ترانسفورماتورهای قدرت از کلیدی ترین اجزای یک شبکه قدرت الکتریکی به حساب می آیند که بروز خطا در آنها می تواند پیامدهای جدی در تحویل دهی انرژی به محل مصرف داشته باشد امروزه به کمک روشهای مدیریت تشخیص سعی بر آن است تا با دستیابی زیرساختی پستهای قدرت به قابلیت اطمنیان ناشی از نگهداری مستمر به کم بازدیدها و تست های مسترم ترانسفورماتور و با تشخیص زودهنگام خطاها مانع از بروز خطاهای مهلک شده تا علاوه بر افزایش قابلیت اطمنیان شبکه طول عمر ترانسفورماتور را فزونی بخشید که خود بر کاهش هزینه ها تاثیر گذار خواهد بود هم اکنون ابزارهای مختلفی جهت مونیتورینگ وضعیت ترانسفورماتورهای قدرت وجود دارد که عبارتندا ز آندوسکوپی ترانسفورماتور تخلیه جزی اندازه گیری ولتاژ بازیافتی آنالیز گاز حل شده در روعن آنالیز روغن انداز گیری امپدانس خازنی تست اتصال کوتاه و ... اما هیچک از این تکنیکها نمی توانند اطلاعاتی را در مورد وضعیت مکانیکی ترانسفورماتور از قبیل شل شدن گیره ها جابجایی سیم پیچها تاب برداشتن سیم پیچها اتصال کوتاه داخلی سیم پیچها و غیره را اشکار کنند. تحلیل پاسخ فرکانسی روشی است بدیع در مونیتوینگ ترانسفورماتور قدرت که قادر است علاوه بر تشخیص تمامی مشکلات الکترییکی مشکلات مکانیکی ترانسفورماتور را با دقت خوبی آشکار سازد و یا حداقل هشداری برای انجام دیگر تستها روی ترانسفورماتور باشد روش تحلیل پاسخ فرکانسی از رسته آزمایشهای غیر مخرب بر روی ترانسفورماتور به حساب می آید یکی از مشکلات این روش تاثیر نویزهای محیطی و اندازه گیری بر روی آزمایش می باشد که تکرار پذیری آن را با مشکل مواجه می سازد به خصوص وجود نویزهای ناخواسته به صورت باند باریک و باند پهن در پستهای الکتریکی می تواند شکل گراف fra را بطور کامل دستخوش تغییر قرار دهد و امکان تحلیلی دقیق آن را ناممکن سازد هدف اصلی نگارش این پایان نامه ارایه روشی بر تیوری فیلتر کالمن می باشد تا نویزهای مختلف سیستمی و اندازه گیری را بتواند تا حدود زیادی از نتجه کار حذف نماید. این خود می تواند اولین قدم در پیاده سازی روش fra بر روی ترانسفورماتورهای قدترت تحت با رو متصل به شکبه online باشد توالی نگارش اینگونه خواهد بود که ابتدا اصول حاکم بر روش پاسخ فرکانسی fra به عنوان روشی جهت ازمایش بر روی ترانسفورماتور بیان و نحوه استنتاج اطلاعات از نتایج بدست آمده مورد مطالعه قرار خواهد گرفت.سپس در فصل دوم نحوه مدلسازی ترانسفورماتور قدرت در فرکانسها مختلف و چگونگی نسبت دهی پاسخ فرکانسی با مدل معین به بحث کشیده خواهد شد فصل سوم بصورت اعم به معرفی تیوری کالمن خواهد پرداخت و ایده ای ارایه خواهد شد که بتوان بکمک این روش انواع نویز را از محاسبات fra حذف نمود و بعلاوه بتوان وضعیت سلامت کاری ترانسفورماتور را در آینده پیش بینی نمود در فصل چهارم به معرفی انواع روشهای هوشمند از قبیل روشهای فازی-عصبی جهت بدست آوردن نوع خطا به کمک تجزیه و تحلیل پاسح فرکانسی پرداخته می شود در فصل پنیجم نیز مجموعه آزمایشگاهی که برای این سیتم طراحی و ساخته شده است بصورت جز به جز توضیح داده خواهد شد و در آخرین فصل نیز ایده ها و ملاحظاتی جهت صنعتی نمودن طرح در منابع تغذیه تراکشن ارایه شده است و پیشنهاداتی جهت ادامه کار مطرح شده است. در کار انجام شده اگر چه که اولین قدم برای پردازش داده گرافهای حاصل از fra برداشته شده است و نیاز به تحقیقات و کارهای فراوانی در آینده دارد ولی نتایج شبیه سازی نشاندهنده این موضوع است که ایده مطرح شده بصورت بالقوه می تواند ابزاری قدرتمند در نگهداری ترانسفورماتور باشد تا بتواند عضوی جدید برای سیستم های مونیتورینگ مبتنی بر اسکادا بوجود آورد

انرژی محرک در لکوموتیوهای دیزل و برقی، صرف راه اندازی تراکشن موتورها می شود لکوموتیوهای برقی انرژی الکتریکی مورد نیاز تراکشن موتورهای خود را مستقیما از طریق شبکه تغذیه که به 2 صورت خط بالا سری یا ریل سوم است تامین می کنند. انرژی الکتریکی در محلی که پست کشش نامیده می شود به سیستم راه آهن برقی تحویل می گردد. جریان تراکنشی تامین شده توسط پست کشش از طریق سیستم تماس به وسیله تراکنشی رسانده می شود، سپس از طریق ریلها به سمت باسبار منفی پست کشش باز می گردد. از آنجا که ریلهای حرکتی نسبت به زمین به طورکامل عایق نیستند بخشی از جریان مسیر برگشت به داخل زمین نشت پیدا می کند. این جریان نشتی به زمین نفوذ کرده و یک مسیر موازی با مسیر اصلی برگشت جریان (ریلها) را از درون زمین ایجاد خواهد کرد و از طریق زمین به سوی منبع تغذیه که همان پست تراکشن (باسبار منفی پست) باز خواهد گشت، به این جریان نشت پیدا کرده به داخل زمین، جریان سرگردان گفته می شود.مهمترین عناصر تشکیل دهنده مسیر جریانهای سرگردان خطوط لوله فلزی قرار گرفته در داخل زمین و تقویت کننده ها و آرماتورهای فلزی داخل بتن تقویت شده می باشند. در خطوط تراکشن الکتریکی dc مهمترین اثر سوء جریانهای سرگردان خوردگی الکتروشیمیایی در این خطوط لوله و ساختارهای فلزی است که در اثر واکنشهای اندیک و کاتدیک ناشی از جریان سرگردان در فلز تحت تاثیر ایجاد می شود. در اثر این خوردگی لوله ها، سازه های فلزی، تقویت کننده های بتن مسلح و ... دچار فرسودگی می شوند. در واقع تاسیسات فلزیی که باید دارای عمر مفیدی در حدود 40 تا 50 سال باشند در صورت مواجه با این جریانهای سرگردان عمر مفیدشان به شدت کاهش یافته و برحسب شدت جریان به 10 تا 20 سال کاهش خواهد یافت. در این مقاله همچنین پارامترهای مختلفی که بر روی میزان جریانهای سرگردان اثرگذار هستند ارائه می شوند. این پارامترها عبارتند از: جریان تراکشنی i، مقاومت مسیر اصلی برگشت جریان، مقاومت مسیر نشت جریان به زمین، نوع سیستم زمین و ... همچنین 3 نوع سیستم زمین معرفی می شوند که عبارتند از : سیستم مستقیما زمین شده، سیستم زمین شده دیودی و سیستم زمین شناور (فلوتینگ) rpcd. سپس اصول کلی کنترل جریانهای سرگردان ارائه می شوند این روشها کنترلی براساس اصلاح و تغییر در پارامترهای اثرگذار در مقدار جریانهای سرگردان اجرا می شوند. در ادامه روشهای اندازه گیری جریانهای سرگردان نیز عنوان می شوند یکی از این روشها اندازه گیری براساس نوع سیستم زمین می باشد که معادلات مربوط به آن به طور دقیق تشریح می شوند و روش مورد استفاده برای شبیه سازی در این پروژه می باشد. همچنین برای محاسبه جریان تراکشنی به عنوان یکی از پارامترهای موثر در حجم جریانهای سرگردان، معادلات و روابط مربوط به تراکشن موتورها و دینامیک حرکت قطار نیز بررسی می شوند. سپس با استفاده از این معادلات، مدل شبیه ساز جریان تراکشنی و جریان سرگردان در خط تراکشنی با طول l ساخته می شود. این مدل قابلیت شبیه سازی مقدار جریانهای سرگردان و پتانسیل ریل را در هر نقطه ای که در روی خط واقع است دارا می باشد. در آخر خط 2 مترو تهران و نیز مشخصات و پارامترهای آن بررسی شده و با استفاده از این مدل شبیه ساز، وضعیت جریانهای سرگردان و پتانسیل ریل در نقاط مختلف این خط شبیه سازی می شود.

