موتورها مصرفکنندههای عمده برق در اغلب کارخانهها هستند. وظیفه یک موتورالکتریکی تبدیل انرژی الکتریسیته به انرژی مکانیکی است. در یک موتور سهفاز AC جریان از سیمپیچهای موتور عبور کرده و باعث ایجاد میدان مغناطیسی دواری میشود که این میدان مغناطیسی محور موتور را میچرخاند. موتورها بهگونهای طراحی شدهاند که این وظیفه را بهخوبی انجام دهند. مهمترین و ابتداییترین گزینه صرفهجویی در موتورها مربوطبه انتخاب آنها و استفاده از آنها میباشد.
1- هرزگردی موتورها
بیشترین صرفهجویی مستقیم برق را میتوان با خاموش کردن موتورهای بیبار و درنتیجه حذف تلفات بیباری بهدست آورد. روش ساده آن درعمل نظارت دایم یا کنترل اتوماتیک است. اغلب به مصرف برق در بیباری اهمیت چندانی داده نمیشود درحالیکه غالباً جریان در بیباری حدود جریان در بار کامل است.
موتورها مصرفکنندههای عمده برق در اغلب کارخانهها هستند. وظیفه یک موتورالکتریکی تبدیل انرژی الکتریسیته به انرژی مکانیکی است. در یک موتور سهفاز AC جریان از سیمپیچهای موتور عبور کرده و باعث ایجاد میدان مغناطیسی دواری میشود که این میدان مغناطیسی محور موتور را میچرخاند. موتورها بهگونهای طراحی شدهاند که این وظیفه را بهخوبی انجام دهند. مهمترین و ابتداییترین گزینه صرفهجویی در موتورها مربوطبه انتخاب آنها و استفاده از آنها میباشد.
1- هرزگردی موتورها
بیشترین صرفهجویی مستقیم برق را میتوان با خاموش کردن موتورهای بیبار و درنتیجه حذف تلفات بیباری بهدست آورد. روش ساده آن درعمل نظارت دایم یا کنترل اتوماتیک است. اغلب به مصرف برق در بیباری اهمیت چندانی داده نمیشود درحالیکه غالباً جریان در بیباری حدود جریان در بار کامل است.
مثالی از این نوع تلفات را میتوان در واحدهای بافندگی یافت، جاییکه ماشینهای دوزندگی معمولاً برای دورههای کوتاهی کار میکنند. اگرچه موتورهای این ماشینها نسبتاً کوچک هستند (1.3 اسب بخار) ولی چون تعداد آنها زیاد است (معمولاً تعداد آنها در یک کارخانه به صدها عدد میرسد) اندازه این تلفات قابلملاحظه است. اگر فرض کنیم 200 موتور 1.3 اسببخار در 90درصد زمان هرزگرد بوده و باری معادل 80درصد بار کامل بکشند، هزینه کار بیهوده موتورها با درنظر گرفتن 120ریال بهای واحد انرژی الکتریکی ، بهشکل زیر محاسبه میشود:
هزینه بیباری = 200موتور×3/1 اسببخار × 80% بار × 6000ساعت در سال × 90% بیباری ×120ریال= 25میلیون ریال
با اتصال یک سوئیچ به پدال چرخها میتوان آنها را بهطور اتوماتیک خاموش کرد.
2- کاهش بازده در کمباری
وقتی از موتوری استفاده شود که مشخصات نامی بالاتر از مقدار مورد نیاز را داشته باشد، موتور در بارکامل کار نمیکند و در اینحالت بازده موتور کاهش مییابد.
استفاده از موتورهای بزرگتر از اندازه موردنیاز معمولاً به دلایل زیر است :
- ممکن است پرسنل مقدار بار واقعی را ندانند و بنابه احتیاط موتوری بزرگتر از اندازه موردنیاز انتخاب شود
- طراح یا سازنده برای اطمینان از اینکه موتور توان کافی را داشته باشد، موتوری بسیار بزرگتر از اندازه واقعی موردنیاز پیشنهاد کند و بار حداکثر درعمل بهندرت اتفاق افتد. بهعلاوه اغلب موتورها میتوانند برای دورههای کوتاه در باری بیشتر از بار کامل نامی کار کنند. (درصورت تعدد این وسایل اهمیت مسئله بیشتر میشود)
- وقتی موتور با مشخصات نامی موردنظر در دسترس نیست یک موتور بزرگتر نصب میشود و حتی وقتی موتوری با اندازه نامی موردنظر پیدا میشود جایگزین نشده و موتور بزرگ همچنان به کار خود ادامه میدهد.
- بهخاطر افزایش غیرمنتظره در بار که ممکن است هیچگاه هم رخ ندهد یک موتور بزرگتر انتخاب میشود.
- نیازهای فرآیند تولیدی کاهش یافته است
در برخی بارها گشتاور راهانداز بسیار بیشتر از گشتاور دورنامی است و باعث میشود موتور بزرگتر بهکار گرفته شوند.
باید مطمئن شد هیچ کدام از این موارد موجب استفاده از موتورهایی بزرگتر از اندازه و درنتیجه کاهش بازده نشده باشند.
جایگزینی موتورهای کمبار با موتورهای کوچکتر باعث میشود که موتور کوچکتر با بار کامل دارای بازده بیشتری باشد. این جایگزینی معمولاً برای موتورهای بزرگتر وقتی در 3/1 تا نصف ظرفیتشان (بسته به اندازهشان) کار میکنند اقتصادی است.
برای تشخیص موتورهای بزرگتر از ظرفیت مورد نیاز به اندازهگیری الکتریکی احتیاج است. واتمتر مناسبترین وسیلهاست.
روش دیگر، اندازهگیری سرعت واقعی و مقایسه آن با سرعت نامی است. بار جزئی بهعنوان درصدی از بار کامل نامی را میتوان از تقسیم شیب(سرعت) عملیات بر شیب بار کامل بهدست آورد. رابطه بین بار و شیب تقریباً خطی است. معمولاً در این موارد میتوان برای جلوگیری از سرمایهگذاری جدید اینگونه موتورها را با دیگر موتورهای موجود در کارخانه جایگزین نمود که تنها هزینه آن اتصالات و صفحههای تنظیمکننده هستند. اگر این تغییرات را بتوان همزمان با تعمیرات برنامهریزیشده در کارخانه انجام داد بازهم هزینهها کاهش مییابد.
