صفحه اصلی تازه ها جستجو تماس با ما Language Bar فارسی English
 
 
 
معماي الكتريكي شماره 20- مفهوم توان راكتيو
ميزان كيلو وات ساعت اندازه گيري شده توسط كنتور هاي الكتريكي دقيقاً معادل انرژي مصرف شده توسط بارهاي الكتريكي در يك بازه زماني مشخص است. ميزان كيلو وار ساعت اندازه گيري شده توسط كنتور معرف چيست؟ آيا معرف انرژي مصرفي مجازي (غير واقعي) است؟ آيا معرف يك كميت الكتريكي مستقل از مفهوم انرژي است؟ آيا دقيقاً معادل انرژي مبادله شده بين توليد كننده و مصرف كننده در يك بازه زماني مشخص به دفعات متناسب با فركانس برق شهر است؟ معرف چه چيزي است؟
نویسنده : حميد - از: فيروزآباد فارس
 
#1
ساعت: 18:43 - تاریخ: 1 اردیبهشت 1386
توان اكتيو  = توان واته  = توان مفيد  = تواني كه به اجبار از شبكه ميكشيم =   تواني كه ما دوست داريم مصرف بشه   = تواني كه باعث روشنايي در لامپ ميشه  = تواني كه باعث گردش شافت موتورها مي شه  = تواني كه در خطوط انتقال ارسال مي كنيم =  p

توان راكتيو  = توان دواته  = توان  غير مفيد = تواني كه به اجبار با توان اكتيو منتقل ميشه   =  تواني كه ما دوست نداريم مصرف بشه   = تواني كه باعث روشنايي در لامپ نميشه  = تواني كه باعث گردش شافت موتورها نمي شه  = تواني كه تنها با عث افزايش جريان در سيمها مي شه = تواني كه اجبارا با توان اكتيو در خطوط انتقال عبور مي كند = Q

مفهوم ساده تر :
يك جاده با عرض 10 كاميون  تصور كنيد
تمامي 10 كاميون  به طور همزمان بار مشخصي را از نقطه 1 به نقطه 2 انتقال ميدن و بار خود را در نقطه 2 خالي مي كنند اما 2 كاميون بار خود را تخليه نمي كنند و با بار به نقطه اول بر مي گردند
به طور ساده تر كم ميتونيم  بگيم كه 8 كاميون توان اكتيو و 2 كاميون بار راكتيو هستند
در مبحث برقي نيز توان راكتيو همان تواني است كه باعث اضافه جريان در سيمها مي شود اما اين اضافه جريان باعث انجام كاري نميشود و واجبارا از سيمها عبور مي كند
خازن در اين مدارات به مفهوم يك بازرس در موقع تخليه بار در آن كاميونها مي باشد. 
نویسنده : سعيد باقراني - از: ايران
 
#2
ساعت: 08:54 - تاریخ: 2 اردیبهشت 1386
تعابير زيبايي مورد استفاده قرار گرفته است. اما لطفاً بفرمائيد آيا توان راكتيو مصطلح در مهندسي برق با مفهوم انرژي ( قابليت انجام كار) ارتباط دارد يا نه؟ آيا مقدار اندازه گيري شده توسط كنتور راكتيو همان مقدار واقعي انرژي جابجا شده بين منبع و مصرف كننده است؟ در برآورد انرژي اكتيو ، فاكتور زمان اهميت دارد يعني با يك توان مصرفي ثابت هر چه زمان بيشتر شود انرژي مصرفي در سيستم هم بيشتر مي شود. آيا فاكتور زمان در پارامترهاي راكتيو نيز همين اثر را دارد؟
بالاخره ديمانسيون KVARH اندازه گيري شده توسط كنتور نيز مانند ديمانسيون KWH است يعني قابل تبديل به كالري يا ژول است؟ 
نویسنده : حميد - از: فيروزآباد فارس
 
#3
ساعت: 18:42 - تاریخ: 7 خرداد 1386
توان لحظه اي نرخ تغييرات انرژي در هر لحظه است.بنابراين در يك لحظه ممكن است مقدار انرژي بسيار كم باشد اما نرخ تغييراتش زياد، در آن صورت توان راكتيو معرف ماكزيمم توان لحظه اي راكتيو يا ماكزيمم نرخ تغييرات انرژي در يك بازه زماني قابل تكرار است. براي ولتاژ، جريان و توان لحظه اي مي توان نوشت:



V=Vm COS ωt

I=Im COS (ωt-θ)

P=V.I = Vm.Im COS ωt COS (ωt-θ)

P = Vm/√2 .Im/√2 COS θ (1+ COS 2ωt) + Vm/√2 .Im/√2 SIN θ SIN 2ωt

در معادله بالا جمله اول معرف توان اكتيو لحظه اي و جمله دوم به عنوان توان راكتيو  لحظه اي تعريف شده است. همانطور كه مشاهده مي كنيد جمله متغير با زمان اول از يك مقدار متوسط غير صفر برخوردار است كه به آن توان اكتيو مي گويند. در واقع انتگرال زماني تابع مذكور در بازه تكرار تابع معرف يك مقدار اسكالر مستقل از زمان است كه به آن اصطلاحاً توان اكتيو مي گويند. حاصلضرب اين مقدار در زمان معرف كميت فيزيكي انرژي است كه به طور مستقيم توسط كنتورهاي واته اندازه گيري مي شود


Pa = Vm/√2 .Im/√2 COS θ= VRMS . IRMS COS θ

W= Pa. t


اما در مورد جمله دوم معادله ذكر شده، انتگرال زماني تابع در بازه تكرار آن برابر صفر است. با اين حال در تشابه با توان اكتيو مقدار ماكزيمم اين تابع متغير را اصطلاحاً توان راكتيو مي خوانند. حاصلضرب اين مقدار در زمان معرف هيچ كميت فيزيكي تيست، بلكه تنها يك بيان رياضي است.


Qr = Vm/√2 .Im/2 SIN θ = VRMS . IRMS SINθ


حتي در صورتي كه بخواهيم از انرژي رد و بدل شده بين منبع و بار صحبت كنيم ، بايد انتگرال مزبور براي يك نيم سيكل مثبت و يا منفي در پريود تغييرات تابع محاسبه شده و پس از آن نيز بايد از تعداد دفعات مبادله انرژي بين منبع و بار در يك بازه زماني تعريف شده سخن به ميان آورد. در آن صورت نيز تنها مضربي از جمله معروف توان راكتيو، در معادلات وارد مي شود.
در واقع انرژی راکتیو ( البته نه آن چیزی که کنتورهای راکتیو نشان می دهند، چون اساساً کمیت نشان داده شده توسط کنتور از دیمانسیون انرژی برخوردار نیست )، یک مقدار اندک انرژی است ( در مقایسه با توان اکتیو تبادل شده در شبکه) که توسط سیستم تحریک ژنراتورها تولید می شود. این انرژی یکبار موقع برقدار کردن شبکه تولید و موقع بی برق نمودن آن مصرف می شود. بین این دو زمان نیز مقدار انرژی مذکور ثابت و بین منبع و مصرف کننده تبادل می شود.

 
نویسنده : حميد - از: فيروزآباد فارس
 
#4
ساعت: 08:33 - تاریخ: 30 آذر 1388
كاميون تشبيه خوبي بود لطفا در مورد مفهوم توان راكتيو بيشتر توضيح بديد.  
نویسنده : مسعود - از: همدان
 
#5
ساعت: 00:04 - تاریخ: 14 تیر 1389
سلام،جهت کاهش توان راکتیو خازن گذاری باید چگونه باشد؟ 
نویسنده : ایمان
 
#6
ساعت: 00:09 - تاریخ: 14 تیر 1389
i l c چیست؟ لطف کنین توضیح دهید 
نویسنده : ایمان
 
#7
ساعت: 10:35 - تاریخ: 14 تیر 1389

سیستمهای کنترلی متکی به الگوریتم   ILC ) Iterative Learning Control ) سیستمهای کنترلی جدید و پیشرفته ای هستند که در فرآیندهای تکرار پذیر کاربرد می یابند و بر مبنای تئوری پیشرفته کنترلی Robust شکل گرفته اند. در این نوع سیستمهای کنترلی آموزش پذیر، پارامترهای کنترلی حین عملکرد سیستم می تواند تغییر کند و کاربردهای متعددی در شاخه های مختلف مهندسی از جمله برق دارند.  

Iterative Learning Control (ILC) techniques have been successfully applied to solve a variety of real-life control-engineering problems, for example mechanical systems such as robotic manipulators, electrical systems such as electrical drives, chemical process systems such as batch reactors, as well as aerodynamic systems, bioengineering systems, and others. When such systems are operated repeatedly, iterative learning control can be used as a novel enabling technology to improve the system response significantly from trial to trial.
ILC is reputed for its promising and unique features: the structural simplicity, the perfect output tracking, almost model-independent design, and delay compensation.
These highly desirable features make ILC a promising control alternative suitable for numerous real-time control tasks where a simple controller is required to achieve precise tracking in the presence of process uncertainties and delays.
Most iterative learning control schemes are designed to find purely feedforward action depending wholly on the previous control performance of an identical task.
Although the purely feedforward control scheme is theoretically acceptable, it is difficult to apply to real systems without a feedback control due to several reasons.
One of the reasons is that it is not robust against disturbances that are not repeatable with respect to iterations. Another reason is that the tracking error may possibly grow quite large in the early stage of learning, though it eventually converges after a number of trials. In addition, an iterative learning control is designed and analyzed with a mathematical model of the plant. Since modelling errors are unavoidable, the real iterative learning control system may violate its convergence condition although the iterative learning control satisfies the condition for nominal plant model.
Thus, in real practice, a feedback control is commonly employed along with the iterative learning control for system robustness enhancement and better performance. In these control schemes, the feedback controller ensures closed-loop stability and suppresses exogenous disturbances and the iterative learning controller provides improved tracking performance over a specific trajectory utilizing past control results.

 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#8
ساعت: 20:21 - تاریخ: 14 تیر 1389
بابت توضیح ممنون، به سوال( کاهش توان راکتیو خازن گذاری باید چگونه باشد) هم لطف کنین توجه کنید 
نویسنده : ایمان
 
#9
ساعت: 11:00 - تاریخ: 15 تیر 1389
معذرت می خواهم اما سوالتان قدری کلی است. بنده نمی دانم دقیقاً مشکل کجاست، اگر بیشتر توضیح بفرمائید ممنون می شوم. البته در ارتباط با فلسفه کلی خازن گذاری در شبکه می توان به موارد زیر اشاره کرد که امیدوارم منظورتان همین باشد.
ایده خازن گذاری در شبکه در واقع به موضوع تولید توان راکتیو پراکنده در شبکه بر می گردد.
همانطور که می دانید از عوارض تولید انرژی الکتریکی بصورت مجتمع ( در نیرو گاه ها) و انتقال و توزیع آن تا محدوده مصرف یکی افزایش سرمایه گذاری مرتبط با سیستمهای انتقال و توزیع همچنین پذیرش تلفات ناشی از آن است. بدین معنی که اگر موانع تکنولوژی-اقتصادی موجود اجازه می داد بهتر بود کار تولید انرژی در نزدیکترین نقطه به مصرف انجام شود. البته همه این موارد بیشتر به موضوع تولید توان اکتیو بر می گردد و در مورد تولید توان راکتیو وضعیت قدری متفاوت است. در واقع خازنها واحدهای تولید توان راکتیوی هستند که به راحتی در همه سطوح انتقال و توزیع شبکه الکتریکی قابل نصب و بهره برداری می باشند. بنابراین مثلاً ما برای تولید توان راکتیو مورد نیاز یک الکتروموتور نیازی نیست که کیلومترها دورتر این توان را توسط واحد تحریک یک ژ نراتور تولید و با هزینه زیاد تا محل مصرف حمل کنیم، منطقی تر آن است که در همان محل نصب الکتروموتور این توان راکتیو تولید و در همان جا به مصرف برسد تا از عوارض اشغال ظرفیت بالا دستی همچنین تلفات انرژی ناشی از آن رها شویم. شرکتهای برق منطقه ای برای تشویق مشترکان در استفاده از جبران سازهای محلی اقدام به تعریف تعرفه های خاصی برای نرخ مصرف انرژی راکتیو نموده اند تا مصرف کنندگان تشویق به استفاده از آنها شوند.
البته کاربرد خازنهای سری در خطوط انتقال جهت افزایش توان انتقالی آنها همچنین خازنهای موازی برای کنترل توان راکتیو سیستم در سطوح ولتاژی انتقال نیز مرسوم هستند که هر یک بحثهای مفصل مربوط به خود را طلب می کنند.  
 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#10
ساعت: 16:06 - تاریخ: 9 مرداد 1389
از توجه شما سپاسگزارم
روش یادگیری تکرار شونده فازی چیست؟ ممنون از توجهتان 
نویسنده : ایمان
 
