مصرف انرژی حافظه ها برخلاف ماژول های سخت افزاری عمومی است اساساً مستقل از فعالیت ورودی. در واقع آنچه مهم است این است که آیا ما هستیم صرف نظر از مقدار ، مقداری را از حافظه می خوانند یا می نویسند
این ویژگی به شما امکان می دهد مصرف انرژی حافظه را کاملاً انتزاعی مدل کنید روش ، با آشکار کردن دو متغیر مستقل موثر بر آن: هزینه جایی که ctot تعداد کل دسترسی به حافظه است و ei هزینه هر یک است دسترسی به خاطر سادگی ، همه دسترسی ها را به یک اندازه اندازه می گیریم (یعنی انجام می دهیم.)
هزینه مطالعه را از هزینه نوشتن متمایز نکنید). معادله 1 دو مقداری را که می توانیم برای کاهش انرژی در نظر بگیریم ، نشان می دهد مصرف یک سیستم حافظه و در کل مقاله استفاده خواهد شد یک مرجع. بنابراین می توان تکنیک های کاهش انرژی حافظه را طبقه بندی کرد با توجه به اینکه متغیر بهینه شده است یک حافظه چند پورت به سادگی یک حافظه است که امکان همزمان چندگانه را فراهم می کند برای خواندن و نوشتن به هر مکانی در حافظه دسترسی پیدا می کند. خاطرات چند پورت به طور معمول به عنوان حافظه مشترک در طرح های چند پردازنده استفاده می شوند ، و به خصوص به عنوان بافرهای FIFO دو سر برای رابط اتوبوس یا برای بافر ویدئو / گرافیک. دسترسی های چندگانه همزمان با کپی کردن برخی از امکان پذیر است
منابع مورد نیاز برای دسترسی به سلول: آدرس و پین های داده ، کلمات ، و خطوط بیت. شکل 5.1 ساختار یک SRAM دو پورت معمولی را نشان می دهد سلول ، و به ویژه خط اضافی کلمه (با ترانزیستورهای مربوطه) و بیت خط اضافی در بعضی از دستگاه ها ، سربار اضافی نیز برای مدیریت همگام سازی مورد نیاز است
از نوشتن چندگانه در یک سلول ؛ این از طریق نوعی مدیریت می شود سمافر سخت افزاری که دسترسی های همزمان را سریال سازی می کند. افزایش پهنای باند ارائه شده توسط حافظه های چند پورت در حال حاضر است .
حافظه های چند پورت را می توان با انعطاف پذیری پورت ها نیز مشخص کرد. در برخی از دستگاه های حافظه ، برخی از درگاه ها می توانند تخصصی باشند ، به عنوان مثال ، آنها اجازه می دهند فقط نوعی دسترسی (خواندن یا نوشتن) مصرف انرژی حافظه های چند پورت به طور خطی با مقیاس مقیاس نمی گیرد
تعداد پورت ها به عنوان مثال ، هزینه انرژی برای دسترسی به یک پورت دوتایی حافظه بیش از دو برابر انرژی مورد نیاز برای دسترسی به a است
حافظه تک پورت در همان اندازه. ب) هنگامی که یک حافظه چند پورت به عنوان یک حافظه مشترک در یک پردازنده چندگانه استفاده می شود سیستم ، مواردی وجود دارد که همه پورتها به طور همزمان استفاده نمی شوند.
در حقیقت ممکن است این اتفاق بیفتد که الگوی دسترسی برنامه باشد اجازه نمی دهد مجموعه ای از دسترسی ها (از پردازنده ها) را به یک گروه تقسیم کنید دسترسی تک ، چند پورت. در این موارد ، باید این واقعیت را در نظر بگیریم که مصرف انرژی به طور خطی با تعداد پورتهایی که مقیاس دارند ، نیست
به طور همزمان قابل دسترسی هستند. به عنوان مثال ، هزینه انرژی برای دسترسی یک پورت واحد در حافظه دو پورت بزرگتر از پورت دسترسی به a است حافظه تک پورت در همان اندازه. با اشاره به مدل معادله 1 ، استفاده از حافظه های چند پورت ctot را کاهش می دهد ، اما این به معنای افزایش قابل توجه هزینه دسترسی است
قیمت مساحت افزایش یافته ، منابع سیم کشی و مصرف برق. زیرا از این سربار قابل توجه ، حافظه های چند پورت معمولاً به a محدود می شوند در واقع دسترسی P به طور موازی (به عنوان مثال ، در یک چرخه حافظه) را امکان پذیر می کند. بنابراین ، با انتخاب صحیح تعداد پورت های حافظه در مقابل تعداد پردازنده ها ، مسئله همگام سازی دسترسی های همزمان است
به راحتی قابل حل است. پذیرفتن حافظه های چند پورت اما بهای قابل توجهی دارد افزایش سطح ، منابع سیم کشی و مصرف انرژی. در از طرف دیگر ، به نظر می رسد تنها معماری مبتنی بر حافظه های چند پورت است گزینه مناسب در مواردی که بهینه سازی پهنای باند از اولویت مطلق برخوردار است.
بر اساس دسترسی حافظه ، یک بلوک حافظه را به چندین بلوک تقسیم می کنیم مشخصات ، در ابتدا توسط بنینی و همکاران پیشنهاد شد. [10] تکنیک آنها از این واقعیت سوits استفاده می کند که ، به دلیل موقعیت مکانی بالایی که توسط برنامه های جاسازی شده به نمایش گذاشته شده است ، توزیع منابع حافظه یکنواخت نیست. به عنوان یک نتیجه، برخی از مکانهای حافظه بیشتر از بقیه دسترسی خواهند داشت.
پارتیشن بندی با تقسیم فضای آدرس (ذخیره شده در یک بلوک حافظه یکپارچه) به فضاهای فرعی مجاور غیر همپوشانی (ذخیره شده) روی چندین بلوک حافظه کوچکتر).
در این کار ما یک معماری جایگزین برای حافظه مشترک ارائه می دهیم که از لحاظ پهنای باند ، مزایای رویکرد چند پورت را ترکیب می کند ، با مزایای مصرف انرژی و زمان دسترسی ، خاطرات تقسیم شده [5]. پیشنهاد ما استفاده از حافظه کوچک و تک پورت است بلوک به عنوان راهی برای دستیابی به پهنای باند حافظه همراه با کم تقاضای انرژی در طرح ما ، فضای آدرس دهی حافظه ترسیم شده است بانکهای تک پورت که به طور همزمان توسط پردازنده های مختلف قابل دسترسی هستند ، به طوری که برای بخش بزرگی از زمان اجرا رفتار یک دوگانه را تقلید می کند
حافظه بهره وری انرژی توسط دو واقعیت اعمال می شود: اول ، تک پورت بلوک ها دارای هزینه دسترسی به انرژی هستند که کمتر از هزینه های یکپارچه است (یا تک یا دو پورت) حافظه ؛ دوم ، نقشه برداری آدرس برنامه است ، و بنابراین داده های فرکانس دسترسی سلول برای تعیین بهینه استفاده می شود اندازه بلوک های حافظه بر اساس عبارات تحلیلی برای عملکرد و مصرف انرژی که اجازه می دهد تا معامله عملکرد انرژی را کشف کنیم ، ما به صورت تجربی ارائه می دهیم
کاهش مصرف انرژی به دلیل دو واقعیت حاصل می شود. اولین، هر بلوک کوچکتر از یکپارچه است و بنابراین دسترسی کمتری دارد هزینه (ویژه) دوم ، و بیشتر مرتبط ، هر بار فقط یکی از بلوک ها فعال است. با تقسیم صحیح فضای آدرس ، می توان به قسمت دسترسی داشت در اکثر مواقع کوچکترین بلوک ها را می گیرید و فقط گاهی به بزرگترین آنها دسترسی پیدا می کنید.
اجرای اصلی [10] از یک الگوریتم بازگشتی پیچیده استفاده می کند برای تعیین پارتیشن مطلوب با دانه دانه سازی دلخواه. در این کار خواهیم کرد ، ما از ایده آنها بهره خواهیم برد ، اما بدون استفاده از همان پارتیشن بندی موتور در حقیقت ، در مورد ما تقسیم بندی توسط دسترسی انجام می شود الگوهای بیش از یک پردازنده. پارتیشن بندی حافظه به طور خاص کاهش هزینه دسترسی ei را هدف قرار می دهد ، و ctot را تغییر نمی دهد ، زیرا الگوی دسترسی را تغییر نمی دهد
نتایج نشان می دهد که معماری جدید صرفه جویی در انرژی را به همان اندازه تضمین می کند 69٪ با توجه به پیکربندی حافظه دو پورت (54٪ با توجه به پایه ، معماری تک پورت) ، با بهبود قابل مقایسه پهنای باند حافظه. بقیه فصل به شرح زیر است. بخش 5.2 برخی از موارد را ارائه می دهد
مواد زمینه در مدل سازی انرژی حافظه ، حافظه های چند پورت ، و برنامه پارتیشن بندی حافظه بخش 5.3 نحوه تقسیم بندی را شرح می دهد از حافظه ها می توان برای دستیابی به یک معماری حافظه مشترک کم مصرف استفاده کرد.