3- موتورهای پربازده
بازگشت سرمایه قیمت اضافی پرداختی جهت خرید موتورهای پربازده، معمولاً کمتراز دو سال کارکرد موتور بهازای 4000 ساعت کارکرد سالانه و در 75درصد بار میباشد. (بازگشت سرمایه نسبت به موتورهای قدیمی و غیر استاندارد به کمتر از شش ماه نیز میرسد) درمواردی که بار موتور سبک یا ساعت کارکرد آن کم است یا بارهای تناوبی استثنائاتی وجود دارد. بیشترین صرفهجویی در رنج موتورهای 1 تا 20 اسببخار بهدست میآید. در توان بیشتر از 20 اسببخار افزایش بازده کاهش مییابد و موتورهای موجود بیش از 200 اسببخار تقریباً دارای بازده کافی هستند.
سازندگان معمولاً موتورهای با طراحی استاندارد و قیمت تمامشده کمتر را عرضه میکنند. بهخاطر رقابت شدید این نوع موتورها بازده کمی دارند. آنها ضریب قدرت پایینتری دارند، قابل تعمیر نبوده و نمیتوان بهراحتی سیمپیچ آنها را مجدداً پیچید.
در موتورهای پربازده با استفاده از ورقههای استیل نازکتر در استاتور و روتور، استفاده از استیل با خواص الکترومغناطیسی بهتر، استفاده از فنهای کوچکتر با بازده بیشتر و بهبود طراحی شکاف روتور بازده افزایش یافته است. تمام این روشها باعث افزایش مصرف مواد اولیه و درنتیجه افزایش هزینه مواد یا هزینههای ساخت میشود و بنابراین قیمت تمام شده موتور زیاد میشود. بااین وجود 30-20 درصد اضافه هزینه اولیه با کاهش هزینههای عملیاتی جبران میشود. از دیگر مزایای موتورهای پربازده اثر کم بر عملکرد موتور بههنگام نوسانات ولتاژ و بار جزئی است.
محاسبه بازگشت هزینه این موتورها بهخاطر متغیرهای درگیر پیچیده است. برای تعیین هزینه عملیاتی موتور باید توان مصرفی توسط موتور در ساعات کار آن و قیمت انرژی الکتریکی ضرب شود. هریک از این فاکتورها متغیرهای مخصوص بهخود را دارند که شامل تغییر در برنامه زمانبندی تولید، تغییر در بار موتور و جریمههای دیماند میباشند. پرداختن به برخی از این عوامل مشکل است.
حتی وقتی میزان صرفهجویی محاسبه میشود از آنجاکه بازده واقعی یک موتور معمولاً ناشناخته است ممکن است این محاسبات دچار خطا شوند. چون همه سازندهها از تکنیکهای یکسانی برای اندازهگیری بازده موتورها استفاده نمیکنند ، بنابراین مشخصات نامی درجشده بروی پلاک را نمیتوان با هم مقایسه کرد. بهعنوان نمونه در آمریکا منظور بیشتر سازندهها از بازده نامی رنجی از بازدهها است که بازده موتور در آن قرار میگیرد. از تکنیکهای آماری مختلفی برای تعیین حداقل بازده یک موتور با هر بازده نامی استفاده میشود. بهعنوان مثال یک موتور با بازده نامی 90.2 % دارای حداقل بازده نامی 88.5 % است.
عده زیادی موتورهای پربازده را بدون اینکه درصدد توجیه برگشت هزینه آن باشند ، استفاده میکنند ، مگر درمورد موتورهای بزرگتر. معمولاً مدت بازگشت هزینه تقریباً یک سال است.
بازده موتورها از مشخصات نامی آنها متفاوت است(بهدست نمیآید). مثلاً یک موتور 100-hp.1800-rpm سرپوشیده با فن خنکساز از یک سازنده دارای یک حداقل بازده تضمینشده معادل 90.2درصد در بار کامل در مدل استاندارد و 94.3درصد در مدل بازده بالا است. موتور هماندازه آن از یک سازنده دیگر دارای همان بازده 90.2درصد در مدل استاندارد و حداقل بازده 91درصد در مدل بازده بالا است. برای تعیین بازده واقعی یک موتور خاص باید از تجهیزات تست پیچیدهای استفاده کرد.
بهخاطر این اختلافها، بههنگام ارزیابی میزان صرفهجویی، استفاده از حداقل بازده تضمینشده قابل اطمینانتر است چون همه موتورها باید برابر یا بزرگتر از این اندازه باشند.
4- درایوهای تنظیم سرعت
وقتی تجهیزات بتوانند در سرعت کاهشیافته کار کنند چند گزینه قابل انتخاب است.
مثالهای ذیل نمونههایی برای همه صنایع هستند
1-4- موتورهای AC فرکانس متغیر (با تنظیم فرکانس)
وقتی پمپهای گریز از مرکز، فنها و دمندهها در سرعت ثابت کار میکنند و خروجی با استفاده از والوها و مسدودکنندهها کنترل میشود موتور صرفنظر از مقدار خروجی در نزدیکی بار کامل کار میکند که باعث میشود انرژی زیادی توسط این مسدودکنندهها و والوها تلف شود. اگر این تجهیزات بتوانند همواره در سرعت مورد نیاز کار کنند مقدار زیادی انرژی صرفهجویی میشود. درایوهای تنظیم سرعت باعث میشوند تجهیزات باتوجه به نیاز سیستم در حالت بهینه عمل کنند.
کنترلرهای AC تنظیم فرکانس (فرکانس متغییر) وسایل پیچیدهای بوده و گرانقیمت هستند. بااینحال میتوانند بهراحتی به موتورهای القایی AC استاندارد اضافه شوند. با هزینه تجهیزات کمتر و هزینههای الکتریکی بیشتر (با کاهش هزینه تجهیزات و افزایش هزینههای الکتریکی) کاربرد این وسایل در اغلب موارد اقتصادی میشود. بسیاری از انواع پمپها، فنها، میکسچرها، نقالهها، خشککنندهها، خردکنندهها (سنگشکنها) آسیابها، صافیها و برخی انواع کمپرسورها، دمندهها و همزنها در سرعتهای مختلف با وسایل تنظیم سرعت کار میکنند.
