تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی


آی سی رگولاتور 7805 چیست؟

در این مطلب قصد داریم تا شما عزیزان و علاقه‌مندان به الکترونیک را با هرآنچه که باید درباره IC 7805 (تنظیم کننده ولتاژ) بدانیم، آشنا سازیم. منابع ولتاژ در یک مدار ممکن است دارای نوساناتی باشند که منجر به عدم تأمین خروجی‌های ولتاژ ثابت شود. یک آی سی تنظیم‌کننده ولتاژ، ولتاژ خروجی را در یک مقدار ثابت حفظ می‌کند. تنظیم‌کننده ولتاژ 7805، عضو سری 78xx تنظیم‌کننده ولتاژ خطی ثابت که برای حفظ چنین نوساناتی استفاده می‌شود یک مدار مجتمع تنظیم‌کننده ولتاژ محبوب (IC) است. xx در 78xx ولتاژ خروجی را نشان می‌دهد. 7805 IC منبع تغذیه تنظیم شده با ولتاژ 5 ولت را با مواد افزودنی برای افزودن یک مخزن حرارتی فراهم می‌کند. برای خرید این آی سی می توانید به صفحه رگولاتور ولتاژ LM7805 مراجعه کنید.

ویژگی ها و دیتاشیت 7805

برای آشنایی با ویژگی ها و مشخصات کامل رگولاتور ولتاژ 7805 لازم است تا به طور کامل دیتاشیت 7805 را مطالعه کنید؛ بنابراین دانلود دیتاشیت رگولاتور 7805 را حتما پیشنهاد می کنیم. در ادامه چندمورد از ویژگی های آی سی رگولاتور ولتاژ LM7805 را به طور خلاصه معرفی می کنیم:

محدوده ولتاژ ورودی 7V – 35V
رتبه بندی فعلی Ic = 1A
دامنه ولتاژ خروجی VMax = 5.2V ، VMin = 4.8V

جزئیات پایه های رگولاتور ۷۸۰۵

INPUT: ولتاژ ورودی (7 ولت – 35 ولت) – در این پین، ولتاژ تنظیم نشده مثبت آی سی در تنظیم داده می‌شود.
GROUND: زمین (0 ولت) – در این پین که در آن زمین داده می‌شود. این پایه برای ورودی و خروجی برابر نیست.
OUTPUT: خروجی تنظیم شده 5 ولت (4.8 ولت 5.2 ولت) – خروجی 5 ولت تنظیم شده در این پایه تنظیم کننده IC خارج می‌شود.

همانطور که متوجه شده‌اید، تفاوت قابل توجهی بین ولتاژ ورودی و ولتاژ خروجی تنظیم کننده ولتاژ وجود دارد. این اختلاف بین ولتاژ ورودی و خروجی به صورت گرما آزاد می‌شود. هرچه اختلاف بین ولتاژ ورودی و خروجی بیشتر باشد، گرمای تولید شده بیشتر است.

اگر رگولاتور برای دفع این گرما یک مخزن گرما نداشته باشد، می‌تواند از بین برود و از کار بیفتد. از این‌رو، توصیه می‌شود ولتاژ را به حداکثر 2-3 ولت بالاتر از ولتاژ خروجی محدود کنید. بنابراین، ما اکنون 2 گزینه داریم. مدار خود را به گونه‌ای طراحی کنید که ولتاژ ورودی به رگولاتور به 2-3 ولت بالاتر از ولتاژ تنظیم شده خروجی محدود شود یا یک هیت سینک مناسب قرار دهید که می‌تواند به طور موثر گرما را پراکنده کند.

جلوگیری از داغ شدن رگولاتور 7805

تنظیم کننده ولتاژ 7805 IC بسیار کارآمد نیست و دارای مشکلات ولتاژ خروجی است. انرژی زیادی به صورت گرما هدر می‌رود. اگر می‌خواهید از هیت سینک استفاده کنید، بهتر است اندازه هیت سینک را به درستی محاسبه کنید. فرمول زیر باید در تعیین اندازه مناسب هیت سینک برای چنین کاربردهایی کمک کند.

گرما تولید شده = (ولتاژ ورودی – 5) x جریان خروجی

اگر سیستمی با ورودی 15 ولت داشته باشیم و جریان خروجی مورد نیاز 5 آمپر باشد ، باید: 5 = 0.5*10= 0.5*(15-5)

انرژی 5 وات به عنوان گرما هدر می‌رود، بنابراین برای پراکنده کردن این گرما، یک هیت سینک مناسب لازم است. از طرف دیگر، انرژی واقعاً مورد استفاده این است: (آمپر 0.5*5) = 2.5 وات.

بنابراین دو برابر انرژی که در واقع استفاده می‌شود، هدر میرود. از طرف دیگر، اگر 9 ولت به عنوان ورودی در همان مقدار بار داده شود: 2 = 0.5*(5-9)

انرژی 2 وات به عنوان گرما هدر می‌رود.

آنچه می‌آموزیم: هرچه ولتاژ ورودی بیشتر باشد، 7805 IC کارایی کمتری خواهد داشت. همچنین ولتاژ ورودی کارآمد تخمینی در حدود 7.5 ولت است.

مدار رگولاتور 7805

اگر رگولاتور ولتاژ شما بیش از 25 سانتی‌متر (10 اینچ) از منبع تغذیه قرار داشته باشد، برای فیلتر کردن نویز باقیمانده AC به خازن نیاز است. تنظیم‌کننده‌های ولتاژ روی سیگنال DC تمیز که تغذیه می‌شود به طور کارآمد کار می‌کنند. خازن‌های بای‌پس به کاهش امواج AC کمک می‌کنند.

اساساً، آنها نویز متناوب AC را از سیگنال ولتاژ کوتاه می‌کنند و فقط ولتاژ DC را به رگولاتور می‌دهند. این دو خازن لزوماً مورد نیاز نیستند و اگر نگران نویز خط نباشید می‌توانید از آنها صرف‌نظر کنید.

با این حال، برای شارژر تلفن همراه یا ارزیابی منطقی، به یک خط DC تمیز و خوب نیاز دارید. خازن‌ها در این حالت مفید خواهند بود زیرا در به حداکثر رساندن تنظیم ولتاژ مهارت دارند. مقادیر خازن‌ها را نیز می‌توان کمی تغییر داد.

شماتیک آی سی رگولاتور ولتاژ 7805

قلب آی سی 7805 یک ترانزیستور (Q16) است که جریان بین ورودی و خروجی را کنترل می‌کند و بنابراین ولتاژ خروجی را کنترل می‌کند. مرجع bandgap (زرد) ولتاژ را پایدار نگه می‌دارد. ولتاژ خروجی مقیاس‌پذیر را به عنوان ورودی (Q1 و Q6) می‌گیرد و اگر ولتاژ خیلی زیاد یا کم باشد، یک سیگنال خطا (به Q7) برای نشان دادن فراهم می‌کند. وظیفه اصلی باند گپ ارائه یک مرجع پایدار و دقیق است، حتی با تغییر دمای تراشه.

سیگنال خطا از مرجع bandgap توسط تقویت‌کننده خطا (نارنجی) تقویت می‌شود. این سیگنال تقویت شده ترانزیستور خروجی را از طریق Q15 کنترل می‌کند. این تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی حلقه بازخورد منفی را کنترل می‌کند که ولتاژ خروجی را کنترل می‌کند.

مدار راه‌اندازی (سبز) جریان اولیه مدار باندگپ را فراهم می‌کند، بنابراین در حالت “خاموش” گیر نمی‌کند. مدار به رنگ بنفش از گرمای بیش از حد (Q13)، ولتاژ ورودی بیش از حد (Q19) و جریان خروجی بیش از حد (Q14) محافظت می‌کند. این مدارها جریان خروجی را کاهش می‌دهند و یا تنظیم‌کننده را خاموش می‌کنند و در صورت خرابی از آن در برابر آسیب محافظت می‌کنند. تقسیم ولتاژ (آبی) ولتاژ پین خروجی را کاهش می‌دهد تا توسط مرجع bandgap استفاده شود.

مقیاس گذاری خروجی آی سی رگولاتور ۷۸۰۵

خروجی مقیاس زده شده 7805 ولتاژ ورودی (Vin) را به مرجع bandgap و bandgap سیگنال خطایی را به عنوان خروجی ارائه می‌دهد. مدار باند گپ 7805 IC حلقه بازخورد موجود در یک مرجع باند گپ سنتی را برطرف می‌کند. در عوض، کل تراشه به حلقه بازخورد تبدیل می‌شود.

