دانلود اثر هارمونیک ها بر خازن ها

اختصاصی از سورنا فایل دانلود اثر هارمونیک ها بر خازن ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

اثر هارمونیک ها بر خازن ها

نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی و الکترونیکی کارآمد در صنایع مربوط به تولید و انتقال و توضیع امروزی غیر قابل انکار است بگونه ای که دیگر هرگز نمی توان چنین صنایعی را بدون وجود خازنهای نیرو متصور شد.از این رو شناخت کامل خازنها و عوامل تاثیر گذار برآنها و حفظ و نگهداری و نظارت دقیق بر آنها ، برای افزایش طول عمر خازن ها و کار کرد بهینه آنها امری است الزامی و اجتناب ناپذیر.

کلید واژه- خازن قدرت ، فرکانس ، هارمونیک ها.

مقدمهدرسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند : موتورهای القایی سه فاز،گرم کنندها وروشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ..... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت ، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی).

پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC ، نرم راه اندازها ، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج  در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود.

اساس هارمونیک ها :

اصولا هارمونیک ها آلوده سازی شکل موج را در اشکال سینوسی آنها نشان می دهند. ولی فقط در مضارب فرکانس اصلی . تخریب شکل موج را می توان در فرکانس های مختلف (مضارب فرکانس اصلی) بعنوان یک نوسان دوره ای بوسیله آنالیز فوریه تجزیه و تحلیل کرد. در حال حاضر هارمونیکهای فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه های مختلف ضرایب فرکانس های مختلف در سامانه های الکتریکی موجودند که مستقیما تجهیزات سامانه الکتریکی را متاثر می سازند. در معنایی وسیعتر هارمونیکهای زوج و مرتبه 3 هریک تلاش می کنند که دیگری را خنثی نمایند. ولی در مدت زمانی که بار نا متعادل است این هارمونیک های زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژی شدید می شوند. با تمام احوال هارمونیک های فرد اول مانند هارمونیک پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و .... عملکرد این تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند. برای فهم بهتر تاثیر هارمونیک ها ، شکل زیر تاثیر تخریب هارمونیک پنجم بر شکل موج سینوسی را نشان می دهد :

هارمونیک های ولتاژ و جریان تاثیرات متفاوتی بر تجهیزات الکتریکی دارند. ولی عموما بیشتر تجهیزات الکتریکی به هارمونیکهای ولتاژ بسیار حساس اند. تجهیزات اصلی نیرو مانند موتورها، خازن ها و غیره بوسیله هارمونیکهای ولتاژ متاثر می شوند. به طور عمده هارمونیکهای جریان موجب تداخل مغناطیسی (Magnetic Interfrence) و همچنین موجب افزایش اتلاف در شبکه های توزیع می شوند. هارمونیکهای جریان وابسته به بار اند ، در حالی که سطح هارمونیکهای ولتاژ به پایداری سامانه تغذیه و هارمونیکهای بار (هارمونیکهای جریان) بستگی دارد. عموما هارمونیک های ولتاژ از هارمونیک های جریان کمتر خواهند بود.    

تشدید:

اساسا تشدید سلفی – خازنی در همه انواع بارها مشاهده می شود. ولی اگر هارمونیک ها در شبکه توضیع شایع نباشند تاثیر تشدید فرونشانده می شود.

در هر ترکیب سلفی – خازنی چه در حالت سری و چه در حالت موازی ، در فرکانسی خاص تشدید رخ می دهد که این فرکانس خاص فرکانس تشدید نامیده می شود. فرکانس تشدید فرکانسی است که در آن رآکتنس خازنی (Xc) و رآکتنس القایی (XL) برابر هستند.