لغزیدن و سریدن به علت اصطکاک کم بین ریل و چرخ همواره مسئله اصلی در صنعت راه آهن بوده است. پدیده لغزش و سریدن موجب کاهش عمر چرخ و ریل و عناصر مرتبط شده و نیز عملکرد تراکنشی (فرآیند کشش در وسیله نقلیه ریلی) را تحت تاثیر قرار می دهد، لذا محاسبه لغزش به منظور کنترل آن امری حیاتی است. مسئله مهمی که در اندازه گیری لغزش اهمیت دارد، اندازه درست سرعت وسیله نقلیه است. از آنجا که محاسبه سرعت خطی وسیله نقلیه با بکارگیری مستقیم سرعت زاویه ای چرخها امکان پذیر نیست لذا ارائه الگوریتم هایی برای تخمین سرعت وسیله نقلیه امری ضروری می نماید. هدف این پایان نامه ارائه روشهایی برای تخمین هر چه دقیق تر سرعت وسیله نقلیه و محاسبه لغزش بوده است و در این زمینه از منطق فازی و شبکه های عصبی سود برده است و مقایسه بین عملکرد آنها صورت گرفته است. روش اختلاف سرعت که به صورت نرمال در صنعت راه آهن مورد استفاده قرار می گیرد دارای این مشکل اساسی است که در هنگام لغزش همزمان چرخها قادر به تخمین درست سرعت وسیله نقلیه نمی باشد و این عامل نیاز به ارائه روشهای جدید تخمین سرعت وسیله نقلیه و محاسبه لغزش را موجب می شود. الگوریتم های ارائه شده در این پایان نامه در حالت لغزش همزمان محورها نیز مورد آزمایش قرار گرفته اند (بخش 6-4) که عملکرد روشهای فازی بر اساس وزن دهی به سیگنال ها و روش فازی جدید در این مقوله بسیار خوب بوده است. همانطور که گفته شده هدف این پایان نامه توسعه روشهایی برای محاسبه و تخمین سرعت وسیله نقلیه و تخمین لغزش چرخهای آن با استفاده از سرعت زاویه ای چرخها می باشد. در اینجا الگوریتم هایی بر اساس منطق فازی و نیز شبکه عصبی ارائه شده است و مقایسه ای بین این روشها و روش معمول که به صورت نرمال در صنعت راه آهن بکار می رود صورت گرفته است.

