوبل يك عدد
كليد ۲ حالته يك عدد
ديود يكسو ساز معمولي ۴ عدد
خازن الكتروليتي ۱۴ ولت ۱۰۰۰ ميكرو فاراد يك عدد
آداپتور چند حالته
اگر ثانويه ترانس داراي چند سر باشد ، ولتاژ مختلفي بدست مي آيد . مانند آداپتور ۷ حالته از ۵/۱ ولي الي ۱۲ ولت
قطعات مورد نياز آداپتور چند حالته به شرح زير است :
ترانس ۷ حالته .
ديود يكسو ساز معمولي ۴ عدد
خازن الكتروليتي ۱۰۰۰ ميكرو فاراد ۱۶ ولت يك عدد
كليد سلكتور يك عدد
در موقع اندازه گيري ولتاژ آداپتور چند حالته ، براي اندازه گيري ولتاژ بايد دو سر سيم به هم زده شود تا برق داخل خازن خالي شود .
در موقع تبديل برق متناوب AC به برق مستقيم DC در موقع درست كردن آداپتور دقت شود كه اندازه ظاهري ترانس كه مشحص كننده آمپر آن است ، رعايت شود .
ترانس هاي راديو ۳۰۰ ميلي آمپر مي باشند .
ترانس هاي ضبط ۵۰۰ ميلي آمپر مي باشند .
ترانس هاي راديو ضبط هاي بزرگ استريو از يك تا ۳ آمپر مي باشد .
ترانس هاي تلوزيونهاي كوچك ترانزيستوري ۳ آمپراند .
ترانس براي راديو پخش ماشين يك آمپر مي باشد .
براي گرفتن پارازيت هاي آداپتور ساخته شده از دو نمونه فيلتر كه در خروجي آداپيتور مي توان استفاده نمود . اين نوع فيلتر بيشتر در سر راه برق يك راديو براي گرفتن پارازيت بكار مي رود .

روش۱ : استفاده از يك مقاوت ۱۰ اهمي
روش ۲ : استفاده از خازن و مقاومت (خازنها ۱۰۰۰ ميكرو فاراد ، ۱۶ ولتي باشند .)
روش ۳ : وصل نمودن خازن عدسي ۱۰۰ پيكو فاراد به پايه هاي واريابل .
ديود پل (ديود چهار سر )
ديود پل از ۴ ديود تشكيل شده است كه مطابق شكل در يك بدنه قرار دارند .

تست ديود پل
يكسر اهم متر را به پايه متناوب ( ~ ) و يك سر ديگر ر به مثبت و يا منفي مي گيريم در اين صورت بايد از يك طرف اهم نشان دهد و از طرف ديگر عقربه حركت نكند .
بجاي ديود پل مي توان از چهار ديود معمولي يكسو ساز استفاده نمود .
طرز تشخيص پايه هاي ديود پل
فيش قرمز اهم متر را روي پايه اي قرار مي دهيم كه به دو پايه ديگر راه دهد .
اين پايه ، پايه مثبت خواهد بود . سپس فيش سياه اهمتر را روي پايه اي قرار مي دهيم كه با دو پايه ديگر راه دهد كه اين پايه ، پايه منفي خواهد بود و دو پايه ديگر ، پايه متناوب مي باشد .


تاریخ : دو شنبه 13 ارديبهشت 1395
بازدید : 387
نویسنده : سعید نصری

ترانزيستورها

اولين نمونه ترانزيستور بدنه فلزي
در اوليــن ماههــاي سـال ۱۹۴۸ نخسـتين نمـونـه از يـک ترانزيـسـتـور (Transistor) که بدنه فلزي داشت در مجموعه آزمايشگاه هاي Bell ساخته شد. اين ترانزيستور که قرار بود جايگزين لامپهاي خلاء – الکترونيک – شود Type A نام گرفت. اين ترانزيستور که کاربرد عمومي داشت و بسيار خوب کار مي کرد يکسال بعد به تعداد ۳۷۰۰ عدد توليد انبوه شد تا در اختيار دانشگاه ها، مراکز نظامي، آزمايشگاه ها و شرکت ها براي آزمايش قرار گيرد.
جالب آنکه اين اختراع در زمان خود آنقدر مهم بود که هر عدد از اين ترانزيستورها در بسته بندي جداگانه با شماره سريال و مشخصات کامل نگهداري مي شد. همانطور که در شکل مشاهده مي شود اين ترانزيستور تنها داراي دو پايه بود. Collector و Emitter و پايه Base به بدنه فلزي آن متصل بود.

اولين نمونه ترانزيستور بدنه پلاستيکي
نمونه اصلاح شده بدنه پلاستيکي
توليد ترانزيستورهاي بدنه فلزي تا سال ۱۹۵۰ ادامه داشت تا اينکه در اين سال در آزمايشگاه هاي Bell اولين ترانزيستور با بدنه پلاستيکي ساخته شد. طبيعي بود که در اينحالت ترانزيستور مي بايست سه پايه داشته باشد. اما به دليل مشکلاتي که در ساخت اين ترانزيستور وجود داشت توليد آن به حالت انبوه نرسيد و در همان سال ترانزيستور هاي جديد ديگري با پوشش پلاستيکي جايگزين هميشگي آن شدند.

لازم به ذکر است که به عقيده بسياري از دانشمندان، ترانزيستور بزرگترين اختراع بشر در قرن نوزدهم بوده که بدون آن هيچ يک از پيشرفت هاي امروزي در علوم مختلف امکان پذير نبوده است. تمامي پيشرفت هاي بشر که در مخابرات، صنعت حمل و نقل هوايي، اينترنت، تجهيزات کامپيوتري، مهندسي پزشکي و … روي داده است همگي مرهون اين اختراع ميباشد.

ترانزيستور وسيله اي است که جايگزين لامپهاي خلاء – الکترونيک – شد و توانست همان خاصيت لامپها را با ولتاژهاي کاري پايين تر داشته باشد. ترانزيستورها عموما” براي تقويت جريان الکتريکي و يا براي عمل کردن در حالت سوييچ بکار برده مي شوند. ساختمان داخلي آنها از پيوندهايي از عناصر نيمه هادي مانند سيليکون و ژرمانيوم تشکيل شده است.

ترانزيستور چگونه کار مي کند
اگر ساده بخواهيم به موضوع نگاه کنيم عملکرد يک ترانزيستور را مي توان تقويت جريان دانست. مدار منطقي کوچکي را در نظر بگيريد که تحت شرايط خاص در خروجي خود جريان بسيار کمي را ايجاد مي کند. شما بوسيله يک ترانزيستور مي توانيد اين جريان را تقويت کنيد و سپس از اين جريان قوي براي قطع و وصل کردن يک رله برقي استفاده کنيد.

موارد بسياري هم وجود دارد که شما از يک ترانزيستور براي تقويت ولتاژ استفاده مي کنيد. بديهي است که اين خصيصه مستقيما” از خصيصه تقويت جريان اين وسيله به ارث مي رسد کافي است که جريان وردي و خروجي تقويت شده را روي يک مقاومت بيندازيم تا ولتاژ کم ورودي به ولتاژ تقويت شده خروجي تبديل شود.

جريان ورودي اي که که يک ترانزيستور مي تواند آنرا تقويت کند بايد حداقل داشته باشد. چنانچه اين جريان کمتر از حداقل نامبرده باشد ترانزيستور در خروجي خود هيچ جرياني را نشان نمي دهد. اما به محض آنکه شما جريان ورودي يک ترانزيستور را به بيش از حداقل مذکور ببريد در خروجي جريان تقويت شده خواهيد ديد. از اين خاصيت ترانزيستور معمولا” براي ساخت سوييچ هاي الکترونيکي استفاده مي شود.

از لحاظ ساختاري مي توان يک ترانزيستور را با دو ديود مدل کرد.
همانطور که در مطلب قبل (اولين ترانزيستورها) اشاره کرديم ترانزستورهاي اوليه از دو پيوند نيمه هادي تشکيل شده اند و بر حسب آنکه چگونه اين پيوند ها به يکديگر متصل شده باشند مي توان آنها را به دو نوع اصلي PNP يا NPN تقسيم کرد. براي درک نحوه عملکرد يک ترانزيستور ابتدا بايد بدانيم که يک پيوند (Junction) نيمه هادي چگونه کار مي کند.

در شکل اول شما يک پيوند نيمه هادي از نوع PN را مشاهده مي کنيد. که از اتصال دادن دو قطعه نيمه هادي P و N به يکديگر درست شده است. نيمه هادي هاي نوع N داراي الکترونهاي آزاد و نيمه هادي نوع P داراي تعداد زيادي حفره (Hole) آزاد مي باشند. بطور ساده مي توان منظور از حفره آزاد را فضايي دانست که در آن کمبود الکترون وجود دارد.

اگر به اين تکه نيمه هادي از خارج ولتاژي بصورت آنچه در شکل نمايش داده مي شود اعمال کنيم در مدار جرياني برقرار مي شود و چنانچه جهت ولتاژ اعمال شده را تغيير دهيم جرياني از مدار عبور نخواهد کرد (چرا؟

اين پيوند نيمه هادي عملکرد ساده يک ديود را مدل مي کند. همانطور که مي دانيد يکي از کاربردهاي ديود يکسوسازي جريان هاي متناوب مي باشد. از آنجايي که در محل اتصال نيمه هادي نوع N به P معمولآ يک خازن تشکيل مي شود پاسخ فرکانسي يک پيوند PN کاملآ به کيفيت ساخت و اندازه خازن پيوند بستگي دارد. به همين دليل اولين ديودهاي ساخته شده توانايي کار در فرکانسهاي راديويي – مثلآ براي آشکار سازي – را نداشتند.

معمولآ براي کاهش اين خازن ناخاسته، سطح پيوند را کاهش داده و آنرا به حد يک نقطه مي رسانند

براي درک دقيق نحوه کارکرد يک ترانزيستور بايد با نحوه کار ديود آشنا شويم، بايد اشاره کنيم که قصد نداريم تا به تفضيل وارد بحث فيزيک الکترونيک شويم و فقط سعي خواهيم کرد با بيان نتايج حاصل از اين شاخه علمي ابتدا عملکرد ديود و سپس ترانزيستور را بررسي کنيم.
همانطور که مي دانيد ديود ها جريان الکتريکي را در يک جهت از خود عبور مي دهند و در جهت ديگر در مقابل عبور جريان از خود مقاومت بالايي نشان مي دهند. اين خاصيت آنها باعث شده بود تا در سالهاي اوليه ساخت اين وسيله الکترونيکي، به آن دريچه يا Valve هم اطلاق شود.

از لحاظ الکتريکي يک ديود هنگامي عبور جريان را از خود ممکن مي سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و – به کاتد) آنرا آماده کار کنيد. مقدار ولتاژي که باعث ميشود تا ديود شروع به هدايت جريان الکتريکي نمايد ولتاژ آستانه يا (forward voltage drop) ناميده مي شود که چيزي حدود ۰٫۶ تا ۰٫۷ ولت مي باشد. به شکل اول توجه کنيد که چگونه براي ولتاژهاي مثبت – منظور جهت درست مي باشد – تا قبل از ۰٫۷ ولت ديود از خود مقاومت نشان مي دهد و سپس به يکباره مقاومت خود را از دست مي دهد و جريان را از خود عبور مي دهد.

نماد فني و دو نمونه از انواع ديويد
اما هنگامي که شما ولتاژ معکوس به ديود متصل مي کنيد (+ به کاتد و – به آند) جرياني از ديود عبور نمي کند، مگر جريان بسيار کمي که به جريان نشتي يا Leakage معرف است که در حدود چند µA يا حتي کمتر مي باشد. اين مقدار جريان معمولآ در اغلب مدار هاي الکترونيکي قابل صرفنظر کردن بوده و تاثير در رفتار ساير المانهاي مدار نميگذارد. اما نکته مهم آنکه تمام ديود ها يک آستانه براي حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژمعکوس بيش از آن شود ديويد مي سوزد و جريان را در جهت معکوس هم عبور مي دهد. به اين ولتاژ آستانه شکست يا Breakdown گفته مي شود.

در دسته بندي اصلي، ديودها را به سه قسمت اصلي تقسيم مي کنند، ديودهاي سيگنال (Signal) که براي آشکار سازي در راديو بکار مي روند و جرياني در حد ميلي آمپر از خود عبور مي دهند، ديودهاي يکسوکننده (Rectifiers) که براي يکسوسازي جريانهاي متناوب بکاربرده مي شوند و توانايي عبور جريانهاي زياد را دارند و بالآخره ديود هاي زنر (Zener) که براي تثبيت ولتاژ از آنها استفاده مي شود.
ترانزيستور چگونه کار ميکند – ۳

استفاده از ديود سيگنار در مدار رله براي جلوگيري از ايجاد ولتاژ هاي ناخواسته زياد
در ادامه بحث نحوه کارکرد يک ترانزيستور لازم است قدري راجع به انواع ديود که در مطلب قبل به آنها اشاره کرديم داشته باشيم.