برای ترکیبی مثالی برای بار صنعتی که شامل اندوکتانس بار و یا رآکتنس ترانسفورماتور که بعنوان XL عمل می کند و رآکتنس خازن تصحیح ضریب توان که بصورت Xc خودنمایی می کند فرکانس تشدیدی برابر با LC خواهیم داشت . رآکتنس خازنی متناسب با فرکانس کاهش می یابد (توجه : Xc با فرکانس نسبت عکس دارد). در حای که رآکتنس القایی متناسب با آن افزایش می یابد (توجه

: XL با فرکانس نسبت مستقیم دارد).این فرکانس تشدید به سبب متغیر بودن الگوی بار متغیر خواهد بود. این مساله برای ظرفیت خازنی ثابت کل برای اصلاح ضریب توان پیچیده تر است. برای درک صحیح این پدیده لازم است دو نوع وضعیت تشدید شامل حالت تشدید سری و حالت تشدید موازی مورد توجه قرار گیرند. این دو امکان در زیر توضیح داده می شوند.

تشدید سری:

یک ترکیب سری رآکتنس سلفی – خازنی ، مدار تشدید سری شکل می دهد که در شکل زیر نشان داده شده است.

به خاطر ترکیب سری سلف و خازن ، در فرکانس تشدید امپدانس کل به پایین ترین سطح کاهش می یابد و این امپدانس در فرکانس تشدید طبیعتی مقاومتی دارد. بنا براین در فرکانس تشدید رآکتنس خازنی و رآکتنس سلفی (القایی) برابر هستند.این امپدانس پایین برای توان ورودی در فرکانس تشدید ، افزایش توانی جریان را نتیجه می دهد.شکل داده شده زیر رفتار امپدانس خالص در وضعیت تشدید سری را نشان می دهد.

در کاربری صنعتی رآکتنس ترانسفورماتور قدرت به علاوه خازنهای اصلاح ضریب توان در سمت ولتاژ پایین به عنوان یک مدار تشدید موازی برای سمت ولتاژ بالای ترانسفورماتور عمل می کند. اگر این فرکانس تشدید ترکیب سلف و خازن بر فرکانس هارمونیک شایع در صنعت منطبق شود ، بخاطر بستری با امپدانس پایین ارائه شده توسط خازن ها برای هارمونیک ها ، منجر به افزایش توانی جریان خازن ها خواهد شد. از این رو خازن های ولتاژ پایین در سطحی بسیار بالا اضافه بار پیدا خواهند کرد که همچنین این

دانلود آشنائی با خازن یا Capacitor

اختصاصی از سورنا فایل دانلود آشنائی با خازن یا Capacitor دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 5

