پاك سازي رباتيكي آلودگي هاي محيطي مقره هاي شبكه انتقال برق مبتني بر فن آوري هوشمند

دكتري

مقره ها و تجهيزات عايقي نصب شده در محيط بيرون به مرور زمان دچار آلودگي مي شوند. براي جلوگيري از بروز تلفات دائم و كاهش مقاومت عايقي مقره ها پاك سازي دوره اي اين تجهيزات ضرورت دارد. با توجه به خطرات عمليات پاك سازي توسط نيروي انساني با استفاده از شيوه هاي مرسوم به ويژه در مورد خط گرم استفاده از فن آوري رباتيكي يك رهيافت نوين در اين زمينه مي باشد. در اين رساله ربات جديدي براي پاك سازي زنجيره مقره سراميكي آويزي در خطوط انتقال طراحي و ساخته شده است. اين ربات از روي دكل توسط اپراتور بر روي زنجيره مقره سوار شده و قادر است به صورت خودكار از زنجيره مقره پايين رفته و به پاك سازي مقره هاي آلوده بپردازد و سپس به محل اوليه خود بازگردد. در طراحي اين ربات از روش پاك سازي خشك مبتني بر فرچه براي رفع آلودگي مقره ها استفاده شده است. مزاياي اين ربات نسبت به ربات مشابه عبارت است از نصب ساده تر، نياز به نيروي انساني كمتر براي نصب يا پياده سازي، تعداد عناصر محرك كمتر و عملكرد بهتر در شرايط اضطراري. در اين رساله ابتدا طرح كلي ربات جديد كه واجد ويژگيهاي مذكور مي باشد، ارائه شده است. سپس به طراحي جزييات تك تك سازوكارهاي اين ربات پرداخته شده است. اين جزييات شامل سينماتيك ربات، جنس بخشهاي مختلف و نوع اتصالات آنها مي‌باشد. در طراحي اين ربات سعي شده وزن و حجم ربات كمينه بوده و در عين حال اجزا از سادگي و دوام بالايي برخوردار باشند. سپس براي حصول اطمينان از طراحي ارائه شده تحليل نيروها و تنشهاي مكانيكي بخشهاي مهم ربات انجام پذيرفته است. در بخش طراحي الكتريكي ربات، محرك ها با توجه به گشتاور و سرعت لازم (با توجه به زمان ماموريت كلي ربات) انتخاب شده‌اند. همچنين طراحي سخت‌افزار كنترل ربات شامل انتخاب ميكروكنترلر، مدارات درايور موتورها، انتخاب باتري و سيستم مخابراتي بي‌سيم جهت ارتباط ربات با ايستگاه زميني ارائه شده است. علاوه بر اين نرم افزاري كارآمد براي كنترل ربات و ايستگاه زميني طراحي شده است. با توجه به اينكه اين ربات قرار است در خط گرم مورد استفاده قرار گيرد، اثرات حضور ربات در ميدان الكتريكي زنجيره مقره و دكل مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين مطالعه شرايط مختلف عملكرد ربات اعم از حضور در نقاط مختلف زنجيره مقره و حركتهاي مختلف آن مورد ارزيابي قرار گرفته تا بحراني ترين وضعيت حضور ربات روي زنجيره مقره بدست آيد. همچنين در اين رساله مراحل ساخت ربات بيان شده و نتايج آزمايشگاهي حاكي از موفق بودن ربات در انجام ماموريت تعريف شده است. اين ربات طي زمان يك دقيقه از يك واحد مقره بالا يا پايين رفته و براي گردش به دور مقره به منظور پاك سازي، يك دقيقه ديگر زمان نياز دارد. بنابراين در مجموع براي يك زنجيره مقره 15 واحدي در خط انتقال kV230 مدت زمان 45 دقيقه جهت انجام يك ماموريت كامل نياز است. از طرف ديگر براي انجام ماموريتهاي طولاني ربات نياز به يك منبع انرژي با ظرفيت بالا دارد. حضور ربات در كنار خط انتقال اين مزيت را به وجود مي آورد تا بتوان با دريافت انرژي نسبت به شارژ باتري ربات اقدام نمود. در اين رساله طراحي بهينه سيستم دريافت انرژي القايي با در نظر گرفتن بيشينه بازدهي و كمينه حجم و وزن ارائه شده است.

192234

دانشگاه علم و صنعت ايران

برق

دكتر حسين حيدري