اگر ولتاژ خروجی صحیح باشد (5 ولت)، تقسیم‌کننده ولتاژ 3.75 ولت در Vin را فراهم می‌کند. هرگونه تغییر در ولتاژ خروجی از طریق Q6 و R7 منتشر می‌شود و باعث می‌شود ولتاژ در قاعده Q7 به ترتیب افزایش یا افت کند. این تغییر توسط Q7 و Q8 تقویت می‌شود و باعث ایجاد خطای خروجی می‌شود. خروجی خطا، به نوبه خود، جریان را از طریق ترانزیستور خروجی کاهش یا افزایش می‌دهد. حلقه بازخورد منفی ولتاژ خروجی را تا زمانی که صحیح باشد تنظیم می‌کند.

مناطق کاربردی برای آی سی رگولاتور 7805

IC 7805 در طیف گسترده‌ای از مدارها استفاده می‌شود. عمده‌ترین موارد عبارتند از:تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی

  • رگولاتور خروجی ثابت
  • رگولاتور ولتاژ مثبت در پیکربندی ولتاژ منفی
  • رگولاتور خروجی قابل تنظیم
  • رگولاتور فعلی
  • رگولاتور ولتاژ DC قابل تنظیم
  • تنظیم دوتایی
  • مدار محافظت از قطبیت – برگشت‌پذیری
  • مدار طرح ریزی بایاس معکوس

تنظیم‌کننده ولتاژ 7805 IC همچنین در مدارهای ساختمانی برای اندوکتانس متر، شارژر تلفن، CD player قابل حمل، پسوند کنترل از راه دور مادون قرمز و مدارهای منبع تغذیه UPS کاربرد دارد. شما می توانید برای خرید آی سی از جمله آی سی رگولاتور 7805 به فروشگاه اینترنتی دیجی قطعه مراجعه کنید و بهترین تجربه خرید قطعات الکترونیکی خود را با ما داشته باشید.

تخمین آنلاین پارامترهای موتور PMSM بر مبنای تزریق جریان در متلب

تخمین آنلاین پارامترهای موتور PMSM بر مبنای تزریق جریان در متلب

تخمین آنلاین پارامترهای موتور PMSM بر مبنای تزریق جریان با MATLAB

در این بخش پروژه شبیه سازی تخمین آنلاین پارامترهای موتور PMSM بر مبنای تزریق جریان در نرم افزار MATLAB به همراه گزارش کار آماده کرده ایم که براساس مقاله A Novel Current Injection-Based Online Parameter Estimation Method for PMSMs Considering Magnetic Saturation انجام شده است. در ادامه توضیحاتی از معرفی پروژه ارائه شده و فیلم و تصاویر خروجی پروژه در محیط متلب قرار داده شده و مقاله نیز قابل دانلود است.

معرفی پروژه

در این پروژه فرایند شبیه سازی مقاله فوق مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله فرایند تخمین برخط (Online) یک موتور سنکرون مغناطیس دایم (PMSM) ارائه شده است. در روش پیشنهادی مقاله، ایده‏ تزریق جریان برای محاسبه پارامترهای موتور مورد استفاده قرا گرفته است. پارامترهای تخمینی شامل مقاومت سیم پیچی، اندوکتانس محورهای dq و فلوی روتور می باشد. در این مقاله از مدل ساده شده برای مدلسازی اثرات اشباع (تکی و متقابل) استفاده شده است.

تخمین پارامترها به صورت آنلاین

حلقه کنترل جریان الکتریکی بسیار سریع تر از پاسخ سیستم مکانیکی در درایو ماشین های الکتریکی می باشد. لذا گشتاور بار در طول تزریق جریان ثابت فرض شده است. این فرض زمانی که از درایوهای کنترلی استفاده می‏شود، در بازه‏های زمانی کوتاه منطقی می باشد. در این تحقیق از الگوریتم حداقل مربعات خطا (RLS) برای تخمین پارامترها استفاده شده است. توضیح مختصری در مورد این روش در ادامه ارایه خواهد شد. در شکل زیر بخش a بیانگر بلوک دیاگرام شماتیکی روش تزریق جریان و بخش b چگونگی پیاده سازی این روش را نشان می دهد. تزریق جریان زمانی اعمال می شود که سیستم به پاسخ حالت ماندگار رسیده است. در مرحله نخست اطلاعات حالت ماندگار (به ازای جریان نامی (id1) ثبت می شود. سپس جریان id2 تزریق شده و متغیرهای سیستم پس از رسیدن سیستم به حالت ماندگار ثبت می گردد. این روند تا تزریق جریان و ثبت اطلاعات آخرین تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی گام ادامه می یابد.

تخمین آنلاین پارامترهای موتور PMSM بر مبنای تزریق جریان در متلب

شکل ۱ – بلوک دیاگرام کنترل جریان و نحوه تزریق

تخمین پارامتر به روش حداقل مربعات (RLS)

در مدلسازی به روش حداقل مربعات (RLS) هدف این است مدلی بدست آوریم که وقتی ورودی را به آن می دهیم، تخمین خروجی را به ما بدهد. در این مرحله ابتدا یک ورودی معلوم به سیستم اعمال نموده و خروجی را ضبط می نماییم. یعنی با یک دستگاه نمونه بردار، از لحظه اعمال ورودی به سیستم، خروجی سیستم همگام با ورودی، نمونه برداری شده و در کامپیوتر ذخیره می شود. در طول این آزمایش زمان نمونه برداری T ثابت است. در این حالت پس از انجام آزمایش دو بردار معلوم از ورودی و خروجی خواهیم داشت. در این روش فرض بر این است که هرگونه اندازه گیری از اطلاعات همراه با خطا و نویز است. حتی اگر اندازه گیری نیز بدون خطا باشد ممکن است در ساختار سیستم خطا وجود داشته باشد، مثلأ برای سیستم غیرخطی یک مدل خطی در نظر گرفته شده باشد. در این روش سعی بر این است تا مربع خطای ناشی از اندازه گیری و ساختار حداقل گردد.

شبیه سازی با سیمولینک MATLAB

در این مرحله شبیه سازی حلقه کنترل جریان در محیط سیمولینک نرم افزار MATLAB به انجام رسید. اختلافاتی که در این تحقیق با مقاله اصلی وجود دارد به شرح زیر است:

  • تخمین پارامترها در مقاله بر اساس تست تجربی به انجام رسیده است. در این تحقیق به ناچار تمامی بخش ‏ها شامل مدل موتور سنکرون، بخش سوییچینگ، بخش کنترل و بخش داده برداری به صورت تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی شبیه سازی در نظر گرفته شده است.
  • اطلاعات دقیق اکثر بخش های مذکور در بند قبل، در مقاله ارائه نشده است. به عنوان نمونه توضیحی در مورد ضرایب کنترلی حلقه کنترل بیان نشده است.
  • به منظور شبیه سازی قابل قبول و دست یابی به پاسخ مناسب، گام زمانی شبیه سازی بسیار کوچک (۵ میکرو ثانیه) در نظر گرفته شده است. با این وجود شاهد نوساناتی کوچک حول مقدار نامی می باشیم.
  • در این پروژه موتور شبیه سازی نشده و براساس نیازمنید های پروژه، از مدل آماده متلب استفاده شده است.

بر مبنای توضیحات فوق شبیه سازی اجرا گردید. در طراحی بخش کنترل ضرایب بسیار متنوعی تست گردید و نهایتاً بهترین ضرایب کنترلر تناسبی – انتگرالی برای حلقه کنترل جریان در نظر گرفته شد. شکل زیر حالت شماتیکی شبیه سازی مورد نظر را نشان می دهد. زمان شبیه سازی از صفر تا ۱٫۲ sec در نظر گرفته شد. بر مبنای شکل زیر بخش های اصلی شبیه سازی شامل تعیین ورودی ها، بخش کنترل، موتور سنکرون و بخش کانورتر می باشد. پارامترهای موتور بر اساس داده های مقاله مرجع تنظیم شده است.

تخمین آنلاین پارامترهای موتور PMSM بر مبنای تزریق جریان در متلب

شکل ۲ – شماتیکی شبیه سازی تخمین پارامتر موتور سنکرون با روش تزریق جریان

ورودی مدل شبیه سازی در شکل زیر نمایش داده شده است. بر اساس این شکل سه ورودی اصلی سیستم مورد نظر شامل منحنی گشتاور، منحنی سرعت و منحنی جریان تزریق شونده می باشد. بر مبنای ورودی های فعلی، گشتاور ۵۰ نیوتن متر و دور موتور ۵۰ دور بر دقیقه در نظر گرفته شده است. در ابتدا جریان تزریقی محور d برابر صفر در نظر گرفته شده و سپس در سه مرحله این جریان به مقادیر ۱- ، ۲- و ۳- تغییر می یابد.