بخش 5.4 مدلهای تحلیلی استفاده شده برای هدایت عملکرد انرژی را نشان می دهد موتور اکتشافی ، که در بخش 5.5 مورد بحث قرار گرفته است. بخش 5.6 نتایج بهینه سازی را برای مجموعه ای از برنامه های موازی استاندارد ارائه می دهد
شارژ بورد های CBO. از آنجا که احتمالاً غیرممکن خواهد بود ، راه حلهای مقاوم در برابر شارژ مورد نیاز است. یک رویکرد اول شامل اضافه شدن افزونه به طرح مدار به منظور با تغییر شکل ، دروازه های معیوب را جایگزین کنید [9]. این فقط در صورتی ارزشمند است که a مقدار معقول لوازم یدکی مورد نیاز است و اگر سربار منطقه بیش از حد نباشد بزرگ راه حل دیگر متعادل سازی تأثیر جبران انگلی است
اتهامات با اتهامات مخالف ذخیره شده در نزدیکی جزیره SET این مفهوم در مورد SET که ساختارهای نانو در آن وجود داشته است نشان داده شده است تعبیه شده [10-12]. دستگاه بدست آمده ادغام یک SET و یک Non است عملکرد حافظه فرار علاوه بر این ، می توان یک حلقه بازخورد را به به طور خودکار مرحله CBO را کنترل کنید [13]. حلقه بسته شده است تا تنظیم شود مقدار شارژ در گره حافظه ، سپس برای استفاده از باز می شود دستگاه برنامه های بالقوه دیگری نیز در مورد امکان تنظیم و مرحله CBO را بخاطر بسپارید. اولین نمونه تظاهرات یک دروازه ترکیبی SET-MOSFET که می تواند به صورت مع یا برنامه ریزی شود غیر مع [11]. این ویژگی به لطف یک فعال SET بدست آمده استدستگاهی که می تواند مثبت یا منفی کار کند منطقه رسانایی ، بسته به میزان شارژ ذخیره شده در ساختار نانو در نزدیکی در این حالت ، SET بسیار نازک ساخته شده است
فیلم SOI موج دار که در آن یک کانال نفوذ باریک منبع تخلیه و جیب الکترون که به عنوان گره حافظه کار می کند می تواند به طور طبیعی برای یک تشکیل شود دامنه تعصب در دروازه هیبریدی ، MOSFET فقط به عنوان بار استفاده می شد. از آنجا که نوسان ولتاژ خروجی فقط 10 میلی ولت بود ، یک بافر خروجی بوده است اجرا شده تکرارپذیری ساختار واضح نیست ، اما RT عملكرد و جيره جريان اوج به دره (PVCR) تا 102 بود به دست آمده. مهمترین مفهوم منطق قابل برنامه ریزی است با دستگاه های مبتنی بر SET امکان پذیر است ، زیرا دارای پتانسیل بالایی برای کم مصرف استو تراکم بسته بندی بالا طراحی آرایه منطقی قابل برنامه ریزی SET(PLA) نیز توسط K گزارش شده است .
توجه به این نکته مهم است که بسیاری از توابع دیگر را می توان با آنها طراحی کرد دستگاه های چند الکترون ، با بهره گیری از ویژگی های خاص خود. بخصوص، چندین ساختار حافظه که نویدبخش مصرف کم انرژی هستند گزارش شده اند [14-17]. برای مدارهای عصبی خوشه ای ، پیشنهاد شده است
برای ترکیب دستگاه های NVM MOSFET و مدار تک الکترون بر اساس آرایه های دروازه شناور multinanodot [18]. همچنین ، برخی از برنامه های آنالوگ و دستگاهها مورد مطالعه قرار گرفته اند ، مانند CCD [8] ، ADC [19] ، اندازه گیری [20] و NEMS [21]. با این حال ، اگرچه برخی از آنها نشان داده شده است ، اما بیشتر آنها هنوز در اثبات سطح مفهوم هستند .
برای ساخت SET ها ، هر نوع ماده رسانایی می تواند باشد استفاده شده. در حالی که تحقیقات اولیه در مورد مدار فلزی SET [2] انجام شده استتظاهرات عمدتا در سیلی [8-13] برای انجام می شود با استفاده از ماسفت و از سرمایه گذاری کلان در فناوری سیلی بهره مند شوید.
با این حال ، استفاده از مولکول ها برای کاربردهای واقعی می تواند سودمند باشد به دلیل نیاز اندازه که قبلاً بحث شد و به دلیل تولید مجدد ساختارهای در مقیاس نانو بسیار چالش برانگیز است. علاوه بر این ظرفیت بار مدارها باید برای مصرف برق بسیار کم باشد ملاحظات سرعت ، که به معنی اتصال کوتاه و باریک است.
امیدوار کننده ترین راه برای دستیابی به آن ، رویکرد از پایین به بالا است که به طور طبیعی استفاده می شود ساختارهای کوچک یا روش های مونتاژ خود تشکیل داده است. بهترین مثال این است نانولوله کربنی (CNT) که می تواند برای ساخت FET [22-23] ، SET استفاده شود [24] ، [25] و حتی آرایه های حافظه غیر فرار را بهم متصل می کند [26].
CNT استوانه ای طولانی از اتمهای کربن است که از ورقهای نورد شده تشکیل شده است گرافیت برای CNT Single Wall قطر به اندازه 1-5 نانومتر است. بسته به دستکاری آنها ، آنها مواد نیمه هادی یا فلزی هستند. تحرک آنها بسیار بالاتر از سیلی و بالستیک است حمل و نقل برای طول های کمتر از چند صدها نانومتر نشان داده شده است ، اما خصوصیات زیر آستانه CNFET بهتر از آن نیست ماسفت در سراسر جهان ، چندین تیم در حال تحقیق در مورد
رشد انتخابی یا رسوب CNT که دارای دستکاری مناسب باشد و در ارزیابی CNFET به عنوان کاندیدای بالقوه برای جایگزینی ماسفت در آینده است. برای برنامه های کم مصرف ، به لطف آنها ویژگی های حمل و نقل عالی [22] ، باید بتوان دروازه را کاهش داد overdrive و VDD ، در حالی که مشخصات ITRS را برآورده می کنند [1]. انواع مختلفی از مولکول ها نیز در حال حاضر برای ساخت آنها مورد تحقیق قرار گرفته اند مدارها و قطعات الکترونیکی در مقیاس نانومتر ، اما یک مولکول واحد ترانزیستور هنوز بدست نیامده است. تا به امروز ، یکی از پیشرفته تریندستاورد یک ماتریس متقاطع 64 سلول 1μm2 است که توسط آزمایشگاه های HP ساخته شده است [27]که در آن واحدهای سوئیچینگ بسته ای از مولکول های روتاکسان هستند. عملیاتاین مولکول ها هنوز مشخص نیست و سازوکارهای دیگر مانند تشکیل هستند
رشته های کوچک در سراسر شکاف مولکول بین الکترودها می تواند باشدسوئیچینگ را توضیح دهید [28]. با این حال ، در دراز مدت ، این موضوع تحقیقاتی است پتانسیل زیادی برای چگالی بالا ، هزینه کم و احتمالاً قدرت فوق العاده کم دارد الکترونیک دستگاه تک مولکولی واقعی به اتصالات در مقیاس مشابهی احتیاج دارد.
این امر همچنین برای کاهش ظرفیت های انگلی و قدرت ضروری است مصرف. از آنجا که وضوح لازم بسیار فراتر از حد امکان است ابزارهای سنگی ، از جمله NGL ، راه حل از پایین به دست خواهد آمد رویکرد. به عنوان مثال ، تحقق نانوسیم Pt توسط Caltech است شبکه ای با عرض و گام 8 نانومتر و 16 نانومتر [29]. زیست شناسی همچنین می تواند برای مونتاژ مدارهای نانو به کمک خود بیاید [30]. آ رویکرد بسیار متفاوتی ، همچنین کاهش کار دشوار مقیاس نانو الگو سازی ، مفهوم نانو سلول های خود مونتاژ شده است که توسط J. Tour پیشنهاد شده است [31] این نانوسل ها آرایه های بی نظمی از جزایر فلزی هستند با مولکول ها در ارتباط است و از طریق ورودی / خروجی فلزی قابل دسترسی است منجر می شود. توابع نوع سوئیچینگ مشاهده شده است ، اما مانند کار در HP [27] ، ایجاد و انحلال رشته های فلزی احتمالاً است مسئول رفتار. در واقع ، رفتار الکتریکی فعال است
مولکول ها به شدت تحت تأثیر الکترودهای اطراف و سایر مواد قرار دارند مواد ، که تفاوت بین فناوری نانو مولکولی و شیمی فاز یا فاز محلول برای دستگاه های CNT و همچنین برای نانو MOSFET ولتاژ تغذیه کاهش به تأثیر نشت زیر آستانه بر میزان استاتیک بستگی دارد قدرت ، منجر به تجارت با سرعت مدارها می شود. برای SET ، شیب زیاد سوئیچینگ خاموش بهتر نیست ، اما افزایش می یابد عملکرد و عملکرد کم شارژ. با این حال ، مسائل مهمی وجود دارد ،
به خصوص در مورد حساسیت برای جبران بارها و ساخت مقیاس نانو ساختارهایی با سطح تکرارپذیری کافی ، که به تعداد زیادی نیاز دارند کار کردن اگرچه هنوز مشخص نیست که آیا آنها می توانند VDD پایین تری را به دست آورند ، اما این موارد وجود دارد
نامزدهای دیگر ، مانند دیودهای تونل زنی تشدید (RTD). عملکرد آنها بر اساس انتقال الکترون از طریق سطح انرژی گسسته در سد مضاعف است ساختارهای چاه کوانتومی ، منجر به وجود یک دیفرانسیل منفی می شود
مقاومت. این به معنی ساخت مواد مناسب و عالی است کنترل هندسه ، از آنجا که ویژگی های خروجی بسیار زیاد است حساس به ابعاد یک رویکرد امیدوار کننده ، اجرای RTD در امتداد نانوسیم های نیمه هادی [31]. آینده نگر نیز وجود دارد مطالعات برای یک نسخه مولکولی و ساختارهای محاصره محاصره کولن - سایپرز ، باشگاه دانش و اثرات طنین انداز [32]. یکی از مهمترین ویژگیهای دستگاههای نانو ، به ویژه برای مولکولی ، اندازه آنها است. این امکان کاهش قدرت را فراهم می کند
مصرف با پردازش موازی. به عنوان مثال ، دو بلوک از را در نظر بگیرید دستگاه های مولکولی با ظرفیت کم همان وظیفه یک بلوک را انجام می دهند دستگاه های معمولی ، اما در نیمی از فرکانس ساعت. نگات محصول fc بدون تغییر ، معادله 1 نشان می دهد که مصرف برق مستقیم است مربوط به محصول C.V [2] ، انرژی سوئیچینگ دروازه است که می تواند باشد به لطف ظرفیت های پایین تر و به احتمال زیاد به شدت کاهش می یابد
دستگاههایی با جریان روشن کمتر ، زیرا fc در این حالت به 2 تقسیم می شود. با فراتر رفتن ، اتومات های سلولی نقطه کوانتومی (QCA) جذاب هستند رویکرد ، در عین حال حدس و گمان ، برای کاهش مصرف برق ، از آنجا که وجود دارد بدون جریان جریان بلکه فقط فعل و انفعالات کولن است [33]. اصل این است که اطلاعات باینری را با پیکربندی بار در الکترواستاتیک کدگذاری کنیدسلولهای جفت شده ای که در آنها دو الکترون اضافی وجود دارد. نشان داده شده است که الف فیلد ساعت برای کنترل جهت انتشار اطلاعات مورد نیاز است در امتداد سلول ها و برای رت این ساعت همچنین می تواند برای یک مورد استفاده شود
سوئیچینگ شبه آدیاباتیک ، منجر به مصرف بسیار کم انرژی می شود. به تاریخ ، تظاهرات تجربی در دمای پایین انجام می شود ساختارهای فلزی ، اما پیاده سازی های مولکولی در حال بررسی است .
