مراكز تحقيقات توسعه فناوري در صنايع برق

اختراعات و محصولات نمونه اوليه يا تجاري سازي شده

1- دستگاه مكانيزه  سنجش رشد و مقایسه با استاندارد طیور با قابلیت حذف بار دینامیکی ناشی از حرکت طیور(ثبت اختراع به شماره 102601 مورخ21/7/1399):

با توجه به دستگاه­های گوناگون توزين که تا کنون ساخته شده دستگاهی مشابه با کارآیی این دستگاه ساخته نشده است و نمونه داخلی ندارد. اجزا و عناصر اصلی دستگاه شامل:

بدنه دستگاه: این بخش مكانيكي قابل تنظيم براي نصب در مرغداري ها طراحي گرديده است.

جعبه الكترونيكي دستگاه شامل مدار ميكروكنترلر، صفحه كليد و صفحه نمايشگر، مدار تقويت كننده سيگنال به همراه فيلتر، مدار واسط انتقال اطلاعات، حافظه كمكي و كلاك، مدارات تغذيه و ...

‍ لودسل نوع S با قابليت سنجش 50 كيلوگرم

ادعا1: دستگاه مكانيزه  سنجش رشد و مقایسه با استاندارد طیور با قابلیت حذف بار دینامیکی ناشی از حرکت طیور قابليت ذخيره اطلاعات در حافظه داخلي تا 5 دوره و هر دوره به مدت 60 روز بوده و كاربر مي­تواند اين اطلاعات را در صورت نیاز با اتصال به کامپیوتر از طریق پورت RS232 بریزد. همچنين امكان ارسال اطلاعات از طريق واي فاي وجود دارد. جداول استاندارد بر اساس نوع جوجه حداکثر تا 5 رسته از جوجه تنظیم می­شود و اطلاعات مربوط به استانداردهای وزن(میانگین و واریانس) توسط جداول استاندارد معين می­گردد. اطلاعات استاندارد 5 جدول ثابت بوده و قابل تغییر نیست, و برای شروع و پایان دوره و دیدن دوره های قبل و کارکردن با آن­ها باید اپراتور پسورد درست را وارد نماید. اپراتور می­تواند شروع کار دستگاه را با روز مورد نظر خود اغاز نماید.

2- سيستم حلقه بسته كنترلي اعمال نيرو به صورت شيب و پله براي مسابقات پيشرفته خرپاي ماكاروني (در حال ثبت اختراع):

در اين دستگاه کاربر از روی صفحه کلید و نمایشگر کوچکی که پشت دستگاه تعبیه شده است یکی از دو مد کاری، افزایش نیرو به صورت یکنواخت يا تنظيم سه مقدار نیرو و زمان اعمالی به آن از طریق صفحه کلید را انتخاب نموده و پس از تنظيم و زدن دکمه استارت روی دستگاه سیگنال (سیگنال فیدبک) معادل نیروی اعمالی به سازه که توسط لودسل اندازه­گیری می­شود پس از تقویت و گسسته شدن وارد میکرو می­گردد اين سيگنال با سیگنال تنظیم شده (سیگنال مطلوب) که توسط مد کاری مشخص شد مقایسه می­گردد و تفاضل آن یعنی سیگنال خطا در باند0 الی 10 ولت وارد کنترل کننده pid می­­شود این کنترل کننده با تنظیم ضرایب تناسبی، مشتقگیر و انتگرال­گیر پاسخ گذرا و دایم مطلوب را فراهم می­نماید و دستور لازم برای این بهبود را به اینورتر اعمال می­نماید. اینورتر با تغيیر دامنه ولتاژ و فرکانس این دستور را با تغییر سرعت دور موتور به الکتروپمپ اعمال نموده در نتیجه دبی روغن ورودی به جک هیدرولیک تغییر می­نماید و درنتیجه نیروی خروجی جک که از طریق لودسل به سازه وارد می­گردد تغییر می­نماید. از طرف دیگر میکرو اطلاعات خوانده شده را پردازش نموده و به مدارات LED می­فرستد تا بر روی صفحه نمایشگر آن نمایش داده شده و همچنین اطلاعات لازم برای وای فای را ارسال می نماید

3-  درايو تغذيه LED(تجاري شده، مشترك با مركز رشد):