ديودهاي سيگنال
اين نوع از انواع ديودها براي پردازش سيگنالهاي ضعيف – معمولا” راديويي – و کم جريان تا حداکثر حدود ۱۰۰mA کاربرد دارند. معروفترين و پر استفاده ترين آنها که ممکن است با آن آشنا باشيد ديود ۱N4148 است که از سيليکون ساخته شده است و ولتاژ شکست مستقيم آن ۰٫۷ ولت است.

اما برخي از ديود هاي سيگنال از ژرمانيم هم ساخته مي شوند، مانند OA90 که ولتاژ شکست مستقيم پايينتري دارد، حدود ۰٫۲ ولت. به همين دليل از اين نوع ديود بيشتر براي آشکار سازي امواج مدوله شده راديويي استفاده مي شود.

بصورت يک قانون کلي هنگامي که ولتاژ شکست مستقيم ديويد خيلي مهم نباشد، از ديودهاي سيليکون استفاده مي شود. دليل آن مقاومت بهتر آنها در مقابل حرارت محيط يا حرارت هنگام لحيم کاري و نيز مقاومت الکتريکي کمتر در ولتاژ مستقيم است. همچنين ديود هاي سيليکوني سيگنال معمولا” در ولتاژ معکوس جريان نشتي بسيار کمتري نسبت به نوع ژرمانيم دارند.

از کاربرد ديگري که براي ديودهاي سيگنال وجود دارد مي توان به استفاده از آنها براي حفاظت مدار هنگامي که رله در يک مدار الکترونيکي قرار دارد نام برد. هنگامي که رله خاموش مي شود تغيير جريان در سيم پيچ آن ميتواند در دوسر آن ولتاژ بسيار زيادي القا کند که قرار دادن يک ديود در جهت مناسب ميتواند اين ولتاژ را خنثي کند. به شکل اول توجه کنيد.

استفاده از ديود زنر براي تهيه ولتاژ ثابت

ديودهاي زنر
همانطور که قبلا” اشاره کرديم از اين ديودها براي تثبيت ولتاژ استفاده مي شود. اين نوع از ديود ها براي شکسته شدن با اطمينان در ولتاژ معکوس ساخته شده اند، بنابراين بدون ترس مي توان آنها را در جهت معکوس باياس کرد و از آنها براي تثبيت ولتاژ استفاده نمود. به هنگام استفاده از آنها معمولا” از يک مقاومت براي محدود کردن جريان بطور سري نيز استفاده مي شود. به شکل نگاه کنيد به اين طريق شما يک ولتاژ رفرنس دقيق بدست آورده ايد.

ديودهاي زنر معمولا” با حروفي که در آنها Z وجود دارد نامگذاري مي شوند مانند BZX يا BZY و … و ولتاژ شکست آنها نيز معمولا” روي ديود نوشته مي شود، مانند ۴V7 که به معني ۴٫۷ ولت است. همچنين توان تحمل اين ديود ها نيز معمولا” مشخص است و شما هنگام خريد بايد آنرا به فروشنده بگوييد، در بازار نوع ۴۰۰mW و ۱٫۳W آن بسيار رايج است.

يکسو ساز نيم موج با استفاده از يک ديود.
در مطلب قبل راجع به ديودهاي زنر و سيگنال صحبت کرديم و ضمن آوردن مثال، توضيح داديم که اين ديودها چگونه کار ميکنند. حال در ادامه اين مجموعه مطالب ابتدا به تشريح مختصر ديود هاي يکسو کننده ميپردازيم.
ديود هاي يکسوساز عموما” در مدارهاي جريان متناوب بکار برده مي شوند تا با کمک آنها بتوان جريان متناوب (AC) را به مستقيم (DC) تبديل کرد. اين عمليات يکسوسازي يا Rectification ناميده مي شود.

از مشهورترين اين ديودها مي توان به انواع ديودهاي ۱N400x و يا ۱N540x اشاره کرد که داراي ولتاژ کاري بين ۵۰ تا بيش از ۱۰۰۰ ولت هستند و مي توانند جريان هاي بالا را يکسو کنند. اين ولتاژ، ولتاژي است که ديود مي تواند بدون شکسته شدن – سوختن – در جهت معکوس آنرا تحمل کند.
ديودهاي يکسوساز معمولآ از سيليکون ساخته مي شوند و ولتاژ باياس مستقيم آنها حدود ۰٫۷ ولت مي باشد.

يکسو سازي جريان متناوب با يک ديود
شما مي توانيد با قرار دادن فقط يک ديود در مسير جريان متناوب مانع از گذر سيکل منفي جريان در جهت مورد نظر در مدار باشيد به شکل اول دقت کنيد که چگونه قرار دادن يک ديود در جهت موافق، فقط به نيم سيکل هاي مثبت اجاز خروج به سمت بار را مي دهد. به اين روش يکسوسازي نيم موج يا Half Wave گفته مي شود.

بديهي است براي بالابردن کيفيت موج خروجي و نزديک کردن آن به يک ولتاژ مستقيم بايد در خروجي از خازن هايي با ظرفيت بالا استفاده کرد. اين خازن در نيم سيکل مثبت شارژ مي شود و در نيم سيکل منفي در غياب منبع تغذيه، وظيفه تغذيه بار را بعهده خواهد داشت.

يکسو ساز تمام موج با استفاده از پل ديود.
پل ديود يا Bridge Rectifiers
اما براي آنکه بتوانيم از نيمه منفي موج ورودي که در نيمي از سيکل جريان امکان عبور به خروجي را ندارد، استفاده کنيم بايد از مداري بعتوان پل ديود استفاده کنيم. پل ديود همانطور که از شکل دوم مشخص است متشکل از چهار ديود به يکديگر متصل مي باشد. جريان متناوب به قسمتي که دو جفت آند و کاتد به يکديگر متصل هستند وصل مي شود و خروجي از يک جف آند و يک جفت کاتد به يکديگر متصل شده گرفته مي شود.
روش کار به اينصورت است که در سيکل مثبت مدار ديودهاي ۱ و ۲ عمل کرده و خروجي را تامين ميکنند و در سيکل منفي مدار ديودهاي ۳ و ۴ عمل مي کند و باز خروجي را در همان وضعيت تامين مي کند.


تاریخ : دو شنبه 13 ارديبهشت 1395
بازدید : 448
نویسنده : سعید نصری

آنچه كه از برق بايد بدانيم

آشنايي مختصري با خازن و انواع كاربرد آن در لوازم خانگي
ساختمان خازن از دو صفحه هادي تشكيل شده كه به آنها جوش گفته مي شود جوش ها به وسيله دي الكتريك از يكديگر جدا شده اند.
خازن هاي مورد استفاده در صنعت برق عموماً به يكي از دو نوع زير تقسيم مي شوند:
الف – خازن الكتروليتي – خازن روغني
انواع كاربرد آن در لوازم خانگي
در لوازم خانگي به اشكال مختلف و در ابعادي بسيار گسترده استفاده شده ولي مي توان كاربرد خازن در اين لوازم را به يكي از سه نوع زير تقسيم كرد.

الف – خازن اصلاح ضريب قدرت
ب- خازن پارازت گير
ج – خازن هاي راه انداز
آشنايي با موتورهاي الكتريكي
۱- موتورهاي يونيور سال: يونيور سال يعني عمومي اين موتورها به اين جهت عمومي ناميده مي شوند كه علاوه بر جريان متناوب در جريان مستقيم نيز به راحتي كار مي كنند.
عامل حركت آرميچر در واقع تئوري بيو ؟؟ است. به عقيده وي هرگاه سيم دو ميدان بر يكديگر ايجاد مي گردد توانايي حركت مي يابد در صورت فراهم بودن شرايط لازم آرميچر به گردش درآمده و مي توان از چرخش آن در انجام يك عمل مكانيكي بهره ببرد.

 

فصل دوم : سشوار

 

۱-۲- ساختمان سشوار
۱- بدنه :

بدنه سشوارها را از فلز يا پلاستيك مي سازند. نوع فلزي معمولاً از جنسي استيل انتخاب مي شود تا علاوهبر استحكام حرارتي بالا، زيبايي ظاهري را نيز به همراه داشته باشد اما در اين نوع بدنه سشوار، همواره خطر اتصال بدنه، مصرف كننده را تهديد مي كند. در سشوارهاي ديگر بدنه را از پلاستيك مي سازند تا در صورت برخورد سيم فاز با بدنه، مصرف كننده با خطر جدي مواجه نشود. متأسفانه جنس نامرغوب اين نوع از بدنه ها، آنها را در برابر حرارت بسيار ناپايدار ساخته و پس از آن مدت محدودي تغيير شكل مي يابند.
۲- دسته سشوار:

جنس دسته سشوار را از كائوچو يا انواع مشتقات پلاستيك مي سازند تا اولاً در برابر اتصال بدنه، مصون باشد و دوماً وزن سشوار از حد معيني تجاوز نكند. قسمت عمده اي از مدار در داخل دسته سشوار جاي داده شده و علاوه بر آن كليدها نيز در قسمتي از دسته، تعبيه شده اند. براي آنكه سشوار از قابليت حمل بالايي برخوردار شود، كارخانجاتي مانند «بيم» ، دسته سشوار را به گونه اي مي سازند تا در صورت لزوم بر روي بدنه تا شود.
۳- دو شاخه و سيم رابط :
دو شاخه و سيم رابط به يكديگر متصل بوده و دو شاخه پرسي مي باشد. رم سيم كمتر از mm21 انتخاب نمي شود تا براحتي جريان مورد نياز دستگاه را تأمين كند. اكثر توليدكندگان سشوار، عايق سيم رابط را ضخيم مي سازند تا در برابر ضربات و يا حرارت بدنه دستگاه مقاوم بوده و سريع آسيب نبيند و مصرف كننده را با خطر اتصال بدنه يا برق گرفتگي مواجه نسازد.
۴- موتور:

در سشوار، دو نوع موتور، مورد استفاده قرار مي گيرد. اگر موتور از نوع يونيورسال باشد، قطعاً با المنت به صورت موازي بسته مي شود زيرا ولتاژ مورد نياز موتور ۲۲۰ ولت يا به عبارتي همان ولتاژ شبكه است. جهت آشنايي بيشتر با اين موتورها به مبحث ۱-۱۲-۱ رجوع فرماييد. از آنجا كه موتور يونيورسال وزن سشوار را بالا مي برد و از نظر اقتصادي هزينه توليد را افزايش مي دهد و نياز مداوم به سرويس و نگهداري دارد، امروزه به ندرت مورد استفاده قرار مي گيرد.
۵- كليد

بدون استثناء مي توان گفت در اكثر لوازم خانگي نول مستقيماً به مصرف كننده داده شده، فاز از كليد عبور مي كند و به مصرف كننده مي رسد و توسط كليد، عملكرد دستگاه كنترل مي شود. در سشوار نيز كليد وظيفه مذكور را بر عهده دارد.

۶- ديود

در مبحث ۱۴-۱ ساختمان ديود و مطالب ديگري در اين خصوص آورده شده است. در اين فصل به كاربرد ديود در سشوار خواهيم پرداخت.
ديود در سشوار، دو كاربرد متفاوت دارد. گاهي از اوقات ديود پرآمپر پشت كليد جاي داده مي شود تا در صورت باز بودن كليد، جريان از ديود عبور نموده و يكسوسازي نيم موج شود. به اين ترتيب ولتاژ ورودي كاهش يافته و دستگاه ضعيف كار مي كند. با بسته شدن كليد، ديود از مدار خارج شده و از آنجا كه ولتاژ به طور كامل به دستگاه مي رسد عملكرد آن شتاب و قدرت بيشتري خواهد يافت (شكل ۱۳-۲).
قبلا اشاره شد كه ديودها داراي شماره هايي هستند كه در واقع ولتاژ و جريان نامي آنها را بيان مي كند و كارخانجات سازنده سشوار، از شماره هاي متنوعي به همين منظور بهره مي برند با اين وجود ديودهايي كه معرفي شده از كاربرد بيشتري برخوردارند.
جريان نامي ولتاژ نامي شماره ديود
۳A 200v 5402 1N
3A 300v 5403 1N
3A 400v 5404 1N
3A 500v 5405 1N
3A 600v 5406 1N
3A 800v 5407 1N
قبلا ذكر شد كه در اكثر سشوارها ، امروزه از موتورهاي ۱۲ ولت جريان مستقيم استفاده مي شود (تبديل جريان متناوب به برق يكسو شده تمام موج توسط پل ديود در مبحث ۱۴-۱ شرح داده شده است). از آنجا كه ولتاژ جرياني كه در اختيار پل ديود قرار مي گيرد كم است، در اين قسمت از مدار، ديودهايي كم آمپر به كار مي روند. معمولاً ديودهايي با شماره هاي زير به اين منظور انتخاب مي شوند.
جريان نامي ولتاژ نامي شماره ديود
۱A 50v 4001 1N
1A 100v 4002 1N
1A 200v 4003 1N
1A 400v 4004 1N
1A 600v 4005 1N
1A 800v 4006 1N
1A 1000v 4007 1N

۷- المنت (گرم كننده – هيتر)
وظيفه المنت ايجاد گرما در مسير باد توليد شده (توسط موتور) مي باشد. المنت در واقع سيم كرم نيكل و يا كرم آلومينيوم است كه به دور مقواي نسوز پيچيده شده.
كاربرد المنت در سشوارها، در واقع مدارات جالب و متنوعي را به وجود مي آورد. به عنوان مثال با كاربرد المنت دو پايه، مدار مي تواند از نوع جانسون موازي و يا جانسون سري (شكل باشد. المنت سه سيم در سشوارهاي با مدار سري – موازي مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين المنت ها R2 و R1 به صورت موازي اتصال مي يابد.