آشنائی با خازن یا Capacitor

همانطور که میدانید خازن در حالت کلی از دو صفحه یا plate هادی جریان الکتریسیته تشکیل شده که عایقی تحت عنوان دی الکتریک بین دو صفحه قرار گرفته که میتونه هوا هم باشه. ظرفیت خازن بستگی داره به مساحت صفحات روبرو هم٬ فاصله 2 صفحه و جنس دی الکتریک. معمولا برای صحبت از ظرفیت خازنها از واحد میکرو فاراد یا -6^10 فاراد استفاده میشود. زیرا 1 فاراد آنقدر ظرفیت بزرگی است که در اکثر مواقع کاربرد ندارد/------------------- اینهم نمای شماتیکی از خازن /------------------- این شکل میتونه در فهم بهتر ظرفیت کمک کنه. در این دیاگرام شما 2 منبع آب (بجای خازن) مشاهده میکنید که اندازه شان متفاوت است. واضح است که با اینکه ارتفاع آب ورودی یکسان است(همان ولتاژ) خازن با ظرفیت بالاتر٬ بیشتر آب نگه میدارد. در واقع همینطور است که خازن با ظرفیت بالاتر میتواند بار بیشتر(الکترون بیشتر) در خودش جا بده/DC Voltage: هنگامی که خازن به جریان مستقیم یا DC وصل است٬‌جریان برقرار می شور و با آهنگ ثابتی خازن پر میشود. هنگامی که جریان 2 سر خازن با 2سر ترمینال های باتری یکی شد٬ جریان قطع میشود. در این هنگام میگوییم خازن شارژ شده است. حتی اگر باتری را از مدار خارج کنیم خازن شارژ می ماند و اختلاف پتانسیلی بین دو ترمینال آن دیده میشود. وقتی از خازنهای با ظرفیت بالا استفاده میشود (2/1 فاراد به بالا) در اتومبیل٬ هنگامی که ولتاژ باتری یا دینام افت میکند٬ خازن بداخل ورودی آمپلیفایر تخلیه میشود و کمبود ولتاژ را جبران میکند توجه داشته باشید که تمام این مراحل در کسری از ثانیه اتفاق میفتد و خازن نمیتواند مانند باتری عمل کند و فقط افت ولتاژ های میلی ثانیه ای را جبران میکند. مثل موقع bass زدن ساب. چون خازن بر خلاف باتری سریع پر وسریع هم خالی میشود و میتواند از افت ولتاژ های ناگهانی جلوگیری کند. AC Voltage: بطور کلی هنگامی که جریان متناوب وارد خازن میشود٬ تا وقتی منبع در مدار باشد جریان در خازن برقرار است. فقط جریان دارای اختلاف فاز با منبع میشود که بستگی به فرکانس منبع و خارن دارد که خودمم زیاد یادم نیس. پس ازش میگذریم خازنهای مختلف که بزرگترینشون 3.3 میکرو فاراد!! و کوچیکه هم 15 پیکو فاراده!!(9-^10) پس ببینید که 1 فاراد چه ظرفیت بزرگیه...

/

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 866x232 and weights 56KB.

/خازن 16 ولت در مقابل 20 ولت: همونجوری که میدونید٬ خارن های ظرفیت بالا در دو نوع 16V و 20V موجودن. این ولتاژ به این معنی نیست که وقتی به سیستم اضافه شدنُ٬ چند ولت اختلاف پتانسیل دارن. بلکه در یک مدار با ولتاژ باتری یا دینام 14.4V هر دو 14.4V هستند. این عدد ها در واقع حداکثر ولتاژیه که میتونن تحمل کنن و آسیب نبینن. تو عکس مشخص تره:/در ضمن بخاطر داشته باشید که هیچوقت " - + " خازن رو برعکس نزنید که آسیب کلی میبینه. بحث اینکه چرا اینجوری میشه قشتگه ولی دور از حوصله فرومه.(همینم یه سری نمیخونن) خازن دارای یک ویژگی مهم است و اونم یکنواخت ساختن جریانه و به عبارتی نویز گیری میکنه. همانطور که تو شکل مشخصه٬ منبع تغذیه نوسان داره که دلایل مختلفی میتونه داشته باشه و زیاد واردش نمیشیم. خط شکسته قرمز نوسان ولتاژ در یک مدت زمانه و خط سیاه هم معیاره/همانطور که در شکل دوم پیداست با ورود خازن با مدار تا حد زیادی از نوسان کاسته میشه/عکس بعدی نشان دهنده ی این است که ولتاژ می تواند نوسان زیادی داشته باشد اگر رگلاتور دینام نتواند با سرعت عکس العمل نشان دهد و شاهد افت ولتاژ خواهیم بود. خط سیاه معیار و 13.8 ولت است. نقاط minimum منحنی مربوط به مواقعی هستند که آمپراژ مصرفی بالاتر است. (مثل موقع بوم بوم ساب (در همان میلی ثانیه ها)) /حال به کنار آمپلیفایرمان خازن اضافه میکنیم مشاهده میکنید که نوسان ها خیلی کمتر و خط قرمز بر سیاه منطبق تر شده است. این دقیقآ همون کاری است که خازن در اتوموبیل های ما انجام میده

دانلود آشنائی با خازن یا Capacitor

اختصاصی از سورنا فایل دانلود آشنائی با خازن یا Capacitor دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 5