استفاده از ديود های نوری (LED) با پيشرفت تکنولوژی ساخت در صنعت روشنایی بطور روز افزون افزايش يافته است. امروزه بعلت توان تلفاتی کم LED ها جايگزين ساير لامپ­ها شده­اند. چراغ­های خیابانی LED امروزه با تکنولوژی­های بالایی ساخته می­شوند و دارای انواع و وات­های مختلفی می­باشند. درايورهای LED بعلت راندمان بالا و توان تلفاتی کم، طول عمر بالاتري نسبت به ساير منابع تغذيه دارا مي­باشد و اين امر منجر به کاهش هزینه­هاي نگهداري می­شود. تنها علتی که می تواند طول عمر طولانی ال ای دی را تحت شعاع قرار دهد طول عمر درایور آن می­باشد. اگرچه، نوسانات برق ورودي می­تواند تاثیر قابل توجهی در طول عمر درایور و LED ها داشته باشد و سیستم را در معرض خطر قرار دهد. نمونه درايور LED با ساختار فلای بک و ولتاژ ورودی110-300 ولت AC جریان خروجی2×2 آمپر ولتاژ خروجی28-34 ولت طراحی و ساخته است یکی از مهمترین ویژگی های این درایور عدم وجود خازن ورودی یا خازن Bulk می باشد که باعث افزایش طول عمر دستگاه شده است. دیگر ویژگی مهم آن دارا بودن ضریب توان 0.98 می­باشد. یک نمونه ساخته شده از دستگاه در تاریخ 3 خرداد در آزمایشگاه دانشگاه آزاد اسلامی مورد تست های میدانی و تست نوسان ولتاژ قرار گرفت و پس از موفقیت آمیز بودن تست ها در تاریخ 5 خرداد تحویل اداره برق شهرستان بجنورد قرار داده شده و تا کنون بدون مشکل کار می کند. پس از یک ماه و نیم یک تست مجدد از دستگاه شامل ضریب توان ، توان و ولتاژ خروجی و جریان خروجی و جریان ورودی و لوکس از دستگاه گرفته شد كه نمايانگر شرايط كاركرد مناسب بود. تا سال 1399 در حدود 300 دستگاه از ان فروخته شده است.

4-  تحلیل و پیاده سازی دیسپچ تقاضا در شبکه فشار ضعیف با در نظر گرفتن خودروهای برقی (نمونه اوليه):

روند فعلی و آینده‌ی تغییرات در شبکه‌های توزیع برق، به گونه‌ای است که به نظر می‌رسد رویکرد معمول بهره‌برداری، به تنهایی قادر به پاسخ‌گویی بهینه به نیازهای شبکه نیست. ماهیت تصادفی تولید و مصرف انرژی این منابع، در روش فعلی بهره‌برداری، یک چالش محسوب می‌شود. در رویکرد فعلی بهره‌برداری که آن را دیسپچ تولید می‌نامند، جهت تعادل تولید و مصرف، فرآیند بهره‌برداری به گونه‌ای طراحی شده است که تولید، انرژی الکتریکی بار را دنبال کند. به دلیل وجود بارهای مدیریت پذیر این رویکرد کلی می‌تواند تا حدی اصلاح شده و هزینه بهره برداری و برنامه ریزی شبکه‌ی توزیع  را به طور قابل توجهی کاهش دهد. در این راستا، ایده‌ی کلی دیسپچ تقاضا، به منظور مدیریت برخی از بارهای شبکه توسط بهره بردار مطرح شده است. با توجه به گسترش هوشمندسازی شبکه‌های قدرت، پیاده سازی این رویکرد معکوس؛ یعنی پیروی بارهای قابل دیسپچ و مدیریت پذیر از برنامه بهره بردار شبکه که دیسچ تقاضا نام دارد، به طور عملی امکان پذیر شده است. بارهایی مانند خودروهای برقی و وسایلی مانند ماشین های ظرفشویی و لباسشویی از جمله بارهایی هستند که می توانند تحت مدیریت شبکه در مدار قرار گیرند. هدف اصلی از این کار کاهش هزینه های تامین انرژی و همچنین جلوگیری از تحمیل اضافه بار به ترانسفورماتور تغذیه و به تعویق انداختن توسعه ظرفیت پست می باشد. در این طرح به طور نمونه روی یک مدل عملی مسئله دیسپچ تقاضا با استفاده از تعدادی خودرو که به پریزهای هوشمند جهت اعلام زمان انتظار به دیسپچر متصل شده اند استفاده شده است که منبع تغذیه بعد از تامین توان  بارهای غیر قابل دیسپچ مابقی توان ترانسفورماتور تا توان نامی را به مرکز کنترل اعلام نموده و سیستم کنترل بنا به اعلام زمان انتظار از طرف مشترکین برنامه ریزی لازم را براي برقدار شدن پریزهای مربوطه انجام دهد. ابتدا منبع را توسط کابل به برق اتصال می دهید منبع تغذیه سیستم برای تغذیه مصارف مختلف بوده و شامل خروجی ولتاژهای 3 ولت dc، 12 ولت ac  و dc  و 24 ولت برای تغذیه plc می‌باشد که کلیه ولتاژ‌ها توسط ولوم کنترل قابل تغییر می‌باشد.پس روشن كردن دستگاه، صفحه نمایش روی طرح توان اکتیو و راکتیو و دیگر مشخصات کنتور سه زمانه را نشان مي­دهد. هرکدام از ماکت ها دو واحد مسکونی می باشد که توسط سیم کشی مجزا کنترل می­گردد. این سیستم کنترل تمام نقاط سیستم را به صورت دستی و به سبک قدیم نشان می دهد و در نتیجه سیم کشی حجیم می باشد. همچنين داراي سيستم پیامکی بوده كه به صورت یکپارچه و مرکزی می توان سیستم را کنترل نمود.