تجهیزات مجهز به تنظیم سرعت کمتراز نصف تجهیزات مجهز به مسدودکننده انرژی مصرف میکنند.
در عمل باید برای محاسبه دقیق صرفهجویی حاصل براساس کیلووات بازده موتور هم درنظر گرفته شود. بازده موتور تا زیر50درصد ظرفیت نامی افت میکند.
2-4-درایوهای DC حالت جامد (نیمههادی)
میتوان با تنظیم سرعت با استفاده از درایوهای DC صرفهجوییهای مشابهی را انجام داد. هزینه اولیه نسبتبه درایوهای AC تنظیم فرکانس بیشتر است بهخصوص وقتی مستقیماً بتوان از کنترلرهای الکتریکی در موتور ACاستفاده کرد. تعمیر و نگهداری کموتاتور و زغال نیز هزینه زیادی در درایوهای DC دربردارد. همچنین سیستمهای DC نسبتبه هوای خورنده و کثیف (مملو ازذرات) که در یک محیط صنعتی معمول است حساسترند.
بنابراین درایوهای AC معمولاً ترجیح داده میشوند مگر در مواردی که شرایط عملیاتی برخی از مشخصههای سیستمهای DC از قبیل تنظیم سرعت خیلی دقیق، معکوس کردن سریع جهت، یا گشتاور ثابت در رنج سرعت نامی مورد نیاز باشد.از این درایوها در ماشینهای حدیده ((drawing machins، پوششدهندهها (لعابدهندهها coaters) ماشینهای تورق (laminators)، دستگاههای سیمپیچی (winders) و سایر تجهیزات استفاده میشود.
سایر تکنیکهای تغییر سرعت موتور عبارت است از درایوهای لغزش (slip) الکترومکانیکی، درایوهای سیال. و موتورهای القایی (موتورهای با روتور سیمپیچیشده). این درایوها با تغییر درجه لغزش بین درایو و عنصر درحال حرکت سرعت را کنترل میکنند. چون قسمتی از انرژی مکانیکی که تبدیل به بار نمیشود به حرارت تبدیل میگردد این درایوها دارای بازده کمی بوده و معمولاً بهخاطر مشخصههای خود در کاربردهای خاصی بهکار برده میشوند. مثلاً ممکن است از درایوهای سیال در سنگشکنها (خردکنندهها) استفاده شوند چون دارای ظرفیت توان بالا، انتقال گشتاور آسان، توانایی مقاومت دربرابر بارهای شوک، قابلیت مقاومت در سیکلهای سکون (ازکارافتادگی)، ماهیت ایمنی آن و قابلیت تحمل هوای ساینده را دارند.
چون درایوهای AC وDC سرعت چرخنده اصلی را تغییر میدهند برای صرفهجویی در انرژی ترجیح داده میشوند.
3-4-درایوهای مکانیکی
درایوهای تنظیم سرعت مکانیکی سادهترین و ارزانترین وسایل تغییر سرعت هستند. این نوع چرخهای قابل تنظیم میتوانند در امتداد محور باز و بسته شوند و درنتیجه میزان تماس چرخ را با تسمه تنظیم کنند.
مزیت عمده درایوهای مکانیکی سادگی آنها ، سهولت تعمیر و نگهداری و هزینه پایین آنها است. یک سرویس تعمیر و نگهداری درحد متوسط و کنترل سرعت با دقت کم (معمولاً 5درصد) از خصوصیات این درایوها است.
درایوهای تسمهای برای گشتاورهای کم تا متوسط (100اسببخار) در دسترس هستند. بازده درایوهای تسمهای 95 درصد است و نسبت کاهش سرعت تا 10به 1 میرسد.
از درایوهای زنجیری فلزی در گشتاور زیاد استفاده میشود. این درایوها مشابه درایوهای تسمهای هستند فقط بهجای تسمههای لاستیکی از تسمههای فلزی استفاده شده است.
4-4-کاهش یک سرعته
وقتی فقط با یک کاهش سرعت به نتیجه رضایتبخش برسیم گزینه ارزانتری را میتوانیم انتخاب کنیم. اگرچه سرعتهای متغییر این مزیت را دارند که در وضعیتهای مختلف میتوان سرعت بهینه را بهکار برد، در مواقعی که رنج تغییر سرعت محدود است و زمانی که موتور باید در سرعت پایینتری کار کند نسبت به زمان کل کار موتور کم است احتمالاً یک کاهنده تکسرعته ازنظر هزینه و اثربخشی بهصرفهتر است.
درایوهای تسمهای: در این درایوها یک (یکبار) کاهش سرعت با کمترین هزینه همراه است چون بهراحتی میتوان چرخها را عوض کرد. ازآنجاکه با نصب دوباره چرخهای قدیمی براحتی میتوان تغییرات را بازگرداند از این روش وقتی استفاده میشود که کاهش خروجی برای یک دوره معین موردنیاز است. مثلاً وقتی سطح تولید برای یک زمان نامشخص کاهش یافته ولی ممکن است در آینده نیاز باشد که به ظرفیت اولیه برگردیم.
کاهش دور توسط چرخدنده: حالتهای مشابهای را توسط تغییر چرخدنده میتوان بهکار برد.
تعویض موتور: درمواردی که یک بار کاهش سرعت موردنیاز است یک موتور با سرعت کمتر را نیز میتوان جایگزیننمود.
5-4-موتورهای دوسرعته
موتور دوسرعته یک راهحل اقتصادی میانه درمقایسه با استفاده از درایوهای چندسرعته و سرعت ثابت است.
همانطورکه در مثالهای قبلی بیان شد چون توان مصرفی با مکعب (توان سوم) سرعت متناسب است، صرفهجویی در انرژی اهمیت زیادی دارد. درعمل یک افزایش جزئی بهخاطر تلفات اصطکاک رخ میدهد. از این روش و استفاده از روشهای کنترلی دیگر میتوان خروجی را در یک رنج محدود کنترل کرد.
دوسرعت را میتوان از یک سیمپیچ بهدست آورد ولی سرعت پایینی باید نصف سرعت بالایی باشد. مثلاً سرعتهای موتور به این شکل است 900/1800 ، 600/1200 ، 1800/3600
وقتی به نسبتهای دیگری از سرعت نیاز است استفاده از یک استاتور دو سیمپیچه ضروری است. از موتورهای قفسی چندسرعته (multispeed squirrel cage motors) نیز که دارای سه یا چهار سرعت همزمان هستند میتوان استفاده نمود.