تخمین آنلاین پارامترهای موتور PMSM بر مبنای تزریق جریان در متلب

شکل ۳ – ورودی های شبیه سازی

اجزای داخلی بخش کنترل در شکل زیر نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می شود زیر مجموعه های اصلی بخش کنترل شامل حلقه کنتر خارجی، حلقه کنترل جریان، اندازه گیری و جدول بندی وظایف می باشد. مهم‌ترین پارامترها در قسمت کنترلی ضرایب کنترلرهای PI حلقه کنترل جریان محورهای d و q می باشد.

تخمین آنلاین پارامترهای موتور PMSM بر مبنای تزریق جریان در متلب

شکل ۴ – زیر مجموعه های بخش کنترل

تخمین آنلاین پارامترهای موتور PMSM بر مبنای تزریق جریان در متلب

شکل ۵ – بخش Measurements از فایل سیمولینک جهت ثبت متغیرهای مورد نیاز برای تخمین

بررسی نتایج شبیه سازی

به منظور بررسی نتایج حاصله، برنامه را به ازای ورودی های ارائه شده در شکل ۳ و پارامترهای ارایه شده در مقاله اجرا می کنیم. البته همانطور که پیشتر توضیح داده شد، بسیاری از پارامترهای مورد نیاز از جمله جزییات بخش کنترل در مقاله ارایه نشده است که مقادیر مربوطه پس از بررسی عملکرد سیستم اختصاص داده شد. پس از اجرای فایل initial.m، برنامه شبیه سازی اجرا می گردد. جهت ارزیابی عملکرد حلقه کنترل جریان برنامه idqplot.m اجرا شد که نتایج حاصل در شکل های ۶ و ۷ نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می شود، به جز شرایط گذرای اولیه، مقادیر هر دو جریان از مقادیر مرجع متناظر تبعیت نموده است. به منظور بررسی دقیق‌تر موضوع، منحنی جریان id با بزرگنمایی بیشتر در شکل ۸ نمایش داده شده است.

اصلاح ضریب قدرت بوسیله درایوهای AC

استفاده از موتورهای الکتریکی برای صنایع ضرورتی پایه ای ایست. موتورهای جریان متناوب بیش از ۵۰ % انرژی مصرف شده در صنایع را به خود اختصاص داده است. در مقایسه با دیگر انواع بارها، موتورهای القایی دارای ضریب قدرت ضعیفی هستند که باعث افزایش جریان خط می گردد که خود باعث دمای افزوده در کابل ها و ترانسفورماتورها می گردد. در موارد مشخصی چون انتخاب موتور قوی تر و کارکرد دائمی موتور در بار کم، خود باعث کاهش ضریب قدرت نیز می گردند.

استفاده از کنترل تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی کننده های سرعت متغییر جریان متناوب ( VSD ) یا به اصطلاح درایوهای AC به وضوح بر اصلاح ضریب قدرت اثر مثبت داشته و این کاهش تلفات کابل های تغذیه و ترانسفورماتورها را در پی خواهد داشت و ضمناَ در سرمایه گذاری بر روی تجهیزات اصلاح ضریب قدرت نیز صرفه جویی می گردد.

در این مقاله در خصوص این پدیده توضیحاتی ارایه شده است بمانند چرا جریان ورودی به درایوهای AC از جریان خروجی آن کمتر است. این مقاله ضمناَ در مقام مقایسه با تجهیزات سرعت ثابت و نیز درایوهای DC راهنمایی هایی را ارائه می دهد.

تفاوت مابین ضریب قدرت و کسینوس فی Cos Phi چیست؟

ضریب قدرت ( Power Factor – PF ) از مهمترین شاخصه های اندازه گیری در سیستم های قدرت می باشد و با نسبت مابین توان واقعی و توان ظاهری معرفی می گردد، که به ترتیب کیلو وات بر کیلو ولت آمپر می باشد.

ضریب قدرت از موضوعات مورد توجه می باشد با یک جستجو در اینترنت میلیونها مطلب بدست می آید که بعضی وقت ها میان ماهیت ضریب قدرت و کسینوس فی سردرگمی رخ می دهد. بخاطر داشته باشید که کسینوس فی معادل با ضریب قدرت است اما فقط در هنگامیکه ولتاژ و جریان هر دو سینوسی باشند. ( به عبارت دیگر کسینوس فی هنگامی معادل ضریب قدرت است که ولتاژ و جریان هر دو هم فرکانس باشند. ) در دنیای واقعی تجهیزات الکتریکی نصب شده، هم بر ولتاژ و هم بر جریان ایجاد هارمونیک می کنند و در این حال دیگر ضریب قدرت ( فی ) معادل کسینوس نمی باشد.

برای شناخت ضریب قدرت نمودار برداری می تواند کمک کند. مدار الکتریکی مورد نظر در شکل شماره یک نشان داده شده است. منبع ولتاژ تک فرکانسه به مدار نصب می باشد، این ولتاژ باعث برقراری جریان الکتریکی در مدار می گردد. بنابر قانون اهم، ولتاژی که در هر یک از قطعات کاهش می یابد را با معادله حاصل ضرب جریان برحسب آمپر در مقاومت برحسب اهم برآورد می کنند. نمودار این مدار در شکل شماره دو نشان داده شده است.

سه قطعه الکتریکی خطی که بصورت سریال به هم متصل شده اند و با ولتاژ U تغدیه می شوند جریان I را در مدار برقرار کرده اند. این تجهیزات عبارتند از:

  • مقاومت R که با اهم سنجش می شود و مقدار ولتاژ کاهش یافته UR را باعث می گردد.
  • اندوکتانس که با امپدانس القایی XL شناخته می شود و با اهم سنجش می شود و باعث افت ولتاژ UL می شود.
  • خازن که با امپدانس خازنی XC شناخته می شود و با اهم سنجش می گردد و باعث افت ولتاژ UC می شود.

ولتاژ و جریان شکل یک را میتوان به صورت شکل دو به تصویر کشید. جریان در تمامی قطعات مدار یکسان است اما ولتاژها با ضرایب مختلف هستند ومیزان آنها متفاوت است ضمناَ فازهای آنها نیز با ۹۰ درجه مثبت ویا منفی با هم متفاوت می باشند. سه نمودار شکل شماره دو، پله پله فازهای ولتاژها و زاویه مابین ولتاژ U و جریان I را آشکار می سازد. در انتها ما می توانیم کسینوس فی را مشخص سازیم.

شکل دو: بردارجریان I با بردار ولتاژ UR هم فاز می باشد اما این بردار جریان نسبت به ولتاژ UL عقب تر و نسبت به ولتاژ UC جلوتر می باشد. تمامی بردارها را پاد ساعت گرد می گردانیم. از آنجائیکه بدار ولتاژ UL و UC در دو جهت مخالف هم می باشند لذا همدیگر را خنثی کرده و حاصل آن ولتاژ UX می گردد که نشان دهنده میزان راکتیو کل سیستم ( مدار ) می باشد. ولتاژ UR ولتاژ اکتیو و یا واقعی می باشد و حاصل جمع برداری تمامی این بردارها، بردار ولتاژ U می باشد. کوسینوس زاویه مابین ولتاژ U و ولتاژ اکتیو UR را ضریب قدرت یک سیستم ایده آل می نامند که با نام کسینوس فی هم شناخته می شود. اگر U و UR دارای یک تک فرکانس، فرکانس پایه، باشند بعضی وقت ها کسینوس فی را ضریب قدرت جابجایی هم می گویند.

برای درک بهتر ضریب قدرت بعضی اوقات از مثال دیداری زیر بهره می بریم، فرض کنید واگنی بر روی ریل را اسبی که بعلت عدم امکان قدم برداشتن راحت بر روی مسیر ریل آنرا از کناره ریل می کشد به سمت جلو حرکت می کند. با توجه به اینکه اسب با مسیر حرکت واگن زاویه دارد بنابراین عملی که او انجام میدهد و در به جلو رفتن واگن دیده می شود همان توان واقعی است اما کاری که اسب در کل انجام می دهد را توان ظاهری می گویند که شامل توان حقیقی یعنی به جلو رفتن واگن و لحاظ نمودن فاصله مابین ریل تا اسب است که در کنار آن قدم برمی دارد که آنرا توان راکتیو می نامند. این مورد به صورت نموداری در شکل سوم به تصویر کشیده شده است.