در این بخش ما ساختار شبکه توزیع را ارائه می دهیم ، و جزئیات مشخصات هر یک از اجزای سازنده در سیستم: فعال است دستگاه های الکترونیکی الکترونیکی (منبع VCSEL خارجی و پین ردیاب) ، منفعل راهنماهای موج ، مدارهای رابط (درایور و گیرنده). دومی به شدت نمایندگی می کنند قطعات حیاتی برای عملکرد پیوند کلی و به ویژه نیاز دارند طراحی دقیق یک شبکه توزیع ساعت نوری ، که در شکل نشان داده شده است. 2.2 ، به یک تک نیاز دارد منبع فوتونی بهمراه یک ساختار موجبر متقارن مسیریابی به a تعداد گیرنده های نوری در گیرنده ها سیگنال نوری با سرعت بالا است به یک الکتریکی تبدیل شده و در اختیار شبکه های برق محلی قرار می گیرد. از این رو درخت اصلی نوری است ، در حالی که درخت ثانویه الکتریکی است. امکان پذیر نیست از همان زمان سیگنال نوری را تا سطح گیت منحصر به فرد هدایت کنید هر نقطه افتادگی به مدار گیرنده ای نیاز دارد که سطح و نیرو را مصرف می کند. بنابراین سیگنال ساعت به صورت نوری به تعدادی از نقاط افتاده هدایت می شود منطقه ای را پوشش دهید که قسمت آخر توزیع ساعت روی آن انجام شود .
توسط درخت ساعت ثانویه الکتریکی. اندازه مناطق توسط محاسبه توان مورد نیاز برای ادامه در حوزه نوری و مقایسه آن را به توان مورد نیاز برای توزیع بیش از منطقه در حوزه الکتریکی. تعداد نقاط توزیع ساعت (در شکل 64) بسیار مهم است
پارامتر در سیستم کلی H- نوری جهانی برای دستیابی به حداقل تلفات نوری بهینه سازی شد با طراحی شعاع خم تا حد ممکن بزرگ. برای 20 mm عرض می میرند و 64 گره خروجی در H-tree در حالت فناوری 70nm ، کوچکترین شعاع انحنای (r3 در شکل 2.2) 625μm است ، که منجر به خم شدن خالص ناچیز می شود .
VCSEL ها (لیزرهای سطح عمودی حفره ای) قطعاً بیشترین میزان را دارند ساطع کننده های بالغ برای اتصالات درون تراشه یا تراشه به تراشه. VCSEL های تجاری ، وقتی در ولتاژ کاملاً بالای 1.5 ولت مغرض است ، می تواند نوری ساطع کند قدرت نظم چند مگاوات در حدود 850 نانومتر ، با بازدهی برخی 40٪ جریانهای آستانه معمولاً در محدوده mA هستند. با این حال ، اساسی است
نیازهای لیزرهای نیمه هادی یکپارچه در کاربردهای اتصال نوری - سایپرز ، باشگاه دانش اندازه کوچک ، عملیات لیزر آستانه پایین و عملکرد یک حالته هستند (یعنی فقط یک حالت در طیف بهره مجاز است). علاوه بر این ، واقعیت که VCSEL ها نوری را به صورت عمودی منتشر می کنند ، اتصال را آسان تر می کند. واضح است که اگر VCSEL بخواهد ، تلاش قابل توجهی از جامعه تحقیقاتی لازم است
برای موج ، در عرصه اتصال نوری بر روی تراشه به طور جدی رقابت کنید ، بازده و جریان آستانه در همان دستگاه. طول موج بلند ، و VCSEL های کم آستانه تازه شروع به ظهور می کنند (به عنوان مثال ، a 1.5μm ، 2.5Gb / s VCSEL قابل تنظیم [5] و جریان آستانه 850nm ، 70μA ، VCSEL سازگار با CMOS با قطر 2.6μm گزارش شده است [11]. در نهایت با این حال ، اتصال نوری به احتمال زیاد از یکپارچه استفاده می کند منابع ریز همانطور که در بخش 2.5 توضیح داده شده است ، زیرا این دستگاهها ذاتاً بهتر هستند .
به منظور بهینه سازی فرکانس و عملکرد اتلاف توان پیوند کلی ، آشکارسازهای نوری باید دارای راندمان کمی بالا ، ذاتی بزرگ باشند پهنای باند و ظرفیت کوچک انگلی. عملکرد آشکارساز نوری است با محصول بازده پهنای باند اندازه گیری می شود. دستگاه های متداول III-V PIN از دو محدودیت اصلی رنج می برند. در یک از طرف دیگر ، ظرفیت نسبتاً زیاد آنها در واحد سطح منجر به محدودیت در طراحی مدار رابط تقویت کننده رسانایی. از سوی دیگر، به دلیل ساختار عمودی آن ، بین عملکرد فرکانس آن معامله وجود دارد و کارایی آن (بازده کوانتومی افزایش می یابد و پهنای باند کاهش می یابد)
ردیاب های نوری فلزی نیمه هادی فلز (MSM) گزینه دیگری را ارائه می دهند ردیاب های نوری PIN معمولی. AnMSMphotodetector شامل یکپارچه سازی شده است تماس های فلزی در بالای یک لایه جذب. به دلیل جانبی بودن آنها ساختار ، ردیاب های نوری MSM به دلیل کم بودن ، پهنای باند بسیار بالایی دارند
ظرفیت و امکان کاهش زمان حمل و نقل حامل. با این حال، پاسخ دهی معمولاً در مقایسه با ردیاب های نوری PIN کم است [4]. MSM دیودهای نوری با پهنای باند بیشتر از 100 گیگاهرتز گزارش شده است.
LCV ضریب اتصال بین منبع فوتونیک و نوری است راهنمای موج در حال حاضر روشهای مختلفی برای جفت شدن تیر وجود دارد از لیزر به موجبر نوری ساطع می شود. در این تحلیل ما فرض 50٪ بهره وری اتصال از LCV از منبع به یک حالت واحد راهنمای موج LW از دست دادن انتقال هدایت موج مستطیل شکل در واحد فاصله است قدرت نوری به دلیل ابعاد کوچک موجبر و شاخص بزرگ تغییر در رابط هسته / روکش در موجبر Si / SiO2 پراکندگی دیواره جانبی منبع غالب ضرر است (شکل 2.3a). برای راهنمای موج ساخته شده توسط لی [10] با زبری 2 نانومتر محاسبه شده افت انتقال 1.3dB / سانتی متر است. LB از دست دادن خمش است ، که به اختلاف ضریب شکست بسیار وابسته است Δ بین هسته و محیط روکش. در راهنماهای موج Si / SiO2 ، Δ است نسبتاً زیاد و بنابراین با توجه به این محدودیت نوری قوی ، شعاع خم شوید ممکن است به اندازه چند میکرومتر کوچک باشد. همانطور که در شکل دیده میشود. 2.3b ، تلفات خمشی مرتبط با موجبر نوار یک حالت واحد است اگر شعاع انحنا بزرگتر از 3μm باشد ، ناچیز است.
LY از دست دادن اتصال دهنده Y است و به بازتاب و پراکندگی بستگی دارد میرایی در مسیر انتشار و محیط اطراف. برای بالا اختلاف شاخص شاخص ، ضررهای شاخه Y را به طور قابل توجهی هدایت می کند کوچکتر از ساختارهای کم Δ است و تلفات شبیه سازی شده کمتر از آن است 0.2dB در هر تقسیم [14]. LCR از دست دادن اتصال از موجبر به گیرنده نوری است. دستیابی به آن با استفاده از مواد و روشهای موجود در حال حاضر امکان پذیر است
تقریباً 100٪ بهره وری اتصال از هدایت کننده موج به گیرنده نوری. در این تجزیه و تحلیل کارایی اتصال 87٪ (LCR =) فرض می شود مدارهای رابط نوری الکترونیکی CMOS با سرعت بالا بلوک های اساسی هستند به رویکرد اتصال نوری. اتلاف توان الکتریکی پیوند توسط این مدارها تعریف می شود ، اما مدار گیرنده است که بیشترین تأثیر را دارد چالش های جدی طراحی. توان تلف شده توسط درایور منبع عمدتا است
توسط جریان بایاس منبع تعیین می شود و بنابراین به دستگاه وابسته است. بر از طرف گیرنده ، بیشتر قدرت گیرنده به مدار می رسد ، در حالی که فقط کسر کمی برای دستگاه ردیاب کننده فوتو مورد نیاز است.
مدارهای درایور منبع به طور کلی از جریان استفاده می کنند طرح مدولاسیون برای کار با سرعت بالا. منبع همیشه باید باشد مغناطیسی بالاتر از جریان آستانه آن توسط یک سینک جریان MOS برای از بین بردن روشن شدن تأخیرها ، به همین دلیل منابع با آستانه پایین بسیار مهم هستند (ارقام سفارش 40μA [7] گزارش شده است). سینک فعلی سوئیچ تعدیل می شود شبکه توزیع جریان عبوری از منبع و در نتیجه نوری خروجی توان تزریق به موجبر. مانند بیشتر مدارهای حالت جریان ، زیاد است از آنجا که ولتاژ بر روی منبع نسبتاً نگه داشته می شود ، می توان به پهنای باند دست یافت خازن های ثابت و انگلی در این گره باعث کاهش تأثیر بر روی گره می شوند .