المنت چهار سيم (شكل ۸-۲) درسشوارهاي ديانا مورد استفاده قرار گرفته است. المنت R3 به صورت موازي با مجموعه موتور ۱۲ ولت + المنت هاي R1 و R2 بسته مي شود. در سشوارهايي كه المنت چهار سيم دارند، ديود يكسوساز نيم موج پشت كليد كاربردي ندارد زيرا كنترل دور موتور به توسط خروج قسمتي از المنت صورت مي گيرد

در برخي از سشوارها، المنت داراي ابعاد و اشكال و همچنين سر سيم هاي متنوعي است. با اين وجود كاربرد آن در مدار،‌دقيقاً مشابه ساير انواع المنت هاست.

۸- ترموستات
ترموستات در واقع يك كليد اتومات حرارتي است و هرگاه حرارت محيط داخلي سشوار از حد معيني تجاوز نمايد، توسط اين كليد، مدار براي مدتي قطع مي شود و پس از كاهش دما،‌مجدداً ترموستات به حالت وصل باز مي گردد. ترموستات سشوار متشكل از دو كنتاكت اتصال برق ورودي و خروجي و همچنين يك تيغه حساس است، ترموستات همواره در مسير نول اصلي مدل قرار مي گيرد تا با عملكرد خود برق دستگاه را قطع نمايد. با افزايش حرارت داخل دستگاه، تيغه حساس ترموستات انبساط طولي يافته و با جدا شدن از كنتاكت دوم مانع عبور نول به طرف ساير اجزاء مدار مي شود.

۹- پروانه فن
با سوار نمودن يك پروانه سبك بر روي محور موتور، مي توان به سادگي باد فراواني را توليد نمود تا گرماي توليد شده در المنت را به طرف لوله خروجي سشوار هدايت نمايد. در صورت هرزگرد شدن پروانه، حرارت المنت به خارج از سشوار راهي ندارد و اگر دستگاه مجهز به ترموستات نباشد، با خطر جدي مواجه خواهد شد.
گاهاً ديده مي شود كه خروج يكي از هاديهاي مدار و در نتيجه برخورد آن با پروانه فن صداي خشني را به وجود مي آورد. حتي در مواردي، درگيري مذكور، مانع از حركت موتور خواهد شد كه اجباراً مي بايست نسبت به رفع عيب مذكور اقدام نمود.

 

۴-۲- عيب يابي در سشوار:
عيب ۱ : سشوار اصلا روشن نمي شود.
در مواردي مشابه حالت فوق الزاميست، عيب يابي را از مبدأ آغاز نماييد يعني از خود منبع انرژي الكتريكي و سپس بررسي و تست قطعات را تا آنجا كه عملكردشان به اين عيب مربوط مي شود ادامه دهيد. قطعاً به نتيجه مطلوب خواهيد رسيد.

علت ۱ : پريز برق ندارد.
رفع عيب: دستگاه را از برق جدا كنيد و سپس به وسيله قسمت ولتاژ آومتر،‌اختلاف سطح الكتريكي پريز را اندازه گيري نماييد. اگر عقربه منحرف نشود مشكل از پريز است و در صورتي كه عقربه منحرف شده و ۲۲۰ ولت را نشان دهد، مشكل از قطعه ديگري است كه در ادامه شرح داده مي شود. در هنگام انتخاب رنج به ياد داشته باشيد كه نمي‌توان جهت سنجش ولتاژ برق رنجي كمتر از ۲۵۰ ولت را به كار برد زيرا منجر به آسيب ديدگي دستگاه مي شود.
علت ۲ : سيم رابط و يا دو شاخه خراب است.

رفع عيب: ابتدا دستگاه را از برق خارج نموده و سپس ورودي برق در داخل دستگاه را از ساير اتصالات جدا سازيد. سيمهاي ورودي به دستگاهرا به يكديگر متصل كنيد. در اين وضعيت با اتصال رابطهاي آومتر (در حالي كه رنج بر روي ۱*R تنظيم شده است) به دو شاخه دستگاه، بايد عقربه منحرف شده و تقريباً صفر را نشان دهد.در صورت عدم انحراف عقربه بايد دو شاخه و سيم رابط، يكجا تعويض شوند زيرا دو شاخه از نوع پرسي است (در عموم سشوارها).

علت ۳ : فاز يا نول اصلي در داخل دستگاه دچار مشكل شده
رفع عيب: گاهاً ديده مي شود كه برق به داخل دستگاه مي رسد اما از آنجا كه فاز از كليد جدا شده و يا اتفاق مشابهي براي نول صورت گرفته، برق عملاً به مدار الكتريكي سشوار راه نمي يابد كه در صورت مشاهده اين عيب سيم جدا شده را در نقطه اصلي خود قلع كاري نماييد.

علت ۴ : كليد سشوار خراب است.
رفع عيب: معمولاً در اكثر سشوارها ، حتي با وجود چند كليد مانند شكل ۲۴-۲ ، يك كليد به منظور كنترل اصلي دستگاه تعبيه شده است. در صورت خراب شدن اين قطعه الكتريكي، دستگاه روشن نخواهد شد. حداقل يكي از سيم هاي متصله به كليد فوق را از آن جدا نموده و توسط آومتر (۱*R ) به تست آن بپردازيد. اگركليد سالم باشد در حالت بستن كليد عقربه منحرف شده و تقريباً صفر را نشان مي دهد و در حالت باز بودن كليد، عقربه بر روي بي نهايت ( ) خواهد ايستاد. در صورت خرابي كليد، آن را تعويض كنيد تا مشكل حل شود.

علت ۵ : عيب را در خود مدار جستجو كنيد.
رفع عيب: پس از بررسي قطعات مذكور به اين نتيجه منطقي خواهيد رسيد كه عيب در خود مدار به وجود آمده. اگر مدار مانند شكل ۱۰-۲ از نوع سري باشد، خرابي هر يك از اجزاء مدار به خاموشي مطلق دستگاه مي انجامد. اين مسئله از عيوب عمده مدار سري است. به عنوان مثال در صورت قطع شدن ديود در شكل ۱۰-۲ مدار به حالت باز در مي آيد و عيب ۱ بروز خواهد نمود.
در سشوار با مدار سري تست تمامي قطعات الزامي است. اما اگر مدار از نوع سري – موازي است (شكل ۱۳-۲) تنها قطع شدن فاز و يا نول اصلي در داخل مدار مي تواند سشوار را دچار خاموشي كامل نمايد.
به ياد داشته باشيد در برخي از سشوارها مانند ۱۳-۲ از ترموستات استفاده شده و چون جايگاه ترموستات در سر راه نول اصلي مدار است، توجه به صحت عملكرد آن شما را در نتيجه گيري سريع و يافتن عيب ياري خواهد نمود.

عيب ۲ : بدنه سشوار در حال كار بسيار داغ مي شود اما ترموستات مدار را قطع نمي كند.
علت : كنتاكت هاي ترموستات به يكديگر جوش خورده اند.

رفع عيب: اكثر توليدكنندگان سشوار، جهت حفاظت از بدنه پلاستيكي دستگاه توليد شده، در مدار الكتريكي از ترموستات استفاده مي كنند تا هر گاه حرارت از حد معيني تجاوز نمود، توسط اين قطعه دستگاه به حالت خاموش در آيد. بر اثر رطوبت محيط و حرارت داخل دستگاه،‌كنتاكت هاي ترموستات فرسوده شده و در برابر حرارت ناشي از جرقه هاي قطع و وصل، پايداري خود را از دست داده در نتيجه دچار جوش خوردگي مي شوند. مي توان كنتاكت ها را از يكديگر جدا نمود و پس از سمباده كاري آنها، از رفع عيب مطمئن بود اما تجربه نشان داده كنتاكت هاي جوش خورده، پس از تعمير مدت زيادي دوام نخواهند داشت و پس از گذشت چند روز ، مجدداً به يكديگر متصل مي شوند از اين رو بهتر است ترموستات را يكسره كنيد زيرا ترموستات قابل تعويض نيست مگر آنكه المنت با نوع مشابه خود كه مجهز به ترموستات است، تعويض شود.
عيب ۳ :‌موتور سشوار در حال كار است اما باد گرم خارج نمي شود.

علت: پروانه هرز گرد شده
رفع عيب: پروانه هاي فن از پلاستيك هاي معمولي ساخته مي شوند تا از وزن بسيار كمي برخوردار باشند وبه همين دليل ، دوام چنداني نداشته و پس از مدتي به اشكال مختلف تغيير حالت مي دهند. در صورت هرزگرد شدن پروانه فن، هرگز از چسب جهت اتصال مجدد آن به محور موتور استفاده نكنيد زيرا تعمير آن را مشكل خواهيد نمود. بهتر است فن ديگري را جايگزين آن نماييد كه متناسب با قطر محور موتور باشد.
عيب ۴ : با بستن كليد مخصوص حرارت اضافي، گرماي سشوار تغيير نمي كند.
علت ۱ : المنت حرارت اضافي قطع شده.

رفع عيب: دستگاه را از برق جدا كنيد و پس از باز نمودن بدنه سشوار، توسط آومتر، اهم المنت موازي را بسنجيد. اگر عقربه منحرف نشد، المنت قطع شده است. توصيه مي شود از گره زدن نقاط پاره شده به يكديگر پرهيز كنيد. زيرا اتصالات المنت به اين شكل از دوام چنداني برخوردار نخواهد بود بهتر است المنت را با نوع مشابه خود تعويض كنيد.

علت ۲ : به المنت موازي برق نمي رسد.
رفع عيب: اگر در اندازه گيري اهم المنت موازي، متوجه صحت آن شديد، بدون شك به المنت برق نمي رسد كه اين مشكل يا از جدا شدن سيم متصل به المنت موازي است و يا خرابي كليد مربوطه. ابتدا به صحت اتصالات المنت بپردازيد و در صورت مثبت بودن اين بررسي، كليد را توسط آومتر تست نماييد. اگر با بسته شدن كليد عقربه به طرف صفر و در حالت باز بودن كليد بر روي بي نهايت ايستاد كليد سالم است. در غير اينصورت مشكل از كليد است. در تست كليد و يا هر قطعه ديگر، بهتر است حداقل يكي از سيم هاي آن را جدا نماييد.
عيب ۵ : با بستن كليد، المنت داغ مي شود اما در سشوار باد توليد نمي شود.
اين عيب تنها مي تواند در سشوارهاي موازي (شكل ۱۹-۲) و يا سشوارهايي كه داراي مدار سري – موازي (شكل ۱۸-۲) هستند به وجود آيد كه در ادامه به بررسي هر كدام خواهيم پرداخت. لازم است توضيح داده شود كه در مدار سري قطع المنت و يا خرابي هر كدام از قطعات ديگر مدار، كل دستگاه را خاموش نموده و به همين جهت عيب مورد نظر در سشوارهاي سري (شكل ۱۵-۲) هرگز به وجود نمي آيد.
علت ۱ :‌قسمت سري سشوار آسيب ديده است.

رفع عيب: اين علت به يكي از سشوارهاي سري – موازي مانند شكل ۱۸-۲ اشاره دارد. در واقع المنتي كه داغ مي شود، المنت موازي است و مستقل از قسمت سري مدار عمل مي كند. اما از آنجا كه موتور در قسمت سري قرار دارد، تمامي اجزاء از سري حتي خود موتور مي بايست كنترل شود تا قطعه يا قطعات معيوب شناسايي شده و نسبت به رفع عيب اقدام شود.