آشنائی با خازن یا Capacitor

همانطور که میدانید خازن در حالت کلی از دو صفحه یا plate هادی جریان الکتریسیته تشکیل شده که عایقی تحت عنوان دی الکتریک بین دو صفحه قرار گرفته که میتونه هوا هم باشه. ظرفیت خازن بستگی داره به مساحت صفحات روبرو هم٬ فاصله 2 صفحه و جنس دی الکتریک. معمولا برای صحبت از ظرفیت خازنها از واحد میکرو فاراد یا -6^10 فاراد استفاده میشود. زیرا 1 فاراد آنقدر ظرفیت بزرگی است که در اکثر مواقع کاربرد ندارد/------------------- اینهم نمای شماتیکی از خازن /------------------- این شکل میتونه در فهم بهتر ظرفیت کمک کنه. در این دیاگرام شما 2 منبع آب (بجای خازن) مشاهده میکنید که اندازه شان متفاوت است. واضح است که با اینکه ارتفاع آب ورودی یکسان است(همان ولتاژ) خازن با ظرفیت بالاتر٬ بیشتر آب نگه میدارد. در واقع همینطور است که خازن با ظرفیت بالاتر میتواند بار بیشتر(الکترون بیشتر) در خودش جا بده/DC Voltage: هنگامی که خازن به جریان مستقیم یا DC وصل است٬‌جریان برقرار می شور و با آهنگ ثابتی خازن پر میشود. هنگامی که جریان 2 سر خازن با 2سر ترمینال های باتری یکی شد٬ جریان قطع میشود. در این هنگام میگوییم خازن شارژ شده است. حتی اگر باتری را از مدار خارج کنیم خازن شارژ می ماند و اختلاف پتانسیلی بین دو ترمینال آن دیده میشود. وقتی از خازنهای با ظرفیت بالا استفاده میشود (2/1 فاراد به بالا) در اتومبیل٬ هنگامی که ولتاژ باتری یا دینام افت میکند٬ خازن بداخل ورودی آمپلیفایر تخلیه میشود و کمبود ولتاژ را جبران میکند توجه داشته باشید که تمام این مراحل در کسری از ثانیه اتفاق میفتد و خازن نمیتواند مانند باتری عمل کند و فقط افت ولتاژ های میلی ثانیه ای را جبران میکند. مثل موقع bass زدن ساب. چون خازن بر خلاف باتری سریع پر وسریع هم خالی میشود و میتواند از افت ولتاژ های ناگهانی جلوگیری کند. AC Voltage: بطور کلی هنگامی که جریان متناوب وارد خازن میشود٬ تا وقتی منبع در مدار باشد جریان در خازن برقرار است. فقط جریان دارای اختلاف فاز با منبع میشود که بستگی به فرکانس منبع و خارن دارد که خودمم زیاد یادم نیس. پس ازش میگذریم خازنهای مختلف که بزرگترینشون 3.3 میکرو فاراد!! و کوچیکه هم 15 پیکو فاراده!!(9-^10) پس ببینید که 1 فاراد چه ظرفیت بزرگیه...

/

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 866x232 and weights 56KB.

