বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কে হারমোনিক্সের উত্স

যেহেতু অ-রৈখিক উপাদানগুলি সর্বদাই আধুনিক বৈদ্যুতিকগুলিতে উপস্থিত থাকে, বিশেষ করে শিল্প নেটওয়ার্কগুলিতে, ফলস্বরূপ, বর্তমান বক্ররেখা এবং ভোল্টেজ বক্ররেখা বিকৃত হয়, উচ্চ হারমোনিক্স নেটওয়ার্কগুলিতে উপস্থিত হয়।

প্রথমত, নন-sinusoidality স্থির রূপান্তরকারীর উপস্থিতির কারণে হয়, তারপর - সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটর, ওয়েল্ডিং মেশিন, ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্প, আর্ক ফার্নেস, ট্রান্সফরমার, মোটর এবং অন্যান্য নন-লিনিয়ার লোড।

গাণিতিকভাবে, কারেন্ট এবং ভোল্টেজ বক্ররেখার অ-সাইনুসয়েডালিটি মেইন ফ্রিকোয়েন্সির প্রধান হারমোনিক এবং এর উচ্চতর হারমোনিকের যোগফল হিসাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে যা এর গুণিতক। হারমোনিক বিশ্লেষণের ফলে একটি ত্রিকোণমিতিক ফুরিয়ার সিরিজ হয়, এবং ফলস্বরূপ হারমোনিক্সের ফ্রিকোয়েন্সি এবং পর্যায়গুলির মানগুলি সূত্রটি ব্যবহার করে সহজেই গণনা করা যেতে পারে:

প্রকৃতপক্ষে, একটি থ্রি-ফেজ নেটওয়ার্কে নন-সাইনুসয়েডাল ভোল্টেজ এবং স্রোতগুলির সংমিশ্রণটি অপ্রতিসম বা প্রতিসম হতে পারে।তিনটি হারমোনিক্স (k = 3n) এর গুণিতকগুলির জন্য অ-সাইনোসয়েডাল ভোল্টেজগুলির একটি প্রতিসম সিস্টেম শূন্য-ক্রম ভোল্টেজগুলির একটি সিস্টেম গঠনের দিকে পরিচালিত করে।

অধিকন্তু, k = 3n + 1 এ, থ্রি-ফেজ নেটওয়ার্কে হারমোনিক নেতিবাচক সিকোয়েন্স ভোল্টেজের একটি প্রতিসম সিস্টেম তৈরি করে। তাই অ-সাইনুসয়েডাল ভোল্টেজের একটি প্রতিসম সিস্টেমের প্রতিটি k-হারমোনিকের ফলে সরাসরি, বিপরীত বা শূন্য ক্রমিক ফেজ ভোল্টেজগুলির একটি প্রতিসম সিস্টেম তৈরি হয়।

অনুশীলনে, যাইহোক, ফেজ নন-সাইনুসয়েডাল ভোল্টেজগুলির সিস্টেমটি অসমমিত হতে দেখা যায়। তাই, তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারের চৌম্বকীয় কোর নিজেদের মধ্যে, তারা অরৈখিক এবং অপ্রতিসম, যেহেতু মধ্যম এবং শেষ পর্যায়ের জন্য চৌম্বক পথের দৈর্ঘ্য 1.9 এর ফ্যাক্টর দ্বারা পৃথক। ফলস্বরূপ, মধ্য পর্বের চুম্বকীয় স্রোতের কার্যকরী মানগুলি চূড়ান্ত পর্যায়ের জন্য চুম্বকীয় স্রোতের মানের চেয়ে 1.3 - 1.55 গুণ ছোট।

অ্যাসিমেট্রিক হারমোনিক্স প্রতিসম উপাদানে পচে যায় যখন প্রতিটি k -হারমোনিক ফেজ ভোল্টেজের একটি অসমমিতিক সিস্টেম গঠন করে এবং সাধারণত তিনটি সিকোয়েন্সের উপাদান থাকে—শূন্য, ফরোয়ার্ড এবং রিভার্স।

একটি বিচ্ছিন্ন নিরপেক্ষ সহ তিন-ফেজ নেটওয়ার্কগুলি প্রতিটি ধাপে শূন্য-ক্রম উপাদানগুলির অনুপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, তবে শর্ত থাকে যে কোনও আর্থ ফল্ট নেই। ফলস্বরূপ, ফেজ স্রোতে তিনটি হারমোনিক্সের কোনো গুণিতক নেই, তবে অন্যান্য হারমোনিক্স রয়েছে যাতে বিপরীত এবং ধনাত্মক ক্রম উপাদান রয়েছে।

পাওয়ার রেকটিফায়ার, একটি নিয়ম হিসাবে, ডিসি পাশে বড় ইনডাক্টেন্স থাকে, যা ডিসি মেশিন উইন্ডিং এবং স্মুথিং রিঅ্যাক্টর।এই ইন্ডাকট্যান্সগুলি অল্টারনেটিং কারেন্ট সাইডের সমতুল্য ইন্ডাকট্যান্সের চেয়ে বহুগুণ বেশি, তাই বিকল্প কারেন্ট নেটওয়ার্কের ক্ষেত্রে এই ধরনের রেক্টিফায়ারগুলি উচ্চ হারমোনিক কারেন্টের উত্স হিসাবে আচরণ করে। একটি সুরেলা ফ্রিকোয়েন্সি সহ নেটওয়ার্কে নির্দেশিত বর্তমানের একটি মান রয়েছে যা সরবরাহ নেটওয়ার্কের পরামিতিগুলির উপর নির্ভর করে না।

