هدف از انجام این پروژه ارائه روشی برای اندازه گیری روی خط تمامی پارامترهای ژنراتور سنکرون می باشد. این پارامترها، شامل پارامترهای دینامیکی و گذرای ژنراتور سنکرون می باشند. در این پایان نامه، برای ایجاد اختلال دینامیکی در ژنراتور، به جای اینکه avr را از مدار خارج کرده و به صورت دستی در ولتاژ تحریک ایجاد اختلال کرد، تغییر در سیگنال مرجع avr، اعمال می شود و تخمین پارامترها، برای سیستم به هم پیوسته و درتقابل ژنراتور و avr، تواماً صورت می گیرد. سیستم ژنراتور و avr، به پنج زیرسیستم تقسیم می شود و پارامترهای هر زیرسیستم با توجه به ورودی ها و خروجی های آن، تخمین زده می شوند. برای تخمین پارامترها از روش کلاسیک pem استفاده می شود. به منظور اینکه مدل سازی انجام شده در پروژه، با شرایط یک آزمایش واقعی مطابقت داشته باشد سیگنال های ورودی و خروجی سیستم مورد مطالعه با نویز نیز در نظر گرفته می شوند و پارامترها با استفاده از سیگنال های حاوی نویز سفید و نویز رنگی نیز تخمین زده می شوند. در نهایت با اعمال سیگنال های مربوط به دو آزمایش اتصال کوتاه بر روی پایانه ژنراتور و آزمایش اختلال در توان مکانیکی ژنراتور، اعتبار مدل های تخمین زده شده در پایان نامه ارزیابی می شود.

در این پروژه، طراحی بهینه و ارائه روشی جهت طراحی بهینه موتورهای القایی خطی مد نظر است که به اندازه کافی دقیق بوده و در سرعتهای متوسط و بالا نیز جوابگو باشد. هدف از بهینه سازی بهبود بازده، ضریب توان، کاهش اثر انتهایی و همچنین کاهش وزن موتور می باشد. به منظور تحلیل موتور القایی خطی از روش مدار معادل استفاده خواهد شد و همچنین از روش بهینه سازی ازدحام ذرات، به عنوان روش بهینه سازی استفاده می شود که یکی از سریع ترین و تواناترین روش های بهینه سازی تکاملی می باشد. در هر روند بهینه سازی، شناخت عوامل تاثیرگذار بر خروجی های مورد نظر ، برای دستیابی به بهترین خروجی ممکن، ضروری می باشد. از اینرو بطور مفصل به بیان پارامترهای طراحی تاثیرگذار بر مشخصه های بیان شده پرداخته خواهد شد. به منظور آزمودن روش ارائه شده شش طراحی بهینه صورت می پذیرد. دو عدد از این طراحی ها مربوط به موتوری با سرعت m/s5 خواهد بود که در آن ها دو تابع هدف مد نظر است که در یکی بازده و ضریب توان بهبود خواهد یافت و در دیگری علاوه بر بهبود بازده و ضریب توان وزن موتور نیز به حداقل مقدار ممکن خواهد رسید. چهار طراحی بهینه دیگر نیز برای دستیابی به موتوری با سرعت m/s20انجام خواهد شد. دو تابع هدف از چهار تابع هدف ارائه گشته در این مرحله همانند مورد ارائه شده برای موتور با سرعت m/s5 خواهد بود. از دو تابع هدف باقی مانده، در یکی سعی خواهد شد بازده و ضریب توان بهبود یافته و میزان اثر انتهایی کاهش یابد و دیگری علاوه بر این مقصود سعی در کاهش وزن موتور نیز خواهد داشت. در تمامی مراحل انجام پروژه در این قسمت از نرم افزار matlab استفاده خواهد شد. از آنجا که در این پروژه از روش تحلیلی برای انجام محاسبات در مرحله طراحی بهینه استفاده می شود، لازم است صحت نتایج حاصل به کمک روشی مطمئن سنجیده شود. در این پروژه از روش عددی عناصر محدود به منظور سنجش صحت و دقت طراحی بهینه استفاده خواهد شد. به همین دلیل خلاصه ای از روش عناصر محدود بیان خواهد گردید. ضمنا جهت شبیه سازی و حل معادلات میدان از نرم افزار ansysاستفاده می گردد.

