மின்சார நெட்வொர்க்குகளில் ஹார்மோனிக்ஸ் ஆதாரங்கள்

நவீன மின்சாரத்தில், குறிப்பாக தொழில்துறை நெட்வொர்க்குகளில் நேரியல் அல்லாத கூறுகள் மாறாமல் இருப்பதால், இதன் விளைவாக, தற்போதைய வளைவுகள் மற்றும் மின்னழுத்த வளைவுகள் சிதைந்துவிட்டன, நெட்வொர்க்குகளில் அதிக ஹார்மோனிக்ஸ் தோன்றும்.

முதலாவதாக, சைனூசாய்டலிட்டி நிலையான மாற்றிகள் இருப்பதால், பின்னர் - ஒத்திசைவான ஜெனரேட்டர்கள், வெல்டிங் இயந்திரங்கள், ஃப்ளோரசன்ட் விளக்குகள், வில் உலைகள், மின்மாற்றிகள், மோட்டார்கள் மற்றும் பிற நேரியல் அல்லாத சுமைகள்.

கணித ரீதியாக, மின்னோட்டம் மற்றும் மின்னழுத்த வளைவுகளின் சைனூசாய்டலிட்டி அல்லாதது, மெயின் அதிர்வெண்ணின் முக்கிய ஹார்மோனிக்கின் கூட்டுத்தொகையாகவும், அதன் மடங்குகளாக இருக்கும் அதன் உயர் ஹார்மோனிக்ஸ் ஆகவும் குறிப்பிடப்படுகிறது. ஹார்மோனிக் பகுப்பாய்வு ஒரு முக்கோணவியல் ஃபோரியர் தொடரில் விளைகிறது, மேலும் அதிர்வெண்களின் மதிப்புகள் மற்றும் அதன் விளைவாக வரும் ஹார்மோனிக்ஸின் கட்டங்கள் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி எளிதாகக் கணக்கிடலாம்:

உண்மையில், மூன்று-கட்ட நெட்வொர்க்கில் சைனூசாய்டல் அல்லாத மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்களின் கலவையானது சமச்சீரற்ற அல்லது சமச்சீராக இருக்கலாம்.மூன்று ஹார்மோனிக்ஸ் (k = 3n) மடங்குகளுக்கு சைனூசாய்டல் அல்லாத மின்னழுத்தங்களின் சமச்சீர் அமைப்பு பூஜ்ஜிய-வரிசை மின்னழுத்தங்களின் அமைப்பை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது.

மேலும், k = 3n + 1 இல், மூன்று-கட்ட நெட்வொர்க்கில் உள்ள ஹார்மோனிக் எதிர்மறை வரிசை மின்னழுத்தங்களின் சமச்சீர் அமைப்பை உருவாக்குகிறது. எனவே சைனூசாய்டல் அல்லாத மின்னழுத்தங்களின் சமச்சீர் அமைப்பின் ஒவ்வொரு கே-ஹார்மோனிக்கும் நேரடி, தலைகீழ் அல்லது பூஜ்ஜிய வரிசையின் கட்ட மின்னழுத்தங்களின் சமச்சீர் அமைப்பில் விளைகிறது.

இருப்பினும், நடைமுறையில், கட்டம் அல்லாத சைனூசாய்டல் மின்னழுத்தங்களின் அமைப்பு சமச்சீரற்றதாக மாறிவிடும். அதனால், மூன்று-கட்ட மின்மாற்றிகளின் காந்த கோர்கள் நடு மற்றும் இறுதி கட்டங்களுக்கான காந்தப் பாதைகளின் நீளம் 1.9 காரணியால் வேறுபடுவதால், அவை நேரியல் மற்றும் சமச்சீரற்றவை. இதன் விளைவாக, நடுத்தர கட்டத்தின் காந்தமாக்கும் நீரோட்டங்களின் பயனுள்ள மதிப்புகள் இறுதி கட்டங்களுக்கான காந்தமாக்கும் மின்னோட்டங்களின் மதிப்புகளை விட 1.3 - 1.55 மடங்கு சிறியது.