5-  پياده سازي نمونه پايلوت مانيتورينگ آنلاين از راه دور مصرف برق پست توزيع(نمونه اوليه):

ارسال اطلاعات بدست امده از سيستم ديتالاگر به صورت بر خط به شركت توزيع برق خراسان شمالي كار اين دستگاه مي باشد داشتن اطلاعات برخط به مدیریت بهتر در مواجهه با مشکلات فنی، اجتماعی، اقتصادی و محیط زیستی کمک می کند. از این رو با کاهش هزینه های پیش رو، می توان از تعمیرات پیشبینی نشده و عواقب اجتماعی و محیط زیستی  ناشی از آن جلوگیری کرد.  گام هاي صورت پذيرفته در اين طرح 3 گام زير مي باشد:

-بخش اول: استخراج اطلاعات فنی از دیتالاگرهای موجود جهت دسترسی به پکیج مورد نظر جهت ارسال. بدین منظور بخشی از تیم تخصصی پروژه در این خصوص مطالعه بر روی بردهای صنعتی مربوطه انجام دادند تا امکان دسترسی به اطلاعات را ایجاد نمایند. بعد از بررسی ها مشخص شد پروتکل ارتباطی از نوع ModBus می باشد و بدین ترتیب کدینگ مربوطه استخراج گردید و از طریق واسط طراحی شده امکان دسترسی به اطلاعات دیتالاگرها فراهم شد.

- بخش دوم: ارسال اطلاعات بصورت بی سیم به سرور مرکزی. بدین منظور نیز بخشی از تیم تخصصی روی بردهای ارسال و دریافت اطلاعات از طریق  GSM و GPRS فعالیت نمودند تا بتوانند بستر مناسب جهت ارسال اطلاعات را ایجاد نمایند. نهایتا با استفاده از پروتکل GPRS (بسته های اینترنتی) و TCP/IPو استفاده از ماژول سخت افزاری Sim800 ارتباط مودم طراحی شده با سرور برقرار گردید. در اینحالت هزینه ارسال اطلاعات روزانه یک دیتالاگر حدود 500 ریال می باشد و یقینا از حالت ارسال پیامک بسیار مقرون به صرفه می باشد.

 بخش سوم: طراحی نرم افزار و ارتباط با کاربر وظیفه این بخش بود. در این بخش نیز تیم مربوطه بر روی نرم افزار Lab View و نیز MATLAB مطالعه نمودند تا بتوانند با اطلاعات دریافتی از بخش دوم، پاسخگوی نیازهای کاربر شبکه باشند. نرم افزار لازم جهت ارتباط گیری با سخت افزار بر پایه نرم افزار MATLAB طراحی و اجرا گردید و کافی است فایل اجرایی نرم افزار در هر کامپیوتری اجرا گردد تا اطلاعات مودم ها از سرور خوانده شده و به نمایش در آید. شایان ذکر است این نرم افزار طوری طراحی شد تا کاربر بتواند فایل استاندارد Exel از اطلاعات دیتالاگرها را روی کامپیوتر خود ذخیره نماید تا هر گونه پردازشی در آینده مورد نیاز باشد را بتواند براحتی داشته باشد.(TDL_LOG.exe)

6-  پايش كنتور هاي تك فاز (نمونه اوليه، مشترك با مركز رشد):