قیمت موتورهای دوسرعته تقریباً دو برابر موتورهای تکسرعته است. اگر یک موتور بتواند در دورههای زمانی محسوسی با سرعت کمتر کار کند صرفهجویی حاصله سرمایهگذاری اضافی را توجیه میکند. در موتورهای چندسرعته استارترهای گرانقیمتی موردنیاز است چون اندازه محافظهای اضافهبار در سرعتهای مختلف متفاوت است.
5-کاهش بار
مسلماً کاهش بار موتور یکی از بهترین روشهای کاهش هزینههای الکتریکی است. تعمیر و نگهداری مناسب تجهیزات نیز میتواند با ازبین بردن تلفات ناشی از اصطکاک در تجهیزات نامیزان (غیر هممحور)، یاتاقانهای سختشده و نقالهها، بار موتور را کاهش دهد. روغنکاری مناسب قسمتهای متحرک مانند یاتاقانها و زنجیرها تلفات ناشی از اصطکاک را به حداقل میرساند. جایگزینی یاتاقانهای غلطکی و بلبرینگها با یاتاقانهای تخت بهخصوص در شافتهای انتقال نیز روش مؤثری است.
6- گشتاور راهاندازی زیاد
در بارهایی که گشتاور استارت بزرگی نیاز دارند باید از یک موتورB -NEMA (رایجترین موتور مورد استفاده در صنعت) یا موتورA -NEMA استفاده کرد. درجاییکه بارهای با اینرسی زیاد وجود دارد میتوان از موتورهای کوچکتری که بهگونهای طراحی شدهاند که قابلیت گشتاور زیاد را دارند استفاده کرد. یک موتور NEMA-B میتواند ازعهده بار زیاد استارت برآید ولی وقتی بار به سرعت نهایی رسید موتور در کمتراز ظرفیت نامی کار میکند. ولی انتخاب یک موتور کوجکتر از از نوع C-NEMA یا NEMA-D ضمن اینکه همان گشتاور راهانداز را تولید کرده ، در شرایط معمول عملیاتی نیز نزدیک بار کامل نامی کار میکند.
7- موتورهایی که مجدداً پیچیده میشوند (موتورهای سوختهای که سیمپیچی آنها عوض میشود)
بازده موتورهایی که برای بار دوم پیچیده میشوند کاهش مییابد که البته مقدار این کاهش بستگی به کارگاهی دارد که موتور در آن پیچیده شدهاست، چون کارگاههای سیمپیچی لزوماً از بهترین روشی که عملکرد اولیه موتور را حفظ کند استفاده نمیکنند. در برخی موارد بهدلیل بازده کم بهخصوص در موتورهای کوچک پیچیدن دوباره موتور توجیهپذیر نیست.
درحالت ایدهآل باید بازده موتور قبل و بعد از پیچیدن آن با هم مقایسه شود. یک روش تقریباً ساده برای ارزیابی کیفیت موتور پیچیدهشده مقایسه جریان بیباری موتور است، این مقدار در موتورهایی که بهخوبی پیچیده نشده باشند افزایش مییابد، بررسی روشی که درکارگاه سیمپیچی استفاده میشود، نیز میتواند کیفیت کار را مشخص کند. در زیر برخی نکاتی که باید موردتوجه قرارگیرد آمده است :
- وقتی موتوری را برای پیچیدن مجدد باز میکنند، عایق بین ورقهها خراب شده و باعث افزایش تلفات جریان گردابی میگردد مگر اینکه بازکردن (سوزاندن) عایق در کورهای با دمای قابل تنظیم انجام شده و ورقههای عایق غیرآلی جایگزین گردد.
- گداختن و سوزاندن سیمپیچ کهنه (خرابشده) در دمای کنترل نشده یا استفاده از یک مشعل دستی برای نرمکردن و خردکردن لاک بین سیمها بهمنظور بازکردن آسانتر سیمپیچ به این معنی است که کار در این کارگاه بهخوبی انجام نمیشود و باید به کارگاه دیگری برای پیچیدن موتور مراجعه کرد.
- اگر در نتیجه بازکردن و سوزاندن نامناسب تلفات هسته افزایش یابد، موتور در دمای بیشتری کار میکند و زودتر از موعد خراب میشود.
- اگر تعداد دورهای سیمپیچ در استاتور کاهش یابد تلفات هسته استاتور افزایش مییابد این تلفات درنتیجه جریان نشتی (هارمونیک) القا شده توسط جریان بار بهوجود میآید و اندازه آن برابر با توان دوم جریان بار است.
- در پیچیدن موتور اگر از سیمهای با قطر کوچکتر استفاده شود، مقاومت و درنتیجه تلفات افزایش مییابد.
روشهای پیچیدن موتور در کارگاههای مختلف تعمیراتی متفاوت است بنابراین قبلاز تصمیم به پیچیدن دوباره موتور باید کارگاهها کاملاً بررسی و بهترین کارگاه انتخاب شود.
شرکت Wanlass یک روش پیچیدن موتور ارائه کرده که مدعی است بازده را تا ده درصد افزایش میدهد این روش برمبنای جایگزینی سیمپیچ موجود با دو سیمپیچ است که بهگونهای طراحی شدهاند که سرعت موتور را متناسببا بار تغییر دهد. درمورد ادعای بهبود بازده بحثهای زیادی صورت گرفته و درحالیکه از عرضه موتورهای Wanlass بیشاز یک دهه میگذرد استفاده کنندههای عمده معتقدند این نوع طراحی بهبودی را که میتوان ازطریق تکنیکهای متعارف طراحی موتور و سیمپیچ بهدست آورد در صنعت موتور ارائه نکرده است.
8- ژنراتور موتورها
یکسوکنندههای نیمههادی یک منبع مناسب جریان مستقیم DC برای موتورهای DC یا دیگر استفادههای از جریان DC هستند، ژنراتور موتورهایی که معمولاً برای جریان مستقیم بهکار میروند قطعاً نسبتبه یکسوکنندههای نیمههادی بازده کمتری دارند بازده موتور ژنراتور در بار کامل حدود 70 درصد است در حالیکه بازده یکسوکنندههای نیمههادی تقریباً 96 دصد در بار کامل است. وقتی ژنراتور موتوری در کمتراز بار نامی کار کند بازده آن بهطور قابلملاحظهای کاهش مییابد چون بازده آن برابر با حاصلضرب بازده ژنراتور و موتور است.
