بخشی از مقاله
چکیده
از دیرباز آرزوی بشر دستیابی به منبعی از انرژی بوده که علاوه بر آنکه بتواند مدت مدیدی از آن استفاده کند، تولید پسماندهای خطرناک نیز در پی نداشته باشد. اکنون در هزاره سوم میلادی این آرزوی به ظاهر دست نیافتنی کم کم به واقعیت می پیوندد. بدین منظور استفاده از انرژی اتمی مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از انرژی اتمی به دو صورت شکافت و گداخت مطرح است که در این میان رهیافت دوم به دلیل پاک بودن بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. همجوشی هسته ای - - Nuclear Fusion واکنش میان دو هسته اتمی است که آن دو به هم می پیوندند و هسته ای سنگین تر را می سازند.
هدف این مقاله طراحی مفهومی منبع ولتاژ مورد نیاز برای دستگاه مولد نوترون300 IECF کیلو ولت که به صورت راکتور آزمایشگاهی برای واکنش گداخت در نظر گرفته شده، می باشد. این منابع تغذیه ولتاژ بالا که در نوع DC مورد مطالعه قرار گرفته است، ولتاژ بالا بوده و حساسیت های طراحی و شبیه سازی ویژه ای را دارد. یک نمونه از منبع تغذیهی ساخته شده وشبیه سازی شده در مقاله آورده شده است. در انتها نتایج شبیه سازی منبع تغذیهی -300 کیلو ولت برای دستگاه مولد نوترون، در نرم افزارMultisim ارائه شده است.
.1 مقدمه
منبع تغذیه بخش اصلی هر دستگاه الکتریکی است. اکثر منابع تغذیه از بلوک هایی تشکیل می گردند که هر کدام وظیفه ای خاص را بر عهده دارد. شکل - 1 و - - 2 اجزای ساختمان پایهی اکثر منابع تغذیه با ولتاژ بالا را به صورت بلوکی و مداری نشان می دهد. واحد توان ورودی شرایط اربرای توان ورودی منبع فراهم می کند. توان ورودی منبع احتمالاٌ رنج وسیعی از ولتاژ های ورودی را شامل می شود.منبع AC ، 50 تا 400 هرتز با ولتاژهای 24 تا 480 ولت متداول ترین این رنج هاست.
واحد ورودی، یکسو سازی و فیلتر کردن را برای سیگنال هایAC، فراهم میکند. همچنین حضور منابع توان کمکی که برای تغذیه مدارات کنترل منابع تغذیه ولتاژ بالا استفاده می شود، از مسئولیتهای واحد ورودی توان است. درک صحیح پیکر بندی مدار ورودی برای طراح یک امر حیاتی است. نیازمندی-های توان ورودی درطراحی ساختار کلی ،حتی در طراحی رگولاتورها هم اثر خواهد داشت.
شکل :1 مدار پایه ی منبع تغذیه ولتاز بالا
شکل :2 طبقه ی خروجی منبع تغذیه طبقهی خروجی ولتاژ بالا سیگنال مانیتورینگ و فیدبک را فراهم میکند که توسط مدارات کنترل توان خروجی پردازش میشود.
تمامی این المان ها از سطح زمین برای جلوگیری از آرک زدن عایق کاری شده اند. از مواد مختلف برای عایق کاری استفاده می شود ولی معمولا این مواد هوا، SF6 ، روغن عایق کاری و مواد جامد به شکل کپسول هستند. انتخاب ماده عایق وکنترل پردازش یکی از مهمترین زمینه های طراحی یک منبع ولتاژ مطمئن است.
مدارات کنترل، عاملی برای در ارتباط نگه داشتن تمامی طبقات منبع تغذیه با هم است. پیچیدگی مدار از یک آی سی آنالوگ تا تعداد زیادی آی سی و حتی یک میکروپروسسور مانیتورینگ و کنترل کننده ی تمامی فعالیت های منبع ولتاژ، می تواند متغییر باشد. نیازمندی های پایه ای که هرمدار کنترل باید داشته باشد این است که مقدار جریان و ولتاژ خروجی را همانگونه که بار، توان ورودی ونیازمندی های مدار دیکته میکند، تنظیم می کند. این عمل به بهترین شکل توسط حلقهُی کنترل فیدبک انجام میشود. شکل 3 نشان میدهد که چگونه سیگنالهای فیدبک می تواند جهت تنظیم خروجی منبع تغذیه استفاده شود
شکل :3 حلقه کنترل منبع تغذیه
.2 نقشه فنی قطعات مختلف سیتم تامین انرژی IECF
اجزای مختلف سیستم تامین انرژی دستگاه IECF تشکیل شده است از -2 Feeds Through -1 مقسم ترانسی ولتاژ از 0 تا 300 ولت به منظور کنترل ولتاژ ورودی به دستگاه -3 پنل کنترل ولتاژ و جریان -4مولتی میتر دیجیتال -5 پروب ولتاژ -6 کابل های ولتاژ-7منبع تغذیه دی سی -300 کیلو ولت 150 میلی آمپر
شکل زیر این اجزا را نمایش میدهد.
شکل - - 4 اجزای الکتریکی سیستم تامین انرژی IECF
Feeds Through -1-2
محفظه دستگاه تقریبا به صورت یک استوانه می باشد. اتصال الکتریکی محفظه با منبع تغذیه از یک قسمت ویژه به نام Feeds Through انجام میگیرد. این قسمت در بخش فوقانی محفظه IECF قرار دارد.