  • ضریب قدرت یعنی حاصل تقسیم توان حقیقی بر توان ظاهری
  • ضریب قدرت سیستم با ولتاژ و جریان سینوسی را کسینوس فی می گویند.
  • در هر دو حالت، میزان ضریب قدرت از صفر تا یک می باشد، بعضی اوقات آنرا بین صفر تا ۱۰۰% درنظر می گیرند
  • ضریب قدرت در جهان واقعی توسط اعوجاجات هارمونیکی و یا هر عامل غیر خطی دیگر مورد تاثیر قرار می گیرد.
  • ضریب قدرت دنیای واقعی از ضریب قدرت حاصل از ولتاژ و جریان سیتنوسی ایده آل کمتر می باشد.

چه هنگامی ضریب قدرت باید اصلاح گردد؟

ژنراتورهای نیروگاه ها بصورت معمول برای ضریب قدرت ۰٫۸ تا ۰٫۹ طراحی می شوند، اگر مقدار حقیقی مصرف به کمتر از میزان طراحی شده ( ۰٫۸) برسد یا جریان تولیدی ژنراتور باید از جریان نامی بیشتر گردد و یا توان اکتیو خروجی باید محدود شود. در نتیجه شرکت های تامین کننده برق برای مصرف کنندگان محدودیت توان راکتیو را اعمال می کنند. این محدودیت معمولاَ برای صنایع بزرگ و یا مصرف کنندگان عمومی بزرگ اعمال می گردد.

مصرف کنندگان بابت کاهش ضریب قدرت از یک میزان مشخص مجبور به پرداخت جریمه می باشند. این مقدار در دامنه وسیعی از ۰٫۸ تا ۰٫۹۷ متغییر می باشد. موتورهای الکتریکی متصل به شبکه از اصلی ترین عوامل ایجاد افت ضریب قدرت می باشند. میزان ضریب قدرت موتورهای استاندارد وابسته به توان آنهاست اما کلا می توان آنرا ۰٫۸۵ در نظر گرفت اما اگر موتور در زیر بار سبک قرار داشته باشد، کمتر نیز می شود. این موضوع در ادامه بررسی می گردد.

چرا موتورهای الکتریکی باعث کاهش ضریب قدرت می گردند؟

استفاده از موتورهای الکتریکی AC در صنایع و ماشین آلات از اساسی ترین تجهیزات بکار رفته در صنعت می باشند. موتور جریان متناوب القایی بیش از ۵۰% انرژی تولیدی را مصرف می کنند، در مقایسه با دیگر بارها ، موتورهای الکتریکی از ضریب قدرت پائینی برخوردارند که باعث افزایش گرما در کابل ها و ترانسفورماتورها می گردند. در مواردی که بار بسیار سبک و یا موتور بزرگتر از نیاز انتخاب شده باشند ضریب قدرت بسیار پایین خواهد بود.

شکل چهار: جریان خط و ضریب قدرت موتور ۵۵ کیلو واتی موتور القایی در مقایسه با میزان بار.

برای ایجاد گشتاور و سرعت لازم ، موتور القائی هم جریان اکتیو و هم جریان راکتیو را از منبع تغذیه می کشد. گشتاور گردنده موتور توسط تقابل مابین جریان اکتیو و میدان مغناطیسی ایجاد می گردد و می دانیم که میدان توسط جریان راکتیو ایجاد می شود. بار سبک جریان اکتیو کمی می کشد اما میدان مغناطیسی، که همان جریان راکتیو می باشد، با ثابت می ماند و به واسطه کاهش بار کاهش نمی یابد. این بدین معناست که ضریب قدرت با کم شدن بار، کاهش می یابد همانطور که در شکل شماره ۴ ارایه شده است. در بار کامل جریان اصلی کشیده شده جریان اکتیو می باشد اما در بار سبک جریان اصلی کشیده شده جریان راکتیو می باشد.

چگونه ضریب قدرت را اصلاح کنیم؟

راه کارهای گوناگونی برای اصلاح ضریب قدرت یا جبران توان راکتیو وجود دارد:

  • در نیروگاه، توان راکتیو بیشتری با افزایش میزان تحریک ژنراتورهای سنکرون تولید می گردد و یا با ماشین های دوار سنکرون ( موتور سنکرون ) این مازاد توان راکتیو، جبران سازی می گردد.
  • در بخش انتقال و یا پست های برق ، توان راکتیو با خازن های جبران ساز ضریب قدرت، اصلاح می گردد. خازن ها می توانند جهت اصلاح ضریب قدرت برای یک مدار و بار مشخص و یا در ورودی پست نصب گردند.
  • در سطح مصرف، اصلاح ضریب قدرت می تواند با خازن های جبران ساز و یا با درایوهای AC انجام شود. هنگامیکه از درایوهای AC استفاده می شود نباید خازن های جبران ساز نصب گردند. چراکه معمولا لازم نیست و از طرف دیگر هارمونیک های تولید شده توسط درایوها می تواند به خازن های جبران ساز آسیب برساند.

اصول کلی درایوهای AC

با درایوهای PWM ( مدولاسیون پهنای باند ) که دارای یکسوساز پل دیودی در ورودی است، ضریب قدرت خط نزدیک به یک می باشد. شکل ۵ . خروجی می تواند ضریب قدرت القایی ( پس فاز ) بخاطر راکتانس القایی موتور داشته باشد، هرچند که جریان راکتیو موتور در میان موتور و بخش مبدل ( اینورتر ) درایو در چرخش است و به خط ورودی متصل نمی باشد.

یک درایو AC شامل یکسوسازی است که جریان متناوب ورودی را به جریان مستقیم تبدیل می کند. ولتاژ DC تولید شده با سلف های L و خازن C نوسانگیری می شود. ولتاژ DC ( Ud ) سپس در بخش مبدل یا اینورتر به ولتاژ و فرکانس متغیر تبدیل گشته و به موتور الکتریکی متصل می گردد. سوئیچ های V1 تا V6 از نیمه هادی های پر سرعتی بمانند IGBTها ( ترانزیستور دوقطبی گیت ایزوله ) در درایوهای مدرن ساخته می شوند.

بعلت عملکرد سوئیچینگ با سرعت بالا در داخل درایوها ، ریسک اختلالات الکترومغناطیسی زیاد می شود. این اختلال هم می تواند بصورت القایی و هم بصورت رادیویی رخ دهد. استاندارد جهانی برای اختلالات در فرکانس پایین و نیز در فرکانس بالا محدودیت هایی را وضع کرده است، با استفاده از فیلترها، پوشش ها و ساختار مناسب مکانیکی در داخل درایوها این امکان برای رسیدن به استاندارد EMC ( سازگاری الکترومغناطیسی ) وجود دارد.

یک درایو AC چگونه ضریب قدرت را بهبود می بخشد؟

اجازه بدید بررسی را بر روی موتور فوق که موتوری ۵۵کیلو واتی ۴۰۰ ولتی می باشد ارایه دهیم:

همانطوریکه دیده می شود جریان ورودی به درایو ۵ آمپر و یا بیش از ۵% ( در مقایسه ۹۴٫۵ آمپر در مقابل ۸۹٫۵ آمپر ) کمتر از جریانیست که از درایو به موتور در خروجی دیده می شود. در عوض، جریان اکتیو ورودی ۱٫۲ کیلو وات ( در مقایسه ۵۸٫۳ کیلو وات در مقابل ۵۹٫۵ کیلو وات ) بیشتر از خروجی آن از درایو می باشد.

تفاوت میان ضریب قدرت ورودی و خروجی درایو نشان می دهد که چگونه یک درایو ضریب قدرت را بهبود می دهد و چگونه جریان خروجی میتواند بیشتر از جریان ورودی درایو باشد.

این موضوع از منظر کاهش تلفات و صرفه جویی مالی چه معنایی دارد؟

تلفات خطوط انتقال، ترانسفورماتورها و کابل ها با مجذور جریان متناسب می باشد. ما می توانیم موارد زیر را تخمین بزنیم:

با اطمینان می توان میزان میانگین بار روی موتور ۵۵ کیلو واتی را ۳۵ کیلو وات در نظر گرفت.

از شکل ۴ جریان موتور ۳۵ کیلواتی ۶۵ آمپر بدست می آید. جریان ورودی درایو در چنین شرایطی ۶۷۰ آمپر می باشد.

درایو جریان ورودی را از ۶۵ آمپر به ۶۰ آمپر کاهش می دهد.