#11
ساعت: 16:28 - تاریخ: 10 مرداد 1389
کتاب زیر مرجع پیشرفته ای در زمینه کنترل صنعتی و موضوع مورد علاقه شماست. اگر به آن احتیاج مبرم دارید آدرستان را بفرمائید تا برایتان بفرستم.

Real-time Iterative Learning Control
Design and Applications

Jian-Xin Xu, PhD
Sanjib K. Panda, PhD
Tong H. Lee, PhD
Department of Electrical and Computer Engineering
National University of Singapore
4 Engineering Drive 3
117576 Singapore
Singapore

 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#12
ساعت: 12:57 - تاریخ: 23 بهمن 1389
ایا لامپهای کم مصرف توان راکتیو تو لید می کند ؟لطفا توضیح دهید 
نویسنده : امیر شیخ سفلی - از: ایران
 
#13
ساعت: 15:44 - تاریخ: 27 بهمن 1389
به معمای الکترونیک قدرت شماره 3 مراجعه فرمائید. 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#14
ساعت: 20:25 - تاریخ: 25 اردیبهشت 1390
کامیون مثالی جالب بود، بقیه ی ماجرای خازن گذاری و ... رو هم با داستان کامیون ادامه بدین جالب تر و قابل درک تر میشه  
نویسنده : سحر
 
#15
ساعت: 16:48 - تاریخ: 15 خرداد 1390
ایا fc ها هم توان راکتیو مصرف میکنن؟ میدونم خودشون خازن دارن . آیا باز هم با وجود خازن  توان راکتیو مصرف میکنن؟! 
نویسنده : فرهاد - از: ایران
 
#16
ساعت: 10:35 - تاریخ: 17 خرداد 1390
منظورتان از fc دستگاه های مبدل فرکانس است؟ 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#17
ساعت: 21:18 - تاریخ: 26 اسفند 1390
لطفا طریقه محاسبه مقدار خازن برای بار راکتیو برای 125 آمپر را توضیح دهید 
نویسنده : سجاد - از: ایران
 
#18
ساعت: 15:07 - تاریخ: 26 اردیبهشت 1393
عزیزان خازن در مقابل توان راکتیوی که توسط بارهای سلفی تولید میشه نقش یک مصرف کننده رو بازی میکنه و اجازه نمیده که این توان به شبکه برگرده و در نتیجه باعث گرم شدن خطوط بشه...این رو هم در نظر داشته باشید گاهی وقتا توان راکتیو توسط بارهای خازنی تولید میشه که در اون موقع برای از ببن بردن توان راکتیو باید از سلف استفاده کرد. 
نویسنده : حیدر
 
#19
ساعت: 17:22 - تاریخ: 20 اردیبهشت 1394
عرض سلام و ادب
منظور از توان ظاهری (ولت امپر ) به صورت عامیانه چیست؟منظور از دیماند چیست؟تشکر از لطف شما 
نویسنده : محمد - از: ایران
 
#20
ساعت: 19:58 - تاریخ: 20 اردیبهشت 1394
توان ظاهری یک مقدار عددی معادل حاصلضرب مقادیر موثر ولتاژ و جریان است و از نظر فیزیکی فاقد مفهوم مشخصی می باشد. در مورد ترانسفورماتورها نظر به ثبات تقریبی ولتاژ ، توان ظاهری که متناسب با ظرفیت ترانس است مقیاسی برای قابلیت ترانس جهت انتقال انرژی می باشد. 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#21
ساعت: 16:04 - تاریخ: 19 آذر 1394
ابتدا چند تعریف اساسی سپس مفهوم توان راکتیو و اکتیو را شرح می دهم. امیدوارم بکار بیاید.