اولین معیار برای تعریف عملکرد پیوند الکترونیکی است کیفیت انتقال سیگنال مورد نیاز ، نشان داده شده توسط نرخ خطای بیت (BER) و به طور مستقیم به نسبت سیگنال به نویز گیرنده نوری متصل می شود. برای تراشه اتصال به شبکه ، BER 10 a15 قابل قبول است. برای محاسبه مورد نیاز قدرت سیگنال در گیرنده ، ویژگی های مدار گیرنده باید از شماتیک سطح ترانزیستور استخراج شود ، که از تولید می شود مشخصات آشکارساز نوری (پاسخ R ، Cd ، Idark جریان تاریک) و از فرکانس کاری مورد نیاز با استفاده از روش شرح داده شده در بخش 2.3. برای BER داده شده و برای سیگنال نویز مرتبط با فوتودیود و مدار transimpedance حداقل قدرت نوری مورد نیاز گیرنده برای کار با احتمال خطای داده شده می توان با استفاده از Morikuni محاسبه کرد .
هنگامی که قدرت در جهت مخالف جریان یابد. هر دو مجموعه باید بسته شود و توان قبل از اینکه رله کار کند در یک جهت معین جریان دارد. هر دو عنصر ممکن است باشد با هم ترکیب شده به طوری که فقط به یک مجموعه مخاطب نیاز است. این نوع رله در عملیات شبکه اولیه یا ثانویه برای باز کردن استفاده می شود
محافظ ها برای جلوگیری از ایجاد جریان در شبکه در قسمت بالای آن ترانسفورماتورها و تغذیه کننده منبع تغذیه آنها در مواقع احتمالی رله های دیفرانسیل رله های دیفرانسیل بر اساس اختلاف جریان ورودی به خط یا تجهیزات محافظت شده و جریان خروجی از آن. تا زمانی که جریان ورودی باشد
و جریان خروجی اساساً برابر است ، رله کار نمی کند. یک گسل در درون خط یا تجهیزات ، این تعادل را بر هم می زند و رله کار خواهد کرد قطع و یا قطع کننده مدار در هر دو طرف خط یا تجهیزات موجود حفاظت شده. این نوع رله برای محافظت از اتوبوس ها ، ترانسفورماتورها و تنظیم کننده ها در محل استفاده می شود
پست فرعی از آنجا که ولتاژهایی که اینها کار می کنند ممکن است زیاد باشد ، ترانسفورماتورهای جریان نصب شده در هر دو طرف تجهیزات ، با نسبت مناسب در مورد ترانسفورماتور ، جریان های رله را تأمین کنید .
وظیفه برقگیر یا برقگیر این است که تنشهای ولتاژ را روی آن محدود کند عایق بندی تجهیزات محافظت شده با اجازه ولتاژ تخلیه تا زمین قبل از وقوع آسیب. افزایش ولتاژ به طور کلی در اثر رعد و برق ایجاد می شود
(یا با سکته مستقیم یا با القا from از سکته مغزی نزدیک) یا با سوئیچینگ. دستگیرکنندگان از دو جز basic اساسی تشکیل شده اند: شکاف جرقه و مقاومت غیرخطی عنصر (برای یک نوع شیر) یا یک محفظه اخراج (برای یک نوع اخراج). وقتی یک موج رخ می دهد ، شکاف جرقه شکسته می شود یا جرقه می زند و اجازه می دهد تا جریان جریان یابد
از طریق مقاومت (یا محفظه) عنصر به زمین. از آنجا که دستگیر کننده در این مرحله یک مسیر با امپدانس کم ، یک جریان بزرگ ارائه می شود ، که به عنوان جریان دنباله 60 سی دی نامیده می شود ،
از طریق دستگیر کننده جریان می یابد. مقاومت غیر خطی ، در ولتاژهای بالاتر ، تمایل دارد این جریان را محدود کرده و در نهایت باعث توقف جریان آن شود. در اینجا ، بزرگی follow follow مستقل از ظرفیت سیستم است. اتاق اخراج خواهد شد
قوس را محدود کنید ، فشارهایی ایجاد کنید که در نهایت قوس را منفجر کند و باعث ایجاد آن شود جریان را دنبال کنید تا متوقف شود در اینجا ، جریان follow تابعی از سیستم است
ظرفیت و اتاق اخراج باید به طور مناسب طراحی شود. بعد از هر چنین عملیات ، برقگیر باید قادر به تکرار این چرخه عملیاتی باشد . این یک داستان طولانی و جالب است. این قلب الکترونیک است. بی ادبی صحبت کردن ، نام بازی ساخت و استفاده از گجت هایی است که جالب و مفید I versus V هستند
مشخصات. مقاومت (من به راحتی با V متناسب هستم) ، خازن (من متناسب با نرخ هستم) تغییر V) ، دیودها (من فقط در یک جهت جریان می یابم) ، ترمیستورها (مقاومت وابسته به دما) ، مقاومت در برابر نور (مقاومت وابسته به نور) ، فشار سنجها (مقاومت وابسته به فشار) و غیره ، نمونه هایی از این دست هستند. ما به تدریج وارد برخی از این موارد خواهیم شد
خارجی جریان از طریق یک هادی فلزی (یا سایر مواد نیمه رسانا) است
متناسب با ولتاژ روی آن (در مورد سیمهای سیم استفاده شده در مدارها ، ما معمولاً یک سیم سنج به اندازه کافی ضخیم انتخاب کنید تا این ولتاژ کاهش یابد قابل اغماض است.) این به هیچ وجه یک قانون جهانی برای همه اشیا نیست. به عنوان مثال ، جریان از طریق یک لامپ نئون یک عملکرد غیرخطی ولتاژ اعمال شده است (تا a صفر است
ولتاژ بحرانی ، که در آن مرحله به طور چشمگیری افزایش می یابد). در مورد انواع دستگاه های ویژه جالب - دیودها ، ترانزیستورها ، لامپ ها و غیره
یک مقاومت از برخی مواد رسانا (کربن یا فلز نازک یا کربن) ساخته می شود
فیلم یا سیم با رسانایی ضعیف) ، با سیم که از هر انتها خارج می شود. مشخص می شود . R برای ولتاژ در اهم و من در آمپر است. این به عنوان قانون اهم شناخته می شود. مقاومت های معمولی از نوع اغلب استفاده شده (ترکیب کربن) از 1 اهم (1) است
به حدود 22 مگاوات (22 متر مربع). مقاومت ها همچنین با میزان قدرت مشخص می شوند آنها می توانند با خیال راحت از بین بروند (بیشترین
دستگاه ها ؛ در حال حاضر ، ما با شروع می کنیم .
آنهایی که معمولاً استفاده می شوند 4 درجه بندی می شوند 1 وات و توسط پارامترهای دیگر از جمله به عنوان تحمل (دقت) ، ضریب دما ، سر و صدا ، ضریب ولتاژ ( تا چه حد R به V اعمال شده بستگی دارد) ، پایداری با زمان ، القا و غیره خازن ها (شکل 6-2) دستگاه هایی هستند که ممکن است به سادگی مورد بررسی قرار گیرند
مقاومت های وابسته به فرکانس. آنها به شما امکان می دهند وابسته به فرکانس باشید تقسیم کننده ولتاژ ، به عنوان مثال. برای برخی از برنامه ها (بای پس ، کوپل) این است
تقریباً تمام آنچه شما باید بدانید ، اما برای برنامه های دیگر (فیلتر کردن ، انرژی ذخیره سازی ، مدارهای تشدید) درک عمیق تر مورد نیاز است. خازن ها از نظر شکل و اندازه بسیار متنوع هستند. ساخت و ساز اساسی است
به سادگی دو هادی در نزدیکی یکدیگر در واقع ، ساده ترین خازن ها همین است. برای ظرفیت بیشتر ، شما نیاز به مساحت بیشتر و فاصله نزدیک دارید. رویکرد معمول این است که مقداری رسانا را روی یک ماده عایق نازک (به نام دی الکتریک) قرار دهید ، به عنوان مثال ، فیلم میلار آلومینیومی به یک شکل کوچک استوانه ای تبدیل شد. محبوب دیگر انواع ویفرهای سرامیکی نازک ، ورقه های فلزی با مقره های اکسید (الکترولیتیک) و فلزی میکا هر یک از این انواع دارای خصوصیات منحصر به فردی هستند به طور کلی انواع سرامیکی و مایلار برای اکثر برنامه های مدار غیر بحرانی استفاده می شود. از خازنهای تانتال در جایی استفاده می شود به ظرفیت بیشتری نیاز است و از الکترولیتیک برای فیلتر کردن منبع تغذیه استفاده می شود.
جایی که L القا نامیده می شود و در henrys اندازه گیری می شود. قرار دادن ولتاژ در یک سلف باعث افزایش جریان به عنوان یک سطح شیب دار می شود (برای یک خازن ، تأمین جریان ثابت باعث افزایش ولتاژ به صورت سطح شیب دار می شود).
نماد سلف مانند سیم پیچ سیم است. به این دلیل که در ساده ترین حالت فرم ، همین است که هست. این تغییرات بیشترین کویل را روی مواد مختلف هسته پیچیده است معروف بودن آهن (یا آلیاژهای آهن ، لمینیت ها یا پودر) و فریت ، سیاه ، ماده مغناطیسی غیر رسانا ، شکننده. اینها همه ترفندهایی برای ضریب القا است
از یک سیم پیچ داده شده توسط "نفوذپذیری" مواد اصلی. هسته ممکن است به شکل باشد از یک میله ، یک توروئید (دونات) یا حتی اشکال عجیب و غریب تر ، مانند "هسته گلدان" (که باید دیده شود تا درک شود؛ بهترین توصیفی که می توانیم به آن فکر کنیم قالب دونات است اگر دونات در قالب درست شود ، به دو نیم شود).
سلف ها در مدارهای فرکانس رادیویی (RF) استفاده زیادی می کنند و به عنوان "چوک" RF عمل می کنند و به عنوان قسمتهایی از مدارهای تنظیم شده است. یک جفت سلف به هم پیوسته جالب را تشکیل می دهد جسمی که به عنوان ترانسفورماتور شناخته می شود.
