عملکرد و کاربرد نیمه هادیها در کنترل موتورهای اونیورسال

با پیدایش نیمه هادی های قدرت و تولید انبوه آنها برای مصارف صنعتی الکترونیک صنعتی اهمیت ویژه ای یافته است و کاربرد آن در صنعت افزایش روز افزونی دارد . در واقع امروزه کمتر کسی است که با کاربردهای صنعتی انرژی الکتریکی آشنا باشد و با مبحث الکترونیک صنعتی سرو کار نداشته باشد . از این رو یکی از درسهای اساسی دانشکده های مهندسی برق به این مبحث اختصاص دارد . به علت نو بودن مطلب، تعداد کتابهای انتشار یافته در این زمینه محدود است و بیشتر انتشارات موجود از دیدگاههای خاص و توسط سازندگان این گونه وسایل به رشته تحریر در آمده اند ونمی توانند به صورت کتاب درسی مورد استفاده قرار گیرند مسئله مورد نظر در این زمینه ساخت وسایلی است که تبدیل یک سیستم جریان را به سیستمی دیگر امکان پذیر سازند . به عنوان مثال می توان از تبدیل یک سیستم جریان متناوب و یک سیستم جریان دائم و برعکس نام برد . این وسایل عموما قادرند کمیتهایی خروجی را در دامنه بسیار وسیعی تغییر دهند. این تغییرات در اثر فرمانهایی با قدرت خیلی کم صورت می پذیرند ، بنابراین این وسایل را می‌توان نوعی تقویت کننده قدرت نیز دانست . در ساخت این گونه وسایل از نیمه هادی ها و اگر دقیق تر بگوییم از دیودها ، تریستورها و تریاکها استفاده می شود .

مقدمه
از انقلاب صنعتی اواخر قرن هیجدهم و اوایل قرن نوزدهم که کارهای دستی به صنایع ماشینی تبدیل میشود و ابزار ماشینی به سرعت تکامل مییابند ، ماشینهای ابزار به موتورهای الکتریکی مجهز می شوند ، ماشینهای الکتریکی جای خود را در میان صنایع سنگین مخصوصا در جهت تولید و انتقال انرژی باز میکنند ، با پیشرفت روز افزون ابزار تولید و نیاز در تسریع تولید فکر تبدیل صنایع به صورت خودکارشکل می گیرد و جامه عمل بخود میپوشد . با روشهای فرمان و تنظیم خودکار موتورهای الکتریکی مورد استفاده آنها ابعاد وسیعی پیدا میکند و از صنایع سنگین و پیچیده تا وسائل ساده خانگی را در بر می گیرد. باین ترتیب شناخت انواع ماشینهای الکتریکی از نظر ساختمان ، اصول کار بسیار ضروری به نظر می رسد .
در کتابهای ماشین های الکتریکی دیدیم که نه تنها میتوان موتورها را از طریق الکترومکانیکی ، الکترو مغناطیس کنترل کرد بلکه بروش الکترونیکی با استفاده از لامپهای خلاء و گازدار نیز میتوان اینکار را انجام داد . در این پروژه تئوری و طرز کار وسائل نیمه هادی مانند یکسوکننده ها ، ترانزیستورها و یکسوکننده های سیلیکنی کنترل شده را بررسی کرده و رابطه آنها را با کنترل موتور بیان می نمائیم . ابتدا بهتر است طبیعت مواد نیمه هادی را که برای فهم مدارهائی که عناصر فوق در آنها بکار میرود بشناسیم .

معرفی نیمه‌هادی‌ها
از نظر هدایت الکتریکی تمام اجسام را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد: عایق‌ها، ‌هادی‌ها و نیمه‌هادی‌ها. بدون وارد شدن به ساختمان و ترکیب مواد می‌توان گفت یکی از خواص ماده قابلیت هدایت جریان الکتریکی آن است. عایق ماده‌ای است که برای عبور جریان مقاومت زیادی دارد در حالی‌هادی می‌تواند جریان را به سادگی عبور دهد. مواد نیمه‌هادی هدایت الکتریکی بزرگتر از عایق و کمتر از ‌هادی دارند. بعبارت دیگر نیمه‌هادی‌ها نه ‌هادی خوبند و نه عایق خوب.
مواد نیمه‌هادی معمولاً شامل دو عنصرند: سیلیکون و ژرمانیم. برای S.C.Rها سیلیکون ترجیح داده می‌شود زیرا نسبت به ژرمانیم مزایایی دارد یکی از این مزیت‌ها مقاومت بیشتر در مقابل درجه حرارت بالا و ولتاژ قوی است بدون اینکه به ساختمان بلوری لطمه‌ای وارد آید.
هر دو عنصر را در الکترونیک بکار می‌برند زیرا به آسانی و ارزان بدست می‌آیند و کیفیت مکانیکی و الکتریکی آنها جهت استعمال در وسایل الکترونیکی خوب است.

فهرست پروژه :
فصل اول : تئوری‌ نیمه‌هادی‌ها
مقدمه
معرفی نیمه‌هادی‌ها
اتم و الکترون
نیمه‌هادی‌ها
دیود (دو قطبی) P.N
تغذیه (بیاس) مستقیم و معکوس
یکسو کننده دیود N – P (سیلیکون یا ژرمانیم)
یکسوکننده نیم موج
جریان یکطرفه صاف شده
یکسوکننده تمام موج
دیود زنر
فصل دوم : مروری بر ساختمان ترانزیستورها
ترانزیستور
مقایسه لامپ سه قطبی با ترانزیستور
مدارهای ترانزیستور
ترانزیستور تک پیوندگاه
فصل سوم : یکسوکننده های کنترل شده سیلیکون (SCR)
یکسوکننده کنترل شده سیلیکونی (SCR)
مشخصات SCR
طرز کار SCR
ماشه‌زنی (راه‌اندازی یا تحریک) SCR
کنترل فاز نیم موج
کنترل فاز تمام موج
مدارهای ماشه‌زنی (راه‌اندازی)
ماشه‌زنی (راه‌اندازی) با خازن و مقاومت
ثابت زمانی R.C
ماشه‌زنی (راه‌اندازی) تک پیوندگاه
موارد استعمال SCR برای کنترل موتور
سیگنال‌های مبنا و برگشت (فیدبک)
فصل چهارم : کنترل موتورهای اونیورسال
کنترل موتور اونیورسال
کنترل نیم موج با تغذیه برگشت
کنترل نیم موج اصلاح شده
حدود وسیع‌تر تنظیم سرعت
کنترل تمام موج dc با تغذیه برگشت
کنترل تمام موج بدون تغذیه برگشت
کنترل تمام موج با همزمان سازی
کنترل موتور شنت بدون تغذیه برگشت
کنترل موتور شنت (از کارخانه سکور D)
کنترل سرعت تمام موج برای موتور شنت
کنترل نیم موج برای موتور شنت
فصل پنجم : مدارهای فرمان متفرقه
مدارهای فرمان کنترل سرعت نیم موج و تمام موج
کنترل تمام موج
مدارهای آتش کردن
فصل ششم: همزمان کردن به وسیله ترانزیستور
بکارگیری ترانزیستور برای همزمان کردن زمان ضربه الکتریکی با تغییرات جریان متناوب
موتورهای یکفاز
تحریک کننده سه فاز
تحریک کننده با واحد موتور ـ مولد
تحریک کننده سه فاز ساکن
منابع و مآخذ

تعداد صفحات پروژه : ۱۸۴
نوع فایل : ورد ۲۰۰۳ (.doc)
حجم فایل : ۲٫۸۱ مگابایت