विद्युत परिपथों में फेरेसोनेंस

1907 में, फ्रांसीसी इंजीनियर जोसेफ बेथेनोट ने एक लेख "ऑन रेजोनेंस इन ट्रांसफॉर्मर्स" (सुर ले ट्रांसफॉर्मेटर? रेजोनेंस) प्रकाशित किया, जहां उन्होंने पहली बार फेरोरेसोनेंस की घटना पर ध्यान आकर्षित किया।

प्रत्यक्ष रूप से, 13 साल बाद «फेरोरेसोनेंस» शब्द को फ्रांसीसी इंजीनियर और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग शिक्षक पॉल बाउचरेउ ने अपने 1920 के लेख में «द एक्जिस्टेंस ऑफ टू रेजीम्स ऑफ फेरोरेसोनेंस» (ऑक्सिस्टेंस डी ड्यूक्स रेजीम्स एन फेरोरेसोनेंस) शीर्षक से पेश किया था। बाउचरेउ ने फेरेसोनेंस की घटना का विश्लेषण किया और दिखाया कि एक सर्किट में दो स्थिर गुंजयमान आवृत्तियाँ होती हैं जिनमें एक संधारित्र, एक अवरोधक और एक अरैखिक प्रारंभ करनेवाला होता है।

इसलिए, फेरोरेसोनेंस की घटना सर्किट के सर्किट में आगमनात्मक तत्व की गैर-रैखिकता से संबंधित है... इलेक्ट्रिक सर्किट में हो सकने वाली नॉनलाइनियर अनुनाद को फेरोरेसोनेंस कहा जाता है, और इसकी घटना के लिए यह आवश्यक है कि सर्किट में नॉनलाइनियर हो अधिष्ठापन और साधारण समाई।

जाहिर है, रैखिक सर्किट में फेरोरेसोनेंस बिल्कुल अंतर्निहित नहीं है। यदि सर्किट में अधिष्ठापन रैखिक है और समाई अरैखिक है, तो फेरोरेसोनेंस के समान घटना संभव है।फेरेरेसोनेंस की मुख्य विशेषता यह है कि गड़बड़ी के प्रकार के आधार पर सर्किट को इस गैर-रैखिक अनुनाद के विभिन्न तरीकों से चिह्नित किया जाता है।

इंडक्शन नॉन-लीनियर कैसे हो सकता है? मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण कि चुंबकीय सर्किट यह तत्व एक ऐसी सामग्री से बना है जो चुंबकीय क्षेत्र में गैर-रैखिक रूप से प्रतिक्रिया करता है। आमतौर पर कोर फेरोमैग्नेट्स या फेरिमैग्नेट्स से बने होते हैं और जब पॉल बाउचरेउ द्वारा «फेरोरेसोनेंस» शब्द पेश किया गया था, तो फेरिमैग्नेटिज्म का सिद्धांत अभी तक पूरी तरह से नहीं बना था और इस तरह की सभी सामग्रियों को फेरोमैग्नेट्स कहा जाता था, इसलिए शब्द «फेरोरेसोनेंस» को निरूपित करने के लिए उत्पन्न हुआ एक गैर-रैखिक अधिष्ठापन के साथ एक सर्किट में प्रतिध्वनि की घटना।

फेरोरेसोनेंस संतृप्त अधिष्ठापन के साथ अनुनाद लेता है... एक पारंपरिक गुंजयमान सर्किट में, कैपेसिटिव और इंडक्टिव प्रतिरोध हमेशा एक दूसरे के बराबर होते हैं, और ओवरवॉल्टेज या ओवरकरंट होने की एकमात्र स्थिति गुंजयमान आवृत्ति से मेल खाने के लिए दोलनों के लिए होती है, यह बस है आवृत्ति की निरंतर निगरानी या सक्रिय प्रतिरोध शुरू करके, एक स्थिर स्थिति और रोकने में आसान।

फेरेसोनेंस के साथ स्थिति अलग है। आगमनात्मक प्रतिरोध कोर में चुंबकीय प्रवाह घनत्व से संबंधित है, उदाहरण के लिए ट्रांसफार्मर के लोहे के कोर में, और मूल रूप से दो आगमनात्मक प्रतिक्रियाएं प्राप्त होती हैं, जो संतृप्ति वक्र के संबंध में स्थिति पर निर्भर करती हैं: रैखिक आगमनात्मक प्रतिक्रिया और संतृप्ति प्रेरण प्रतिक्रिया .