9- تسمهها (Belts)
بازده درایوهای V-belt تأثیر زیادی در بازده موتور دارد. عوامل تأثیرگذار در بازده V-belt عبارتنداز:
1- Overbelting: تسمههای با مشخصات نامی بالاتر باعث افزایش کارایی میشوند
2- تنش (فشار): فشار نامناسب باعث کاهش بازده تا 10 درصد میشود. بهترین فشار برای یک V-belt کمترین فشاری است که در آن تسمه در بار کامل نلغزد.
3- اصطکاک: تلفات اصطکاک اضافی درنتیجه نامیزان بودن(غیرهممحوری)، فرسودگی چرخها تهویه نامطلوب یا مالیده شدن تسمهها به چیزی بهوجود میآیند.
4- قطر چرخ: هرچه قطر چرخ بزرگتر باشد بازده افزایش مییابد.
جایگزینی V-beltهای شیاردار با V-beltهای متعارف صرفهجویی زیادی دربردارد. یک V-belt درمعرض تنش فشاری بزرگی متناسب با قطر چرخ قراردارد. ازآنجاکه در V-beltهای شیاردار در قسمت تحتفشار از ماده کمتری استفاده شده تغییر شکل لاستیک و تنشهای فشاری به حداقل میرسد بنابراین بازده عملیاتی در V-beltهای شیاردار بیشتر میشود.
اگر هزینه عملیاتی سالانه یک موتور 60 اسببخار (برای 6000ساعت) 18000 دلار باشد حتی یک درصد بهبود در بازده موتور باعث 180 دلار صرفهجویی در سال میشود. هزینه اضافی برای 6 تسمه با اندازه 128 تقریباً 7 دلار است.
با تشکر از همکاری مهندس کورش کرد.
سیدا سنندج
● فیبرنوری چیست؟
فیبرهای نوری رشته های بلند و نازکی از شیشه بسیار خالصند که ضخامتی در حدود قطر موی انسان دارند. آنها در بسته هایی به نام کابلهای نوری کنار هم قرار داده می شوند و برای انتقال سیگنالهای نوری در فواصل دور مورد استفاده قرار می گیرند. اگر با دقت به یک رشته فیبر نوری نگاه کنید، می بینید که از قسمتهای زیر ساخته شده: هسته : هسته بخش مرکزی فیبر است که از شیشه ساخته شده و نور در این قسمت سیر می کند.
● قسمتهای مختلف یک رشته فیبر نوری
▪ لایه روکش :
واسطه شفافی که هسته مرکزی فیبر نوری را احاطه می کند وباعث انعکاس نور به داخل هسته می شود.
▪ روکش محافظ :
روکشی پلاستیکی که فیبر نوری در برابر رطوبت و آسیب دیدن محافظت می کند.صدها یا هزاران عدد از این رشته های فیبر نوری به صورت بسته ای در کنار هم قرار داده می شوند که به آن کابل نوری گویند.این دسته از رشته های فیبر نوری با یک پوشش خارجی موسوم به ژاکت یا غلاف محافظت می شوند.فیبرهای نوری دو نوعند:
1) فیبرهای نوری تک وجهی:
این نوع از فیبرها هسته های کوچکی دارند (قطری در حدود۵/۳ ،x۱۰ (۴-) inch یا ۹ میکرون) و می توانند نور لیزر مادون قرمز (با طول موج ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر) را درون خود هدایت کنند.
۲) فیبرهای نوری چند وجهی :
این نوع از فیبرها هسته های بزرگتری دارند (قطری در حدود inch (۳-) ۱۰x ۵/۲ یا ۶۲/۵ میکرون) و نور مادون قرمز گسیل شده از دیودهای نوری موسوم به LEDها را (با طول موج ۸۵۰ تا ۱۳۰۰ نانومتر) درون خود هدایت می کنند. برخی از فیبرهای نوری از پلاستیک ساخته می شوند. این فیبرها هسته بزرگی (با قطر ۴ صدم inch یا یک میلیمتر) دارند و نور مریی قرمزی را که از LEDها گسیل می شود (و طول موجی برابر با ۶۵۰ نانومتر دارد) هدایت می کنند. بیایید ببینیم طرز کار فیبر نوری چیست.
یک فیبر نوری چگونه نور را هدایت می کند؟
فرض کنید می خواهید یک باریکه نور را به طور مستقیم و در امتداد یک کریدور بتابانید. نور به راحتی در خطوط راست سیر می کند و مشکلی ازین جهت نیست. حال اگر کریدور مستقیم نباشد و در طول خود خمیدگی داشته باشد چگونه نور را به انتهای آن می رسانید؟ برای این منظور می توانید از یک آینه استفاده کنید که در محل خمیدگی راهرو قرار می گیرد و نور را در جهت مناسب منحرف می کند. اگر راهرو خیلی پیچ در پیچ باشد و خمهای زیادی داشته باشد چه؟ می توانید دیوارها را با آینه بپوشانید و نور را به دام بیندازید به طوریکه در طول راهرو از یک گوشه به گوشه دیگر بپرد. این دقیقاً همان چیزی است که در یک فیبرنوری اتفاق می افتد. نور در یک کابل فیبرنوری، بر اساس قاعده ای موسوم به بازتابش داخلی، مرتباً به وسیله دیواره آینه پوش لایه ای که هسته را فراگرفته، به این سو و آن سو پرش می کند و در طول هسته پیش می رود.
● تصویری از بازتابش کلی نور در یک فیبر نوری
از آنجا که لایه آینه پوش اطراف هسته هیچ نوری را جذب نمی کند، موج نور می تواند فواصل طولانی را طی کند. به هر حال، برخی از سیگنالهای نوری در حین حرکت در طول فیبر، ضعیف می شوند که علت عمده آن وجود برخی ناخالصی ها داخل شیشه است. میزان ضعیف شدن سیگنال به درجه خلوص شیشه به کار رفته در داخل فیبر و نیز طول موج نوری که درون فیبر سیر می کند بستگی دارد (به عنوان مثال
۸۵۰ نانومتر = ۶۰ تا ۷۵ درصد در هر یک کیلومتر
۱۳۰۰ نانومتر = ۵۰ تا ۶۰ درصد در هر یک کیلومتر
۱۵۵۰ نانومتر = بیش از ۵۰ درصد در هر یک کیلومتر).