/خازن 16 ولت در مقابل 20 ولت: همونجوری که میدونید٬ خارن های ظرفیت بالا در دو نوع 16V و 20V موجودن. این ولتاژ به این معنی نیست که وقتی به سیستم اضافه شدنُ٬ چند ولت اختلاف پتانسیل دارن. بلکه در یک مدار با ولتاژ باتری یا دینام 14.4V هر دو 14.4V هستند. این عدد ها در واقع حداکثر ولتاژیه که میتونن تحمل کنن و آسیب نبینن. تو عکس مشخص تره:/در ضمن بخاطر داشته باشید که هیچوقت " - + " خازن رو برعکس نزنید که آسیب کلی میبینه. بحث اینکه چرا اینجوری میشه قشتگه ولی دور از حوصله فرومه.(همینم یه سری نمیخونن) خازن دارای یک ویژگی مهم است و اونم یکنواخت ساختن جریانه و به عبارتی نویز گیری میکنه. همانطور که تو شکل مشخصه٬ منبع تغذیه نوسان داره که دلایل مختلفی میتونه داشته باشه و زیاد واردش نمیشیم. خط شکسته قرمز نوسان ولتاژ در یک مدت زمانه و خط سیاه هم معیاره/همانطور که در شکل دوم پیداست با ورود خازن با مدار تا حد زیادی از نوسان کاسته میشه/عکس بعدی نشان دهنده ی این است که ولتاژ می تواند نوسان زیادی داشته باشد اگر رگلاتور دینام نتواند با سرعت عکس العمل نشان دهد و شاهد افت ولتاژ خواهیم بود. خط سیاه معیار و 13.8 ولت است. نقاط minimum منحنی مربوط به مواقعی هستند که آمپراژ مصرفی بالاتر است. (مثل موقع بوم بوم ساب (در همان میلی ثانیه ها)) /حال به کنار آمپلیفایرمان خازن اضافه میکنیم مشاهده میکنید که نوسان ها خیلی کمتر و خط قرمز بر سیاه منطبق تر شده است. این دقیقآ همون کاری است که خازن در اتوموبیل های ما انجام میده

دانلود آشنائی با خازن یا Capacitor

اختصاصی از سورنا فایل دانلود آشنائی با خازن یا Capacitor دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 5

آشنائی با خازن یا Capacitor

همانطور که میدانید خازن در حالت کلی از دو صفحه یا plate هادی جریان الکتریسیته تشکیل شده که عایقی تحت عنوان دی الکتریک بین دو صفحه قرار گرفته که میتونه هوا هم باشه. ظرفیت خازن بستگی داره به مساحت صفحات روبرو هم٬ فاصله 2 صفحه و جنس دی الکتریک. معمولا برای صحبت از ظرفیت خازنها از واحد میکرو فاراد یا -6^10 فاراد استفاده میشود. زیرا 1 فاراد آنقدر ظرفیت بزرگی است که در اکثر مواقع کاربرد ندارد/------------------- اینهم نمای شماتیکی از خازن /------------------- این شکل میتونه در فهم بهتر ظرفیت کمک کنه. در این دیاگرام شما 2 منبع آب (بجای خازن) مشاهده میکنید که اندازه شان متفاوت است. واضح است که با اینکه ارتفاع آب ورودی یکسان است(همان ولتاژ) خازن با ظرفیت بالاتر٬ بیشتر آب نگه میدارد. در واقع همینطور است که خازن با ظرفیت بالاتر میتواند بار بیشتر(الکترون بیشتر) در خودش جا بده/DC Voltage: هنگامی که خازن به جریان مستقیم یا DC وصل است٬‌جریان برقرار می شور و با آهنگ ثابتی خازن پر میشود. هنگامی که جریان 2 سر خازن با 2سر ترمینال های باتری یکی شد٬ جریان قطع میشود. در این هنگام میگوییم خازن شارژ شده است. حتی اگر باتری را از مدار خارج کنیم خازن شارژ می ماند و اختلاف پتانسیلی بین دو ترمینال آن دیده میشود. وقتی از خازنهای با ظرفیت بالا استفاده میشود (2/1 فاراد به بالا) در اتومبیل٬ هنگامی که ولتاژ باتری یا دینام افت میکند٬ خازن بداخل ورودی آمپلیفایر تخلیه میشود و کمبود ولتاژ را جبران میکند توجه داشته باشید که تمام این مراحل در کسری از ثانیه اتفاق میفتد و خازن نمیتواند مانند باتری عمل کند و فقط افت ولتاژ های میلی ثانیه ای را جبران میکند. مثل موقع bass زدن ساب. چون خازن بر خلاف باتری سریع پر وسریع هم خالی میشود و میتواند از افت ولتاژ های ناگهانی جلوگیری کند. AC Voltage: بطور کلی هنگامی که جریان متناوب وارد خازن میشود٬ تا وقتی منبع در مدار باشد جریان در خازن برقرار است. فقط جریان دارای اختلاف فاز با منبع میشود که بستگی به فرکانس منبع و خارن دارد که خودمم زیاد یادم نیس. پس ازش میگذریم خازنهای مختلف که بزرگترینشون 3.3 میکرو فاراد!! و کوچیکه هم 15 پیکو فاراده!!(9-^10) پس ببینید که 1 فاراد چه ظرفیت بزرگیه...