تلفات کاهش یافته در هنگامیکه موتور با درایو کار می کند از فرمول زیر محاسبه می گردد:

اگر کل تلفات منبع تغذیه در بار میانگین به میزان ۵% باشد ، استفاده از درایو، آن تلفات را به حدود ۴% کاهش می دهد، کاهش در کل مصرف توان درواقع به همان میزان کاهش در هزینه را در پی خواهد داشت یعنی ۱%

( نکته: دلیل اصلی استفاده از درایوها بهبود و اصلاح ضریب قدرت نیست بلکه کنترل بهتر فرآیند، کاهش انرژی مصرفی فرآیند، و یا کاهش فرسایش مکانیکی تجهیز می باشد هرچند اصلاح و بهبود ضریب قدرت مزیتی جانبی و مفید خواهد بود. )

مقایسه ضریب قدرت مابین درایوهای AC و DC

اصلی ترین اختلاف مابین درایوهای AC استاندارد با درایوهای DC این است که درایوهای AC دارای یکسوسازهای دیودی در ورودی می باشند در صورتیکه درایوهای DC دارای یکسوسازهای SCR ( تریستوری ) می باشند. اصول کار یکسوسازهای SCR بر کنترل فاز ( زاویه آتش ) می باشد که باعث شیفت ( جابجایی ) مابین ولتاژ و جریان می گردد. در سرعت پایین میزان شیفت افزایش می یابد. این باعث کاهش ضریب قدرت در درایوهای DC می گردد به ویژه در بازه های سرعت پایین. ( شکل شماره ۶ )

شکل ۶٫ ضریب قدرت درایوهای AC و DC نسبت به سرعت موتور

نتیجه گیری

ضریب قدرت موضوعی جالب و مهم برای بسیاری است از حوزه های صنعت تولید برق گرفته تا مصرف کنندگان:

  • صنایع، مراکز تجاری و مجتمع های مسکونی مایل به بهره مندی از تجهیزات الکتریکی با راندمان بالا جهت استفاده در ماشین آلات و ادوات الکتریکی خود می باشند. ضریب قدرت پایین می تواند به معنی افزایش تلفات و در نتیجه جریمه برای مصرف زیاد توان راکتیو را در پی داشته باشد.
  • شرکت های تولید و انتقال برق می خواهند تا آنجا که امکان پذیر است توان اکتیو بیشتری به مشتریان خود بفروشند. ضریب قدرت پایین باعث کاهش میزان تولید و ظرفیت انتقال انرژی الکتریکی می گردد.
  • سازندگان تجهیزات اصلاح ضریب قدرت مایل به فروش بانک های خازنی و تجهیزات اتوماتیک برای کمک به بهبود ضریب قدرت می باشند.
  • مشاورین نیز مایل به کمک و مشاوره شرکت های تولید انرژی، مصرف کنندگان و تمامی گروه هایی هستند که نیاز به انرژی اقتصادی تر با افزایش ضریب قدرت دارند.
  • سازندگان موتور و درایو می توانند با ارایه درایوهای سرعت متغییر به بهبود ضریب قدرت کمک کنند. درایو ( VSD ) ها در حل مشکل ضریب قدرت کمک کننده هستند درحالیکه همزمان فرآیند کنترل را نیز بهبود می بخشند، صرفه جویی انرژی الکتریکی را به انجام می رسانند و فرسایش ماشین آلات را کاهش می دهند.

در حاشیه: چرا ضریب قدرت مهم است؟

در میانه های دهه ۹۰ میلادی یک شرکت بزرگ سازنده نیمه هادی یک کارخانه جدید در نیومکزیکوی ایالات متحده احداث نمود آنها سپس کارخانه ای دیگر و بسیار شبیه به نمونه موجود در نیومکزیکو را در آریزونا نیز احداث کردند. بعد یک سال از شروع بکار کارخانه جدید در آریزونا، متوجه شدند که هزینه های برق مصرفی آنها نسبت به کارخانه قبلی حدود ۳۰% بیشتر می باشد، پس از تحقیق متوجه تفاوت مابین شیوه کنترل سیرکوله نمودن هوا جهت خنک کاری ” اتاق پاک ” در کارخانه ها شدند.

در کارخانه نیومکزیکو از سیستم درایوهای AC و موتور استفاده می شد در حالیکه پیمانکار این بخش در کارخانه آریزونا از سیستم فن های دریچه متحرک و موتورهای سرعت ثابت استفاده کرده بود. هنگامیکه دریچه ها بسته می شدند موتورها بی بار می گشتند و این خود باعث کاهش فاجعه بار ضریب قدرت در موتور می شد. کارخانه آریزونا ضریب قدرت پایین تری داشت و افزایش جریمه ۳۰% در قبوض این کارخانه بعلت کاهش ضریب قدرت موتورهای آن در بار کم بود.

محاسبات تابلوهای برق

تابلوهای برق ،اولین بخش از توزیع انرژی الکتریکی در یک مجموعه می‌باشند. تابلوهای برق به دو گروه اصلی و فرعی تقسیم می‌شوند. همیشه برق اصلی از شبکه توزیع وارد تابلوی اصلی -Main Distribution Panel (MDP)- می‌شود و پس از عبور از تجهیزات اندازه گیری (کنتورها) میان سایر تابلوهای تغذیه تقسیم می‌گردد.

محاسبات تابلوهای برق

این مطلب از کتاب اصول مهندسی و طراحی برق ساختمان ، نوشته مهندس حسین مهربانی برای شما عزیزان در سایت قرار گرفته است. اگر در ادامه، سوالی در رابطه با این آموزش برای شما پیش آمد، می توانید سوال خود را در فرم پایین صفحه مطرح کنید. مهندس مهربانی هر شب به سوالات خوانندگان کتاب‌شان پاسخ می دهند.

به منظور به دست آوردن مشخصات فنی الکتریکی یک تابلو برق از قبیل تعداد خط، توان مصرفی و مقدار جریان فرعی و اصلی مراحل ذیل را اجرا می‌کنیم.

  1. برآورد تابلوی فرعی: تابلوی فرعی عبارت است از تمامی تابلوهایی که بعد از تابلوی اصلی قرار می‌گیرد. تعداد تابلوهای فرعی با توجه به تعداد مصارف مختلف از قبیل تعداد آپارتمان‌ها، موتورخانه، مشاعات، استخر، سالن ورزشی و … متغیر است. تابلوی فرعی شامل یک فیوز اصلی تک فاز یا سه فاز، چند فیوز فرعی تک فاز و سه فاز (مقدار جریان عبوری از این فیوزها همواره کمتر از مقدار جریان عبوری از فیوز اصلی می‌باشد.)، کلید حفاظت جان و … تشکیل شده است.

به منظور انتخاب فیدر(ها) فرعی، ابتدا باید مصارف کلیدها و پریزها مشخص شود، سپس خط بندی را انجام داد و در انتها مجموع توان هر خط را بدست آورد. باید توجه داشت که مصارف به دو نوع خانگی از قبیل روشنایی، یخچال و فریزر، سشوار، کامپیوتر، جارو برقی و سایر تجهیزات (کولر، فن کوئل و …) و مصارف صنعتی شامل همان مصارف خانگی و موتورها و پمپ‌ها و سایر تجهیزات می‌باشد.

همواره سعی می‌شود که در هنگام خط بندی مصارف مختلف را بین چند خط تقسیم می‌کنند، سپس توان مصرفی مصرف کنندها را بر روی هر خط به روش ذیل محاسبه می‌کنند.

۱.۱ -توان مصرفی کلیه روشنایی‌های روی یک خط با یکدیگر جمع می‌شود. مثلاً ۲ عدد لامپ ۱۰۰ وات، ۴ عدد لامپ ۶۰ وات، ۵ عدد هالوژن ۵ وات و ۹ عدد لامپ ۴۰ وات.

اما دقت شود از آنجایکه هیچ وقت تمامی لامپ‌ها به صورت همزمان با یکدیگر روشن نمی‌شود، عدد بدست آمده در یک ضریب به نام ضریب همزمانی ، ضرب می‌شود. ضریب همزمانی برای مصارف روشنایی خانگی ۰.۸ در نظر گرفته می‌شود. لذا توان مصرفی برای خط a خواهد بود:

۱.۲ -توان مصرفی کلیه پریزهایی که روی یک خط می‌باشد را مشخص کرده و برای بدست آوردن توان کلی آن خط، بزرگترین مصرف با ۴۰% مجموع سایر مصارف جمع می‌شود. دقت شود توان‌های مصرفی هر دستگاه با توجه به اطلاعات داده شده توسط شرکت‌های سازنده مشخص می‌شود. مثلاً اگر قرار است از یک خط که ۵ دستگاه مختلف با توان های، ۲۰۰۰ وات، ۴۰۰ وات، ۸۰۰ وات، ۵۰ وات و ۶۰ وات تغذیه شوند، توان کل آن خط بصورت زیر محاسبه می شود.