یک جز electrical الکتریکی آشنا در مدارهای الکترونیکی مقاومت است. مقاومت ها هستند عناصر مدار دارای مقادیر مشخص شده از مقاومت هستند. برخی از مقاومت ها از ساخته شده اند
سیم پیچ خورده طولانی و بسیار ظریف بر روی تکیه گاه عایق. و این مقاومتهای سیم پیچ دار
معمولاً در مواقعی که ممکن است لازم باشد حرارت قابل ملاحظه ای از بین برود ، استفاده می شود.
نوع متداول دیگر مقاومت ، مقاومت فیلم نازک است. این توسط ساخته شده است
رسوب یک فیلم نازک از فلز بر روی تکیه گاه عایق استوانه ای. مقاومت بالا
مقادیر نتیجه نازکی فیلم است.
نوع سوم مقاومت که کاربرد بسیار گسترده ای داشته است
مقاومت در برابر ترکیب در این نوع ، عنصر مقاومتی ترکیبی از ریز است
کربن یا گرافیت تقسیم شده و یک ماده بی اثر یا رسانای غیر رسانا مانند
تالک ، با رزین مصنوعی به عنوان چسب استفاده می شود. این مواد هستند
مدار برداشته می شود نیروها بازگرداندن دی الکتریک به حالت خنثی خود را ادامه می دهند دولت. با باز بودن مدار ، بارهای نگه داشته شده روی صفحات قابل حذف نیستند. مانند دی الکتریک به حالت طبیعی خود برمی گردد ، بارهای محصور شده روی صفحات تولید می کنند
ولتاژ بین A و B. این ولتاژ ممکن است خطری جدی برای کارگری باشد که انتظار دارد ظرفیت بین صفحات که با استفاده از زمان کوتاه از یک تخلیه می شود مدار کوتاه. این خطر بخصوص در تجهیزات با تجهیزات بالا بسیار جدی است خازنی مانند کابلهای فشار قوی ، خازنهای استاتیک و سیم پیچهای ژنراتور. برای به همین دلیل نگهداری مداوم چنین تجهیزات همیشه مطلوب است وقتی کارگران احتمالاً در تماس فیزیکی هستند ، اتصال کوتاه می شود تجهیزات deererized. با اشاره دوباره به شکل 3-2a و b ، حرکت ذرات ، مانند قطب مولکول P ، ممکن است منجر به حرکت سایر مولکول های غیر قطبی شود. اگر مولکولی باشد حرکت افزایش می یابد ، درجه حرارت مواد افزایش می یابد. اگر منبع تغذیه باشد یک منبع ac ، هر برگشت ولتاژ تمایل دارد که باعث تغییر وضعیت موقعیت شود مولکول های قطبی و انرژی الکتریکی از منبع در گرما تبدیل می شود عایق کاری این افت به هیسترزیس دی الکتریک معروف است. با فرکانس و با افزایش می یابد ولتاژ اعمال شده باید در طراحی کابل فشار قوی در نظر گرفته شود. جریانهای هدایت وقتی ولتاژ بین دو صفحه جدا شده توسط دی الکتریک اعمال می شود (شکل 3-1) ، تعداد کمی الکترون آزاد که از انحراف عایق از کاتد به آند وجود دارد ، این است جریان هدایت (از آند به کاتد) نامیده می شود و بیانگر افت توان در عایق در عایق بندی ، تعداد الکترون های آزاد کم است و در نتیجه باعث می شود مقاومت در برابر مواد بالا است ، تعداد الکترونهای آزاد ممکن است توسط افزایش یابد افزایش دما جریانهای نشتی سطح جریان های نشتی در امتداد مسیرهای بین الکترودها بر روی سطح عایق جریان دارند ماده بزرگی این جریان ها به هیچ وجه به مقاومت آن مربوط نیست خود ماده مقدار جریان نشت به ولتاژ اعمال شده بستگی دارد مواد عایق ، آلودگی سطح و میزان رطوبت هوا. بر سطوح عایق خط ولتاژ بالا به طور جدی آلوده ممکن است جریان نشت داشته باشد به اندازه 100 میلی آمپر. درهم شکستن. ترتیب نشان داده شده در شکل 3-4 را در نظر بگیرید. دو صفحه موازی الکترودهای A و B توسط یک ورق دی الکتریک با ضخامت t جدا می شوند. یک متغیر منبع ولتاژ V اختلاف پتانسیل بین A و B را فراهم می کند. فرض کنید ولتاژ به آرامی مطرح می شود در ابتدا جریان رسانایی بسیار کم است ، شاید در آن قابل اندازه گیری باشد میکرو آمپر با افزایش ولتاژ اعمال شده ، جریان به طور ناگهانی افزایش می یابد ، و عایق ویژگی یک رسانای فلزی را دارد. به این عایق گفته می شود درهم شکستن. در معاینه ، یک مکان آسیب دیده کوچک ممکن است در امتداد مجرا پیدا شود
ورق عایق شاید ذغالی وجود داشته باشد و ممکن است حفره ای ایجاد شود ولتاژی که در آن چنین خرابی رخ می دهد خرابی یا سوراخ نامیده می شود ولتاژ ، ولتاژ و شدت میدان الکتریکی در آن نقطه به عنوان خرابی شناخته می شود مقاومت گرادیان یا سوراخکاری عایق ، که در آن t ضخامت عایق است. مقاومت سوراخ شدن یک نمونه خاص ثابت نیست و با توجه به آن متفاوت است ضخامت عایق ، شکل و هندسه الکترودها و میزان آن استفاده از ولتاژ گرمایش دی الکتریک روشی است برای گرم کردن یک ماده غیر رسانا ، الف دی الکتریک ، توسط ولتاژهای فرکانس بالا. این ماده بین فلز قرار می گیرد
صفحاتی که از طریق آنها یک منبع با فرکانس بالا متصل شده است همانطور که در شکل نشان داده شده است 3-5 دی الکتریک و صفحات سپس یک خازن و یک الکترواستاتیک را تشکیل می دهند فیلد در دی الکتریک تنظیم شده است. همانطور که از فرکانسهای بسیار بالا استفاده می شود ، حداکثر 200 مگاهرتز ، حرکت الکترونها در دی الکتریک سریع می شود. این باعث می شود
گرمای قابل توجهی در ماده. گرمایش دی الکتریک دو عالی دارد مزایای آن نسبت به سایر اشکال گرمایش: گرما سریع فراهم می کند ، و گرما مناسب است - در تمام مواد به طور یکنواخت مجرا می شود.
به عبارت دیگر ، داخل مواد است همزمان با سطح گرم می شود. علاوه بر این ، گرمایش دی الکتریک می تواند به راحتی انجام شود کنترل شده و قابل پیش بینی است. زمان دقیق گرمایش را می توان با دانستن میزان محاسبه کرد
خواص دی الکتریک موادی که باید گرم شوند. گرمایش دی الکتریک از ساخت بارانی های پلاستیکی کاربردهای مختلفی دارد
رای پخت بیسکویت به خصوص در پلاستیک ، صنایع چوبی و صنایع غذایی استفاده می شود.
یک کاربرد معمول ساخت تخته سه لا است. در گذشته ، لایه های چوب و چسب
تحت فشار بخار حرارت داده می شدند تا زمانی که چسب ذوب شود و چوب محکم بچسبد.
نفوذ گرما به مدت طولانی طول کشید ، چسب به طور یکنواخت ذوب نمی شود و آن
خشک ناهموار با گرمایش دی الکتریک ، به دلیل تفاوت در ویژگی های دی الکتریک ،
چسب قبل از گرم شدن چوب ذوب می شود. به طور یکنواخت گرم می شود و به طور یکنواخت خشک می شود. با استفاده از
فرآیند دی الکتریک ، با یک فشار می توانید 100 ورقه سه لایه با ضخامت 1 سانتی متر از تخته سه لا را در حدود آماده کنید
30 دقیقه.
اگرچه هیچ سیستم برق الکتریکی "معمولی" وجود ندارد ، اما یک نمودار شامل چندین م componentsلفه که معمولاً در آرایش چنین یافت می شوند سیستم در شکل 4-1 نشان داده شده است. باید توجه ویژه ای به آن ها شود
عناصری که جز under مورد بحث ، توزیع را تشکیل خواهند داد
سیستم.
در حالی که جریان انرژی آشکارا از نیروگاه تولید برق به
مصرف کننده ، ممکن است مع کردن برای اهداف ما آموزنده تر باشد
جهت مشاهده و در نظر گرفتن حوادث از مصرف کننده به
منبع تولید کننده
انرژی در یک ولتاژ نامی مصرفی که ممکن است توسط کاربران مصرف شود
به طور کلی از 110 تا 125 ولت و از 220 تا 250 ولت ، اسمی است
ارقام 277 و 480 ولت هستند ، این جریان از طریق دستگاه اندازه گیری تعیین می شود
صورتحساب برای مصرف کننده ، اما همچنین ممکن است در خدمت به دست آوردن داده های مفید باشد
بعداً برای برنامه ریزی ، طراحی و اهداف عملیاتی. تجهیزات اندازه گیری
معمولاً شامل ابزاری برای قطع ارتباط مصرف کننده از ورودی است
تأمین باید به هر دلیلی ضروری باشد.
انرژی از ثانویه از طریق هادی ها به متر می رسد
شبکه اصلی (در صورت وجود) ؛ این هادی ها به عنوان خدمات مصرف کننده شناخته می شوند ، یا
گاهی اوقات نیز به عنوان افت خدمات.
چندین سرویس به شبکه ثانویه متصل هستند. ثانویه
شبکه های اصلی اکنون به عنوان راهی برای سرویس های مختلف از توزیع خدمت می کنند
ترانسفورماتورهایی که آنها را تأمین می کنند.
در ترانسفورماتور ولتاژ انرژی تحویلی کاهش می یابد
به مقادیر ولتاژ استفاده از ولتاژهای خط اصلی بالاتر که ممکن است باشد
از 2200 ولت تا حداکثر 46000 ولت دامنه دارند.