/

This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 866x232 and weights 56KB.

/خازن 16 ولت در مقابل 20 ولت: همونجوری که میدونید٬ خارن های ظرفیت بالا در دو نوع 16V و 20V موجودن. این ولتاژ به این معنی نیست که وقتی به سیستم اضافه شدنُ٬ چند ولت اختلاف پتانسیل دارن. بلکه در یک مدار با ولتاژ باتری یا دینام 14.4V هر دو 14.4V هستند. این عدد ها در واقع حداکثر ولتاژیه که میتونن تحمل کنن و آسیب نبینن. تو عکس مشخص تره:/در ضمن بخاطر داشته باشید که هیچوقت " - + " خازن رو برعکس نزنید که آسیب کلی میبینه. بحث اینکه چرا اینجوری میشه قشتگه ولی دور از حوصله فرومه.(همینم یه سری نمیخونن) خازن دارای یک ویژگی مهم است و اونم یکنواخت ساختن جریانه و به عبارتی نویز گیری میکنه. همانطور که تو شکل مشخصه٬ منبع تغذیه نوسان داره که دلایل مختلفی میتونه داشته باشه و زیاد واردش نمیشیم. خط شکسته قرمز نوسان ولتاژ در یک مدت زمانه و خط سیاه هم معیاره/همانطور که در شکل دوم پیداست با ورود خازن با مدار تا حد زیادی از نوسان کاسته میشه/عکس بعدی نشان دهنده ی این است که ولتاژ می تواند نوسان زیادی داشته باشد اگر رگلاتور دینام نتواند با سرعت عکس العمل نشان دهد و شاهد افت ولتاژ خواهیم بود. خط سیاه معیار و 13.8 ولت است. نقاط minimum منحنی مربوط به مواقعی هستند که آمپراژ مصرفی بالاتر است. (مثل موقع بوم بوم ساب (در همان میلی ثانیه ها)) /حال به کنار آمپلیفایرمان خازن اضافه میکنیم مشاهده میکنید که نوسان ها خیلی کمتر و خط قرمز بر سیاه منطبق تر شده است. این دقیقآ همون کاری است که خازن در اتوموبیل های ما انجام میده

تحقیق درباره تاثیر هارمونیک بر خازن

اختصاصی از سورنا فایل تحقیق درباره تاثیر هارمونیک بر خازن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

مقدمه

نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی و الکترونیکی کارآمد در صنایع مربوط به تولید و انتقال و توضیع امروزی غیر قابل انکار است بگونه ای که دیگر هرگز نمی توان چنین صنایعی را بدون وجود خازنهای نیرو متصور شد.از این رو شناخت کامل خازنها و عوامل تاثیر گذار برآنها و حفظ و نگهداری و نظارت دقیق بر آنها ، برای افزایش طول عمر خازن ها و کار کرد بهینه آنها امری است الزامی و اجتناب ناپذیر.

درسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند : موتورهای القایی سه فاز،گرم کنندها وروشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ..... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت ، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی).

پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC ، نرم راه اندازها ، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود.

کلید واژه- خازن قدرت ، فرکانس ، هارمونیک ها.