تاریخ : دو شنبه 13 ارديبهشت 1395
بازدید : 423
نویسنده : سعید نصری

از سالها پيش ، نياز به كنترل قدرت الكتريكي در سيستم هاي محرك موتورهاي الكتريكي و كنترل كننده هاي صنعتي احساس مي شد . اين نياز ، در ابتدا منجر به ظهور سيستم وارد – لئونارد شد كه از آن مي توان ولتاژ dc متغيري براي كنترل محركهاي موتورهاي dc به دست آورد . الكترونيك قدرت ، انقلابي در مفهوم كنترل قدرت ، براي تبديل قدرت و كنترل محركهاي موتورهاي الكتريكي ، به وجود آورده است .

الكترونيك قدرت تلفيقي از الكترونيك ، قدرت و كنترل است . در كنترل ، مشخصات حالت پايدار و ديناميك سيستم هاي حلقه بسته بررسي مي شود . در قدرت ، تجهيزات ساكن و گردان قدرت جهت توليد ، انتقال و توزيع قدرت الكتريكي مورد مطالعه قرار مي گيرد . الكترونيك درباره قطعات حالت جامد و مدارهاي پردازش سيگنال ، جهت دستيابي به اهداف كنترل مورد نظر تحقيق و بررسي مي كند . مي توان الكترونيك قدرت را چنين تعريف كرد : كاربرد الكترونيك حالت جامد براي كنترل و تبديل قدرت الكتريكي .ارتباط متقابل الكترونيك قدرت با الكترونيك ، قدرت و كنترل در شكل نشان داده شده است .

الكترونيك قدرت مبتني بر قطع و وصل افزارهاي نيمه هادي قدرت .با توسعه تكنولوژي نيمه هادي قدرت ، توانايي در كنترل قدرت و سرعت و وصل افزارهاي قدرت به طور چشمگيري بهبود يافته است . پيشرفت تكنولوژي ميكروپرسسور / ميكروكامپيوتر تاثير زيادي روي كنترل و ابداع روشهاي كنترل براي قطعات نيمه هادي قدرت داشته است . تجهيزات الكترونيك قدرت مدرن از (۱) نيمه هاديهاي قدرت استفاده مي كند كه مي توان آنها را مانند ماهيچه در نظر گرفت ، و (۲) از ميكروالكترونيك بهره مي جويد كه داراي قدرت و هوش مغز است .

الكترونيك قدرت ، جايگاه مهمي در تكنولوژي مدرن به خود اختصاص داده است و امروزه از ان در محصولات صنعتي با قدرت بالا مانند كنترل كننده هاي حرارت ،نور ، موتورها ، منابع تغذيه قدرت ، سيستم هاي محرك وسايل نقليه و سيستم هاي ولتاژ بالا (فشار قوي) با جريان مستقيم استفاده مي كنند . مشكل بتوان حد مرزي براي كاربرد الكترونيك قدرت تعين كرد ، بويژه باروند موجود در توسعه افزارهاي قدرت و ميكروپروسسورها ، حد نهايي الكترونيك قدرت نا مشخص است . جدول زير بعضي از كاربردهاي الكترونيك قدرت را نشان مي دهد .

تاريخچه الكترونيك قدرت
تاريخچه الكترونيك قدرت با ارائه يكسو ساز قوس جيوه اي ، در سال ۱۹۰۰ شروع شد . سپس ، به تدريج يكسو ساز تانك فلزي ، يكسو ساز لامپ خلاء با شبكه قابل كنترل ، اينگنيترون ، فانوترون ، و تايراترون ارائه شدند . تا دهه پنجاه براي كنترل قدرت از اين افزارها استفاده مي شد .
اولين انقلاب در صنعت الكترونيك با اختراع ترانزيستور سيليكوني در سال ۱۹۴۸ توسط باردين ، براتين ، و شاكلي ، درآزمايشگاه تلفن بل ، آ‎غاز شد . اغلب تكنولوژي هاي الكترونيك پشرفته امروزي مديون اين اختراع است . در طي سالها ، با رشد و تكامل نيمه هاديهاي سيليكوني ،‌ميكروالكترونيك جديد به وجود آمد . پيشرفت غير منتظره بعدي نيز ، در سال ۱۹۵۶ در آزمايشگاه بل به وقوع پيوست ، اختراع ترانزيستور تريگردار PNPN ، كه به تايريستور يا يكسوساز قابل كنترل سيليكوني (SCR) معروف شد .

انقلاب دوم الكترونيك در سال ۱۹۵۸ با ساخت تايريستور تجاري توسط كمپاني جنرال الكتريك ، شروع شد . اين آغاز عصر نويني در الكترونيك قدرت بود . از آن زمان ، انواع مختلف افزارهاي نيمه هادي قدرت و تكنيكهاي گوناگون تبديل قدرت ابداع شده است . انقلاب ميكروالكترونيك توانايي پردازش انبوهي از اطلاعات را با سرعتي باورنكردني به ما داده است . انقلاب الكترونيك قدرت ، امكان تغيير شكل و كنترل قدرتهاي بالا رابا راندمان فزاينده اي فراهم ساخته است .

امروزه با پيوند الكترونيك قدرت ، ماهيچه ، با ميكروالكترونيك ، مغز ، بسياري از كاربردهاي بالقوه الكترونيك قدرت ظهور مي كند و اين روند به طور مستمر ادامه خواهد يافت . در سي سال آينده الكترونيك قدرت انرژي الكتريكي را در هر نقطه از مسير انتقال، بين توليد و مصرف ،‌تغيير شكل مي دهد و به صورتي مناسبي تبديل مي كند . انقلاب الكترونيك قدرت از اواخردهه هشتاد و اوايل دهه نود تحرك تازه اي يافته است .

الكترونيك قدرت و محركهاي الكتريكي چرخان
از سالهاي ۱۹۵۰ به بعد تكاپوي شديدي در توسعه ، توليد ، و كاربرد وسايل نيمه هادي وجود داشته است . امروزه بيش از ۱۰۰ ميليون وسيله در هر سال توليد مي شود و ميزان رشد آن بيشتر از ۱۰ ميليون وسيله در سال است . اين تعداد به تنهايي مشخص كننده اهميت نيمه هاديها در صنايع الكتريكي است .
كنترل بلوكهاي بزرگ قدرت توسط نيمه هاديها از اوايل سال هاي ۱۹۶۰ شروع شد .بلوكهاي بزرگ قدرت كه قبلاً به چندين كيلو وات اطلاق مي شد ، امروزه متضمن چندين مگا وات است .

اينك توليد تعداد نيمه هاديهايي كه قادرند جرياني بيشتر از ۵/۷ آمپر از خود عبور دهند بالغ بر ۵ ميليون در سال است كه ارزش كل انها در حدود ۵/۸ ميليون ليره استرلينك يا ۲۰ ميليون دلار (و يا ۵/۱ ميليارد رسال ) است . نرخ رشد نيمه هاديهاي قدرت كه به تيريستور موسومند به پاي نرخ رشد ترانزيستور رسيده است .
عمده ترين جزء مدارهاي الكترونيك قدرت تريستور است ، و آن يك نيمه هادي سريعاً راه گزين است كه كاركردش مدوله كردن قدرت سيسمتهاي الكتريكي جريان مستقيم و جريان متناوب است . عناصر ديگر مورد استفاده در الكترونيك قدرت تمامي به منظور فرمان و محافظت تريستورها به كار گرفته مي شوند . مدوله كردن قدرت بين ۱۰۰ وات تا ۱۰۰ مگا وات با روشن و خاموش كردن تريستور با ترتيب زماني خاص امكان پذير است .

خانواده تيريستور كه يك گروهي از وسايل چهار لايه سيليكوني است ، مركب از ديود، تريود ، وتترود است . مهمترين كليد نيمه هادي قابل كنترل كه در كنترل قدرت به كار ميرود يكسو كننده قابل كنترل سيليكوني است ، كه يك كليد قدرت يك طرفه است ، و نيز ترياك كه به صورت يك كليد قدرت دو طرفه عمل كي كند.
كليدهاي فوق مي توانند در عمل يكسو سازي ، عمل تبديل جريان مستقيم به جريان متناوب و عمل تنظيم توان الكتريكي به كار گرفته شوند. جاي تعجب نيست كه مردم از ديدن كليدي به اندازه يك بند انگشت ولي با قابليت تبادل قدرتي نزديك به يك مگاوات برانگيخته شوند تيريستور اين چنين كليد است . اين كليد اصولاً يك ابزار دو حالتي (قطع و وصل) است ، لكن اگز از خروجي نسبت به زمان ميانگين گرفته شود مي تواند به طور خطي كنترل شود . لذابراي كنترل محركهاي الكتريكي مفيد است .

تيريستور به علت قابليت ارائه يك آمپدانس بي نهايت يا صفر در دو سر خروجي خود يك عنصر ايده ال براي واگردانها (مبدلها) محسوب مي شود . سيستم تيريستوري مي توان يك منبع قدرت نا مناسب را به يك منبع تغذيه مناسب تبديل كند . مثلاً ايجاد يك منبع تغذيه جريان مستقيم از يك منبع تغذيه جريان متناوب و يا به دست آوردن يك منبع تغذيه فركانس متغير از يك منبع فركانس ثابت ،تنوع زياد الكترونيك قدرت را نشان ميدهد .

محركهاي الكتريكي چرخان
يكي از مهمترين موارد استعمال الكترونيك قدرت كنترل محركهاي الكتريكي است . البته زمينه هاي كاربرد مهم ديگري نيز زا قبيل واگرداني معمولي قدرت الكتريكي (مبدلهاي جريان مستقيم به جريان متناوب و بالعكس ) ايجاد حرارت القايي (كوره هاي القايي) كنترل شدت نور (در لامپهاي الكتريكي )و گوش به زنگ نگه داشتن منابع تغذيه يدكي وجود دارد .

ولتاژ پايانه (ورودي )(محركهاي الكتريكي ) يكي از عمده ترين پارامترهاي تنظيم كردني است كه براي كنترل مشخصه هاي يك موتور، مورد استفاده قرار مي گيرد . مهمترين مشخصه مورد كنترل در موتورهاي الكتريكي سرعت است . قبل از اختراع تيريستور روشهاي مرسوم براي تنظيم سرعت افزودن مقاومت به خط و يا استفاده ازدستگاههاي موتور – ژنراتور بود . در اين روشها موتورهاي كموتاتوري مناسبتر و رضايتبخش تر بودند . گاهي نيز سيتم تغيير فركانس و يا تغيير قطب مورد استفاده قرار مي گرفتند . همچنين زماني يكسو كننده هاي جيوه اي و تقويت كننده هاي مغناطيسي در سيتهاي كنترل جايگاهي پيدا كردند، اما اكنون به نظر مي رسد كه فقط در موارد خاصي سيستمهاي كنترل تيريستوري نتوانسته اند جايگزين روشهاي كنترل قديمي شوند .

تيريستورها براي كنترل محركهاي الكتريكي ، از وسايل خانگي مثل مته برقي ، مخلوط كنها ، آسيابها و دستگاههاي تهويه گرفته تا سيستمهايي با محركهاي فركانس متغير مورد استفاده در كارخانه هاي نساجي ، به قدرت ۵ مگا وات و يادستگاههاي كنترل شده با نيمه هادي براي تحريك توربو – آلترناتور ها در كارخانه هاي نورد فولاد به قدرتهاي ۵۰ مگاوات مورد استفاده قرار گرفته اند .

محركهاي الكتريكي جريان مستقيم
موتور جريان مستقيم برغم اينكه جا به جا كن (كموتور ) دارد و از موتور جريان متناوب با موتور اسمي مشابه بزرگتر است ، ولي به علت اماكن وسيع كنترل سرعتش كه توسط كنترل ولتاژ ورودي آن صورت مي گيرد ، رايجتر است . به اين منظور منبع تغذيه به طور غير پيوسته به نحو موثري توسط مدار تيرستوري قطع و وصل مي شود. با تغيير نسبت زمان قطع به وصل منبع تغذيه مي توان مقدار متوسط ولتاژ را در پايانه هاي (دو سر ورودي ) موتور تنظيم كرد . فركانس قطع و وصل با كليد زني تيريستور به قدري سريع است كه موتور به جاي ضربه هاي تكي با مقدار متوسط ولتاژ كار مي كند .

در شكل زير براي مدوله كردن مقدار متوسط ولتاژ مستقيم در پايانه هاي موتور چهار روش نشان داده شده است . در دو روش اول منبع تغذيه جريان متناوب است و اين جريان توسط پل يكسو ساز قابل كنترل به جريان مستقيم تبديل مي شود. در روش كنترل سيكلي انتگرالي يك يا چند تا از نيم سيكلها درخروجي يكسو ساز در يك زمان حذف مي شوند . اين روش فقط در جريانهاي متناوب فركانس بالا براي اجتناب از نوسان موتور در حوالي سرعت متوسطش مناسب است . در اين روش ضريب قدرت بار الكتريكي مربوط به طرف a.c زيادي است .