بیش از یکصد سال است که از ماشینهای القایی استفاده می شود. به دلیل ویژگی هایی همچون سادگی، قابلیت اطمینان بالا، بازدهی خوب و قیمت کم و مزایای اقتصادی تولید، ماشین های القایی از نوع قفسی پرکاربردترین ماشینهای الکتریکی در سرعت های ثابت بوده اند. ولی ساختار به شدت غیر خطی، روشهای کنترلی آنها را بسیار پیچیده ساخته است و سبب شده در کاربردهای سرعت متغیر همچون کاربردهای موتورهای ترکشن سالها استفاده از موتورهای dc به عنوان تنها گزینه در سیستمهای پیشران مطرح شوند. همچنین کانورترهای ac مورد نیاز برای ماشینهای القایی نسبت به کانورترهای مورد نیاز در ماشینهای dc بسیار گرانتر است و این امر نیز در استقبال کم از درایوهای سرعت متغیر موتورهای القائی بی تاثیر نبوده است. پیشرفت های جدید در زمینه های نیمه هادی و تولید تراشه های dsp و کانورترهای ac سبب استفاده روزافزون از ماشین های القایی در کاربردهای سرعت –متغیر شده است. استراتژی های مختلفی برای کنترل موتورهای ac وجود دارد ولی از بین آنها فقط کنترل برداری برای کاربردهای پرتوان و پربازده مثل کاربرد موتورهای ترکشن مناسب هستند. در دهه 90 میلادی، درایوهای ترکشن مبتنی بر کنترل برداری به بازار آمدند. جهت اعمال بهترین بردار سوئیچینگ ولتاژی به سیمپیچی های استاتور ابتدا می بایست اندازه و زاویه فاز شار رتور بدست آمده باشد. در درایوهای کنترل برداری که بر اساس روش محاسبه غیر مستقیم اندازه و زاویه فاز شار رتور با استفاده از اطلاعات سرعت استفاده می کنند از یک سنسور سرعت روی شفت ماشین استفاده می شود. از دیدگاه های مختلفی همچون کاهش هزینه های پیاده سازی، تسهیل عملیات پیاده سازی با حذف کابلکشی سنسورها، مصونیت بهتر نسبت به نویز و کاهش عملیات تعمیر و نگهداری و عملکرد بهتر ترمزهای الکتریکی و ... حذف این سنسورها بسیار مطلوب است. تکنیکهائی که در آنها از این سنسورها استفاده نمی شود اصولا به روشهای سنسورلس معروف هستند، البته کماکان در آنها از سنسورهای جریان و ولتاژ برای ایجاد استراتژیهای حلقه بسته و یا در حالات حلقه باز جهت محاسبات سرعت استفاده می شود. در این پایان نامه و در فصل اول مقدمه ای از کنترل برداری و کنترل مستقیم گشتاور ارائه می گردد. در فصل دوم کلیاتی در باب کانورترهای مورد استفاده در درایوهای سرعت متغیر ذکر و شبیه سازیهایی از یک کانورتر نمونه ارائه می گردد. در فصل سوم کنترل برداری تشریح شده و نکاتی مفهومی ولی بسیار خلاصه در باب درایوهای کنترل برداری ارائه می گردد. در این فصل پیاده سازیهائی از کنترل برداری در اینورترهای جریانی و ولتاژی ارائه می شوند و در انتهای فصل نتایج شبیه سازیهای انجام شده برای پیاده سازیهای درایوهای کنترل برداری مبتنی بر سنسور سرعت ارائه می گردد. د رواقع در این فصل زیر بنای کنترل برداری سنسورلس تدوین می گردد. شبیه سازیهائی از کنترل برداری مبتنی بر سنسور سرعت ارائه می گردد. در این فصل شبیه سازی یک درایو کنترل برداری مبتنی بر سنسور سرعت ارائه می گردد که بخش مهمی از پیاده سازی درایوهای کنترل برداری سنسورلس است. در فصل چهارم روشهای قابل استفاده برای حذف سنسور سرعت تحت عنوان روشهای تخمین سرعت ارائه می گردد. در این فصل روش فیلترکالمن تشریح و شبیه سازیهائی در باب این روش در گام اول برای یک ماشین ساده بدون کنترل و در گام بعدی برای کاربردهای کترل برداری ارائه گشته است. در شبیه سازیهای انجام شده در این فصل تخمینگر فیلتر کالمن به موازات سیستم سنسور سرعت نصب می گردند و وقتی سیگنال سرعت مناسب از این تخمینگرها حاصل می آید، این سیگنال جایگزین سرعت به دست آمده از سنسور سرعت گشته و حلقه کنترل با این سیگنال بسته می شود. در واقع از سیگنال حاصله از سنسور سرعت به عنوان معیاری برای اعتباردهی و اثبات عملکرد مناسب تخمینگر استفاده شده است.