یک ولت : یک ژول انرژی پتانسیل که برای جابجایی یک کولن بار الکتریکی مصرف می شود.

یک آمپر : انتقال انرژی توسط یک کولن بار در یک ثانیه از یک سطح مقطع فرضی.

توان الکتریکی: آهنگ یا سرعت مصرف انرژی، که با توجه به دو تعریف بالا  از حاصلضرب ولتاژ در جریان حاصل می شود. چون انرژی منبع ولتاژ توسط بارها انتقال می یابد، این انرژی در واحد زمان مفهوم توان را دارد.

توان اکتیو : فرض کنید یک بار اهمی خالص  متصل به یک منبع ولتاژ سینوسی است.  در لحظاتی که ولتاژ مثبت است منبع سعی دارد بارها را انرژی دار کرده و در مصرف کننده اهمی خالص به مصرف برساند. بار الکتریکی نیز در جهت اعمال شده از طرف منبع ولتاژ این ماموریت را انجام میدهد. پس مصرف کننده توسط  بار های الکتریکی انرژی دار شده، انرژی را مصرف می کند. در لحظاتی که ولتاژ در نیم سیکل دوم است و منفی است، منبع ولتاژ دوباره سعی دارد بارها را انرژی دار کرده و در مصرف کننده اهمی خالص به مصرف برساند. اما در این حالت بار الکتریکی خلاف جهت قبل اما همجهت با  نیروی اعمالی منبع ولتاژ انتقال انرژی را انجام میدهد(یعنی V و I همجهت و دارای حاصلضرب مثبت می شوند). در این حالت جهت جریان عوض شده ولی انتقال انرژی دوباره به سمت مصرف کننده است. (مانند ساییدن رفت و برگشتی  سمباده بر روی یک جسم است که چه در حالت رفت چه برگشت جسم گرم می شود و صیقل داده می شود) همچنین می توان گفت انتقال انرژی از سیم برگشتی (سیم دوم) به مصرف کننده می رسد. بنابراین در این حالت بار ها و ولتاژ در همه حال هم جهت هستند. توان یا آهنگ مصرف انرژی فقط باعث انجام کار می شود.


توان راکتیو : فرض کنید مصرف کننده ای داریم که دارای مقاومت و سیم پیچ است (اهمی-سلفی). در این حالت نیز منبع سعی دارد انرژی را از طریق بار های الکتریکی به مصرف کننده برساند.اما چون مقداری انرژی در سیم پیچ سلف ذخیره می شود و همین میدان سیم پیچ باعث ایجاد اختلاف  زمانی بین انتقال انرژی توسط بار الکتریکی( جریان  ) و در خواست منبع تولید انرژی (منبع ولتاژ) می شود، بنابراین در لحظاتی که ولتاژ و جریان هم جهت اند ( مثبت یا منفی) مانند متصل بودن مصرف کننده اهمی خالص ، بار اهمی-سلفی(بخش اهمی مصرف کننده) توان اکتیو مصرف می کند. اما در زمان هایی که درخواست منبع ولتاژ در جهت خاصی باشد، مثلا به سمت راست،  عبور بار های الکتریکی (در واقع انتقال انرژی توسط آن ها) به دلیل ایجاد اختلاف فاز در جهت مخالف در خواست منبع ولتاژ باشد (میدان سلف و انرژی ذخیره شده در آن باعث حرکت بار های آزاد رسانا در خلاف جهت خواسته شده منبع ولتاژ شوند) ، توانی که قابلیت انجام  کار برای مصرف کننده را داشته باشد وجود ندارد. اما انتقال انرژی ذخیره شده از طرف میدان سلف به سمت منبع ولتاژ وجود دارد. آهنگ انتقال این انرژی توان راکتیو گویند. که به دلیل انتقال انرژی توسط بار الکتریکی (جریان) تلفاتی در سیم های انتقال به وجود می آید.

در واقع با وجود سیم پیچ در مدار  توان راکتیو در سیم ها جاری می شود.