درروش كنترل فاز براي كنترل مقدار متوسط ولتاژ مستقيم تيريستور فقط در طول قسمت معيني از هر يك از نيم سيكلها هدايت مي كند . در اين روش ضريب قدرت با كمتر ، ولي گسنره ولتاژ (به علت امكان روشن شدن تريستور از صفر تا ۱۸۰ درجه در نيم سيكلهاي مثبت موجود ) وسيعتر است .
دو روش دوم براي تنظيم ولتاژ پايانه (ورودي ) موتور موقعي كه از منبع تغذيه ولتاژ ثابت استفاده مي شود ، مشابه يكديگرند . تيريستور با قطع و وصل خيلي سريع خود ولتاژ ورودي را برش مي دهد . در خروجي مدار تيريستور يك سري پالس ولتاژ متوسطي كه كمتر از ولتاژ ورودي است ايجاد مي كند . اين مدار تيريستوري را مدار برشگر گويند . با وجود اينكه در هر دو روش زمان هدايت تيريستور Ton و يا زمان قطع آن Toff ثابت است ، ليكن در مواقع ضروري مي توان هر دو را تغيير داد .

براي كنترل سرعت اكثر موتورهاي جريان مستقيم (به علت اينكه تيريستور در حال هدايت ، در آخر نيم سيكل به خاطر پايين آمدن سطح ولتاژ تا صفر ولت به طور طبيعي خاموش مي شود و در نتيجه مدار كمكي جهت قطع جريان تريستور مورد نياز است ) استفاده از منبع تغذيه جريان متناوب معمول است .زيرا در اينجا تيريستور براي خاموش شدن با مشكلي مواجه نمي شود. اما مواقعي كه منبع تغذيه موتورهاي جريان مستقيم بايستي باطريها و پيلهاي سوختي باشند ، از مدارهاي برشگر استفاده مي شود. در كليد زني سريع بايستي از تيريستورهاي مخصوصي استفاده شود .

در اين مدارها چون پس از روشن شدن تيريستور هموراه ولنتاژژ مستقيمي بين كاتد و اند وكاتدش خاموشي تيريستور استفاده كرد . چنانچه پيداست كنترا از طريق برشگر پيچيده است ، ولي با وجود اين مورد استفاده قرار مي گيرد .(اين روش موارد استعمال زيادي در خودروهاي برقي دارد ).

در كارخانجات نورد فولاد ، موتورهاي جريان مستقيم و با سرعت قابل تنظيم سابقاً توسط دستگاههاي موتور ژنراتور كه ولتاژ dc متغير و برگشت پذيري را فراهم ي كرد كنترل مي شد ، اين سيستم در حال حاضر با دستگاههاي الكترونيك قدرت جايگزين شده است . در نتيجه بازده و قابليت اعتماد آن بيشتر هزينه ترميم و نگهداري كمتر ، و جواب دهي سريع حاصل شده است . سيستم الكترونيك قدرت برخلاف سيستم موتور – ژنراتور كه در ان موتور يك ماشين سنكرون (همزمان ) است ، قادر به ايجاد ضريب قدرت پيش فاز نيست و اين تنها عيب اين سيستم است.


تاریخ : دو شنبه 13 ارديبهشت 1395
بازدید : 405
نویسنده : سعید نصری

ماشین های DC

ماشین های DC به انواع زیر تقسیم می شوند که هر کدام می توانند در حالت موتوری یا ژنراتوری استفاده شوند:
انواع ماشین های DC:
• تحریک مستقل
• تحریک شنت
• تحریک سری
• تحریک کمپوند
ماشین های DC فوق از لحاظ ساختاری , می توان گفت که تفاوتشان در تحریک آنهاست.اما از لحاظ کاربردی , هر کدام از آنها کاربرد خاصی را با توجه به مشخصه های گشتاور-سرعت(در حالت موتوری) و ولتاژ-جریان(برای حالت ژنراتوری) دارند.

ماشین های کمپوند به انواع زیر تقسیم بندی می شوند:
١-کمپوند بلند:
• فوق کمپوند
• کمپوند تخت
• زیر کمپوند
٢-کمپوند کوتاه:
• فوق کمپوند
• کمپوند تخت
• زیر کمپوند
« انواع ماشین های AC »
ماشین های AC به ماشین های سنکرون و آسنکرون(القایی) تقسیم می شوند.
عموما از ماشین های القایی در حالت موتوری و از ماشین های سنکرون در حالت ژنراتوری بهره برداری می کنیم.
از آنجایی که در حالت موتوری سرعت های متفاوتی را نیازمندیم , از موتور القایی استفاده می کنیم و به دلیل اینکه در ژنراتورها به فرکانس ثابتی (به نوعی به سرعت ثابت) نیاز داریم از ژنراتور های سنکرون استفاده می کنیم.
چیزی حدود ۹۵ درصد ژنراتور های دنیا را ژنراتور های سنکرون تشکیل داده اند.
از ماشین های القایی , استفاده محدودی به عنوان ژنراتوری می شود, به طور مثال در نیروگاههای بادی که سرعت باد در اختیار ما نیست , از آنها استفاده می شود.

مصارف جزئی تر هر کدام از ماشین ها را انشاءالله در پست های بعدی ارائه خواهم کرد.

نکته قابل توجه : ماشین های الکتریکی , تنها به موتور و ژنراتور محدود نمی شوند , بلکه ترانسفورماتورها و… را نیز شامل می شود.

کنترل ماشینهای AC , DC

به منظور کاهش خطای انسانی و افزایش کارایی سامانه هچارهای به جزامروزه ماشينهاي الكتريكي نقش عمده‌اي در زندگي بشر دارند. مقوله الكترونيك قدرت نيز در تغذيه، بهره‌برداري و كنترل ماشينهاي الكتريكي از اهميت بسيار برخوردار است.مي‌توان گفت كه دانش علمي وفني اين دو موضوع مكمل يكديگر هستند. در اين تحقيق توضيحاتي درتحليل و تشريح كار ماشينها و عملكرد آنها و همچنين در شرايطي كه با مبدل‌هاي الكترونيك قدرت تغذيه و كنترل مي‌شوند، در نوع خود شايدكم نظيرباشد. اصول مشترك و اساسي محركه‌هاي الكتريكي (موتور مبدل تغذيه كننده آنها) را در بر مي‌گيرد. موتورهاي dc تغذيه شده با يكسو كننده‌هاي كنترل شده و برشگرها، موتورهاي القايي قفس سنجابي كنترل شده با اينورترها، كنترل‌كننده‌هاي ولتاژ ac و سيكلوكنورترهاي، موتورهاي القايي رتور سيم پيچي شده با كنترل از طرف رتور. هر دو نوع سيستم‌هاي كنترل حلقه باز و حلقه بسته بحث شده‌اند. در فصل اول درمورد موتورهاي جريان سيستم DC بحث شده است كه برخي از كاربردهاي مهم اين محركه‌ها عبارتند از: غلطكهاي نورد را منابع فلزي، غلطكهاي كاغذ، ماشين‌هاي ابزار و موتورهاي كششي نظير قطارها. در فصل دوم و سوم درمورد كنترل موتورهاي DC با يكسوكننده‌هاي قابل كنترل با برشگرها توضيح داده شده است و در فصل چهارم كنترل حلقه بسته محركهاي DC مورد تجزيه و تحليل قرار مي‌گيرد. موتورهاي القايي بخصوص موتورهاي قفس سنجابي مزايايي نسبت به موتورهاي dc دارند كه در مورد اين موتورها در فصل پنجم بحث شده است. كنترل موتورهاي القايي با كنترل كننده‌هاي ولتاژ AC و محركه‌هاي موتور القايي كنترل شده با فركانس در فصلهاي ششم و هفتم به آنها پرداخته‌ايم. در فصل آخر نيز محركه‌هاي موتور القايي رتور سيم‌بندي شده با كنترل قدرت لغزش بحث شده است.

ماشین DC
ماشین جریان مستقیم یک وسیله تبدیل انرژی با کاربرد بسیار در صنعت است که توانایی تولید گشتاور و راه‌اندازی بالا و متغیر برای بارهای مورد استفاده را دارد. ماشین‌های جریان مستقیم به دلیل استفاده از نیروی الکتریکی DC در خودروها، درصد زیادی از تولید ماشین‌های الکتریکی را به خود تخصیص می‌دهند. همچنین این نوع ماشین در کاربردهای صنعتی که کنترل دقیق سرعت و گشتاور مورد نیاز است، استفاده‌های فراوان دارد.
کموتاسیون
برای تبدیل کمیت چرخان (گردش آرمیچر) به کمیت مستقیم (ولتاژ و جریان) و ساکن نگه‌داشتن نیروی محرکهٔ مغناطیسی آرمیچر به کموتاتور نیاز است. مهترین کار کموتاتور همان طور که گقته شد یکسوکردن کمیت متناوب در پیچک آرمیچر به کمیت مستقیم در جاروبک‌های یک ژنراتور می‌باشد.

نیروی محرکهٔ تولید شده در آرمیچر
ولتاژ یکسوشده به وسیلهٔ جمع‌کردن عرض موج‌های تولیدشده از پیچک‌های سری به وجود می‌آید. هرچه تعداد پیچک‌های سری افزایش یابد مقدار ولتاژ DC افزایش و تضاریس موج کاهش می‌یابد، اما به طور کلی شکل موج ولتاژ یکسوشده توسط جاروبک نمی‌تواند به شکل موج ولتاژ مستقیم تولیدشده از یک باتری برسد.
میانگین ولتاژ تولیدشده در یک پیچک با تعداد دور NC از رابطهٔ زیر به دست می‌آید:
EC = 2NCpnφ
که در آن p تعداد قطب، φ شار عبوری و n سرعت چرخش روتور است.
اگر C را تعداد کل پیچک‌های آرمیچر و a را تعداد مسیرهای موازی بین جاروبک‌ها بدانیم تعداد پیچک‌های سری بین جاروبک‌ها C / a می‌شود و با احتساب Z به عنوان هادی‌های موجود در آرمیچر، نیروی محرکهٔ موجود در آرمیچر این‌گونه محاسبه می‌شود:
با محاسبه ضریب سیم‌پیچی kw، که برای ماشین‌های DC معمولاً تنها از ضریب توزیع kd تشکیل شده‌است، ولتاژ القایی آرمیچر بدین‌گونه خواهد بود:

گشتاور ماشین جریان مستقیم
با توجه به برابری توان‌های تبدیل‌شده و با احتساب شرایط ایده‌آل تبدیل توان، گشتاور مکانیکی ماشین این گونه محاسبه می‌شود: که با توجه به آن که مقادیر Z ،p و a برای ماشین ثابت است، نشان می‌دهد که گشتاور رابطه‌ای مستقیم با تغیرات Ia و φ دارد.

تحریک آرمیچر
ماشین جریان مستقیم به جز دز مواردی که از مغناطیس دائم در روتور خود استفاده می‌کند برای تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی و یا بالعکس به یک سیم پیچ تحریک که جریان مستقیم از آن عبور می‌کند، احتیاج دارد. به این سیم‌پیچ، سیم‌پیچ میدان گفته می‌شود.

تحریک جداگانه
پیچک تحریک جداگانه که از صدها دور سیم نازک تشکیل شده، به منبع خارجی یا جداگانه‌ای از آرمیچر متصل است و ولتاژ آن منبع هیچ‌گونه وابستگی با ولتاژ آرمیچر ندارد.

تحریک خودی
تحریک سیم‌پیچ میدان به وسیلهٔ آرمیچر ماشین را تحریک خودی می‌نامند. در این ماشین قطب‌های میدان باید پس‌ماند مغناطیسی داشته باشند تا هنگام چرخش آرمیچر ولتاژ پس‌ماندی در جاروبک‌ها تولید شود.
۱٫ تحریک سری: سیم پیچ میدان در این نوع ماشین از سیم‌های ضخیم با دور اندک (مقاومت کم) تشکیل شده که به طور سری به آرمیچر متصل شده‌است و جریان میدان سری به جریان آرمیچر بستگی دارد.
۲٫ تحریک شنت: پیچک میدان از سیم‌های نازک با تعداد دور زیاد تشکیل شده که به طور موازی به آرمیچر متصل شده‌است.
۳٫ تحریک کمپوند: شامل هر دو سیم‌پیچ تحریک سری و تحریک شنت می‌باشد، البته در مواقعی به جای تحریک شنت از تحریک جداگانه استفاده می‌شود. در صورتی که شار میدان تحریک سری در جهت شار میدان تحریک شنت باشد ماشین را کمپوند اضافی و در غیر این صورت به آن ماشین کمپوند نقصانی می‌گویند.