PTLa=۲۰۰۰+ ۰.۴ ×[۴۰۰+۸۰۰+۵۰+۲۰۰۰+۶۰]=۳.۳۲۴ Kw (۳)

با تقسیم عدد فوق بر تعداد پریزها می‌توان توان مصرفی توسط برای هر پریز را بدست آورد.

۱.۳ -همچنین مصارف سایر تجهیزات را نیز باید در نظر گرفت. البته باید توجه داشت که چون تجهیزات موتوری می‌باشند، ضریب قدر ت -Power Factor- داده شده توسط شرکت سازنده نیز در محاسبات وارد می‌شود. در این مقاله ضریب قدرت ۰.۸ فرض می‌شود. حال که توان هر خط بدست آمد، می‌توان جریان گذرنده از هر فیوز را محاسبه نمود.

محاسبات تابلوهای برق در روش تکفاز

  1. روش تک فاز: سیستم تکفاز سیستمی است که دارای یک فاز و نول می‌باشد. در این روش اختلاف ولتاژ بین فاز و نول ۲۲۰V می‌باشد. به منظور بدست آوردن جریان گذرنده از خط ( IL) از فرمول ذیل استفاده می‌شود.

جریان گذرنده از سیم تکفاز

در رابطه (۴)، P عبارت است از توان، VL-n ولتاژ خط (۲۲۰ ولت) و cosφ ضریب قدرت می‌باشد. برای مثال، برای مثال یاد شده در مورد روشنایی خواهیم داشت:

جریان عبوری از سیم های روشنایی و پریز برق

در رابطه (۵)، n تعداد خطوط و PT توان کل می‌باشد. با توجه به دو جریان بدست آمده IL1 و IL2 می‌توان توان مجموع برای دو خط را بدست آورد.

توان بدست آمده نشان دهنده توان مصرفی تابلوی فرعی می‌باشد. حال باید جریان مورد نیاز برای کل تابلو را با استفاده از رابطه (۴) بدست آورد.

جریان مصرفی کل تابلو برق

بد نیست که در ادامه این مبحث به مطلب هر سیم ظرفیت عبور چه مقدار جریان برق را دارد هم سری بزنید.

محاسبات تابلوهای برق در برق سه فاز

  1. روش سه فاز: در سیستم سه فاز همانگونه که از نام گذاری آن پیداست، سه فاز مستقل وجود دارد. هر فاز با فاز دیگر اختلاف زاویه‌ای ۱۲۰ درجه دارد. برای آنکه بتوان با هر یک از فازها کار کرد، هر یک از فازها با یک حرف انگلیسی نشان داده می‌شوند که به ترتیب عبارتند از: S ، R و T.

در طراحی و محاسبات شبکه توزیع، باید دقت شود که مجموع توان‌های روی هر خط معادل با دو خط دیگر باشد. برای انجام محاسبات توانی از دو روش می‌توان استفاده کرد که عبارتند از:

۳.۱ -پس از بدست آوردن توان هر خط، هر فیوز از همان ابتدا روی یکی از فازها قرار می‌گیرد. در این حالت جریان هر خط از رابطه (۴) بدست می‌آید. و به کمک فرمول‌های ۷، ۸، ۹ و ۱۰ می‌توان جدول ۱ را تهیه کرد.

محاسبه توان مصرفی برق سه فاز

برای مثال فرض می‌کنیم مجموع توان‌های هر خط بدست آمده و محاسبات جریان به شکل ذیل می‌باشد.

جریان گذرنده از برق سه فاز

۳.۲. در این روش مجموع توان‌ها را بدست آورده و سپس جریان هر خط از رابطه (۱۱) محاسبه می‌گردد.

محاسبه جریان عبوری از برق سه فاز

که در رابطه (۷)، VL-L برابر با ۳۸۰ ولت در نظر گرفته می‌شود. حال مثال قبل را به صورت سه فاز از رابطه (۱۱) حل می‌نماییم.

محاسبه جریان خط در برق سه فاز

حال با توجه به داشتن جریان خط، می‌توان فیوز را انتخاب کرد.

  1. انتخاب فیوزهای فرعی و اصلی: با توجه به داشتن جریان اصلی تابلوی فرعی، نزدیکترین فیوز به عنوان فیوز ورودی تابلو در نظر گرفته می‌شود. برای مثال فیوز انتخابی برای رابطه(۶)، یک فیوز ۲۵A تک فاز می‌باشد. با توجه به جریان بدست آمده، سایز کابل جهت تغذیه اصلی تابلوی فرعی ۶×۳(دو رشته جهت فاز و نول و تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی یک رشته برای ارت) در نظر گرفته می‌شود.

اما باید توجه داشت که در هنگام کابل کشی، طول کابل با توجه به مقاومت رسانا(مس یا آلومینیوم) باعث افت ولتاژ می‌شود. بنابراین باید مقدار افت ولتاژ را نیز محاسبه نمود و با مقایسه مقدار افت ولتاژ و مقدار جریان ورودی، بیشترین عدد بدست آمده مشخص کننده سایز کابل یا سیم می‌باشد. با توجه به طول مسیر کابل کشی، اگر افت ولتاژ بیشتر از ۵% باشد باید سایز کابل یا سیم یک شماره بالاتر در نظر گرفته شود. برای محاسبه مقدار افت ولتاژ از رابطه (۱۲) استفاده می‌شود.

محاسبه مقدار افت ولتاژ

که در رابطه (۱۲)، Δv: در صد افت ولتاژ، L: طول کابل، I: جریان بر حسب آمپر، S: سطح مقطع سیم و کابل بر حسب میلیمتر مربع، V : ولتاژ خطی بر حسب ولت، cosφ : ضریب قدرت و χ: ضریب هدایت بر حسب m/(Ωmm^2) که برای سیم مسی ۵۶ می‌باشد.

همچنین مقدار درصد افت ولتاژ در جریان متناوب سه فاز عبارت است از:

درصد افت ولتاژ در جریان متناوت سه فاز

  1. برآورد تابلوی اصلی: تابلوی اصلی در هر مجموعه، تابلویی است که بین ورودی اصلی شبکه توزیع و مصارف فرعی داخلی قرار می‌گیرد. توان مصرفی این تابلو برابر با مجموع کلیه توان‌های فرعی می‌باشد. پس از بدست آوردن توان مصرفی می‌توان جریان مورد نیاز برای مجموعه و فیوز اصلی را محاسبه کرد. باید توجه داشت که با توجه به تعداد تابلوهای فرعی، ضریب همزمانی را نیز باید در نظر گرفت. ضریب همزمانی با توجه به تعداد تابلوهای فرعی برای تابلوی اصلی از جدول ۲ بدست می‌آید.

جدول ضریب همزمانی برق

در جدول بالا، n تعداد تابلوهای فرعی می‌باشد.

  1. طریقه ایجاد جدول محاسبات: پس از آنکه کلیه محاسبات از قبیل خط بندی تابلوهای فرعی، فیوزهای فرعیِ تابلوهای فرعی، فیوزهای اصلیِ تابلوهای فرعی، توان تابلوی اصلی، جریان تابلوی اصلی و فیوز اصلی بدست آمد، تمامی این اطلاعات باید در دفتری به عنوان دفتر محاسبات ثبت شود.

نویسندگان: حسین مهربانی، مدرس دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند
سعید افشار، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان

تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی

تحلیل هفتگی آنچین، هفته سوم اسفند

امروز در این مقاله تحلیل هفتگی آنچین، ما به بررسی شرایط کلی بازار و پارامتر های تاثیر گذار بر روی شبکه میپردازیم. با تیم فیبوتک همراه باشید.

  • آخرین‌ مقاله تحلیل آنچین

تحلیل هفتگی آنچین، هفته دوم آبان

یک تعادل ظریف

بازار خرید و فروش بیت کوین در یک تعادل خیلی ظریف بین تقاضا محدود ورودی در کنار یک فشار فروش آرام قرار دارد. در این شرایط، ما جریان ورودی به صرافی ها را بررسی خواهیم کرد. در ادامه این مقاله تحلیل هفتگی آنچین همراه فیبوتک باشید.