برخی از فیبرهای نوری هم هستند که سیگنال در داخل آنها خیلی کم تضعیف می شود. (کمتر از ۱۰ درصد در هر یک کیلومتر برای ۱۵۵۰ نانومتر). سیستم ارتباط به وسیله فیبرنوری برای پی بردن به اینکه فیبرهای نوری چگونه در سیستم های ارتباطی مورد استفاده قرار می گیرند، اجازه دهید نگاهی بیاندازیم به فیلم یا سندی که مربوط به جنگ جهانی دوم است. دو کشتی نیروی دریایی را درنظر بگیرید که از کنار یکدیگر عبور می کنند و لازم است باهم ارتباط برقرار کنند درحالی که امکان استفاده از رادیو وجود ندارد و یا دریا طوفانی است. کاپیتان یکی از کشتی ها پیامی را برای یک ملوان که روی عرشه است می فرستد. ملوان آن پیام را به کد مورس ترجمه می کند و از نورافکنی ویژه که یک پنجره کرکره جلو آن است برای ارسال پیام به کشتی مقابل استفاده می کند. ملوانی که در کشتی مقابل است این پیام مورس را می گیرد، ترجمه می کند و به کاپیتان می دهد. (ملوان کشتی دوم عکس عملی را انجام می دهد که ملوان کشتی اول انجام داد.)حالا فرض کنید این دو کشتی هر یک در گوشه ای از اقیانوسند و هزاران مایل فاصله دارند و در فاصله بین آنها یک سیستم ارتباطی فیبرنوری وجود دارد.
ترجمه : احسان
منابع :
http://electronics.howstuffworks.com/question402.htm
http://www.slideshare.net/mahipal9/basic-optical-fiber-working
سیدا سنندج
آیا شما تمایل دارید که ۱ میلیون بک لینک به سایت شما اشاره کند؟ حتما وبمسترها و مدیران سایت ها از این موضوع لذت خواهند برد …
در واقع این موضوع واقعیت دارد و نمونه آن را میتوانید در وبسایت SEOmozمشاهده کنید. مهم اینست که مطلب را چگونه منتشر کنید تا بتوانید بک لینک های بسیار و نجومی دریافت کنید.
اما این سوال پیش می آید که در حقیقت راز نهفته در این ۱ میلیون بک لینک چیست؟ در ادامه قسمتی از مطلبی را آورده ایم که به این موضوع پی خواهید برد:
” در واقع منابع اولیه لینک هایی که از وبسایت ها در حوزه اینترنت مارکتینگ و رشته های وابسته آن دریافت میکنید همه در اینجا یعنی وبسایت شما وجود دارد. بلاگ ، مقالات ، ابزارهای follow که در وبسایت شما وجود دارد همگی به عنوان طعمه ای برای این منظور استفاده میشود.مطالبی که در سایت قرار میگیرد تنها برای لینک طراحی نشده است بلکه برای جذب بازدیدکنندگان و تبدیل کردن آنان به بازدید کننده وفادار طراحی شده است. “
همچنین این مطلب نکاتی را در رابطه با تولید محتوای باکیفیت بیان کرده است :
خیلی راحت و با توجه به همین نکات کلیدی میتوانید در کسب و کار و بازار یابی اینترنتی خود به موفقیت برسید.
تصور عامه مردم بر این عقیده استوار است که اگر آنقدر از زمین دور شوی که مرز اتمسفر را پشت سر بگذاری و به اصطلاح وارد خلاء شوی٬ شرایط بیوزنی حاکم خواهد شد. اگر شما هم یکی از همانهایی هستید که چنین تصوری دارند لطفا در نگاه خود تجدید نظر کنید. واقعیت این است که با دور شدن از زمین٬ وزن فضانوردان و یا ماهوارهها کاهش مییابد٬ اما بی وزن نمیشوند. از این رو است که تمامی محمولههای فضایی اعم از سرنشیندار مانند شاتلهای فضایی و یا بدون سرنشین مانند ماهوارههای اطراف زمین٬ باید دائماْ به دور زمین بچرخند تا سقوط نکنند.
چرخش دائم محمولههای فضایی به
دور زمین٬ نیروی گریز از مرکزی به وجود میآورد که با نیروی وزن آنها در
آن مدار خاص برابر است. از آنجاییکه حالا دیگر میدانیم با دور شدن از
زمین وزن هم اندک اندک کاهش می یابد٬ انتظار داریم سرعت چرخش محمولههای
فضایی دورتر از سطح زمین کمتر از سرعت چرخش آنهایی باشد که در نزدیکی زمین
حرکت می کنند.
اجازه دهید موضوع را با طرح یک مثال دنبال کنیم. اگر شما روزی بتوانید سوار بر یک فضاپیمای سرنشیندار مانند سایوز روسها
شوید و راهی ایستگاه بین المللی فضایی در ارتفاع حدود ۴۰۰ کیلومتری زمین
گردید٬ باید با سرعتی حدود ۲۹ هزار کیلومتر بر ساعت به دور زمین بچرخید تا
سقوط نکنید. حال اگر کم کم ارتفاع خود را افزایش دهید و به حدود ارتفاع
۳۶۰۰۰ کیلومتری سیاره زیبایمان برسید٬ سرعت لازم برای سقوط نکردن به حدود
۱۱ هزار کیلومتر بر ساعت کاهش می یابد.
حال بگذارید یک خبر هیجانانگیز را نیز چاشنی این سطور نماییم. سرعت زاویهای شما در این ارتفاع دقیقا برابر سرعت چرخش زمین به دور خود است. بنابراین اگر مداری که شما بر روی آن و در فاصله ۳۶ هزار کیلومتری زمین می چرخید بر فراز خط استوای زمین واقع باشد٬ از نظر شما و همینطور از نظر اعضای خانوادهاتان٬ شما بر فراز زمین معلق ایستادهاید. حقیقت ماجرا اینجا است که شما در حال چرخش هستید منتها با سرعتی دقیقا برابر سرعت چرخش زمین به دور خودش .