तो फेरोरेसोनेंस, एक आरएलसी सर्किट में अनुनाद की तरह, दो मुख्य प्रकार के हो सकते हैं: धाराओं का फेरेरेसोनेंस और वोल्टेज का फेरेरेसोनेंस... श्रृंखला में इंडक्शन और कैपेसिटेंस को जोड़ने पर, समानांतर कनेक्शन के साथ वोल्टेज के फेरोरेसोनेंस की प्रवृत्ति होती है, के लिए धाराओं का फेरेसोनेंस। यदि सर्किट अत्यधिक शाखित है, जटिल कनेक्शन हैं, तो इस मामले में यह निश्चित रूप से कहना असंभव है कि इसमें धाराएं होंगी या वोल्टेज।

फेरेसोनेंट मोड मौलिक, सबहार्मोनिक, अर्ध-आवधिक या अराजक हो सकता है…। मौलिक मोड में, धाराओं और वोल्टेज में उतार-चढ़ाव सिस्टम की आवृत्ति के अनुरूप होते हैं।सबहार्मोनिक मोड में, धाराओं और वोल्टेज की आवृत्ति कम होती है, जिसके लिए मौलिक आवृत्ति हार्मोनिक होती है। अर्ध-आवधिक और अराजक मोड दुर्लभ हैं। सिस्टम में होने वाले फेरेरेसोनेंट मोड का प्रकार सिस्टम के मापदंडों और प्रारंभिक स्थितियों पर निर्भर करता है।

तीन-चरण नेटवर्क की सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत फेरेसोनेंस की संभावना नहीं है, क्योंकि आपूर्ति इनपुट नेटवर्क के अधिष्ठापन से नेटवर्क बनाने वाले तत्वों की धारिता कम हो जाती है।

एक अपंजीकृत तटस्थ वाले नेटवर्क में, अपूर्ण चरण मोड में फेरेसोनेंस होने की अधिक संभावना है। तटस्थ का अलगाव इस तथ्य की ओर जाता है कि पृथ्वी के संबंध में नेटवर्क की समाई बिजली ट्रांसफार्मर के साथ श्रृंखला में है और ऐसी स्थितियाँ फेरोरेसोनेंस का पक्ष लेती हैं। फेरेसोनेंस के लिए अनुकूल ऐसा अधूरा चरण मोड तब होता है, उदाहरण के लिए, चरणों में से एक टूट जाता है, एक अधूरा चरण समावेशन या एक असममित शॉर्ट सर्किट होता है।

विद्युत नेटवर्क में अचानक दिखाई देने वाला फेरेसोनेंस हानिकारक है, इससे उपकरण को नुकसान हो सकता है।सबसे खतरनाक फेरेरेसोनेंस का मौलिक तरीका है, जब इसकी आवृत्ति प्रणाली की मौलिक आवृत्ति के साथ मेल खाती है। मौलिक आवृत्ति के 1/5 और 1/3 आवृत्तियों पर सबहार्मोनिक फेरेरेसोनेंस कम खतरनाक है क्योंकि धाराएं छोटी होती हैं। इस प्रकार, पावर ग्रिड और अन्य बिजली प्रणालियों में बड़ी संख्या में विफलताएं सटीक रूप से फेरेसोनेंस से संबंधित हैं, हालांकि पहले कारण अस्पष्ट लग सकता है।

टूटता है, कनेक्शन, अस्थायी, बिजली का उछाल फेरेसोनेंस पैदा कर सकता है। नेटवर्क ऑपरेशन मोड में बदलाव या बाहरी प्रभाव या दुर्घटना एक फेरेसोनेंट मोड शुरू कर सकती है, हालांकि यह लंबे समय तक ध्यान देने योग्य नहीं हो सकता है।

वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर को नुकसान अक्सर फेरेरेसोनेंस के कारण होता है, जो सभी संभावित सीमाओं से अधिक धाराओं की कार्रवाई के कारण विनाशकारी ओवरहीटिंग की ओर जाता है। ओवरहीटिंग से संबंधित ऐसी परेशानियों को रोकने के लिए, अनुनाद प्रभाव को कम करने, गुंजयमान सर्किट में सक्रिय नुकसान की स्थायी या अस्थायी वृद्धि से संबंधित तकनीकी उपाय किए जाते हैं। इस तरह के तकनीकी उपायों में, उदाहरण के लिए, ट्रांसफॉर्मर का चुंबकीय सर्किट आंशिक रूप से मोटी स्टील शीट से बना होता है।