قیمت بیتکوین در یک بازه بسیار پر نوسان در هفته گذشته معامله شده است، به نحوی که از کمترین قیمت 37.3 هزار دلار تا محدوده 45 هزار دلار رشد داشته و در نهایت اکثریت سود خود را از معامله گران پس گرفته و در قیمت 39.2 هزار دلار کندل هفتگی بسته شده است. با اینکه در سطح کلان ریسک های سیستماتیکی و عدم قطعیت در بازار همچان وجود دارد ولیکن خریداران بیت کوین در تلاش هستند تا کف قیمتی برای دارایی ایجاد کنند. خریداران بیت کوین هم اکنون بیش از 2 ماه هست که در زیر فشار فروش وارده از سمت سرمایه گذاران کوتاه مدت هستند که باتوجه به کاهش شدید قیمت در حال فروش دارایی های خود اکثرا در ضرر هستند.

در هفته های گذشته با نوسان قیمت در یک محدوده مشخص، میتوان احساس کرد که یک تعادل نسبی قرار گرفته است. با این حال، با توجه به محدودیت تقاضای جدید ورودی، این تعادل ظریف می تواند با هر درجه از ایجاد فرسودگی در فروشندگان، یا برعکس، تقویت مجدد فروشندگان، به طور کامل مختل شود.

حال سوال کلیدی اینجاست که سد ایجاد شده توسط خریداران بیت کوین آیا پایدار خواهد ماند؟ بر این اساس ما در این تحلیل آنچین بیت کوین به بررسی حجم مبادلات آنچین با تمرکز بر میزان جریان ورودی به صرافی ها خواهد بود. این امر میتواند به خوبی نشان دهنده فشار فروش ایجاد شده از سمت فروشندگان خواهد بود.

قیمت هفتگی بیت کوین

جدال دو صرافی

بررسی فعالیت های صرافی ها یک استراتژی مناسب برای مطالعه اطلاعات درون شبکه ایست. بررسی کل جریان های ورودی تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی به صرافی ها، مخصوصا در بازه های زمانی بلند مدت (نظیر ماهانه) میتواند اطلاعات بسیار کاربردی از میزان عرضه و تقاضای فعال در بازار ایجاد کند.

برای شروع، با تفسیر معیارهای زیر در موجودی صرافی ها اقدام خواهیم کرد:

هولدرهای بیت کوین (با هر میزان دارایی): این گروه اصلی ترین گروهی هستند که مایل هستند تا دارایی های خود را به هر میزان از صرافی ها خارج کنند.

تازه خرده فروشان بازار: این گروه کمترین تمایل به خروج دارایی های خود از صرافی دارند و بیشتر تمایل به نگهداری دارایی در صرافی ها و استفاده از ابزارهای معاملاتی درون صرافی ها دارند.

خزانه های سازمانی: این گروه نیز بیشتر مایل به استفاده از سرویس های در بستر صرافی یا موارد مشابه هستند و از ابزارهای مدیریت ریسک و معاملاتی درون صرافی استفاده میکنند. این دارایی ها نیز بیشتر مایل به تبادل در بازار OTC هستند و توسط قراردادهای چند امضایی نگهداری میشوند.

گسترش ابزارهای بازار مشتقه: بیت کوین میتواند به عنوان وثیقه نیز استفاده شود و بر این اساس جریان ورودی به صرافی ها نیز میتواند به عنوان ایجاد مارجین برای دارایی های بیشتر باشد.

به یاد داشته باشید که 3 مورد از 4 مشخصه ذکر شده در بالا، دارای تاثیر بالا بر جریان ورودی صرافی ها هستند. این تا حدی است که باعث ایجاد یک جریان خروج بیش از 575 هزار بیت کوین از صرافی ها (معادل با 3.65% درصد از کل عرضه) از زمان مارچ 2020 است. گرچه یک تعادل نسبی بین عرصه و تقاضا تخمینی از جریان‌های ورودی و خروجی از سپتامبر 2021 در بازار ایجاد شده است.

درصد میزان دارایی در صرافی ها

در جریان نوسانات کلان و اتفاقات ژئوپولیتیکی در هفته های گذشته، میزان جریان خالص در صرافی ها تقریبا ثابت باقیمانده است و صرفا شاهد یک رشد مثبت کوچک در هفته جاری بوده ایم. در هته جاری به طور میانگین روزانه 1000 بیت کوین به صرافی ها واریزی شده است بیشترین سهم برای دو صرافی Bitfinex و FTX بوده است. این مقدار از عرضه در سمت فروش با توجه به اتفاقات سطح کلان جهانی نسبتا کوچک است.

میزان خالص جابجایی بیت کوین به و یا از صرافی ها

به ویژه در سال گذشته، صرافی‌ها بر اساس تغییر موجودی‌شان کم و بیش در دو گروه غالب قرار گرفته‌اند: آنهایی که دارای جریان خالص ورودی هستند و آنهایی که دارای مانده‌های ثابت به جریان خالص خروجی هستند.

به طور خاص صرافی های، Binance (بایننس)، Bittrex (بیترکس)، Bitfinex (بیتفینکس) و FTX رشد غیر ضروری در ذخایر بیت کوین خود داشته اند. در مجموع، این صرافی ها از پایان جولای 2021 با رشد 24.3 درصدی، مجموع بیش از 207 هزار بیت کوین ورودی را شاهد بوده اند.

میزان موجودی در صرافی های بایینس، بیتترکس، بیتفینکس و FTX

دسته دیگر شامل صرافی‌های باقی‌مانده بازار است که براساس بررسی های ما از اواخر جولای شاهد خروج جمعی بیش از 253 هزار بیت کوین بوده اند. از میان این صرافی ها، صرافی Huobi (به رنگ بنفش در تصویر نشان داده شده است) بیشترین کاهش کلی را نشان میدهد که از بیش از 400 هزار بیت کوین در ماه مارچ 2020 به تنها 12.3 هزار بیت کوین کاهش یافته است. بیش از نیمی از این کاهش تراز به دنبال ممنوعیت استخراج بیت کوین توسط دولت چین و اعمال محدودیت های بیشتر بر فعالیت سرمایه گذاران در ماه می سال گذشته اتفاق افتاده است.

موجودی دیگر صرافی ها

دو صرافی FTX و Binance، به ویژه در این مطالعه با رشد فوق‌العاده‌ای در میزان تسلط بر سهم بازار (که براساس موجودی نسبی BTC داخل صرافی اندازه‌گیری میشود) از سایرین بالاتر هستند. توجه داشته باشید که دو صرافی بایننس و FTX هر دو میزبان طیف گسترده ای از محصولات معاملاتی در بازار اسپات و مشتقه هستند و بنابراین احتمالاً نسبت قابل توجهی از دارایی های BTC نگهداری شده در این دو صرافی به عنوان وثیقه مارجین جهت تامین مالی سایر معاملات استفاده می‌شود.

حجم کل بیت کوین در اختیار صرافی FTX در حال حاضر به بیش از 103 هزار بیت کوین تخمین زده میشود که رشد فوق العاده ای نسبت به میزان 3 هزار بیت کوین در ماه مارچ سال 2020 را نشان میدهد. این نشان دهنده افزایش برتری میزان دارایی این صرافی از 0.8 درصد بازار در ماه جولای 2021 به 4.0 درصد امروز است.

اگر میزان بیت کوین نگهداری شده توسط صرافی FTX را از میزان کل موجودی صرافی های فعال حذف کنیم (که نتیجه به رنگ صورتی نشان داده شده است)، میتوانیم ببینیم که این معیار از موجودی کل مبادلات در پایین‌ترین نرخ‌ های چند ساله جدید است که نشان دهنده ردپای قابل توجه FTX در بازار است.

میزان رشد موجودی صرافی FTX

با این حال، صرافی بایننس تاج برتری از رشد چشمگیر میزان تسلط بر سهم بازار را به دست می‌آورد و از تسلط نسبتاً پایدار 8 درصدی خود در موجودی بیت کوین در سالهای 2018 الی 2020 به بیش از 22.6 درصد امروز افزایش یافته است. کل موجودی موجود در صرافی بایننس از ماه مارچ سال 2020 به میزان 315 هزار بیت کوین افزایش یافته است که به تنهایی در دو سال، رشد 120 درصدی را محقق کرده است.

میزان رشد موجود صرافی بایننس

در کنار رشد موجودی بیت کوین، هر دو صرافی بایننس و FTX شاهد افزایش دوبرابری میزان تسلط خود بر بازارهای آتی از دسامبر 2020 بوده اند. میزان حجم معاملات باز صرافی بایننس از 15% به بیش از 30% و صرافی FTX نیز به بیش از 14% رسیده است که رشد 2 برابری را نشان میدهد.