ஒவ்வொரு கே-ஹார்மோனிக் கட்ட மின்னழுத்தங்களின் சமச்சீரற்ற அமைப்பை உருவாக்கும் போது சமச்சீரற்ற ஹார்மோனிக்ஸ் சமச்சீர் கூறுகளாக சிதைகிறது மற்றும் பொதுவாக மூன்று வரிசைகளின் கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது-பூஜ்யம், முன்னோக்கி மற்றும் தலைகீழ்.

தனிமைப்படுத்தப்பட்ட நடுநிலையுடன் கூடிய மூன்று-கட்ட நெட்வொர்க்குகள் ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் பூஜ்ஜிய-வரிசை கூறுகள் இல்லாததால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, அவை பூமியின் தவறுகள் எதுவும் இல்லை. இதன் விளைவாக, கட்ட நீரோட்டங்களில் மூன்று ஹார்மோனிக்ஸின் மடங்குகள் இல்லை, ஆனால் தலைகீழ் மற்றும் நேர்மறை வரிசை கூறுகளைக் கொண்ட பிற ஹார்மோனிக்ஸ் உள்ளன.

பவர் ரெக்டிஃபையர்கள், ஒரு விதியாக, டிசி பக்கத்தில் பெரிய தூண்டல்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை டிசி இயந்திர முறுக்குகள் மற்றும் மென்மையாக்கும் உலைகள்.இந்த தூண்டல்கள் மாற்று மின்னோட்ட பக்கத்தின் சமமான தூண்டலை விட பல மடங்கு அதிகம், எனவே மாற்று மின்னோட்ட நெட்வொர்க்கைப் பொறுத்தவரை இத்தகைய திருத்திகள் அதிக ஹார்மோனிக் மின்னோட்டத்தின் ஆதாரங்களாக செயல்படுகின்றன. ஹார்மோனிக் அதிர்வெண் கொண்ட பிணையத்திற்கு இயக்கப்பட்ட மின்னோட்டம் விநியோக நெட்வொர்க்கின் அளவுருக்கள் சார்ந்து இல்லாத மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது.

மூன்று-கட்ட மின் நெட்வொர்க்குகளுக்கு, 6 ​​வால்வுகளுக்கு மூன்று-கட்ட முழு-அலை ரெக்டிஃபையர்களைப் பயன்படுத்துவது சிறப்பியல்பு, அத்தகைய மாற்றிகள், அவை ஆறு-துடிப்பு அல்லது ஆறு-கட்டம் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த வழக்கில் உள்ள ஒவ்வொரு கட்டத்திற்கும் தற்போதைய வளைவை சமன்பாட்டின் மூலம் விவரிக்கலாம் (ஒரு கட்டம் A இன் மின்னோட்டத்திற்கு):

கட்ட நீரோட்டங்களில் மூன்றின் மடங்குகள் இல்லாத ஒற்றைப்படை ஹார்மோனிக்ஸ் மட்டுமே இருப்பதைக் காணலாம், மேலும் இந்த ஹார்மோனிக்குகளின் அறிகுறிகள் மாறி மாறி வருகின்றன: 6k + 1 வது வரிசையின் நேர்மறை ஹார்மோனிக்ஸ் மற்றும் 6k-1 வது வரிசையின் எதிர்மறை ஹார்மோனிக்ஸ்.

ஒரு பன்னிரெண்டு-கட்ட ரெக்டிஃபையர் பயன்படுத்தப்பட்டால், ஒரு ஜோடி ஆறு-கட்ட திருத்திகள் ஒரு ஜோடி மூன்று-கட்ட மின்மாற்றிகளுடன் இணைக்கப்படும்போது (இரண்டாம் நிலை மின்னழுத்தங்கள் pi / 6 ஆல் கட்டமாக மாற்றப்படுகின்றன), பின்னர் 12k + 1 மற்றும் 12k- இன் ஹார்மோனிக்ஸ். 1-ஆர்டர்கள் முறையே தோன்றும்.

திருத்திகள் பயன்படுத்தப்படுவதற்கு முன்பு, மின்மாற்றிகள் மற்றும் பல்வேறு மின் இயந்திரங்கள் மட்டுமே மின் நெட்வொர்க்குகளில் அதிக ஹார்மோனிக்ஸின் முக்கிய ஆதாரமாக இருந்தன. ஆனால் இன்றும் மின்மாற்றிகள் மின் நெட்வொர்க்குகளின் மிகவும் பொதுவான கூறுகள்.

மின்மாற்றிகள் அதிக ஹார்மோனிக்ஸ் உருவாக்குவதற்கான காரணம் காந்த சுற்றுகளின் நேரியல் அல்லாத காந்தமயமாக்கல் வளைவு மற்றும் நிலையான இருப்பு ஆகும். ஹிஸ்டெரிசிஸ் சுழல்கள்… ஒரு நேரியல் அல்லாத காந்தமாக்கல் வளைவு மற்றும் ஹிஸ்டெரிசிஸ் லூப் ஆகியவை அசல் சைனூசாய்டல் நோ-லோட் காந்தமாக்கல் மின்னோட்டத்தின் சிதைவுகளை உருவாக்குகின்றன, இதன் விளைவாக மின்மாற்றி கட்டத்திலிருந்து எடுக்கும் மின்னோட்டத்தில் அதிக ஹார்மோனிக்ஸ் உள்ளது.

110 kV வகுப்பின் மின்மாற்றிகள் 1% க்கும் அதிகமான சுமை இல்லாத மின்னோட்டத்தைக் கொண்டிருக்கவில்லை, மற்றும் 6-10 kV வகுப்பின் மின்மாற்றிகள் - 2-3% க்கு மேல் இல்லை. இவை சிறிய நீரோட்டங்கள் மற்றும் காந்த சுற்றுகளில் அவற்றின் செயலில் உள்ள இழப்புகள் மிகக் குறைவு. காந்தமயமாக்கல் வளைவு முக்கியமானது, ஹிஸ்டெரிசிஸ் லூப் அல்ல.

காந்தமயமாக்கல் வளைவு சமச்சீர் மற்றும் ஃபோரியர் தொடர் விரிவாக்கத்தில் ஹார்மோனிக்ஸ் கூட இல்லை. காந்தமாக்கும் மின்னோட்டத்தின் சிதைவு ஒற்றைப்படை ஹார்மோனிக்ஸ் மூலம் ஏற்படுகிறது, அவற்றில் மூன்றின் மடங்குகள் உள்ளன. மூன்றாவது ஹார்மோனிக் குறிப்பாக உச்சரிக்கப்படுகிறது, ஆனால் ஐந்தாவது மற்றும் ஏழாவது ஹார்மோனிக்ஸ் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கவை.

EMF ஹார்மோனிக்ஸ் மற்றும் தற்போதைய ஹார்மோனிக்ஸ் ஆகியவை மோட்டார்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும், ஒத்திசைவான மற்றும் ஒத்திசைவற்ற இரண்டும்… இந்த ஹார்மோனிக்ஸ் மின்மாற்றிகளால் உருவாக்கப்படும் தற்போதைய ஹார்மோனிக்ஸ் போன்ற அதே நிகழ்வுகளால் ஏற்படுகிறது - ஸ்டேட்டர் மற்றும் ரோட்டார் தயாரிக்கப்படும் பொருட்களின் காந்தமயமாக்கல் வளைவின் நேரியல் அல்ல.

மின் மோட்டார்களின் தற்போதைய ஹார்மோனிக்ஸ் அதிர்வெண் ஸ்பெக்ட்ரம், மின்மாற்றிகளைப் போன்றது, ஒற்றைப்படை ஹார்மோனிக்குகளை உள்ளடக்கியது, அவற்றில் வெளிப்படையாக மூன்றின் மடங்குகள் உள்ளன. இங்கே மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கது 3, 5 மற்றும் 7 வது ஹார்மோனிக்ஸ்.

மின்மாற்றிகளைப் போலவே, தோராயமான கணக்கீடுகள் 3வது, 5வது மற்றும் 7வது ஹார்மோனிக்கின் நீரோட்டங்களின் சதவீதத்தை மூன்றாவது ஹார்மோனிக்கிற்கு 40%, ஐந்தாவது ஹார்மோனிக்கிற்கு 30% மற்றும் ஏழாவது ஹார்மோனிக்கிற்கு 20% (சதவீதம் செயலற்ற மின்னோட்டம்).