ترانسفورماتور توسط فیوزها یا از اضافه بار و خطا محافظت می شود
به اصطلاح پیوندهای ضعیف در سمت ولتاژ بالا ؛ مورد دوم نیز معمولاً شامل می شود
دستگاه های قطع مدار در سمت ولتاژ پایین. اینها برای قطع ارتباط کار می کنند
ترانسفورماتور در صورت اضافه بار یا خرابی. قطع کننده های مدار
(در صورت وجود) در طرف ثانویه یا ولتاژ پایین تنها در صورت کارکرد
این وضعیت در اثر خرابی یا اضافه بار در شبکه برق ثانویه ، سرویس ها یا
محل مصرف کنندگان؛ فیوز اصلی یا پیوند ضعیف ، علاوه بر این ، کار می کند
در صورت خرابی در ترانسفورماتور.
اگر ترانسفورماتور روی یک سیستم سربار قرار گرفته باشد ، از آن محافظت می شود
از رعد و برق یا ولتاژ خطی توسط یک برقگیر ، تخلیه می کند
ولتاژ در زمین قبل از آسیب رساندن به ترانسفورماتور.
ترانسفورماتور به مدار اصلی متصل است که ممکن است یک باشد
جانبی یا خار تشکیل شده از یک فاز اصلی اصلی سه فاز معمول است.
این کار معمولاً از طریق یک فیوز خطی یا مقطعی انجام می شود ، عملکرد آن این است که
در صورت خرابی یا اضافه بار در ، جانبی را از اصلی جدا کنید
جانبی. هادی های جانبی مجموع اجزای انرژی را حمل می کنند
جریان از طریق هر یک از ترانسفورماتورها ، که نه تنها انرژی را نشان می دهند
مصرف شده توسط مصرف کنندگان متصل به آن ، بلکه انرژی از دست رفته در خطوط است
و ترانسفورماتورها تا آن نقطه
اصلی سه فاز ممکن است از چندین شاخه سه فاز متصل تشکیل شده باشد
با هم ، گاهی از طریق فیوزهای خطی دیگر یا مقطعی ، اما گاهی اوقات نیز
از طریق سوئیچ ها هر یک از شاخه ها ممکن است چندین جانب تک فاز داشته باشد
از طریق فیوزهای خطی یا مقطعی به آن متصل می شود.
در مواردی که خطوط هوایی تک فاز یا سه فاز قابل اجرا است
فاصله بدون نصب ترانسفورماتور توزیع متصل به آنها ، افزایش می یابد
برای محافظت ممکن است برقگیرها روی خطوط نصب شوند.
بعضی از جانبی های سه فاز ممکن است گاهی اوقات به سه فاز نیز متصل شوند
اصلی از طریق اتصال دهنده های مدار دستگاه شارژ برای قطع اتصال جانبی از اصلی عمل می کند
باید خطایی در قسمت جانبی رخ دهد ، به اندازه فیوز خطی یا مقطعی. با این حال
برای اتصال مجدد جانبی به اصلی عمل می کند ، یک یا چند بار پس از مدتی دوباره به آن احیا می کنید
تأخیر در یک توالی از پیش تعیین شده قبل از اینکه برای همیشه باز بمانید. این کار به همین صورت انجام می شود
که ممکن است فقط از نوع موقتی باشد ، مانند افتادن اندام درخت روی آن
خط ، باعث قطع طولانی مدت خدمات به مصرف کنندگان متصل نمی شود
جانبی
شبکه سه فاز از یک پست توزیع منشعب می شود که از یک منبع تغذیه می شود
اتوبوس در آن ایستگاه. شبکه های سه فاز که معمولاً از آنها به عنوان مدار یا فیدر یاد می شود ، هستند
از طریق قطع کننده مدار محافظ و گاهی ولتاژ به باس متصل می شود
تنظیم کننده تنظیم کننده ولتاژ معمولاً یک شکل اصلاح شده از یک ترانسفورماتور است و کار می کند
برای حفظ ولتاژ خروجی در یک باند یا محدوده از پیش تعیین شده روی مدار یا
فیدر با تغییر بار آن. گاهی اوقات به صورت الکتریکی در مدار پست قرار می گیرد بنابراین
که ولتاژ کل باس را تنظیم می کند تا یک مدار خروجی منفرد یا
فیدر ، و گاهی اوقات در طول مسیر یک فیدر برای تنظیم جزئی فیدر.
قطع کننده مدار در فیدر برای جدا کردن فیدر از باس در صورت وقوع عمل می کند
اضافه بار یا خطا در فیدر خروجی یا توزیع.
اتوبوس پست معمولاً چندین فیدر توزیع را تأمین می کند و حامل آن است
مجموع انرژی تأمین شده به هر یک از فیدرهای توزیع متصل به آن. به نوبه خود،
گذرگاه از طریق یک یا چند ترانسفورماتور و قطع کننده مدار مرتبط تأمین می شود
حفاظت. این ترانسفورماتورهای فرعی پست ولتاژ مدار تغذیه خود را پایین می آورند ،
معمولاً سیستم انتقال فرعی نامیده می شود ، ولتاژهای معمولاً از
23000 تا 138000 ولت
سیستم های انتقال فرعی ممکن است چندین پست توزیع را تأمین کنند و ممکن است
به عنوان فیدر کراوات بین دو یا چند پست فرعی عمل کنید
برای یک مصرف کننده منفرد ، به طور کلی یک کارخانه صنعتی یا یک مصرف کننده تجاری
دارای بار قابل ملاحظه ای زیاد
پست انتقال نیرو یا انتقال نیرو تقریباً همان اهداف را دارد
به عنوان یک پست توزیع ، با این تفاوت که ، همانطور که از نامش پیداست ، اداره می شود
مقادیر بسیار بیشتری انرژی: مجموع انرژی جداگانه تأمین شده
به خطوط انتقال فرعی و پستهای توزیع مربوط و تلفات.
ولتاژ در پستهای انتقال به انتقال فرعی از خروجی کاهش می یابد
ولتاژهای خطی از ولتاژهای انتقال که ممکن است از 69000 تا تا باشد
بیش از 750،000 ولت
خطوط انتقال معمولاً از پست دیگر مرتبط با آن سرچشمه می گیرند
یک نیروگاه تولید برق. این پست آخر تقریباً به همان روال کار می کند
پستهای دیگر ، اما در خدمت افزایش ارزش ولتاژ خط انتقال ولتاژ است
تولید شده توسط ژنراتورها. به دلیل محدودیت های مواد و عایق ، ژنراتور
ولتاژها ممکن است از چند هزار ولت برای واحدهای قدیمی و کوچکتر تا بعضی دیگر باشد
20000 ولت برای جدیدتر ، بزرگتر. هم اتوبوس و هم ترانس در اینها
پستها توسط قطع کننده های مدار ، برقگیرها و سایر موارد محافظ محافظت می شوند
دستگاه ها
در تمام سیستم های توصیف شده ، هادی ها باید به اندازه کافی بزرگ باشند که انرژی داشته باشند
از دست دادن در آنها بیش از حد نخواهد بود ، و نه از دست دادن ولتاژ به اندازه ای که اسمی نرمال است
دامنه ولتاژ در خدمات مصرف کنندگان را نمی توان حفظ کرد.
در بعضی موارد ، تنظیم کننده ها و خازن های ولتاژ در حالت استراتژیک نصب می شوند
نقاطی را روی مدارهای اصلی سربار به عنوان وسیله ای برای جبران افت ولتاژ یا
تلفات ، و به طور تصادفی در کاهش تلفات انرژی در هادی ها کمک می کند.
در بسیاری از تنظیمات سیستم توزیع ، برخی از چندین عنصر
بین کارخانه تولید کننده و مصرف کننده ممکن است لازم نباشد. در نسبتا
منطقه کوچکی ، مانند یک شهر کوچک ، که توسط نیروگاهی واقع در یا بسیار نزدیک آن سرویس می شود
منطقه خدمات ، فیدر توزیع
از آنجا که میدان مغناطیسی است ممکن است توسط یک جریان تولید شود ، مقاومت را می توان با توجه به جریان تعریف کرد. برای انجام این کار ما یک شیر برقی را در نظر می گیریم ، به عنوان مثال ، یک سیم پیچ سیم به طور یکنواخت پیچیده شده است .
روی یک استوانه است. اگر شیر برقی طولانی تر از شعاع آن باشد ، ما می تواند در نظر بگیرد که یک میدان مغناطیسی یکنواخت در داخل سیم پیچ ، به طور موازی تولید می شود به محور خود. اگر N تعداد چرخش ها باشد ، من طول سلونوئید و من برابر است .
جریانی که در سیم پیچ جریان دارد ، H = NI / I داریم. اندازه H برابر است بر حسب آمپر در متر اندازه گیری می شود و مقدار NI در آمپر بیان می شود.
مغناطیسی موضوع آهن ربا و قطب های مغناطیسی نامگذاری شده است مغناطیسی مغناطیسی با قیاس با الکترواستاتیک. پدیده های مغناطیسی ، مانند قطب ها و مزارع تولید شده را می توان از نظر مزارع توضیح داد .
جریان های الکتریکی با تفکر در مقیاس اتمی ، الکترونهایی که گردش می کنند دور هسته مثبت سنگین مرکزی یک جریان را تشکیل می دهد. بنابراین هر کدام در مدار می چرخند الکترون یک میدان مغناطیسی تولید می کند. به طور کلی ، مدار الکترون ها هستند.
در فضاهای تصادفی در فضا قرار می گیرد و بنابراین میدان مغناطیسی خالص صفر است. در صورت استفاده از محرک مناسب ، مدارها را می توان به گونه ای تنظیم کرد که مطابق مدار آنها باشد میدان های مغناطیسی در یک راستا هستند. در بعضی از مواد ، مدارها یک بار تراز وسط قرار بگیرید ، اینگونه بمانید و اینها موادی هستند که دائمی تولید می کنند .
آهن ربا در مواد دیگر مدارها به حالات تصادفی خود بازمی گردند به محض حذف محرک - این مواد مورد استفاده به عنوان آهن ربا هستند. برای یک محرک خاص ، آنها میدان بیشتری نسبت به مواد مورد استفاده تولید می کنند .