خوب اگر قرار باشد که اعضای خانواده شما هر روز پیامی برایتان بفرستند٬ قطعا آرزو می کنند که شما سفر فضایی خود را روی چنین مداری برنامهریزی کرده باشید. دلیل آن هم خیلی واضح است٬ چون آنها همیشه خواهند دانست که شما در کجای آسمان هستید و برای ارسال یک پیام رادیویی ناچار نخواهند بود که آنتن ماهوارهای خود را در چهارگوشه آسمان برای یافتن شما به حرکت درآورند.

این دقیقاْ همان مزیت بزرگی است که ماهوارههای مخابراتی برای ارسال امواج تلویزیونی و رادیویی از آن استفاده میکنند. به همین دلیل است که آنتنهای ماهوارههای مخابراتی را روی جهت خاصی ثابت نصب می نمایند. این مزیت بزرگ اما یک عیب بزرگتر از خود دارد. این مدار خاص که دارای چنین قابلیت بزرگی است منحصر به فرد است. یک دایره٬ درست بر فراز خط فرضی استوای زمین و به ارتفاع ۳۵۸۷۶ کیلومتری سطح دریاهای آزاد که باید پذیرای صدها ماهواره مخابراتی باشد.
از آنجاییکه ماهوارههای مخابراتی باید امواج رادیویی بسیار پرقدرتی را به سمت زمین گسیل نمایند٬ نمیتوان این ماهوارهها را خیلی نزدیک به هم قرار داد. همچنین این ماهوارهها چندان هم در جای خود ثابت نیستند و در اثر اغتشاشات مداری اندکی به شرق و غرب موقعیت خود منحرف می شوند. بنابراین برای پرهیز از تصادم ماهوارهها٬ عدم تداخل رادیویی و استقرار آسان یک ماهواره جدید٬ معمولاْ محدودهای از این دایره را یک نقطه مداری نامیده و آن را به اولین درخواست کننده واگذار می نمایند. کشورها برای این نقاط مداری هیچ هزینهای پرداخت نمیکنند اما داشتن چنین امکانی در فضا بسیار ارزشمند و استراتژیک است. از این رو است که نقاط مداری را دارایی ملتها در فضا مینامند.

این سازمان درخواستهای دولتها را برای نقاط مداری دریافت نموده٬ نقاط مداری را واگذار میکند و مراقبت مینماید که این نقاط مخصوصا آنهاییکه مشتری بیشتری دارند٬ خالی نمانند. از این رو وقتی کشوری موفق میشود یک نقطه مداری را تصاحب کند٬ مهلتی از آی تی یو دریافت میکند تا ماهواره مخابراتی خود را ساخته و در آن نقطه مداری قرار دهد.
اگر نقطه مداری پر طرفداری بدون دلیل موجه برای مدتی خالی باقی بماند٬ آی تی یو حق دارد که مالکیت کشور اول را لغو و نقطه مداری را به تملک کشور دیگری درآورد. این همان بلایی است که این روزها دارند سر یکی از سه نقطه مداری کشور عزیزمان در میآورند.
در حدود سال ۱۳۵۶ خورشیدی بود که ایران با تلاش فراوان و پیشدستی زیرکانه توانست سه نقطه مداری استراتژیک در مدار زمین ثابت را از آن خود سازد. نقاطی بسیار ایدهآل که در موقعیتهای ۲۶ ٬ ۳۴ و ۴۷ درجه شرقی قرار گرفتهاند.
بلافاصله مذاکرات برای ساخت و
پرتاب اولین ماهوارهی مخابراتی ایران با طرفهای خارجی آغاز شد که باعث
گردید نام ماهوارههای زهره از سال ۱۳۵۶ خورشیدی بر زبانها افتد. اما
تمامی این طرحها با پیروزی انقلاب اسلامی متوقف شد و آغاز جنگ تحمیلی نیز
مزید بر علت گردید تا صنعت فضایی ایران رکودی ۱۵ ساله را تجربه نماید. در
دههی ۷۰ میلادی، برخی از دولتمردان تلاش کردند تا مجدداً بحث ماهوارهی
مخابراتی ایران را در اولویت قرار دهند.
اما این بار بیش از
تحریمهای خارجی، مخالفتهای داخلی سد راه فضایی شدن ایران گردید. نقاط
مداری در حال از دست رفتن بودند و ایران مجبور بود از کشورهایی که
ماهوارههایی در مدار زمین ثابت داشتند بخواهد تا ماهوارههای مستعمل و در
حال مرگ خود را به جایگاه مداری ایران منتقل نمایند تا ITU از نظر قانونی
قادر به بازپسگیری این نقاط ارزشمند و استراتژیک از ایران نباشد.
هزینههای سرسامآور انتقال و نگهداری ماهوارههای مرده در سه نقطهی مداری ایران و اصرار کارشناسان مخابراتی ایران باعث شد تا نهایتـاً شورای اقتصاد و شورای عالی امنیت ملی در سال ۱۳۸۳ موافقت خود را با برگزاری مناقصهای بینالمللی برای خرید و پرتاب نخستین ماهوارهی مخابراتی ایران به وزارت پست و تلگراف و تلفن آن زمان اعلام نمایند. اما تحریمهای بینالمللی باعث شد تا علیرغم انعقاد قرارداد با یک شرکت روسی، زهرههای یک تا سه همچنان به منزل خود نرسند.
حال با خبر شدهایم که نقطه مداری ۲۶ درجه شرقی که یکی از باارزشترین نقاط مداری ایران است در شرف از دست رفتن میباشد. اما حقیقت ماجرا چیست؟ ماهوارههای مخابراتی غیر از موقعیت فیزیکی که در نقطه مداری خاصی اشغال می کنند به دلیل قدرت بسیار زیاد امواج رادیویی که به سمت زمین گسیل میدارند٬ باید فاقد ماهواره همسایه تا شعاع خاصی باشند. چون در آن صورت تداخل امواج رادیویی باعث خواهد شد که گیرندگان امواج٬ با مشکلات عدیدهای روبرو شوند. بنابراین امکان دارد که کشوری نقطه مداری مطلوبی داشته باشد اما به دلیل وجود یک ماهواره مخابراتی در همسایگی قادر به عملکرد در محدوده خاصی از امواج رادیویی نخواهد بود.
