इलेक्ट्रिक सर्किट्समध्ये फेरेसोनन्स

1907 मध्ये, फ्रेंच अभियंता जोसेफ बेथेनॉट यांनी "ऑन रेझोनन्स इन ट्रान्सफॉर्मर्स" (सुर ले ट्रान्सफॉर्मेचर? रेझोनान्स) एक लेख प्रकाशित केला, जिथे त्यांनी प्रथम फेरेसोनन्सच्या घटनेकडे लक्ष वेधले.

थेट, 13 वर्षांनंतर, फ्रेंच अभियंता आणि इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकी शिक्षक पॉल बौचेरो यांनी त्यांच्या 1920 च्या लेखात "फेरोरेसोनन्सचे अस्तित्व" (Öxistence de Deux Régimes en Ferroresonance) या लेखात "फेरोरेसोनन्स" हा शब्द प्रचलित केला. बौचेरोने फेरेसोनन्सच्या घटनेचे विश्लेषण केले आणि दाखवले की सर्किटमध्ये दोन स्थिर रेझोनंट फ्रिक्वेन्सी असतात ज्यात कॅपेसिटर, रेझिस्टर आणि नॉनलाइनर इंडक्टर असतात.

म्हणून, फेरेसोनन्सची घटना सर्किटच्या सर्किटमधील प्रेरक घटकाच्या नॉनलाइनरिटीशी संबंधित आहे... इलेक्ट्रिक सर्किटमध्ये येऊ शकणार्‍या नॉनलाइनर रेझोनान्सला फेरोसोनन्स म्हणतात आणि त्याच्या घटनेसाठी सर्किटमध्ये नॉनलाइनर असणे आवश्यक आहे. इंडक्टन्स आणि सामान्य कॅपेसिटन्स.

अर्थात, रेषीय सर्किट्समध्ये फेरेसोनन्स पूर्णपणे अंतर्भूत नाही. जर सर्किटमधील इंडक्टन्स रेषीय असेल आणि कॅपेसिटन्स नॉनलाइनर असेल, तर फेरेसोनन्स सारखीच घटना शक्य आहे.फेरेसोनन्सचे मुख्य वैशिष्टय़ असे आहे की, या नॉनलाइनर रेझोनान्सच्या विविध मोड्सद्वारे सर्किटचे वैशिष्ट्य असते, जे अशांततेच्या प्रकारावर अवलंबून असते.

इंडक्टन्स नॉन-लाइनर कसे असू शकते? मुख्यतः वस्तुस्थितीमुळे चुंबकीय सर्किट हा घटक अशा सामग्रीपासून बनलेला आहे जो चुंबकीय क्षेत्रावर नॉनलाइनरी प्रतिक्रिया देतो. सामान्यतः कोर हे फेरोमॅग्नेट्स किंवा फेरीमॅग्नेट्सचे बनलेले असतात आणि जेव्हा पॉल बाउचेरो यांनी "फेरोमॅग्नेट" हा शब्द सादर केला तेव्हा फेरीमॅग्नेटिझमचा सिद्धांत अद्याप पूर्णपणे तयार झाला नव्हता आणि या प्रकारच्या सर्व सामग्रीला फेरोमॅग्नेट्स म्हटले गेले, म्हणून "फेरोमॅग्नेट" हा शब्द दर्शविण्यासाठी उद्भवला. नॉन-लीनियर इंडक्टन्ससह सर्किटमध्ये रेझोनान्सची घटना.

फेरेसोनन्स हे संतृप्त इंडक्टन्ससह रेझोनन्स घेते... पारंपारिक रेझोनंट सर्किटमध्ये, कॅपेसिटिव्ह आणि प्रेरक प्रतिरोधक नेहमी एकमेकांना समान असतात, आणि ओव्हरव्होल्टेज किंवा ओव्हरकरंट होण्याची एकमेव अट म्हणजे दोलन रेझोनंट फ्रिक्वेंसीशी जुळण्यासाठी, हे फक्त आहे. एक स्थिर स्थिती आणि प्रतिबंध करणे सोपे आहे, वारंवारतेचे सतत निरीक्षण करून किंवा सक्रिय प्रतिकार सादर करून.

फेरेसोनन्सची परिस्थिती वेगळी आहे. प्रेरक प्रतिकार हा कोरमधील चुंबकीय प्रवाह घनतेशी संबंधित असतो, उदाहरणार्थ ट्रान्सफॉर्मरच्या लोह कोरमध्ये, आणि संपृक्तता वक्र संदर्भात परिस्थितीनुसार, मूलतः दोन प्रेरक अभिक्रिया प्राप्त होतात: रेखीय प्रेरक अभिक्रिया आणि संपृक्तता प्रेरण अभिक्रिया .