در واقع کنتور راکتیو  انتقال انرژی رد و بدل شده  بین میدان سیم پیچ های مصرف کننده و منبع ولتاژ را در لحظات غیر هم جهت بودن ولتاژ و جریان نشان می دهد. یعنی کنتور راکتیو مقدار انرژی واقعی را (نه مجازی) نشان می دهد. ولی این انرژی نتوانسته توسط بار های آزاد رسانا به مصرف کننده برسد. بلکه در میدان سلف مصرف کننده ذخیره شده و دوباره برگشت داده شده است.

یک مثال برای درک بهتر انتقال انرژی و توان اکتیو و راکتیو:
newton's cradle  یا گهواره نیوتن را در نظر بگیرید. تعدادی گوی فلزی کنار هم که با نخ هایی آویزان شده اند.



با بلند کردن یک گوی سمت چپ، قصد انتقال انرژی به سمت راست را داریم. فرض کنید تکه فلزی داریم که با برخورد گوی آخر سمت راست به آن صدا می دهد مانند زنگ اخبار.  بلند کردن گوی سمت چپ جهت انتقال انرژی مشابه استفاده از منبع ولتاژ در مدار است. با رها کردن گوی سمت چپ، بقیه ی گوی ها به هم انرژی انتقال می دهند تا انرژی گوی اول به گوی آخر سمت راست منتقل شود بدون اینکه گوی ها جابجا شوند. این دقیقا مشابه انتقال انرژی منبع ولتاژ توسط  الکترون های آزاد رسانا است بدون اینکه الکترون ها در سیم، جابجایی قابل ملاحظه ای داشته باشند. حال مصرف انرژی  در این سیستم به صورت انرژی صوتی همان تکه فلز است. اگر فلز را دقیقا سمت راست و چسبیده به گوی آخر  قرار دهیم، بیشتر انرژی به صوت تبدیل می شود و هیچ انرژی به سمت گوی اول (سمت چپ  )  منتقل نمی شود. این مشابه مصرف کننده ی اهمی خالص است که ذخیره ندارد و برگشت انرژی به منبع نیز نخواهد داشت.

حال فرض کنید این تکه فلز را در ارتفاعی مشخص و در مسیر حرکت گوی آخر بعد از ضربه گوی اول قرار دهیم، مثلا نصف ارتفاعی که در حالت بدون بار (تکه فلز) ایجاد می شود. در این حالت وقتی گوی سمت چپ را بلند کرده و رها می کنیم، گوی آخر تا ارتفاعی بلند شده و به  تکه فلز برخورد می کند و صدایی کمتر از حالت قبل ایجاد می کند. چرا؟ چون مقداری از انرژی صرف ذخیره در پتانسیل بالا آمدن گوی آخر شده است. این مقدار ذخیره شده با بازگشت گوی به مکان اولیه  و برخورد به گوی های کناری به گوی اولیه می رسد. (منبع ولتاژ در حالت مداری ).  آنچه کنتور راکتیو نشان می دهد. این مکان قرار دادن تکه فلز مانند بار اهمی-سلفی است. مقداری تکه فلز صدا می دهد و مقداری از انرژی بر می گردد.

اما فرض کنید تکه فلز را جایی قرار داده اید که گوی آخر سمت راست هر قدر هم بلند شود به آن نرسد(مشابه بار سلفی خالص). در این حالت تکه فلز صدا نمی دهد چون گوی برخوردی با آن نداشته است و تمام انرژی تبدیل به پتانسیل گوی شده و سپس به جنبشی و در نهایت با انتقال از طریق گوی ها و ایجاد کمی گرما (مانند گرمای سیم ها در عبور توان راکتیو) به گوی سمت چپ(معادل منیع ولتاژ در مدار) باز میگردد. یعنی با ارتفاع کرفتن تکه فلز (وجود سیم پیچ در مدار) به ناچار مقداری از انرژی ذخیره می شود و بازگردانده می شود.

امیدوارم  معادل قابل فهم و قابل لمسی برای توان راکتیو و اکتیو ارائه کرده باشم.

 
نویسنده : سجاد - از: شیراز
 
درج پاسخ

 
 
تغییر زبان :