اساس هارمونیک ها :

اصولا هارمونیک ها آلوده سازی شکل موج را در اشکال سینوسی آنها نشان می دهند. ولی فقط در مضارب فرکانس اصلی . تخریب شکل موج را می توان در فرکانس های مختلف (مضارب فرکانس اصلی) بعنوان یک نوسان دوره ای بوسیله آنالیز فوریه تجزیه و تحلیل کرد. در حال حاضر هارمونیکهای فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه های مختلف ضرایب فرکانس های مختلف در سامانه های الکتریکی موجودند که مستقیما تجهیزات سامانه الکتریکی را متاثر می سازند. در معنایی وسیعتر هارمونیکهای زوج و مرتبه 3 هریک تلاش می کنند که دیگری را خنثی نمایند. ولی در مدت زمانی که بار نا متعادل است این هارمونیک های زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژی شدید می شوند. با تمام احوال هارمونیک های فرد اول مانند هارمونیک پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و .... عملکرد این تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند. برای فهم بهتر تاثیر هارمونیک ها ، شکل زیر تاثیر تخریب هارمونیک پنجم بر شکل موج سینوسی را نشان می دهد :

هارمونیک های ولتاژ و جریان تاثیرات متفاوتی بر تجهیزات الکتریکی دارند. ولی عموما بیشتر تجهیزات الکتریکی به هارمونیکهای ولتاژ بسیار حساس اند. تجهیزات اصلی نیرو مانند موتورها، خازن ها و غیره بوسیله هارمونیکهای ولتاژ متاثر می شوند. به طور عمده هارمونیکهای جریان موجب تداخل مغناطیسی (Magnetic Interfrence) و همچنین موجب افزایش اتلاف در شبکه های توزیع می شوند. هارمونیکهای جریان وابسته به بار اند ، در حالی که سطح هارمونیکهای ولتاژ به پایداری سامانه تغذیه و هارمونیکهای بار (هارمونیکهای جریان) بستگی دارد. عموما هارمونیک های ولتاژ از هارمونیک های جریان کمتر خواهند بود.

تشدید:

اساسا تشدید سلفی – خازنی در همه انواع بارها مشاهده می شود. ولی اگر هارمونیک ها در شبکه توضیع شایع نباشند تاثیر تشدید فرونشانده می شود.

در هر ترکیب سلفی – خازنی چه در حالت سری و چه در حالت موازی ، در فرکانسی خاص تشدید رخ می دهد که این فرکانس خاص فرکانس تشدید نامیده می شود. فرکانس تشدید فرکانسی است که در آن رآکتنس خازنی (Xc) و رآکتنس القایی (XL) برابر هستند.

برای ترکیبی مثالی برای بار صنعتی که شامل اندوکتانس بار و یا رآکتنس ترانسفورماتور که بعنوان XL عمل می کند و رآکتنس خازن تصحیح ضریب توان که بصورت Xc خودنمایی می کند فرکانس تشدیدی برابر با LC خواهیم داشت . رآکتنس خازنی متناسب با فرکانس کاهش می یابد (توجه : Xc با فرکانس نسبت عکس دارد). در حای که رآکتنس القایی متناسب با آن افزایش می یابد (توجه

: XL با فرکانس نسبت مستقیم دارد).این فرکانس تشدید به سبب متغیر بودن الگوی بار متغیر خواهد بود. این مساله برای ظرفیت خازنی ثابت کل برای اصلاح ضریب توان پیچیده تر است. برای درک صحیح این پدیده لازم است دو نوع وضعیت تشدید شامل حالت تشدید سری و حالت تشدید موازی مورد توجه قرار گیرند. این دو امکان در زیر توضیح داده می شوند.

تشدید سری:

یک ترکیب سری رآکتنس سلفی – خازنی ، مدار تشدید سری شکل می دهد که در شکل زیر نشان داده شده است.

به خاطر ترکیب سری سلف و خازن ، در فرکانس تشدید امپدانس کل به پایین ترین سطح کاهش می یابد و این امپدانس در فرکانس تشدید طبیعتی مقاومتی دارد. بنا براین در فرکانس تشدید رآکتنس خازنی و رآکتنس سلفی (القایی) برابر هستند.این امپدانس پایین برای توان ورودی در فرکانس تشدید ، افزایش توانی جریان را نتیجه می دهد.شکل داده شده زیر رفتار امپدانس خالص در وضعیت تشدید سری را نشان می دهد.