त्यामुळे आरएलसी सर्किटमधील रेझोनान्सप्रमाणे फेरेसोनन्स हे दोन मुख्य प्रकारांचे असू शकतात: विद्युतप्रवाहांचे फेरेसोनन्स आणि व्होल्टेजचे फेरेसोनन्स... मालिकेत इंडक्टन्स आणि कॅपेसिटन्स जोडताना, समांतर कनेक्शनसह, व्होल्टेजच्या फेरेसोनन्सची प्रवृत्ती असते. प्रवाहांचे फेरेसोनन्स. जर सर्किट खूप ब्रँच केलेले असेल तर तेथे जटिल कनेक्शन असतील, तर या प्रकरणात त्यामध्ये विद्युत प्रवाह किंवा व्होल्टेज असतील की नाही हे निश्चितपणे सांगणे अशक्य आहे.

फेरोसोनंट मोड मूलभूत, सबहार्मोनिक, अर्ध-नियतकालिक किंवा गोंधळलेला असू शकतो…. मूलभूत मोडमध्ये, प्रवाह आणि व्होल्टेजमधील चढउतार प्रणालीच्या वारंवारतेशी संबंधित असतात. सबहार्मोनिक मोडमध्ये, प्रवाह आणि व्होल्टेजची वारंवारता कमी असते, ज्यासाठी मूलभूत वारंवारता हार्मोनिक असते. अर्ध-नियतकालिक आणि गोंधळ मोड दुर्मिळ आहेत. सिस्टीममध्ये येणारा फेरेसोनंट मोडचा प्रकार सिस्टीम पॅरामीटर्स आणि प्रारंभिक परिस्थितींवर अवलंबून असतो.

थ्री-फेज नेटवर्क्सच्या सामान्य ऑपरेटिंग परिस्थितीमध्ये फेररेसोनन्स संभव नाही, कारण नेटवर्क बनविणाऱ्या घटकांची क्षमता पुरवठा इनपुट नेटवर्कच्या इंडक्टन्सद्वारे कमी केली जाते.

अग्राउंड न्युट्रल असलेल्या नेटवर्कमध्ये, अपूर्ण फेज मोडमध्ये फेरेसोनन्स होण्याची अधिक शक्यता असते. तटस्थ वेगळे केल्याने पृथ्वीच्या संदर्भात नेटवर्कची कॅपॅसिटन्स पॉवर ट्रान्सफॉर्मरच्या मालिकेत आहे आणि अशा परिस्थिती फेरेसोनन्सला अनुकूल आहेत. फेरेसोनन्ससाठी अनुकूल असा अपूर्ण फेज मोड उद्भवतो जेव्हा, उदाहरणार्थ, एक टप्पा तुटलेला असतो, अपूर्ण फेज समावेश किंवा असममित शॉर्ट सर्किट असतो.

इलेक्ट्रिकल नेटवर्कमध्ये अचानक दिसलेला फेरेसोनन्स हानीकारक आहे, यामुळे उपकरणांचे नुकसान होऊ शकते.सर्वात धोकादायक म्हणजे फेरेसोनन्सचा मूलभूत मोड, जेव्हा त्याची वारंवारता सिस्टमच्या मूलभूत वारंवारतेशी जुळते. मूलभूत वारंवारतेच्या 1/5 आणि 1/3 फ्रिक्वेन्सीवर सबहार्मोनिक फेरेसोनन्स कमी धोकादायक आहे कारण प्रवाह लहान आहेत. अशाप्रकारे, पॉवर ग्रिड्स आणि इतर पॉवर सिस्टममध्ये मोठ्या प्रमाणात बिघाड तंतोतंत फेरेसोनन्सशी संबंधित आहेत, जरी सुरुवातीला कारण अस्पष्ट वाटू शकते.

ब्रेक, कनेक्शन, क्षणिक, विजेची लाट फेरेसोनन्स होऊ शकते. नेटवर्क ऑपरेशन मोडमधील बदल किंवा बाह्य प्रभाव किंवा अपघातामुळे फेरोसोनंट मोड सुरू होऊ शकतो, जरी हे बर्याच काळासाठी लक्षात येत नाही.

व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मरचे नुकसान बहुतेकदा फेरेसोनन्समुळे होते, ज्यामुळे सर्व संभाव्य मर्यादा ओलांडलेल्या प्रवाहांच्या क्रियेमुळे विनाशकारी ओव्हरहाटिंग होते. ओव्हरहाटिंगशी संबंधित अशा समस्या टाळण्यासाठी, रेझोनंट सर्किटमध्ये सक्रिय नुकसान कायम किंवा तात्पुरत्या वाढीशी संबंधित, रेझोनान्स प्रभाव कमी करण्यासाठी तांत्रिक उपाय केले जातात. अशा तांत्रिक उपायांमध्ये, उदाहरणार्थ, ट्रान्सफॉर्मरचे चुंबकीय सर्किट अंशतः जाड स्टीलच्या शीटने बनलेले असते.