راه‌اندازی موتور جریان مستقیم
در لحظهٔ شروع راه‌اندازی سرعت موتور صفر است و بنابرین نیروی ضد محرکه Ea نیز صفر می‌باشد، در نتیجه با اعمال ولتاژ پایانه Vt به دو سر ماشین جیان عبوری از آرمیچر از رابطهٔ در ماشین‌های سری و در ماشینهای سری و کمپوند به دست می‌آید که در این صورت جریان ورودی زیادی وارد موتور می‌شود که نتایج زیر را دربر دارد:
۱- ایجاد جرقهٔ زیان‌آور هنگام کموتاسیون
۲- آسیب‌دیدن سیم‌پیچ آرمیچر و از بین رفتن عایق بر اثر گرمای بیش از اندازه
۳- گشتاور راه‌اندازی بالا و شتاب سریع که به قسمت‌های متحرک ماشین آسیب می‌رساند.
۴- افت زیاد ولتاژ تغذیه
بنابراین برای راه‌اندازی مناسب ماشین لازم است که جریان راه‌اندازی محدود شود، که این کار با قرار دادن مقاومت خروجی بر سر مدار آرمیچر انجام می‌شود. البته این مقاومت باید به تدریج از سر راه مدار برداشته شود، زیرا در هنگام کار عادی ماشین باعث کاهش سرعت کار ماشین و تلفات سلفی انرژی و در نتیجه کاهش بازدهی ماشین می‌شود.
از انواع راه‌اندازهای سری می‌توان راه‌اندازهای سه‌سر، راه‌اندازهای چهارسر و راه‌اندازهای اتوماتیک را نام برد.

چگونگی راه‌اندازی موتور
راه‌اندازی موتورهای جریام مستقیم با قراردادن مقاومت در مدار ارمیچر انجام می‌گیرد که این مقاومت خود از مقاومت‌های کوچک‌تری که هر کدام در بخش مجزایی هستند تشکیل می‌شود و هر کدام از این اجزا به تدریج در هنگام راه‌اندازی از مدار ماشین خارج می‌شود تا مقاومت موجود در مدار آرمیچر تنها مقاومت آرمیچر یا مقاومت سیم‌پیچ سری باشد. روش دیگری نیز وجود دارد

طراحی راه‌انداز
مقاومت راه‌انداز بین دکمه‌های مختلف یک راه‌انداز به قسمت‌های نامساوی تقسیم می‌شود تا از ضربات غیرعادی جریان به خصوص در آخرین دکمهٔ اتصالی جلوگیری شود. در این فرایند جریان ماکزیمم آرمیچر Ia1 باید به گونه‌ای باشد تا کموتاسیون خوب به وجود بیاید (جرقه‌های خطرناک هنگام کموتاسیون رخ ندهد).

ماشين DC داراي قابليت انعطاف زيادي است و ميتوان با اتصالات مختلف مدتر تحريك آن به مشخصه هاي گوناگون گشتاور و سرعت و ولتاژ جريان دست يافت.

از ماشينهاي dc مي توانيم به صورت موتور يا ژنراتور بهره برداري كرد. اما امروزه براي ايجاد برق dc از سيستمهاي يكسو ساز الكترونيك قدرت استفاده مي شود لذا ژنراتورهاي dc رفته رفته جاي خود را در صنعت از دست مي دهند. در حاليكه موتورهاي dc به خاطر امكان كنترل سرعت خوب كاربرد فراواني دارند
امروزه همچنان موتورهاي dc بزرگ در صنايع نورد، نساجي،چاپ، جرثقيل سازي كاربرد فراوان دارند موتورهاي dc كوچك هم در سيستمهاي كنترل به وفور يافت مي شوند. كه مي توان از تاكومتر(سرعت سنج) نام برد.

ماشينهاي الكتريكي از دو بخش اساسي تشكيل شده اند:

الف)قسمت متحرك ودوار به نام رتور

ب) قسمت ساكن به نام استاتور

بين اين دو قسمت ،شكاف هوايي وجود دارد .
استاتو و رتور از مواد فرومغناطيسي ساخته مي‌شوند تا چگالي شار بيشتر گردد و در نتيجه اندازه و حجم ماشين كمتر شود.
نكته: اگر شار در رتور و استاتور متغير با زمان باشد ،هسته اهني لايه‌به‌لايه ساخته مي‌شود تا جريان گردابي كاهش يابد.
در بسياري از ماشينها محيط داخلي استاتور و محيط بيروني رتور حاوي شيارهاي متعددي است كه داخل آنها هادي‌ها جاسازي ميشوند، اين هاديها بهم وصل مي شوند و سيم پيچي حاصل مي شود.به سيم پيچي هايي كه در آنها ولتاژ القا مي شود ،سيم پيچي آرميچر اطلاق مي گردد. به سيم پيچ هايسي كه ار آنها جريان ميگذرد تا ميدان مغناطيسي و شار اصلي را پديد آورند، سيم پيچ تحريك يا سيم پيچ ميدان گفته مي شود.
سيم پيچ آرميچر تامين كننده تمام قدرتي است كه تبديل شده و يا انتقال مي يابد. قدرت نامي سيم پيچ آرميچر،‌هم در ماشين هاي DC و هم در ماشين هاي AC فقط با جريان متناوب كارمي كند.

انواع ماشين‌هاي الكتريكي:

۱- ماشين جريان مستقیم
۲- ماشين القايي
۳- ماشين سنكرون
ماشين جريان مستقيم :(DC)

در ماشينهاي DCسيم پيچ تحريك بر روي استاتور قرار دارد و رتور حاوي سيم پيچ آرميچير است. از سيم پيچي تحريك جريان DC مي گذرد تا شار درون ماشين شكل گيرد.

ولتاژ القا شده در سيم پيچي آرميچر يك ولتلژ متناوب است براي يكسو كردن ولتاژ متناوب در پايانه رتور از كموتاتور و جاروبك استفاده مي شود. استاتور مي تواند بگونه اي باشد كه سيم پيچ تحريك بيش از دو قطب ايجاد نمايد.
نكته: مي توان يك ماشين DC را معادل يك ماشين AC دانست كه يكسو كننده مكانيكي به آن اضافه شده است.سيم پسچ تحريك فقط يك ميدان مغناطيسي براي ما ايجاد ميكند.

انواع ماشينهاي جريان مستقيم:

۱- ژنراتورهاي ( مولد ) DC
2- موتورهاي DC

 

انواع ژنراتورهاي DC :
1-مولد DC با تحريك جداگانه :
سيم پيچ ميدان اين ژنراتور به وسيله يك منبع ولتاژ مستقل تحريك ميشود.
اين ژنراتور هنگاميكه يك حوزه وسيعي از تغييرات ولتاژ خروجي مورد نياز باشد استفاده ميشود.
كاربرد : بدليل قابليت تنظيم ولتاژ در محدوده وسيع در تنظيم دور موتورها وتحريك مولدهاي بزرگ در نيروگاهها مورد استفاده قرار ميگيرد.
۲-مولد شنت :
سيم پيچ ميدان با سيم پيچ آرميچر موازي بسته ميشودو به همين دليل به آن سيم پيچ شنت يا موازي ميگويند. تعداد حلقه هاي سيم پيچ شنت بسيار زياد است و جريان اين سيم پيچ كم حدود ۵ درصد جريان اسمي آرميچر ميباشد. ( جريان بايد كم باشد تا در جريان اصلي اثر كمي بگذارد.)
كاربرد: از اين مولد در شارژ باطري ها و تامين برق روشنايي اضطراري و تغذيه سيم پيچ مولد هاي نيروگاهي استفاده مي شود.
۳- مولد سري: كه سيم پيچ ميدان (سيم پيچ سري تحريك) با سيم پيچ آرميچر سري بسته مي شود. سيم پيچ سري داراي تعداد حلقه هاي كمتر بوده ولي جريان عبوري آن نسبتاُ زياد است.(زيرا جريان آن همان جريان اصلي است) تا معادل mmf سيم پيچ شنت توليد شود.
كاربرد مولد سري :
بدليل داشتن گشتاور راه اندازي زياد در وسايل حمل و نقل مانند مترو و جرثتقيلهاي برقي استفاده ميشود.
۴-مولد كمپوند :

اگر از هر دو سيم پيچ شنت وسري جهت تحديك مولد استفاده شود، مولد DC يا كمپوند ميگويند ، كه داراي دو نوع كمپوند اضافي و نقصاني ميباشند.

كمپوند اضافي :
اگر نيرو محركه مغناطيسي سيم پيچ سري ، نيرو محركه مغناطيسي سيم پيچ شنت را تحريك كند، مولد كمپوند اضافي گويند. كه داراي دو نوع شنت بلند و شنت كوتاه ميباشد

مولد كمپوند اضافي بسته به تعداد دورهاي سيم پيچ سري ميتواند يكي از سه حالت زير باشد :
الف) فوق كمپوند : (تعداد دهر سيم پيچ سري زياد است) در مواردي استفاده ميشود كه بايستي ولتاژ بار ثابت باشد. ولي به علت وجود فاصله بين مولد و مصرف كننده در سيمها افت ولتاژ به وجود مي آيد. در اين حالت افزايش ولتاژ خروجي مولد، افت ولتاژ خط را جبران ميكند و به مصرف كننده ولتاژ ثابت ميرسد.

ب)تخت : نيروي محركه مغناطيسي سيم پيچ سري و موازي با هم برابر بوده و جايي استفاده ميشود كه نياز به ولتاژ ثابتي باشدو فاصله بين مولد و مصرف كننده كم باشد

ج)زير كمپوند : اثر آمپر دور سيم پيچ سري ناچيز مي باشد(ـبه علت تعداد دور كم سيم پيچ سري) و در تحريك مولد هاي نيروگاهي نقش موثري دراد
كمپوند نقصاني :

كمپوند نقصاني هنگامي كه شار سيم پيچ سري باعث كاهش و نقصان اثر شار سيم پيچ شنت شود و در جوشكاري قوس الكتريكي استفاده مي شود.

تذكر : كمپوند نقصاني و كمپوند اضافي داراي دو نوع شنت بلن و شنت كوتاه مي باشند
كه اگر سيم پيچ سري با سيم پيچ ارميچر با هم سري بسته شوند شنت بلند گفته و اگر سيم پيچ شنت با سيم پيچ ارميچر موازي قرار گيرد شنت كوتاه مي گويند.

ژنراتورها
ژنراتورها همواره یکی از مهمترین عناصر شبکه قدرت بوده و نقش کلیدی در تولید انرژی و کاربردهای خاص دیگر ایفاء کرده است . ساخت اولین نمونه ژنراتور (سنکرون) به انتهای قرن ۱۹ برمی گردد. مهمترین پیشرفت انجام شده در آن سالها احداث اولین خط بلند انتقال سه فاز از لافن به فرانکفورت آلمان بود. در کانون این تحول ، یک هیدروژنراتور سه فاز ۲۱۰ کیلو وات قرار گرفته بود. عیلرغم مشکلات موجود در جهت افزایش ظرفیت و سطح ولتاژ ژنراتورها، در طول سالهای بعد تلاشهای گسترده ای برای نیل به این هدف صورت گرفت. مهمترین محدودیتها در جهت افزایش و سطح ولتاژ ژنراتورها ، ضعف عملکرد سیستمهای عایقی و نیز روشهای خنک سازی بود .در راستای رفع این محدودیتها ترکیبات مختلف عایقهای مصنوعی، استفاده از هیدروژن برای خنک سازی و بهینه سازی روشهای خنک سازی با هوا نتایج موفقیت آمیزی را در پی داشت به نحوی که امروزه ظرفیت ژنراتورها به بیش از ۱۶۰۰DC افزایش یافته است. در جهت افزایش ولتاژ ، ابداع پاورفرمر در انتهای قرن بیستم توانست سقف ولتاژ تولیدی را تا حدود سطح ولتاژ انتقال افزایش دهد. به نحوی که برخی محققان معتقدند در سالهای نه چندان دور ، دیگر نیازی به استفاده از ترانسفورماتورهای افزاینده نیروگاهی نیست.
همچنین امروزه تکنولوژی ژنراتورهای ابررسانا بسیار مورد توجه است، انتظار می رود با گسترش این تکنولوژی در ژنراتورهای آینده ، ظرفیتهای بالاتر در حجم کمتر قابل دسترسی باشند.ژنراتورها:ماشین هایی هستند که انرژی مکانیکی را از محرک اصلی به یک توان الکتریکی در ولتاژ و فرکانس خاصی تبدیل می نماید.کلمه سنکرون به این حقیقت اشاره دارد که فرکانس الکتریک این ماشین با سرعت گردش مکانیکی شفت قفل شده است ، ژنراتورسنکرون برای تولید بخش اعظم توان الکتریکی در سرتاسر جهان به کار می رود.