دلیل پياده سازي این پروژه حل معضل مشترکین دربسته بویژه مشترکینی که چندین دوره متوالی در بسته اند می باشد. در صورتی که این امکان ایجاد گردد که مشترکین در بسته از این دستگاه تهیه نمایند، علاوه بر حل شدن مشکل قرائت، اطلاع رساني به صاحبخانه از ميزان مصرف مي تواند از نظر روانشناسي منجر به كاهش مصرف گردد همچنین این ساختار می تواند جایگزین صدور قبض از قبل گردد و به صورت نرمافزاری قبض به تلفن همراه ارسال گردد. قرايت منظم و دقيقتر كنتورها، رضايتمندي مشتري، كاهش مصرف کاهش زمان جمع­اوری اطلاعات (جمع‌آوری اطلاعات کنتورهای یک محله در کمتر از 30 دقیقه، کاهش هزینه جمع­اوری اطلاعات (بیش از 70 درصد کاهش)، امنیت اجتماعی و حقوقی مشترکین، مشاهده مشترکین پر مصرف به صورت روزانه، امکان مشاهده مصرف انرژی توسط خود مشترکین و کمک در مدیریت مصرف انرژی، و تعيين خاموشي منطقه اي است.

7-  : كوره القاييZVS (نمونه اوليه):

صنعت متالورژی امروزه از روش های مختلفی همچون کوره های سوخت گازی ، سوخت مایع ،سوخت زغال سنگ ، کوره های قوس الکتریکی و کوره های القایی برای ذوب و عملیات حرارتی بروی فلزات بهره می­گیرد .هزینه راه اندازی بالا ، بازدهی پایین ( کمتر از 30 درصد در کوره های سوختی و کمتر از 60 درصد در کوره های قوسی ) سبب شده، استفاده از کوره های سوختی و قوسی در ابعاد صنعتی کوچک و متوسط توجیه اقتصادی و زیست محیطی چندانی نداشته باشد . از طرفی کوره های القایی به دلیل بازدهی بالا (بیشتر از 70 درصد ) ، هزینه راه اندازی کم  و ابعاد کوچک مورد استقبال صنایع کوچک و متوسط قرار گرفته است. در اين پروژه هدف طراحی و ساخت یک کوره حرارتی القایی Induction Heating  با ساختار ZVS در فرکانس  100kHZ می باشد. اصول کارکرد بدین صورت است که با اعمال‌جریان متناوب(سینوسی) به‌سیم پیچ ، یک میدان مغناطیسی متغییر با زمان تولید شده که با گذر از فلز مورد نظر سبب بروز جریان گردابی و تلفات پسماند (در مواد فرومگنتیک ) شده که  نهایتا بر طبق اثر ژول این تلفات به شکل گرما نمود پیدا می­کند. بازدهی بالا ، سرعت و دقت در ایجاد حرارت ، پاک بودن و امنیت بالا از جمله مزایایی است که سبب شده بسیاری از صنایع همچون جوشکاری لوله ، مقاوم سازی سطحی فلزات ، لحیم کاری ، آب بندی در پوش ها ، باز پخت فلزات و آهنگری آن را مورد استفاده قرار دهند

3-  دستگاه تست مقاومت خمشي بوشينگ و مقره سراميكي و سيليكون رابر (نمونه اوليه):

در بسياري از تجهيزات شبكه برق مانند ترانسفورماتور­ها، اجزايي مانند مقره­ها و بوشينگ­ها وجود دارند كه به صورت اتصال يكسر گيردار، به بدنه دستگاه خود متصل مي­گردند. و اين قطعات كه عايق بين كابل و بدنه نيز هستند به علت نيروهاي الكترو استاتيك ناشي از جريانهاي كابل ها به طور مداوم تحت نيرو هستند.  اين دستگاه يك شبيه ساز بارگذاري است كه قطعه را تحت بارگذاري واقعي قرار داده و مي­توان گشتاور منجر به شكست را محاسبه نمود همچنين با اعمال نيروي خمشي استاندارد طبق جداول IEC60137 (كمتر از 800 آمپر 300 نيوتن و براي بيشتر از 800 امپر 1000 نيوتن) و تست كرونا بعد از آن كيفيت رزين را بررسي نمود. اين دستگاه براي بررسي نيرو تا 5000 نيوتن طراحي شده است.

ابتدا بوشينگ يا ... را بر روي پايه بسته سپس با استفاده از جك هيدروليك نيروي لازم به بوشينگ اعمال مي­گردد. مقدار فشار وارد بر جسم بر روي گيج فشار اندازه­گيري شده و با توجه به سطح مقطع ثابت جك، به نيرو تبديل مي­گردد. همچنين به علت مشخص بودن فاصله محل اعمال نيرو تا پايه، گشتاور نيز محاسبه مي­گردد. مزايا و كاربردهاي دستگاه به شرح زير مي باشد:

1-      اعمال تست خمشي و تست شكست قطعه

2-      اعمال تست فشار و تست شكست قطعه

3-      اعمال تست گشتاور و تست شكست قطعه

4-      دقت اندازه­گيري 10 نيوتن و حداكثر نيرو 5000 نيوتن

• بعدی