ترانسفورماتور, مقالات
هارمونیک ترانسفورماتور های سه فاز
خرداد
هارمونیک در ترانسفورماتورهای سه فاز
هارمونیک اعوجاج و انحراف در شکل موج ولتاژ و جریان است. این انتگرال چندگانه برخی از موج‌های مرجع‌است. موج هارمونیک باعث از بین رفتن هسته و مس ترانسفورماتورمیشود و از این رو باعث کاهش کارایی آنهامی‌شود.همچنین باعث افزایش فشار دی الکتریک در عایق ترانسفورماتورمیشود.
در ترانسفورماتور سه فاز ، ماهیت غیر سینوسی جریان مغناطیسی شار سینوسی تولیدمی‌کند که پدیده نامطلوب را ایجادمی‌کند. جریانهای مغناطیسی فاز در ترانسفورماتور باید حاوی هارمونیک های سوم و هارمونیک های بالاتر لازم برای تولید شار سینوسی باشد.
========================
اگر ولتاژ فاز در هر فاز سینوسی باقی بماند ، باید جریانهای مغناطیس کنندگی فاز به شکل زیر باشد.
از معادله (1) ، (2) و (3) مشاهده‌می‌شود که هارمونیک سوم در سه جریان هم ¬ فاز‌است
یعنی آنها فاز یکسانی دارند. هارمونیک پنجم فاز متفاوتی دارند.
========================
ویدیوی این محصول
========================
اتصال دلتا(مثلث)
بیایید در نظر بگیریم که IAO ، IBO و ICO جریان مغناطیس فاز را در یک اتصال دلتا نشان دهند.
جریانهای خط را می‌توان با کم کردن دو فاز جریان یافت. برای نمونه،
سومین هارمونیک موجود در جریان مغناطیسی فاز ترانسفورماتور سه فاز در جریان خط وجود ندارد. و سومین مؤلفه هارمونیک بصورت هم¬فاز‌است و از این رو در جریان خط حضورندارد. سومین مؤلفه هارمونیک در دور حلقه بسته اتصال مثلث می‌چرخند.
اتصال دلتا فقط به شار و ولتاژ سینوسی اجازه می‌دهد و هیچ جریان هارمونیکی سومی در خط انتقال وجود نخواهد داشت. به همین دلیل اکثر ترانسفورماتورهای 3 فاز دارای سیم‌پیچ¬های با اتصال متصل هستند و در مکان‌هایی که اتصال اولیه یا ثانویه مثلث مناسب نیست ، یک سیم‌پیچ سوم یا ثالثیه تهیه‌می‌شود. سیم‌پیچ‌های سوم جریان هارمونیک سوم را که مورد نیاز شار سینوسی در هر یک هسته می‌باشد را حمل می‌کنند.
در اتصال مثلث ، ولتاژ در اطراف دلتا بسته بصورت زیرعمل می‌کند.
این یک ولتاژ هارمونیک سوم‌است و یک جریان هارمونیک سوم را به دور حلقه بسته دلتا به گردش درمی‌آورد.
========================
اتصال ستاره
اگر IAO ، IBO و ICO جریان مغناطیسی فاز را در یک اتصال ستاره نشان دهد.
در جایی که In جریان در سیم خنثی‌است
هارمونیک بالای هفتم موردتوجه نیستند. معادله (6) نشان‌می‌دهد که در شرایط متعادل جریان در سیم خنثی وارد‌می‌شود جریانهای هارمونیک سوم‌است. بزرگی جریان هارمونیک سوم مساوی با سه برابر اندازه هر جریان‌فاز‌است. جریان سوم هارمونیک تداخل القایی با مدار ارتباطی(مخابراتی) ایجاد می‌کند. اگر منبع اتصال به ستاره سه سیم باشد ، جریان خنثی باید صفر باشد و بنابراین
بنابراین ، مشاهده‌می‌شود که اتصال ستاره شامل سه سیم ، شارش¬هارمونیک و جریانهای مغناطیسی را فرو می‌نشاند.
برای سیستم چهار سیم متصل بصورت ستاره ، جریان هارمونیک هم فاز در سیم خنثی جاری‌می‌شود.
به طور مشابه ، ولتاژ فاز متعادل سوم حاوی هارمونیک می‌تواند به صورت زیر نوشته شود
معادله (7) ، (8) و (9) نشان می‌دهد كه هارمونیك سوم در ولتاژ سه فاز دارای فاز یكسان‌است.
ولتاژ خط در یک اتصال ستاره را می‌توان با کم کردن دو ولتاژ فاز بدست آورد. مثلا
از معادله (10) دیده می‌شود که
سوم در ولتاژ خط اتصال ستاره وجود ندارد. این موضوع برای همه هارمونیک های سه گانه صدق می‌کند.
هارمونیک ها در موتور القایی
شارهای هارمونیک فضایی توسط سیم‌پیچ ، شکاف ، اشباع مغناطیسی ، اختلاف در طول شکاف هوایی تولیدمی‌شود. این شارهای هارمونیک باعث القای ولتاژمی‌شوند و جریانهای هارمونیک را در سیم‌پیچ‌های روتور می‌چرخاند. تعامل بین جریانهای هارمونیک تولید شده در روتور و شارهای هارمونیک باعث ایجاد گشتاورهای هارمونیک ، لرزش و سر و صدای می‌شود.
شار شکاف¬هوایی توسط سیم‌پیچ‌های استاتور سه فاز حامل جریانهای سینوسی ایجاد می‌شوند. شکل موج از نظر ماهیت غیر سینوسی‌است. طبق تجزیه و تحلیل سری فوریه ، هر شار غیر سینوسی معادل ترکیب تعدادی از شار سینوسی هارمونیک های پایه و بالاتراست. از آنجا که شکل موج شار دارای تقارن نیم موج‌‌است ، همه هارمونیک های زوج (2،4،6 ……) در سری‌های فوریه وجودندارند.
یک شار غیر سینوسی می‌تواند به شار هارمونیک‌های پایه و مرتبه فرد بالاتر (3 ، 5 ، 7 ، 11 ، 13 و غیره) تجزیه کرد. سومین موج شار هارمونیک تولید شده توسط هر یک از سه فاز ، یکدیگر را خنثی می‌کند. شار شکاف هوا حاصل از هارمونیک سوم و مضارب آن عاری‌است. دلیل این امر این‌است که هارمونیک‌های سوم در موج شارهر سه فاز در فضای‌‌فاز‌است اما در فاز زمانی 120 درجه متفاوت‌است.
========================
لینک مرتبط:
لینک زبان اصلی مقاله: