ما هي التوافقيات في الشبكات الكهربائية

الكشف التوافقي

الرسم البياني للإشارة ، والذي يختلف وفقًا لقانون الجيب ، يحتوي على الشكل:

لكن هذا يختلف اختلافًا كبيرًا عن الشكل الحقيقي للجهد في الشبكة الكهربائية:

تحدث هذه النتوءات والانفجارات أيضًا بسبب التوافقيات. سنحاول الحديث عن هذه الظاهرة بكلمات بسيطة. يمكن تمثيل الرسم البياني أعلاه كمجموع إشارات بترددات وأحجام مختلفة. إذا تم إضافة كل هذا ، فستكون النتيجة مجرد إشارة. يظهر مثال ونتيجة لإضافة الإشارات في الرسم البياني أدناه:

تتميز التوافقيات بالأرقام ، حيث يكون التوافقي الأول هو المكون ذو القيمة الأكبر. ومع ذلك ، فإن هذا الوصف موجز للغاية. لذلك ، دعونا نعطي صيغة لتحديد القيمة التوافقية. هذا ممكن مع التحليل التوافقي وتوسيع فورييه:

من هذه الصيغة ، يمكن للمرء أيضًا التمييز بين ترددات ومراحل المكونات التوافقية للشبكة الكهربائية وأي إشارة جيبية أخرى.

مصادر التدخل

يمكن أن يعزى عدد من المعدات إلى مصادر التداخل ، من الأجهزة المنزلية إلى الآلات الكهربائية الصناعية القوية. للبدء ، دعنا نفكر بإيجاز في أسباب حدوثها.

تنشأ التوافقيات في شبكة التيار المتردد الكهربائية بسبب خصائص المعدات الكهربائية ، على سبيل المثال ، بسبب عدم خطية خصائصها ، أو طبيعة الاستهلاك الحالي.

على سبيل المثال ، في شبكات ثلاثية الطور في الدوائر المغناطيسية للمحولات ، تختلف أطوال المسارات المغناطيسية للمراحل الوسطى والمتطرفة مرتين تقريبًا ، وبالتالي تختلف تيارات المغنطة الخاصة بها حتى مرة ونصف. من هنا تنشأ التوافقيات في شبكات ثلاثية الطور.

مصدر آخر التشوش في الهندسة الكهربائية ، هذه محركات كهربائية ، متزامنة وغير متزامنة ثلاثية الطور ، ومرحلة واحدة ، بما في ذلك محركات جامع عالمية. يتم استخدام النوع الأخير من المحرك في معظم الأجهزة المنزلية ، على سبيل المثال:

• غسالة ملابس؛
• مصنعي الأغذية؛
• المثاقب ، المطاحن ، المطارق الدورانية ، إلخ.

نتيجة لتشغيل تبديل إمدادات الطاقة ، تحدث التوافقيات (التردد) عالية التردد في الشبكة الكهربائية. لفهم كيفية تكوينها ، تحتاج إلى الحصول على معلومات حول هيكلها الداخلي. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن التيار الأساسي لـ UPS يختلف عن المستمر ، فهو يتدفق فقط عندما يكون مفتاح أشباه الموصلات مفتوحًا.ويفتح الأخير ويغلق بتردد أعلى من kHz 20.

مثير للإعجاب: يصل تردد التشغيل لبعض مصادر تحويل التيار الحديثة إلى 150 كيلو هرتز.

للحد من هذه التوافقيات ، يتم استخدام مرشحات التداخل الكهرومغناطيسي ، مثل الاختناقات والمكثفات ذات الوضع المشترك. لتحسين الجدول الزمني للاستهلاك الحالي بالنسبة إلى تزويد الجهد أحادي الطور ، يتم استخدام مصححات عامل الطاقة النشطة (KKM الروسية ، الإنجليزية PFC).

يتم تثبيت إمدادات الطاقة هذه في:

• المصابيح التي تقودها؛
• كوابح إلكترونية لمصابيح الفلورسنت.
• إمدادات طاقة الكمبيوتر؛
• شواحن حديثة للهواتف المحمولة ؛
• تلفزيونات ومعدات أخرى.

أيضا ، تشمل إمدادات الطاقة هذه محولات التردد.

عواقب التدخل التوافقي

وجود التوافقيات في شبكة التيار المتردد الكهربائية يسبب مشاكل معينة. من بينها - زيادة تسخين المحركات الكهربائية وأسلاك الطاقة. تأثيرات التوافقيات هي اهتزاز المحرك. يمكن أن تختلف العواقب الأخرى - من التآكل المتسارع لمحامل الدوار للمحرك ، وتنتهي بانهيار في جسم اللفات من زيادة الحرارة.

في الكهرباء ، تم العثور على إنذارات كاذبة لمعدات التبديل والحماية - قواطع الدائرة والموصلات والمبتدئين المغناطيسيين. يحدث التداخل في الأجهزة الصوتية وتكنولوجيا الاتصالات بسبب التوافقيات. يقاتلون معهم بنفس الطريقة - عن طريق تركيب مرشحات التداخل الكهرومغناطيسي.

يصف الفيديو أدناه التوافقيات والتوافقيات في التيار الكهربائي:

في الختام ، أود أن أشير إلى أن التوافقيات في الشبكات الكهربائية ، من حيث المبدأ ، ليست ذات فائدة. إنها لا تسبب سوى أعطال ، وإنذارات كاذبة لمعدات التبديل وغيرها من مظاهر عدم الاستقرار في العمل. لا يمكن أن يتسبب هذا في إزعاج في التشغيل فحسب ، بل يسبب أيضًا مشاكل اقتصادية وخسائر وحالات طارئة قد تهدد الحياة.

مواد ذات صلة:

• لماذا رحلة قاطع الدائرة
• قطرات التيار الكهربائي
• أسباب احتراق مصباح LED