در کاربری صنعتی رآکتنس ترانسفورماتور قدرت به علاوه خازنهای اصلاح ضریب توان در سمت ولتاژ پایین به عنوان یک مدار تشدید موازی برای سمت ولتاژ بالای ترانسفورماتور عمل می کند. اگر این فرکانس تشدید ترکیب سلف و خازن بر فرکانس هارمونیک شایع در صنعت منطبق شود ، بخاطر بستری با امپدانس پایین ارائه شده توسط خازن ها برای هارمونیک ها ، منجر به افزایش توانی جریان خازن ها خواهد شد. از این رو خازن های ولتاژ پایین در سطحی بسیار بالا اضافه بار پیدا خواهند کرد که همچنین این عمل موجب تحمیل بار اضافی بر ترانسفورماتور می شود. این پدیده منجر به تخریب ولتاژ در شبکه ولتاژ پایین می شود.

تشدید موازی:

یک تشدید موازی ترکیبی از رآکتنس خازنی و القایی است که در شکل زیر نمایش داده شده است.

در اینجا رفتار امپدانس برعکس حالت تشدید موازی خواهد بود که در شکل داده شده در زیر ، نشان داده شده است.در فرکانس تشدید امپدانس منتجه مدار به مقداری بالا افزایش می یابد. این ، منجر به بوجود آمدن مدار تشدید موازی میان خازن های اصلاح ضریب توان و اندوکتانس بار می شود که نتیجه آن عبور ولتاژ بسیار بالا هم اندازه امپدانس ها و جریان های گردابی بسیار بالا درون حلقه خواهد بود.

در کاربری صنعتی خازن اصلاح ضریب توان مدار تشدید موازی با اندوکتانس بار تشکیل می دهد.هارمونیک های تولید شده از سمت بار رآکتنس شبکه را افزایش می دهند. که موجب بلوکه شدن هارمونیک های سمت تغذیه می شود.این منجر به تشدید موازی اندوکتانس بار و اندوکتانس خازنی می شود. مدار LC (سلفی – خازنی) مواز ی ، شروع به تشدید میان آنها می کند که منجر به ولتاژ بسیار بالا و جریان گردابی بسیار بالا در درون حلقه مدار سلف – خازن (LC) می شود. نتیجه این امر آسیب به تمام سمت ولتاژ پایین سامانه الکتریکی است.

ایزوله کردن تشدید موازی از ایزولاسیون تشدید سری نسبتا پیچیده تر است.اساسا این امر بخاطر تنوع بار صنعتی از زمانی به زمان دیگر است که موجب تغییر فرکانس تشدید می شود. شکل زیر تاثیر ظرفیت خازنی ثابت و اندوکتانس متغیر را نشان می دهد.

این تغییر مداوم فرکانس تشدید ممکن است موجب تطبیق فرکانس تشدید بر فرکانس هارمونیک شود که ممکن است منتج به ولتاژ بالا و جریان بالا که سبب نقص و خرابی تجهیزات الکتریکی می شوند ، گردد.بنا بر این در هر دو تشدید موازی و سری خازنهای قدرت متاثر هستند که بکار گیری دستگاه های حفاظتی و ایمنی را برای خازنها ایجاب می نماید. این امر درک صحیح بر خازنهای قدرت را قبل از از اعمال تصحیح بخاطر تاثیر هارمونیک ها و تشدید ایجاب می نماید.

خازنهای قدرت:

خازنهای اصلاح ضریب توان نسبت به هارمونیک ها حساس اند و بیشتر عیوب خازنهای قدرت ، عیوبی با طبیعت زیر را نشان می دهند :

هارمونیک ها – هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و ...