তিন-ফেজ বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কগুলির জন্য, 6টি ভালভের জন্য থ্রি-ফেজ ফুল-ওয়েভ রেকটিফায়ারগুলিকে কনভার্টার হিসাবে ব্যবহার করা বৈশিষ্ট্যযুক্ত, যেখান থেকে এগুলিকে ছয়-পালস বা ছয়-ফেজ বলা হয়। এই ক্ষেত্রে প্রতিটি ধাপের জন্য বর্তমান বক্ররেখা সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা যেতে পারে (একটি পর্যায় A-এর বর্তমানের জন্য):

এটি দেখা যায় যে ফেজ স্রোতে শুধুমাত্র বিজোড় হারমোনিক্স থাকে যা তিনটির গুণিতক নয় এবং এই হারমোনিক্সের লক্ষণগুলি বিকল্প: 6k + 1 ম ক্রমের ইতিবাচক হারমোনিক্স এবং 6k-1 ম ক্রমের নেতিবাচক হারমোনিক্স।

যদি বারো-ফেজ রেকটিফায়ার ব্যবহার করা হয়, যখন ছয়-ফেজ রেকটিফায়ারের একটি জোড়া তিন-ফেজ ট্রান্সফরমারের সাথে সংযুক্ত থাকে (সেকেন্ডারি ভোল্টেজগুলি পাই / 6 দ্বারা ফেজ-বদল হয়), তখন 12k + 1 এবং 12k- এর হারমোনিক্স। 1-অর্ডার যথাক্রমে প্রদর্শিত হবে।

রেকটিফায়ার ব্যবহার করার আগে, শুধুমাত্র ট্রান্সফরমার এবং বিভিন্ন বৈদ্যুতিক মেশিনগুলি বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কগুলিতে উচ্চ হারমোনিক্সের প্রধান উত্স ছিল। কিন্তু আজও ট্রান্সফরমার বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কের সবচেয়ে সাধারণ উপাদান।

ট্রান্সফরমারগুলি উচ্চ হারমোনিক্স তৈরি করার কারণ হল চৌম্বকীয় সার্কিটের অ-রৈখিক চুম্বকীয়করণ বক্ররেখা এবং এর ধ্রুবক উপস্থিতি হিস্টেরেসিস লুপ… একটি নন-লিনিয়ার ম্যাগনেটাইজিং কার্ভ এবং হিস্টেরেসিস লুপ মূল সাইনোসয়েডাল নো-লোড ম্যাগনেটাইজিং কারেন্টের বিকৃতি তৈরি করে এবং এর ফলে ট্রান্সফরমার গ্রিড থেকে যে কারেন্ট টানে তার উচ্চ হারমোনিক্স।

110 কেভি শ্রেণীর ট্রান্সফরমারগুলিতে 1% এর বেশি নো-লোড কারেন্ট নেই এবং 6-10 কেভি শ্রেণীর ট্রান্সফরমার - 2-3% এর বেশি নয়। এগুলি ছোট স্রোত এবং চৌম্বকীয় সার্কিটে তাদের সক্রিয় ক্ষতি নগণ্য। এটি ম্যাগনেটাইজেশন কার্ভ যা গুরুত্বপূর্ণ, হিস্টেরেসিস লুপ নয়।

চুম্বকীয়করণ বক্ররেখা প্রতিসম এবং ফুরিয়ার সিরিজের সম্প্রসারণে হারমোনিক্সও নেই। চৌম্বকীয় প্রবাহের বিকৃতি বিজোড় হারমোনিক্স দ্বারা সৃষ্ট হয়, যার মধ্যে তিনটি গুণিতক। তৃতীয় হারমোনিকটি বিশেষভাবে উচ্চারিত হয়, তবে পঞ্চম এবং সপ্তম হারমোনিকগুলিও সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য।

ইএমএফ হারমোনিক্স এবং বর্তমান হারমোনিক্সও মোটরগুলির বৈশিষ্ট্য, সিঙ্ক্রোনাস এবং অ্যাসিঙ্ক্রোনাস উভয়ই… এই হারমোনিক্সগুলি ট্রান্সফরমার দ্বারা উত্পন্ন বর্তমান হারমোনিক্সের মতো একই ঘটনা দ্বারা সৃষ্ট হয় - যে উপাদানগুলি থেকে স্টেটর এবং রটার তৈরি হয় তার চুম্বকীয় বক্ররেখার অ-রৈখিকতা।

বৈদ্যুতিক মোটরের বর্তমান হারমোনিক্সের ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালী, ট্রান্সফরমারের মতো, বিজোড় হারমোনিক্স অন্তর্ভুক্ত, যার মধ্যে স্পষ্টতই তিনটির গুণিতক। এখানে সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য হল ৩য়, ৫ম এবং ৭ম হারমোনিক্স।

ট্রান্সফরমারের ক্ষেত্রে, মোটামুটি গণনা আমাদেরকে তৃতীয় হারমোনিকের জন্য 40%, পঞ্চম হারমোনিকের জন্য 30% এবং সপ্তম হারমোনিকের জন্য 20% হারে 3য়, 5ম এবং 7ম হারমোনিক্সের স্রোতের শতাংশ নিতে দেয় (এর শতাংশ নিষ্ক্রিয় বর্তমান)।