گویا خالی ماندن نقطه مداری ۲۶ درجه برای مدت طولانی٬ از ماهوارهای با اصالت ایرانی٬ باعث شده است تا دندان طمع کنسرسیومی از شرکت مخابراتی کشور قطر و شرکت یوتلست فرانسوی برای ارسال یک ماهواره مخابراتی در کنار گوش نقطه مداری ما٬ تیز شود. این ماهواره جدید که قرار است در سال ۲۰۱۳ به مدار ۲۵ و نیم درجه شرقی٬ یعنی دقیقا در همسایگی خیلی نزدیک نقطه مداری ایران اعزام گردد٬ قطعا باعث خواهد شد تا ماهواره قطری٬ فرانسوی و ماهواره مستاجر ما قادر نباشند از باند کی یو که برای ماهوارههای مخابراتی خیلی هم مهم است به درستی استفاده کنند. همین موضوع باعث شده است که تیم قطری٬ فرانسوی جنجال جدیدی به راه اندازند که ایران حق ندارد یک نقطه مداری را برای مدتی چنین طولانی خالی از ماهوارهای که رسما در تملک خود است نگه دارد.
ایران ادعا دارد که در این مدت دو ماهواره به نمایندگی از زهره٬ از نقطه مداری ایران استفادهکردهاند. اولی٬ ماهوارهای به نام PAS-5 متعلق به اینتلست که یک شرکت آمریکایی است و دومی ماهورهای متعلق به خود یوتلست (طرف مقابل دعوای جدید با ایران) که در اجاره عربست٬ یک شرکت خدمات ماهوارهای از کشور عربستان سعودی٬ بوده است.
عربستان سعودی نیز ادعای ایران را پذیرفته و قبول کرده است که طبق یک قرارداد مجزایی٬ بخشی از ظرفیت ماهوارهای که خود از یوتلست اجاره کرده بود را به ایران و به نام ماهواره زهره اجاره داده است.

اما فرانسه مدعی است که در درجه اول عربستان اجازه انجام چنین کاری را نداشته است و در درجه دوم چنین عملیاتی نمیتواند متن صریح قانون را که می گوید٬ کشور مالک نقطه مداری باید استفاده از آن را با ماهواره در تملک خود آغاز نماید٬ تحت تاثیر قرار دهد.
به نظر میرسد تحرکات جدید و جدیای نیز از طرف ایرانی آغاز شده است. این ماجرا هنوز به نتیجه قاطع و رأی نهایی نرسیده است اما در ظاهر امر شرایط ایران به عنوان یکی از طرفهای این پرونده چندان قوی به نظر نمیرسد. دانش فضایی آرزو میکند که مسئولان سازمان فضایی ایران و همه دولتمردانی که به نوعی در این قضیه دخیل هستند٬ با توجه ویژه به این پرونده رسیدگی کنند و از به تاراج رفتن دارایی ایرانیان در فضا جلوگیری نمایند.
تهیه و ویرایش: احسان
برای تهیه این مطلب از منابع زیر استفاده شده است:
این موضوع برای خودم همیشه سوال بوده که جعبع سیاه چیه ؟ چه شکلیه ؟ چطوری اتفاقات رو ضبط میکنه و یا اینکه وقت سقوط چرا آسیب نمیبینه ؟ مطمئنا برای شما هم وقتی خبر سقوط یه هواپیما میشنوید براتون سوال میشه جعبه سیاه چیه دیگه !
امشب قصد دارم یه مطلب کامل تهیه و منتشر کنم، شاید کنجکاوی بعضی هارو ارضا کنه.
جعبه سیاه تحولی در سیستمهای امنیت هواپیماها ایجاد کرد. این جعبه کوچک
حافظه الکترونیکی موجب شد تا رازهای حوادث اسرارآمیز هوایی فاش شود.
جعبه
سیاه می تواند تمام مراحل پرواز، نقصهای فنی هواپیما و مکالمات میان
خلبانها در کابین را ثبت کند. این جعبه می تواند در مقابل فشار و دماهای
بسیار بالا یا پایین مقاومت کند و اطلاعات را به خوبی حفظ کند.
لطفا به ادمه مطلب مراجه کنین . . .
![]()
در سال 1956 اولین نمونه آزمایشی یک
دستگاه ضبط صدا را که می تواند به مدت چهار ساعت تمام اطلاعات مربوط به صدا
و دستگاههای پرواز را ثبت کند ساخت و آن را به آژانس امنیت پرواز در
استرالیا معرفی کرد.
اما مقامات این سازمان این پروژه را مورد حمایت
قرار ندادند و آن را مختومه کردند. پس از گذشت سه سال وارن اختراع خود را
به سازمان امنیت پرواز انگلیس ارائه کرد و این بار انگلیسیها تصمیم گرفتند
برای ساخت آن بودجه ای را اختصاص دهند.
در سال 1963 استرالیاییها
نیز تازه به اهمیت این اختراع پی بردند و استفاده از آن را در هواپیماها
اجباری کردند. امروزه "جعبه سیاه" در تمام پروازهای تجاری سراسر دنیا مورد
استفاده قرار می گیرد. با گذشت سالها، جعبه سیاه نوآورانه تر و غنی از
پتانسیلهای جدید شده است.
این جعبه از دو دستگاه تشکیل شده که
در دو نقطه مختلف هواپیما گذاشته می شوند. اولی، یک ثبت کننده اطلاعات
پرواز است که اطلاعات عددی 25 ساعت آخر پرواز به خصوص اطلاعات مربوط به
سرعت، ارتفاع، موقعیت هواپیما، شتاب، موقعیت فرمان، موقعیت سطوح متحرک و
پارامترهای موتور را جمع آوری و ذخیره می کند.
به طور معمول، این دستگاه در روی دم هواپیما و به روشی که بهترین مقاومت را نسبت به برخوردها داشته باشد قرار می گیرد.
دستگاه دوم یک ثبت کننده صوتی به نام "سی. وی. آر" (ضبط کننده صدای کابین خلبان) است که در نزدیکی کابین خلبان قرار می گیرد و صداها و مکالمات میان خلبانها و کادر پرواز و یا هواپیما و برج مراقبت را در دو ساعت آخر پرواز ضبط می کند.