دو اصل فیزیکی مرتبط با عملکرد ژنراتورها وجود دارد. اولین اصل فیزیکی اصل القائی الکترومغناطیسی کشف شده توسط مایکل فاراده دانشمند بریتانیایی است. اگر یک هادی در یک میدان مغناطیسی حرکت کند یا اگر طول یا حلقه ی القائی ساکنی جهت تغییر استفاده شود. یک جریان ایجاد میشود یا القاء می شود. اگر یک جریان از میان یک کنتاکتور که در میدان مغناطیسی قرار گرفته ، عبور کند میدان ، نیروی مکانیکی بر آن وارد می کند.

ژنراتور ها دارای دو اصل هستند: قسمتها و میدان که آهنربای الکترو مغناطیسی با سیم پیچ هایش و آرمیچر و ساختاری که از کنتاکتورحمایت می کند و کار قطع میدان مغناطیسی و حمل جریان القاء شده ژنراتور یا جریان ناگهانی به موتور را دارد است . آرمیچر معمولا” هسته ی نرم آهنی اطراف سیم های القائی که دور سیم پیچ ها پیچیده شده اند ، است .
ژنراتور ها از دو قسمت تشکیل شده اند: قسمت متحرک را رتور و قسمت ساکن آن را استاتور می گویند . رتور ها نیز از نظر ساختمان دو دسته اند: ماشین های قطب صاف و ماشین های قطب برجسته.

همچنین ژنراتورها بسته به آنکه نوع وسیله گرداننده رتور آنها چه نوع توربینی باشد به صورت زیر تقسیم می شوند:۱) توربو ژنراتورها: در این وسیله گرداننده رتور ، توربین بخار است و چون توربین بخار جزء ماشین های تند گرد است بنابراین توربوژنراتور دارای قطب های صاف بوده و این ماشین توانائی ایجاد دورهای بسیاربالا را در قدرت های زیاد دارد امروزه اغلب توربوژنراتورها را دو قطبی می سازند چون با افزایش سرعت گردش کار توربین های بخار با صرفه تر وارزان ترتمام می شود.۲)

هیدرو ژنراتور ها : در آن وسیله گرداننده رتور توربین آبی است و چون توربین آبی دارای دور کم است بنابراین هیدروژنراتور دارای قطب برجسته بوده و دارای سرعت کم می باشد.۳) دیزل ژنراتور ها : در قدرت های کوچگ و اظطراری وسیله گرداننده رتور دیزل است که در این موره هم قطب های رتور آن برجسته می باشد.ساختمان و اساس کار ژنراتور سنکرون:در یک ژنراتور سنکرون یک جریان DC به سیم پیچ رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود. سپس رتور مربوط به ژنراتور به وسیله محرک اصلی چرخانده میشود ، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین بوجود آید.این میدان مغناطیسی ، یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القاء می نماید.

در یک ماشین دو عبارت در توصیف سیم پیچ ها بسیار مورد استفاده است یکی سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر. بطور کلی عبارت سیم پیچ های میدان به سیم پیچ هایی گفته می شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می نماید و عبارت سیم پیچ های آرمیچر به سیم پیچ هایی اتلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می شود . برای ماشین های سنکرون ، سیم پیچ های میدان در رتور است.
رتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهنربای الکتریکی بزرگ است . قطب های مغناطیسی در رتور می تواند از نوع برجسته یا غیر برجسته باشد . کلمه برجسته به معنی قلمبیده است و قطب برجسته ، یک قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می باشد. ازطرف دیگر ، یک قطب برجسته یک قطب مغناطیسی هم سطح با سطح رتور است . یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولا” برای موارد ۲ یا ۴ قطبی بکار می روند . در حالی که رتورهای برجسته برای ۴ قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغیر است برای کاهش تلفات ، آن را از لایه های نازک می سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود ، چون رتور می چرخد ، نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان DC به سیم پیچ های میدانش دارد برای انجام این کار ۲ روش موجود است :

۱) تهیه توان DC از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ های لغزان و جاروبک .
۲) فراهم نمودن توان DC از یک منبع توان DC که مستقیما” روی شفت ژنراتورهای سنکرون نصب می شود.ساختمان و اساس کار ژنراتور سنکروندر یک ژنراتور سنکرون یک جریان dc به سیم پیچ رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود. سپس روتور مربوط به ژنراتور به وسیله یک محرک اصلی چرخاند می شود، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین به وجود آید . این میدان مغناطیسی یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القاء می نماید.

در یک ماشین دو عبارت در توصیف سیم پیچ ها بسیار مورد استفاده است: یکی سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر. بطور کلی عبارت سیم پیچ ها ی میدان به سیم پیچ هایی گفته می شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می کند. عبارت سیم پیچ های آرمیچر به سیم پیچ هایی اطلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می شود

برای ماشین های سنکرون، سیم پیچ های میدان در رتور است.روتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهن ربای الکتریکی بزرگ است. قطب های مغناطیسی در رتور می تواند از نوع برجسته و غیر برجسته باشد. کلمه برجسته به معنی (قلمبیده )است و قطب برجسته یک قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می باشد. از طرف دیگر یک قطب برجسته، یک قطب مغناطیسی هم سطح با سطح رتور است. یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولاً برای موارد ۲ یا چهار قطبی به کار می روند. در حالی که رتور های برجسته برای ۴ قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغییر است برای کاهش تلفات، آن را از لایه های نازک می سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود. چون رتور می چرخد نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان DC به سیم پیچ های میدانش دارد.برای انجام این کار ۲ روش موجود است :۱- از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ های لغزان و جاروبک .

۲- فراهم نمودن توان DCاز یک منبع توان DC ، که مستقیما” روی شفت ژنراتورسنکرون نصب میشود.رینگ های لغزان بطور کامل شفت ماشین را احاطه می کنند ولی از آن جدا هستند. یک انتهای سیم پیچ DC به هر یک از دو انتهای رینگ لغزان در شفت موتور سنکرون متصل است و یک جاروبک ثابت روی هررینگ لغزان سر می خورد . جاروبک ها بلوکی از ترکیبات گرافیک مانند هستند که الکتریسیته را به راحتی هدایت می کنند ولی اصطکاک خیلی کمی دارند و لذا روی رینگ ها خوردگی بوجود نمی آورد. اگر سمت مثبت منبع ولتاژ DC به یک جاروبک و سر منفی به جاروبک دیگروصل می شود. آنگاه ولتاژ ثابتی به سیم پیچ ، جدااز مکان و سرعت زاویه ای آن ، میدان درتمام مدت اعمال می شود. رینگ های لغزان و جاروبک ها به هنگام اعمال ولتاژ DC چند مشکل برای سیم پیچ های میدان ماشین سنکرون تولید می کنند آنها نگهداری را در ماشین افزایش می دهند ، زیرا جاروبک بایدمرتبا” به لحاظ سائیدگی چک شود. علاوه برآن ، افت ولتاژ جاروبک ممکن است تلفات قابل توجه توان را همراه با جریان های میدان به دنبال داشته باشد . علیرغم این مشکلات رینگ های لغزان روی همه ماشین های

سنکرون کوچک تر بکار میرود. زیرا راه اقتصادی تر برای اعمال جریان میدان موجود نیست .در موتور ها و ژنراتورهای بزرگ تر ، از محرک های بی جاروبک استفاده می شود تا جریان میدان DC را به ماشین برسانند یک محرک بی جاروبک ، یک ژنراتور AC کوچکی است که مدار میدان آن روی استاتور و مدار آرمیچر آن روی رتور نصب است خروجی سه فاز ژنراتور محرک یکسو

 

شده و جریان مستقیم توسط یک مدار یکسو ساز سه فاز که روی شفت ژنراتور نصب است حاصل می شود که بطور مستقیم به مدار میدان DC اصلی اعمال میگردد. با کنترل جریان میدان DC کوچکی از ژنراتور محرک (که روی استاتور نصب می شود) می توان جریان میدان را روی ماشین اصلی و بدون استفاده از رینگ های لغزان و جاروبک ها تنظیم کرد. چون اتصال مکانیکی هرگز بین رتور و استاتور بوجود نمی آید ، یک محرک جاروبک نسبت به نوع حلقه های لغزان و جاروبک ها ، به نگهداری کمتری نیاز دارد. برای اینکه تحریک ژنراتور بطور کامل مستقل از منابع تحریک بیرونی باشد، یک محرک پیلوت کوچکی اغلب در سیستم لحاظ میگردد . محرک پیلوت ، یک ژنراتور AC کوچک با مگنت های (آهن ربا ) دائمی نصب شده

بر روی شفت رتور و یک سیم پیچ روی استاتور است . این محرک انرژی را برای مدار میدان محرک بوجود می آورد که این به نوبه خود مدار میدان ماشین اصلی را کنترل می نماید . اگر یک محرک پیلوتروی شفت ژنراتور نصب شود آن گاه هیچ توان الکتریکی خارجی برای راندمان ژنراتور لازم نیست .بسیاری از ژنراتور های سنکرون که دارای محرک های بی جاروبک هستند ، دارای رینگ های لغزان و جاروبک نیز هستند بنابراین یک منبع اضافی جریان میدان DC در موارد اضطراری در اختیار است . استاتور ژنراتور های سنکرون معمولا” در دو لایه ساخته می شوند : خود سیم پیچ توزیع شده و گام های کوچک دارد تا

مولفه های هارمونیک ولتاژ ها و جریان های خروجی را کاهش دهد .چون رتور باسرعتی برابر باسرعت میدان مغناطیسی می چرخد ، توان الکتریکی با فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز تولید می شود و از ژنراتور بسته به تعداد قطب ها باید با سرعت ثابتی بچرخد مثلا” برای تولید توان ۶۰هرتز در یک ماشین دو قطب رتور باید با سرعت ۳۶۰۰ دور در دقیقه بچرخد . برای تولید توان ۵۰هرتز در یک ماشین ۴ قطب ، رتور باید با سرعت ۱۵۰۰ دور دردقیقه دوران کند .


تاریخ : دو شنبه 13 ارديبهشت 1395
بازدید : 423
نویسنده : سعید نصری

مقاله اسيلوسکوپ چيست؟

اسيلوسکوپ  دستگاه را مي توان به چهار قسمت طبقه بندي کرد

1.    گروه کنترل

2.    گروه کنترل عمودي

3.    گروه کنترل افقي

4.    گروه کنترل تريگر

گروه کنترل شامل:

الف)کليد روشن وخاموش: اين کليد که باpower مشخص مي شود براي روشن وخاموش کردن است. پس از روشن کردن چند ثانيه طول مي کشد تا اسيلوسکوپ به حالت عاديخود برگردد.

ب)کليد شدت(Intensity): اين کليد براي کنترل ميزان روشنايي نقطه نوراني است

پ)کليد تمرکزاشعه: اين کليد با FOCUS نمايان است و براي تنظيم نقطه نوراني بکار مي رود.

گروه کنترل عمودي:

که براي موقعيت ووضعيت عمودي اشعه است شامل:

الف) کليد INPUT : اين کليد محل ورودي سيگنال به اسيلوسکوپ است و به صورت يک سوکتBNC مي باشد.سيگنال توسط يک سيم کواکسيال به اين رابط BNC وصل مي شود.

ب) کليد انتخاب ورودي: اين کليد داراي سه وضعيت AC-GND-DC است و نحوه ارتباط سيگنال ورودي ره به داخل اسيلوسکوپ تعيين مي کند.اگر کليد در حالت AC قرار گيرد تنها قسمت متناوب سيگنال ورودي به مدارات اسيلوسکوپ ميرود.

اگر در حالت DC قرار گيرد مقادير DC موج را که به همراه داردبه مدارهاي داخلي وصل مي کند در حالت GNC ورودي تقويت کننده بهزمين وصل مي شود.

پ)موقعيت عمودي:که با کليد position مشخص شده است ميتواند اشعه را در راستايعمودي حرکت دهد.

ت) کليد VOLTS/DIV يا زمان بر قسمت يا تضعيف کننده مرحله اي: ميدانيم که بهره تقويت کنندهاسيلوسکوپ بايستي قابل تغيير باشد تا بتواند سيگنال هاي مختلف با دامنه هاي متفاوترت روي صفحه نمايش دهد و از صفحه خارج نشود. اين کليد که باVOLTS/DIV مشخص شده است وقتي سيگنال به ورودي اعمال شود و روي صفحه اسيلوسکوپ نمايش داده شود، مقدار واقعي آن به بعداد تقسيمات که روي صفحه اشغال شده و مقدار تضعيف کننده بستگي دارد. براي مثال يک سيگنال به شرح زير بدست مي آيد.

تقسيم6.4 = دامنه پيکتا پيک روي صفحه.

(قسمت/ولت)0.2 =مقدار تضعيف کننده.    

1.28 = 0.2 * 6.4 =مقدار واقعي.

علاوه بر تضعيف کننده مر حله ايي که بصورت پله ايي تغيير مي کند روي اين کليد، يک ولوم قرمز رنگ وجوددارد که به صورت پيوسته تغيير مي کند که هميشه بايستي در وضعيتي قرار گيرد که موجرا يک برابر کند، تا بتوانيم اندازه گيري دقيقي داشته باشيم.

گروه کنترل افقي:

اين گروه کليد هاتعيين کننده وضعيت انحرافي افقي اشعه و نحوه جاروب صفحه اسيلوسکوپ هستند و شامل کليد هاي زير است.

الف)جاروب افقي:که با SEC/DIV يا زمان بر قسمت مشخص شده است اين کليد اصليترين کليد کنتري افقي است و براي کنترل زمان حرکت اشعه در مسير افقي صفحه است ونشان مي دهد که چقدر زمان طول مي کشد تا اشعه يک قسمت روي صفحه را طي کند اين کليدبر حسب ثانيه به تقسيم(SEC/DIV) يا ميلي ثانيه به تقسيم(MSEC/DIV) و ميکرو ثانيه به تقسيم(mSEC/DIV)تنظيم شده است. و به صورتناپيوسته حرکت داده مي شود بدين ترتيب مي توان با اندازه گيري تعداد تقسيمات افقيکه يک موج کامل اشغال کرده طول موج و در نتيجه فرکانس موج را محاسبه کرد، مثلا درهمان شکل قبلي محاسبات چنين است:

تقسيم 4.8 = تعدادتقسيمات يک موج.

ثانيه 0.2 = کليدکنترل جاروب افقي.

ثانيه0.096 = 4.8 *0.2 =زمان تناوب يک سيکل کامل.

هرتز 1.04 =0.096/1=زمان تناوب/1 = فرکانس.

البته روي کليد جاروبافقي(SEC/DIV) يک کليد پيچشي قرمز رنگ ديگر وجود دارد کهبجاي تغييرات پله ايي امکان تغييرات پيوسته را ايجاد مي کند.

ب)موقعيت افقي:اين کليد position نشان داده شده است که براي تغيير افقي سيگنال به چپ و راست به کار مي رود و از آن براي دقت در اندازه گيري تقسيمات افقي يک سيگنال بکار مي برند.

پ)چند برابر کننده:اگر جاروي افقي بر روي اين کليد قرار داشته باشد مثلا(10MEG * ) آنگاه جاروب با سرعت 10 برابر يعني 1MSEC/DIVحرکت مي کند.

ت)کليد SWEEP MODE يا حالت هاي مختلف جاروب: که با MODE مشخص شده است اين کليدداراي سه حالت AUTO و NORM و X-Y است.

 در حالت AUTO حتي اگر سيگنال ورودي وصل نباشد جاروب افقي به صورت متناوب انجاممي گردد و در حالت NORM حتما بايد سيگنال وروديباشد تا جاروب افقي انجام شود وگرنه صفحه اسيلوسکوپ تاريک است در حالتX-Y مدار تريگر قطع شده و از کانال هاي 1 و 2 به عنوان محور X (افقي) و محور Y (عمودي) استفاده مي شود.

گروه کنترل تريگر:

تريگر در الکترونيک به آتش کردن و يا تحريک کردن معني شده است در اسيلوسکوپ به معني زمان شروع جاروبا فقي است. در مدل هاي قديمي اسيلوسکوپ اين زمان به صورت ثابت صورت مي گيرد يعني مدار تريگر را طوري تنظيم مي کردند که هرگاه سيگنال ورودي در جاي خاصي باشد؛ مثلادر حال عبور از صفر به سمت يک مقدار مثبت(شروع سيکل مثبت) است مدار تريگر تحريکشده و جاروب افقي صورت مي گيرد. در نتيجه هميشه سيگنال ورودي از شروع سيکل مثبت برروي صفحه نمايش داده مي شود. به اين گونه اسيلوسکوپ نوع تريگر داخلي ثابت مي گوينددر مدار هاي جديد تريگر قابل کنترل است و مي توان در يک زاويه مشخص از سيگنال ورودي مدار تريگر را به کار انداخت ات سيگنال ورودي از آن لحظه به بعد ديده شود.

قسمت کنترل تريگرداراي کليدهاي زير است:

الف)سطح تريگر که با LEVEL مشخص مي شود. توسط اين کليد چرخان مي توان زمان شروع تريگر راطوري تنظيم کرد که مطابق باشد با زمان يک دامنه مشخص از سيگنال ورودي، دامنهسيگنال مورد نظر ميتواند منفي؛مثبت يا صفر باشد.

ب)کليد نوع اتصال تريگرکه با SOURCE نشان داده شده است داراي پنج حالت است.

1.    V.MODE اگر چنانچه دکمه در وضعيت V.MODE قرار گيرد موج دندانه اره اي به صفحات انحراف افقي وصل مي باشد. واز اين کليد وقتي استفاده مي شود که از هر دو کانال استفاده شود.

2.    CH1 در اين حالت کليد MODE بايد در وضعيت CH1 يا CH2 قرار گيرد

3.     CH2  سمت چپ درهمان وضعيت قرار گيرد.

4.    LINE اين وضعيت وقتي است که برق شهر بجاي موجدندانه اره اي بکار مي رود.

5.    EXT در اين حالت موج دندانه اره اي داخلي قطعشده و مي توان از خارج توسط ورودي EXT به صفحات افقي موج دلخواهوصل کرد.

ج)کليدهاي کوپلينگ(coupling) سه حالت، AC و FRAME و LINE دارد که در دو حالت اخيربراي کارهاي ويدئويي و تلويزيون انتخاب مي شود سطح LEVEL اثر ندارد و از يک سطح ولتاژ مشخص از موج دستگاه خود به خود نزديکمي کند. حالتAC وقتي است که براي فرکانس هاي خيلي بالااستفاده مي شود. کليدهاي مدهاي ورودي که با (MODE ) مشخص شده است چهار حالت دارد:

الف)کانال يک(CH1) و کانال دو(CH2 ) که نشان دهنده ايناست که چه کانالي روي صفحه ديده شود.

ب)ALT يا (Alternate) براي ديدن همزمان دو موجکه با کانال هاي 1 و 2 وارد شده اند، در اين حالت بايستي فرکانس موج ها زياد باشدتا چشمک بر روي صفحه ديده ديده نشود. زيرا الکترون يک بار موج کانال 1 و يک بارموج کانال 2 را نشان مي دهد.

پ)(CHOPE) اين حالت براي ديدن همزمان دو کانال ولي براي موج هاي با فرکانسکم مي باشد زيرا در اين حالت يک لحظه از کانال 1 و يک لحظه از کانال 2 نمايش ميدهد.

 

انجام آزمايش هاي مربوط به اسيلوسکوپ

نام آزمايش: کار بااسيلوسکوپ

هدف آزمايش:شناخت پانل اسيلوسکوپ، کاليبره کردن اسيلوسکوپ، کاليبره کردن پروب نحوه اعمال سيگنال به اسيلوسکوپ، اندازه گيري دامنه ولتاژ، اندازه گيري زمان تناوب و محاسبه فرکانسسيگنال.

قبل از شروع آزمايش به ياد داشته باشيد که کليه دستگاه هاي اندازه گيري از جمله اسيلوسکوپ بسيار حساس هستند؛ لذا هنگام کار کردن با اسيلوسکوپبه نکات زير دقيقا توجه کنيد.

1.    هنگام تغيير رنج کليدسلکتورها، به آرامي و با دقت، رنج ها را عوض کنيد زيرا کنتاکت ثابت اکثر سلکتورهااز نوع مدار چاپي است و احتمال خراب شدن آنها زياد است.

2.    شدت نور را، مخصوصاهنگامي که اسيلوسکوپ روي X-Y قرار دارد بيش از اندازهزياد نکنيد، در اين حالت موج جاروب صفحات انحراف افقي قطع مي شود و روي صفحه حساسفقط يک نقطه نقش مي بندد. در اين حالت اشعه به طور مداوم به صفحه مي تابد و موادفسفرسانس آن نقطه را خراب مي کند. اين خرابي منجر به ايجاد يک لکه سياه روي صفحهمي شود.

3.    کليد هاي فشاري روي پانل اسيلوسکوپ را هنگام تغييرحالت به آرامي فشار دهيد.

4.    اسيلوسکوپ را درمکاني قرار دهيد که امکان افتادن آن به طور مطلق وجود نداشته باشد.

5.    اسيلوسکوپ را درمکاني قرار دهيد که اطراف آن حرارت زياد(مانند بخاري و ...) وجود دارد يا نورخورشيد مستقيما به آن مي تابد قرار ندهيد.

6.      سيم پروب راهيچگاه نکشيد.

7.    چنانچه ولتاژ مورداندازه گيري در ابتدا مشخص نيست از حالت10* (ضربدر 10) پروب استفاده کنيد رنج کليدسلکتورVolt/Div را در بيشترين مقدار خود قرار دهيد.

8.    چنانچه بعد از روشنکردن اسيلوسکوپ اشعه روي صفحه حساس ظاهر نشد از مربي آزمايشگاه کمک بگيريد.

رنج کليد سلکتور Time/Div *تعداد خانه هاي در بر گرفته شده ي يک سيکلکامل=زمان تناوب T

با داشتن زمان تناوبيک سيگنال مي توان با استفاده از رابطه فوق فرکانس را محاسبه کرد.

 

 

بنابراين توسط اسيلوسکوپ هاي معمولي نمي توان فرکانس را به طور مستقيم اندازه گيري کرد؛ بلکه ابتدا بايد زمان تناوب آن را از روم صفحه حساس محاسبه کرد و سپس به کمک رابطه بالامقدار فرکانس را به دست آورد.

ث) حال دامنه وفرکانس سيگنال ژنراتور را به دلخواه تغير دهيد و کليد سلکتور هاي Time/Div را طوري تنظيم کنيد که حدود دو سيکل کامل و دامنه 3 خانه روي صفحه حساس نقش بندد.

ج)شکل موج روي صفحهحساس را در شکل رسم کنيد.

چ)دامنه و فرکانس موج رسم شده در شکل را محاسبه کنيد.

سوال: به طور مشروح توضيح دهيد که از اين آزمايش ها چه نتيجه ايي گرفته ايد.

منحني هاي ليساژور:

اگر دو نيرو درامتداد هاي عمود بر هم به جسمي وارد شوند و هر کدام از آنها يک حرکت نوساني به جسم بدهند جسم تحت تاثير اين دو نيرو مسير بسته ايي را طي مي کند که شکل آن مسير ها راليساژور گويند.

موقعي که پرتوالکتروني از ميان صفحه هاي خازني عبور کند تحت اثر ميدان الکتريکي داراي حرکتنوساني خواهد بود و روي صفحه اسيلوسکوپ يک خط مشاهده مي شود. اکنون اگر به دو خازندو ولتاژ نوساني متصل شود الکترون ها در دو سطح عمودبرهم نوسان خواهند داشت. درحالتي که نسبت بسامد دو ولتاژ متغيير دو عدد درست باشد يکي از اشکال ليساژور رويصفحه اسيلوسکوپ تشکيل مي شود.

 

اندازه گيري اختلاف فاز به روش اشکال ليساژور:

روش اندازه گيرياختلاف فاز توضيح داده شده، يکي از دقيق ترين روش هاي اندازه گيري اختلاف فاز است.روش ديگري نيز وجود دارد که بيشتر در اسيلوسکوپ هاي يک کاناله از آن استفاده ميشود.

در شکل زير در اينروش از اشکال ليساژور استفاده مي شود.يک نمونه از اشکال ليساژور رسم شده است دراين روش MODE بايد روي X-Y قرار گيرد.


به وبلاگ من خوش آمدید

آیا از این وب سایت رضایت دارید؟


نام :
وب :
پیام :
2+2=:
(Refresh)

تبادل لینک هوشمند

برای تبادل لینک ابتدا ما را با عنوان کلیات برق (الکترونیک و الکتروتکنیک) و ماشین و آدرس electronicmachine.LXB.ir لینک نمایید سپس مشخصات لینک خود را در زیر نوشته . در صورت وجود لینک ما در سایت شما لینکتان به طور خودکار در سایت ما قرار میگیرد.






آمار وب سایت:  

بازدید امروز : 1
بازدید دیروز : 0
بازدید هفته : 19
بازدید ماه : 80
بازدید کل : 6542
تعداد مطالب : 12
تعداد نظرات : 0
تعداد آنلاین : 1


RSS

Powered By
loxblog.Com