آهن ربا دائمی 1t باید در این مرحله ذکر شود توانایی تولید یک میدان بالا تنها عاملی نیست که باید در هنگام تصمیم گیری مورد توجه قرار گیرد بر روی ماده ای که برای آهنربا الکتریکی استفاده می شود ؛ مشکلات انرژی وجود دارد اگر وضعیت مغناطیسی به طور مکرر تغییر کند ، ضرر باید در نظر گرفته شود .
پنج منبع انرژی وجود دارد که با هم تقریباً تمام منابع را تشکیل می دهند برق جهان آنها ذغال سنگ ، نفت ، گاز طبیعی ، برق آبی و انرژی هسته ای. زغال سنگ ، نفت و نیروگاه های هسته ای از چرخه بخار برای تبدیل گرما استفاده می کنند .
انرژی الکتریکی ، به روش زیر. نیروگاه بخار بسیار خالص استفاده می کند آب در یک چرخه بسته. ابتدا در دیگهای بخار گرم می شود تا بخار بالا تولید شود .
فشار و دمای بالا ، به طور معمول 150 اتمسفر و 550 درجه سانتیگراد در یک ایستگاه مدرن این بخار فشار قوی توربین ها را به نوبه خود هدایت می کند ژنراتورهای الکتریکی را که مستقیماً به آنها متصل می شوند ، هدایت کنید. حداکثر مقدار انرژی فقط در صورت انتقال از بخار به توربین ها منتقل خواهد شد دومی مجاز است در یک فشار بسیار کم ، در حالت ایده آل خلا a ، تخلیه شود. این می تواند با متراکم شدن بخار خروجی به آب حاصل می شود. سپس آب پمپ می شود .
دوباره به دیگهای بخار برگردید و چرخه دوباره شروع می شود. در مرحله چگالش بزرگ است مقدار گرما باید از سیستم استخراج شود. این گرما در کندانسور که نوعی مبدل حرارتی است. مقدار بسیار بیشتری سرما آب ناخالص به یک طرف کندانسور وارد می شود و به عنوان آب گرم خارج می شود ، گرمای کافی را از بخار خروجی استخراج کرده تا دوباره به درون آن متراکم شود
اب. هیچگاه نباید این دو سیستم آب با هم مخلوط شوند. در یک سایت ساحلی گرم شده است آب نجس به سادگی در نقطه ای از فاصله کمی به دریا برگردانده می شود. ایستگاه 2 GW در هر ثانیه به حدود 60 تن آب دریا نیاز دارد. این مشکلی نیست در ساحل ، اما تعداد کمی از مکانهای داخلی می توانند در طول سال آب زیادی تأمین کنند گرد گزینه دیگر ، گردش مجدد آب نجس است. برج های خنک کننده هستند برای خنک کردن آب نجس استفاده می شود تا بتوان آن را به کندانسورها بازگرداند ، همان آبی که به طور مداوم دوچرخه سواری می شود برج خنک کننده بتن آشنا است مانند دودکش بسیار گسترده ای است و به روشی مشابه عمل می کند ، به این دلیل که القا می کند یک پیش نویس طبیعی حجم زیادی از هوا به دور قاعده و برگها کشیده می شود از قسمت بالا باز آب گرم و نجس به داخل قسمت داخلی پاشیده می شود برج از تعداد زیادی جت خوب است و با سقوط آن با بالا آمدن سرد می شود هوا ، بالاخره در یک حوضچه زیر برج جمع می شود. برج خنک کننده واقعاً دومین مبدل حرارتی که گرمای موجود در آب ناخالص به آن منتقل می شود هوای جوی؛ اما برخلاف اولین مبدل حرارتی ، این دو مایعات هستند .
اجازه تماس پیدا می کند و در نتیجه مقداری از آب از بین می رود تبخیر برج های خنک کننده هرگز قادر به کاهش دمای آب ناخالص نیستند درست تا دمای هوای محیط ، به طوری که بهره وری از کندانسور و از این رو کارایی کل ایستگاه کمی کاهش می یابد در مقایسه با یک سایت ساحلی. ساخت برج های خنک کننده نیز هزینه سرمایه ساخت نیروگاه را افزایش می دهد. نیاز به سرمایش آب عامل مهمی در انتخاب مکان های زغال سنگ ، نفت و هسته ای است .
گیاهان سایتی که برای یک نیروگاه با استفاده از یک نوع سوخت مناسب است لزوماً برای یک ایستگاه با استفاده از سوخت دیگر مناسب نیست. ایستگاه های برق با زغال سنگ ایستگاه های اولیه سوزاندن زغال سنگ در نزدیکی باری که تأمین می کردند ساخته شدند. یک ایستگاه از خروجی 2 گیگاوات ، در سال حدود 5 میلیون تن زغال سنگ مصرف می کند. در انگلیس کجا بیشترین زغال سنگ نیروگاه توسط راه آهن حمل می شود ، این به طور متوسط حدود 13 است .
هر روز 1000 تن قطار قطار می کند. این بدان معنی است که ایستگاه های بزرگ با زغال سنگ به آن احتیاج دارند یک لینک ریلی مگر اینکه ایستگاه درست در سر گودال ساخته شود. ایستگاه های برق با سوخت نفت روغن نیروگاه را می توان به روغن خام تقسیم کرد که از آنجا که از روغن می آید روغن است خوب ، و روغن باقیمانده که وقتی کسرهای با ارزش تر وجود داشته باشد ، باقی می ماند .
در پالایشگاه نفت استخراج شده است. هزینه انتقال نفت توسط خط لوله کمتر از است انتقال ذغال سنگ از طریق راه آهن ، اما حتی بنابراین ایستگاههایی که نفت خام می سوزانند اغلب هستند در نزدیکی اسکله های آب عمیق مناسب برای تخلیه تانکرهای متوسط قرار دارد. ایستگاه های سوزاننده روغن باقیمانده باید در نزدیکی پالایشگاه تأمین کننده قرار بگیرند آنها به این دلیل که روغن باقیمانده بسیار چسبناک است و فقط از طریق آن قابل انتقال است در صورت گرم نگه داشتن خطوط لوله از نظر اقتصادی. ایستگاه های انرژی هسته ای در مقابل زغال سنگ و نفت ، هزینه حمل و نقل سوخت هسته ای بسیار ناچیز است به دلیل مقدار بسیار کمی که استفاده شده است. یک ایستگاه 1 GW تقریباً به 4 2 نیاز دارد 1 تن هر هفته اورانیوم. این بسیار مطلوب با 50،000 تن قابل مقایسه است سوختی که هر هفته در یک قدرت قابل مقایسه با زغال سنگ سوخته می شود .
ایستگاه. ایستگاه های هسته ای کنونی بیش از آب قابل استفاده از آب خنک کننده استفاده می کنند کارخانه های ذغال سنگ یا نفت سوز به دلیل کارایی پایین آنها. همه هسته ای ایستگاه ها در انگلیس ، به استثنای یک ، در ساحل واقع شده و از دریا استفاده می کنند آب برای خنک کردن.
زمین و رسانای مدار و سیستم اتصال عمدی بین برق است
هادی های سیستم و الکترودهای زمینی که اتصال موثری به آنها فراهم می کند
زمین (زمین). اهداف اساسی که دنبال می شود این است
• افزایش ولتاژهای اضافی ناشی از صاعقه ،
محدود کردن موج خطوط یا تماس غیر عمدی با خطوط فشار قوی
• در هنگام کارکرد عادی ولتاژ به زمین را تثبیت کنید و
• تسهیل عملکرد دستگاه جریان اضافی در صورت بروز خطاهای زمینی.
2.7.1.1 عوامل م Choiceثر در انتخاب سیستم زمین گیر یا غیرمحور
زمین یا خاموش کردن سیستم الکتریکی سوالی است که باید گاهی با آن روبرو شد
توسط اکثر مهندسانی که برنامه ریزی توزیع برق را بر عهده دارند. تصمیمی به نفع الف
سیستم زمینی منجر به این سوال می شود که چگونه زمین بزنیم.
تعاریف
• کاملاً مستحکم: بدون وجود امپدانس زمینی عمدی.
• به طور موثر زمینی: از طریق اتصال زمین به اندازه کافی کم زمین
امپدانس (ذاتی یا عمدی اضافه شده یا هر دو) به گونه ای که خطاهای زمینی که
ممکن است ایجاد کند ولتاژ بیش از حد تعیین شده برای دستگاه ، مدار ،
یا سیستمهای تا این حد زمینی R0 <X1 ، X0
• مقاوم در برابر زمین: خطای زمین تا 10 A مجاز است.
• برای سرویس دهی بارهای خط به خنثی: Z0
• Unrounded: بدون اتصال عمدی زمین به سیستم.
تداوم خدمات
سالهاست که تعداد زیادی از سیستمهای توزیع کارخانه های صنعتی کار می کنند
غیرمستقیم (شکل 2.45) در سطوح مختلف ولتاژ. در بیشتر موارد این کار با
به فکر به دست آوردن درجه دیگری از تداوم خدمات است. این واقعیت است که هر یک از تماس
بعید است که بین یک فاز سیستم و زمین ایجاد شود
قطع هر بار ممکن است مزیت بسیاری از گیاهان باشد (به عنوان مثال ، زیردریایی ها) ،
از نظر اهمیت با توجه به نوع گیاه متفاوت است. در بیشتر موارد سیستم ها به گونه ای طراحی می شوند که دستگاه های محافظ مدار معیوب را برطرف کنند
مدار از سیستم صرف نظر از نوع خطا. به طور کلی یک خطای فاز به زمین است
منجر به جدا شدن فوری مدار خطا با قطع شدن همراه از مدار می شود
بارهای موجود در آن مدار (شکل 2.46). با این حال ، تجربه در تعدادی از سیستم ها نشان داده شده است
که تداوم خدمات بیشتر می تواند با خنثی زمینی نسبت به سیستم های خنثی بی اساس. خطاهای متعدد به زمین
اگرچه خطای زمین در یک فاز از یک سیستم غیرمستقیم به طور کلی باعث ایجاد a نمی شود
وقفه سرویس ، وقوع خطای زمینی دوم در فاز دیگری قبل
اولین خطا برطرف می شود و منجر به قطع می شود (شکل 2.47). اگر هر دو خطا روی هم باشد
فیدر ، آن فیدر باز می شود. اگر عیب دوم مربوط به فیدر دیگری باشد ، هر دو فیدر هستند
ممکن است deenergized شود هرچه مدت زمان بروز خطای زمین در سیستم غیرمجاز مجاز باشد ، بیشتر خواهد بود
احتمال وقوع خطای زمینی دوم در فاز دیگر و در نتیجه قطع شدن وجود دارد.
مزیت یک سیستم غیرمستقیم در کاهش فوری بار بر روی
وقوع یک خطای زمین ممکن است با عمل نادیده گرفتن a
خطای زمین تا زمان بروز خطای دوم و تعمیرات مورد نیاز برای بازگرداندن سرویس. با
یک سیستم بی اساس بسیار مهم است که یک برنامه نگهداری سازمان یافته است
فراهم شود تا اولین خطای زمینی در اسرع وقت پس از آن شناسایی و برطرف شود
بسیاری از خطرات موجود در پرسنل و اموال موجود در برخی از سیستم های الکتریکی صنعتی
نتیجه زمینی ضعیف و یا وجود نداشتن تجهیزات الکتریکی و فلزی هستند
سازه های. اگرچه در بخش بعدی موضوع زمینی تجهیزات مورد بررسی قرار می گیرد ، اما
توجه به این نکته مهم است که صرف نظر از زمین بودن یا نبودن سیستم ، ملاحظات ایمنی
نیاز به زمین دقیق تجهیزات و سازه ها دارد.
اتصال مناسب به سیستم توزیع ولتاژ پایین (600 ولت یا کمتر) ممکن است منجر شود
احتمال تصادفات برای پرسنل کمتر از ترک سیستم است که ظاهراً بی اساس است.
آگاهی از اتصال زمین به طور کلی باعث مراقبت بیشتر از طرف خواهد شد از کارگر
این اشتباه است که باور کنیم در یک سیستم غیرمستقیم ممکن است شخص با یک فرد پرانرژی تماس بگیرد
هادی فاز بدون خطر شخصی. همانطور که شکل 2.48 نشان می دهد ، یک سیستم غیرمستقیم
با ظرفیت فاز به زمین متعادل ولتاژهای خط به خنثی را درجه بندی کرده است
بین هر رساننده فاز و زمین وجود دارد. به طور تصادفی یا عمدی تماس بگیرید
چنین رسانایی ممکن است در اکثر موارد خطری جدی ، شاید کشنده داشته باشد.
در طول مدتی که خطای زمین در یک مرحله از سیستم غیرمجاز باقی مانده است ، پرسنل
تماس با یکی از مراحل دیگر و زمین تحت ولتاژ 1.73 قرار می گیرند (یعنی
است،
) زمانهایی که در یک سیستم کاملاً بی طرف و خنثی تجربه می شوند.
الگوی ولتاژ همان موردی است که در شکل 2.48c نشان داده شده است اکثر سیستم های صنعتی در برابر صاعقه مستقیم محافظت می شوند (شکل 2.49).
بسیاری از مدارها یا در مجاری زیرزمینی هستند یا در مجاری فلزی زمینی یا
مسیرهای مسابقه حتی مدارهای سیم باز نیز اغلب توسط سازه های فلزی مجاور محافظت می شوند
و ساختمانها برقگیرهای بزرگی که در سرویس ورودی اعمال می شوند ، ولتاژهای موج را کاهش می دهند
در داخل کارخانه حاصل از برخورد صاعقه به خطوط سرویس دهی در معرض. دیگر
برای محافظت از قدرت ضربه کم ، ممکن است برنامه های برقگیر در داخل کارخانه لازم باشد
دستگاههایی مانند چرخش ماشین و رایانه. تغییر مسیر
عملکرد سوئیچینگ عادی در سیستم (به عنوان مثال ، سوئیچینگ خازن) می تواند باعث اضافه ولتاژ شود.
اینها معمولاً بیش از سه برابر ولتاژ طبیعی و کوتاه نیستند
مدت زمان. این خط انتقال دارای برج های فولادی با 10 عایق چینی است. برج زیاد
امپدانس شامل یک مقاومت 20 Ω در سری با 20 میکرومتر اندوکتانس است. مدل
برای شبیه سازی دو مقره اول در شکل E2.9.1 نشان داده شده است. توجه داشته باشید که انتقال
خط را می توان با خط انتقال PSpice (بدون تلفات) مدل T ، جایی که Z0 شبیه سازی شده است
Ω ، f¼60 هرتز و NL همانطور که در شکل E2.9.1 نشان داده شده است. سوئیچ کنترل شده جریان می تواند باشد
شبیه سازی شده توسط W ، جایی که ION
الف) چهار طول دهانه را بر حسب متر محاسبه کنید.
ب) محاسبه (با استفاده از PSpice) و رسم ولتاژ خط انتقال (در MV) به عنوان یک تابع
زمان (در μs) در نقطه اعتصاب ، در مقره اول و در عایق دوم. تمام قطعات فلزی در معرض تجهیزات الکتریکی (از جمله قاب ژنراتور ، نصب
پایه ها ، وسایل الکتریکی و محفظه ها) باید به یک الکترود اتصال داده شوند.
اهداف اساسی
زمینی تجهیزات ، بر خلاف زمینی سیستم ، به روشی مربوط می شود
ماده رسانای غیرالکتریکی ، که هادیهای انرژی را در بر می گیرد یا در مجاورت آن است
به هم پیوسته و زمینی شود. اهداف اساسی که دنبال می شود
به شرح زیر:
• برای حفظ اختلاف پتانسیل پایین بین اعضای فلزی مجاور و در نتیجه آن
از مردم در برابر قرار گرفتن در معرض خطر ولتاژ شوک الکتریکی در یک منطقه خاص محافظت کنید ،
• برای فراهم کردن قابلیت حمل جریان ، هم از نظر اندازه و هم از نظر مدت ، کافی برای
جریان خطای زمینی را که توسط سیستم حفاظت از جریان اضافی مجاز است بدون
ایجاد آتش سوزی یا خطر انفجار برای ساختمانها یا محتویات ،
• ایجاد یک مسیر الکتریکی موثر که جریانهای خطای زمین بدون آن جریان داشته باشند
ایجاد آتش سوزی یا خطر انفجار ، و
• برای کمک به عملکرد برتر سیستم الکتریکی (به عنوان مثال ، سرکوب دیفرانسیل)
و نویز الکتریکی حالت مشترک ، که در فصل 11 بحث شده است).
تحقیقات نشان داده است که داشتن اتصالات الکتریکی خوب مهم است
بین بخشهای مجاری یا مسیرهای فلزی که به عنوان زمین تجهیزات استفاده می شوند
مسیرها ، و اطمینان از سطح مقطع کافی و هدایت این زمین
راه ها. در جاهایی که سیستم ها کاملاً زمین خورده اند ، هادی های اتصال تجهیزات به هم متصل می شوند
به سیستم هادی زمینی و هادی الکترود زمینی در سرویس
تجهیزات و منبع یک سیستم جداگانه مشتق شده مطابق با استاندارد انگلیس [59] در مورد زمین گیری متداول ترین منبع از
خطر ناشی از الکتریسیته ساکن ، احتباس شارژ هادی است ، زیرا عملاً
تمام انرژی ذخیره شده می تواند در یک جرقه به زمین یا هادی دیگر منتقل شود.
روش پذیرفته شده برای جلوگیری از خطر اتصال همه هادی ها به یکدیگر است
و از طریق مسیرهای الکتریکی با مقاومت کافی به زمین می روند تا بتوانند آرامش داشته باشند
اتهامات این در استاندارد اصلی انگلیس (1980) بیان شد و اجرا می شود
در سراسر جهان [60].
هدف از زمین شناسی استاتیک
تجمع الکتریسیته ساکن ، روی مواد یا تجهیزات مورد استفاده یا پردازش
توسط پرسنل عملیاتی ، خطر بالقوه جدی در هر منطقه ای که باشد را به وجود می آورد
گازهای قابل احتراق ، گرد و غبار یا الیاف وجود دارد. تخلیه تجمع استاتیک
برق از یک شی به زمین یا به یک جسم دیگر غیر قابل پتانسیل دیگر است
اگر در حضور به راحتی قابل احتراق اتفاق بیفتد ، اغلب علت آتش سوزی یا انفجار است
مواد یا مخلوط هوا و بخار قابل احتراق.
2.7.4 اتصال به زمین
مقاومت در برابر زمین. پیچیده ترین سیستم زمینی که می تواند طراحی شود ، می تواند اثبات شود
ناکافی باشد مگر اینکه اتصال سیستم به زمین کافی باشد و پایین باشد
مقاومت. بنابراین نتیجه می شود که اتصال زمین یکی از مهمترین آنهاست
قطعات کل سیستم زمین. همچنین دشوارترین قسمت برای طراحی و طراحی است
به دست آوردن. اتصال کامل به زمین باید مقاومت صفر داشته باشد ، اما این غیرممکن است
بدست آوردن. مقاومت زمینی کمتر از 1 Ω را می توان بدست آورد ، اگرچه این مقاومت کم است
ممکن است در بسیاری از موارد لازم نباشد. از آنجا که مقاومت مورد نظر با
جریان گسل به زمین ، هر چه جریان گسل بزرگتر باشد ، مقاومت باید پایین تر باشد
[61،62]. شکل 2.50a تغییر شکل هادی زمین به دلیل بزرگ بودن را نشان می دهد
جریان های صاعقه ای.
2.7.5 محاسبه نیروهای مغناطیسی
در مورد محاسبه الکترومغناطیسی [63،64] کار قابل توجهی انجام شده است
نیروهای مبتنی بر تجزیه و تحلیل فرم بسته این روش ها را می توان در هندسی ساده به کار برد
فقط تنظیمات در بسیاری از کاربردهای مهندسی ، هندسی سه بعدی
ترتیبات باید تجزیه و تحلیل شود. بر اساس نظریه توسعه یافته توسط لارنسون
[65] پیکربندی های رسانای رشته ای قابل تحلیل هستند. شکل 2.50a ، b را نشان می دهد
توزیع چگالی نیرو برای خمش رشته ای 90 درجه با جریان I¼100 kA.
آرایش های سه بعدی در [66] بررسی شده است.
درباره این سایت