بهره برداری مطمئن از ژنراتورهای بزرگ وابستگی شدیدی به سلامت عایق سیم پیچ استاتور دارد. بنابراین عیب یابی سیم پیچ استاتور، از مهمترین کارهایی است که جهت تضمین عملکرد مطمئن ماشین و افزایش طول عمر آن می بایست اجرا نمود. چرا که خطاهای عایقی از مهمترین عوامل شکست ماشین و از کار افتادگی آن می باشد. تست تخلیه جزئی از مهمترین تست های تشخیص سلامت شینه استاتور بوده و نتایج مفید و قابل اعتمادی در این زمینه در اختیار می گذارد. از سوی دیگر یکی از استرس های موجود روی شینه ژنراتور استرس حرارتی است که اگر این استرس مکررا به سیم پیچ اعمال و از روی آن برداشته شود، منجر به بروز تنش-هایی بین عایق و مس شینه و به تبع باعث ورقه ورقه شدن عایق اصلی می گردد. در نیروگاه های گازی و هیدروژنراتورهایی که در پیک بار مورد استفاده قرار می گیرند، این پدیده به وفور دیده می شود. چراکه در این نیروگاه ها در مدت زمان کمی بار به حالت نامی می رسد (وبه تبع آن دمای سیم پیچ افزایش می-یابد) و بعد از چند ساعت کارکردن مجددا بی بار می شود (و به تبع آن دما کاهش می یابد) به اجرای این فرایند در آزمایشگاه تست سیکل حرارتی می گویند. در این پایان نامه، توسط تست سیکل حرارتی، یک شینه نو یدکی از نیروگاه کارون 3، تحت فرایند پیرسازی حرارتی قرار گرفته است. در این فرایند دمای سیم پیچ به تدریج تا 120oc افزایش و سپس به تدریج تا 50oc کاهش داده می شود و این سیکل 500 بار تکرار شده و هر 25 بار در دمای 50oc در سیکل خنک کردن یک بار تست تخلیه جزئی روی شینه اجرا می گردد. تست سیکل حرارتی مطابق استاندارد ieee 1310-96 اجرا شده است. شکل موج سیگنال تخلیه مشابه پاسخ ضربه یک سیستم است بنابراین در این پایان نامه تغییرات اندازه، دوره (پهنا)، زمان پیشانی، زمان دم، نیم زمان پیشانی، نیم زمان دم و پهنای 70% پیک شکل موج سیگنال تخلیه حین پروسه سیکل حرارتی، بررسی می شود. در مطالعات تخلیه جزئی، توجه خاصی به آنالیز ویولت صورت پذیرفته است. البته این توجه بیشتر معطوف به نویززدایی از داده های تخلیه می باشد. اما موضوعی که اهمیت به سزایی در کاربرد آنالیز ویولت در مطالعات تخلیه جزئی دارد، ویولت مادر است. در مطالعات تخلیه جزئی کدام ویولت بهترین ویولت است؟ در این پایان نامه همچنین سعی شده به این پرسش پاسخ داده شود. از این رو در میان خانواده ویولت هایی که توسط پاسخ ضربه محدود فیلترشان (که رابطه ی آینه ای خاصی بین فیلترها وجود دارد) توصیف می-شوند، بهترین ویولت مادر برای سیگنال تخلیه این شینه در فرایند پیرسازی، جستجو می گردد.

ماشین های الکتریکی فشارقوی همچون قلب تپنده نقشی اساسی را در سیستم های قدرت دارند، به طوریکه هرگونه خلل در کارکرد آن ها موجب بروز خسارات زیادی می گردد، بنابراین بررسی وضعیت سلامت ماشین های فشارقوی از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. بررسی میزان تخلیه جزئی در شینه ژنراتور می تواند اطلاعات زیادی در مورد سلامت، زمان تعمیرات و پیش بینی عمر ماشین در اختیار ما قرار دهد. وقوع تخلیه جزئی همراه با انتشار سیگنال های الکتریکی، صوتی، رادیویی و نور می باشد که بررسی هر یک از این عوامل می تواند روشی برای تشخیص تخلیه جزئی باشد. روش تشخیص فراصوت تخلیه جزئی، روشی نوپا در ماشین های الکتریکی به شمار می رود که تحقیقات نسبتاً موفقی نیز در این زمینه صورت گرفته است ولی ضرورت بررسی بیشتر و تکمیل تحقیقات وجود دارد. در این پایان نامه، پاسخ حسگر فراصوت به تخلیه جزئی شینه در داخل و خارج شیار ژنراتور و همچنین درصد تضعیف سیگنال در حین عبور از شینه به سمت دستگاه اندازه گیری، بررسی شده است. برای تعیین الگویی مناسب در بررسی درصد تضعیف سیگنال فراصوت عبوری از شینه، آزمایش های زیادی بر روی شینه در حالت های مختلف انجام شده است که عبارت اند از: تک شینه قرارگرفته در داخل و خارج از شیار استاتور، دو شینه متصل به هم قرارگرفته در داخل و خارج از شیار استاتور و دو شینه متصل به هم با هسته ورقه چینی شده. در هر سری از آزمایش ها نمونه گیری های زیادی از نقاط مختلف صورت گرفته است. تجزیه و تحلیل برای تمام سیگنال های دریافتی، در هر مرحله انجام شده و در نهایت نتایج مفیدی حاصل شده است و منحنی درصد تضعیف سیگنال به ازای افزایش فاصله از محل تخلیه برای تمام حالت ها به دست آمده است. در انتها نیز با استفاده از روندی که در روش الکتریکی برای به دست آوردن الگوی دامنه بر حسب فاز وقوع تخلیه به کار گرفته می شود، با تغییری نسبتاً کوچک، الگوی دامنه بر حسب فاز وقوع تخلیه جزئی با استفاده از روش فراصوت به دست آمده است.