میزان تسلط بر بازار معاملات آتی براساس حجم معاملات باز دو صرافی بایننس و FTX

افزایش تسلط بر حجم معاملات آتی حتی چشمگیرتر نیز هست، صرافی بایننس به تنهایی اکنون نیمی از حجم معاملات آتی را در اختیار دارد. صرافی FTX نیز شاهد افزایش قابل توجهی در تسلط بر حجم معاملات بوده و در مقایسه با دسامبر 2020 تا 2.5 برابر افزایش یافته و اکنون 9.2 درصد از کل حجم معاملات آتی را به خود اختصاص داده است.

میزان تسلط بر حجم معاملات آتی در دو صرافی بایننس و FTX

خلاصه نتایج از مطالعه بر روی فعالیت های صرافی ها به شرح زیر است:

خالص جریان ورودی به صرافی ها با توجه به مقیاس میزان عدم اطمینان موجود در بازارها، در حال حاضر نسبتاً کوچک باقی مانده است و به نظر میرسد در مجموع صرافی ها در یک تعادل نسبی هستند.

دو گروه از صرافی ها با توجه به تغییر میزان موجودی بیت کوین در سال گذشته ایجاد شده است.

صرافی ها Binance و FTX هر دو نشان دار برجسته ترین میزان افزایش سهم بازار طی دو سال گذشته هستند که هر دو افزایش متناظری نیز در میزان تسلط بر بازار آتی نیز دارند.

این نشان میدهد که سرمایه‌گذاران ترجیح میدهند از ابزارهای بازار مشتقه برای پوشش ریسک، به جای فروش بیت کوین های خود در بازار اسپات استفاده کنند، مشاهده‌ای که گزارش هفته اول اسفند ما نیز آن را تأیید می‌کند.

مشخص کردن حجم ورودی صرافی ها

بعد از بررسی تعادل نسبی در صرافی ها، اکنون میتوانیم پروفایل سرمایه گذارانی که دارایی های خود را برای فروش به صرافی ها میفرستند را بررسی کنیم. برای شروع، ما سه تخمین از قیمت تمام شده را بررسی خواهیم کرد تا تفسیر خود را از احساسات و احتمال فروش مطلع کنیم.

  • قیمت تمام شده سرمایه گذاران کوتاه مدت: در حال حاضر در محدوده 46.4 هزار دلار با زیان شناسایی نشده بیش ز 15% قرار گرفته است. این معیار شامل تمام دارایی هایی است که در کمتر از 155 روز گذشته جابجا شده اند.
  • معیار قیمت هولدرها: در حال حاضر در محدوده 39.2 هزار دلار قرار گرفته است که بیان گر قیمت منصفانه است. این معیار با وزن دادن به قیمت واقعی براساس میزان درجه انباشت و رفتار هولدرها محاسبه میشود.
  • قیمت تمام شده: در حال حاضر در محدوده 24 هزار دلار قرار دارد و بیانگر قیمت میانگین تمامی کوین ها از آخرین بار جابجایی آن ها درون شبکه است. براساس تاریخ، این سطح حمایت بسیار مهم روند است که نشان میدهد همچنان اکثریت بازار سود شناسایی نشده 63% را در خود حفظ کرده است.

قیمت تمام شده بیت کوین

برداشت آشکاری از این بررسی ها به شرح زیر است:

سرمایه گذاران کوتاه مدت: اصلی ترین افراد برای فروش دارایی های خودشان هستند زیرا اکثرا در حال تحمل ضرر در پوزیشن های معاملاتی خود هستند.

همچنین، سرمایه گذران بلند مدت: اکثرا در سود هستند و بنابراین احتمالا کمترین افرادی هستندکه مایل به فروش دارایی هایشان هستند.

نمودار بعدی میزان سود و زیان شناسایی شده سرمایه گذاران کوتاه مدت براساس کوین هایی که به صرافی ها میفرستند نشان داده شده است. میتوانیم ببینیم که ضررهای قابل توجهی بیش از 2 ماه است که در حال شناسایی هست و تقریبا برابر با 0.5% از مارکت کپ به صورت روزانه را شامل میشود. ضرری در این ابعاد با اینکه بسیار بزرگ است، اما بازه سال 2018 و مارچ 2020 همچنان در درجات بالاتری از این دوره قرار میگیرند.

در نهایت این اطلاعات تا حد زیادی نتایج ما نسبت به فروش دارایی از سمت سرمایه گذاران کوتاه مدت را تایید میکند که نسبت به ایجاد فشار فروش اقدام کرده اند، اگر چه که میزان آن بسیار کوچکتر در مقایسه با بازارهای خرسی گذشته است.

میزان سود و زیاد دارایی سرمایه گذاران کوتاه مدتی

به همان صورت، نمودار زیر نیز میزان سود و زیان محقق شده توسط سرمایه گذاران بلند مدت را نشان میدهد. میتوانیم مشاهده کنیم که میزان فروش این گروه نیز از جولای 2021 رو به کاهش هست که مجددا تحلیل های مارا نسبت به جریان فروش اندک از سمت سرمایه گذاران بلند مدت را تایید میکند. همچنین بایستی به یاد داشته باشید که در حال حاضر ما شاهد یک جریان انباشت بزرگ از سمت سرمایه گذاران بلند مدتی هستیم که مشابه با آن در جریان های قبلی بازار نیز رخ داده است.

از نظر تاریخی میزان کم ضرر در سرمایه گذاران بلند مدت و کوتاه مدتی میتواند نشانه ای از احتمال افزایش فرسودگی در بین فروشندگان باشد. با این حال خطر تسلیم نهایی در قالب یک ریزش بزرگ و سریع هر دو گروه سرمایه گذاران بایستی در ذهن شما باقی مانده باشد که این مورد نیز دارای سوابق تاریخی متعددی است.

میزان و سود زیاد دارایی سرمایه گذاران بلند مدتی

در ادامه میتوانیم ببینیم که میزان حجم در سود براساس اطلاعات درون شبکه نیز همچنان در سطوح پایینی از نظر تاریخی در محدوده 47.5% است. در نقطه برعکس این معیار میتوانیم بفهمیم که 52.5% از کل تراکنش ها در حال خرج شدن در ضرر هستند. بایستی بگوییم در چرخه های انتهایی بازارهای خرسی گذشته نیز ( که به رنگ قرمز نشانه گذاری شده است ) بیش از 55% از کل حجم نقل و انتقالات در ضرر جابجا شده اند (که بیانگر بازه زمانی انباشت میباشد).

میزان درصد حجم نقل و انتقالات در سود

جمع بندی و نتیجه گیری

کاهش کنونی وضعیت بازار از نظر تاریخی، در تعدادی از معیارها و پارامترهای آنچین قابل توجه است، علیرغم اینکه این مقدار کمتر از بازارهای نزولی گذشته است. این ها مشخصاتی است که شبیه به روندهای اخیر بازارهای خرسی است. با این حال، در حالی که میزان شدت فروش از روی وحشت (Panic Selling) از نظر آمار آنچین بسیار قابل توجه است، اما در مقابل با ابعاد بازار کوچک به نظر میرسد.

سرمایه گذارانی که در حال فروش هستند، ترجیه میدهند که دارایی خود را با ضرر به فروش برسانند که بیشتر این دارایی ها در اختیار سرمایه گذاران کوتاه مدت است. در همین حال فشار فروش از سمت سرمایه گذاران بلند مدت در یک روند کاهشی از ژانویه 2021 است که نشان دهنده افزایش میزان اعتقاد به بیت کوین در مواجهه با اتفاقات بزرگی نظیر نا امنی ها در سطح کلان است.

با معرفی ابزارهای بازار مشتقه، صرافی های FTX و Binance به طور خاص افزایش قابل توجهی در میزان سهم بازار خود نسبت به سایر رقبا داشته اند. این یکی دیگر از نقاط عطف در به کار گیری ابزارهای معاملاتی در بازار مشتقه را نشان میدهد که سرمایه گذاران برای پوشش ریسک از آن به جای فروش بیت کوین خود در بازار اسپات، استفاده میکنند.

امیدوارم از این تحلیل هفتگی آنچین حداکثر بهره را برده باشید. همچنین شما میتوانید سایر مقالات مرتبط با پروژه های جذاب برای سرمایه گذاری را در بخش تحلیل فاندامنتال ارزهای دیجیتال مطالعه بفرمایید.



اشتراک گذاری

دیدگاه شما

اولین دیدگاه را شما ارسال نمایید.