Ferroresonance sa mga electric circuit

Noong 1907, inilathala ng inhinyero ng Pranses na si Joseph Bethenot ang isang artikulong "On Resonance in Transformers" (Sur le Transformateur? Résonance), kung saan una niyang binigyang pansin ang phenomenon ng ferroresonance.

Direkta, ang terminong «ferroresonance», pagkalipas ng 13 taon, ay ipinakilala din ng French engineer at electrical engineering teacher na si Paul Bouchereau sa kanyang artikulo noong 1920 na pinamagatang «The Existence of Two Regimes of Ferroresonance» (Öxistence de Deux Régimes en Ferroresonance). Sinuri ni Bouchereau ang phenomenon ng ferroresonance at ipinakita na mayroong dalawang stable resonant frequency sa isang circuit na binubuo ng isang capacitor, isang risistor, at isang nonlinear inductor.

Samakatuwid, ang phenomenon ng ferroresonance ay nauugnay sa nonlinearity ng inductive element sa circuit ng circuit... Ang nonlinear resonance na maaaring mangyari sa isang electric circuit ay tinatawag na ferroresonance, at para sa paglitaw nito kinakailangan na ang circuit ay naglalaman ng nonlinear inductance at ordinaryong kapasidad.

Malinaw, ang ferroresonance ay ganap na hindi likas sa mga linear circuit. Kung ang inductance sa circuit ay linear at ang capacitance ay nonlinear, kung gayon ang isang phenomenon na katulad ng ferroresonance ay posible.Ang pangunahing katangian ng ferroresonance ay ang isang circuit ay nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang mga mode ng nonlinear resonance na ito, depende sa uri ng kaguluhan.

Paano magiging non-linear ang inductance? Pangunahin dahil sa katotohanang iyon magnetic circuit Ang elementong ito ay gawa sa isang materyal na hindi linear na tumutugon sa isang magnetic field. Kadalasan ang mga core ay gawa sa ferromagnets o ferrimagnets at nang ang terminong «ferroresonance» ay ipinakilala ni Paul Bouchereau, ang teorya ng ferrimagnetism ay hindi pa ganap na nabuo at ang lahat ng mga materyales ng ganitong uri ay tinatawag na ferromagnets, kaya ang terminong «ferroresonance» ay lumitaw upang tukuyin ng phenomenon ng resonance sa isang circuit na may non-linear inductance.

Ang Ferroresonance ay tumatagal ng resonance na may saturated inductance... Sa isang conventional resonant circuit, ang capacitive at inductive resistances ay palaging pantay sa isa't isa, at ang tanging kondisyon para sa overvoltage o overcurrent na mangyari ay para sa mga oscillations na tumugma sa resonant frequency, ito ay isang matatag na estado at madaling maiwasan, sa pamamagitan ng patuloy na pagsubaybay sa dalas o pagpapakilala ng aktibong pagtutol.

Iba ang sitwasyon sa ferroresonance. Ang inductive resistance ay nauugnay sa magnetic flux density sa core, halimbawa sa iron core ng transpormer, at karaniwang dalawang inductive reactances ang nakuha, depende sa sitwasyon na may paggalang sa saturation curve: linear inductive reactance at saturation induction reactance .

Kaya ang ferroresonance, tulad ng resonance sa isang RLC circuit, ay maaaring may dalawang pangunahing uri: ferroresonance ng mga alon at ferroresonance ng mga boltahe... Kapag kumokonekta sa inductance at capacitance sa serye, mayroong isang ugali para sa ferroresonance ng mga boltahe, na may parallel na koneksyon, para sa ferroresonance ng mga alon. Kung ang circuit ay lubos na branched, may mga kumplikadong koneksyon, pagkatapos ay sa kasong ito imposibleng sabihin nang sigurado kung magkakaroon ng mga alon o boltahe sa loob nito.

Ang ferroresonant mode ay maaaring basic, subharmonic, quasi-periodic o magulo…. Sa pangunahing mode, ang pagbabagu-bago sa mga alon at boltahe ay tumutugma sa dalas ng sistema. Sa subharmonic mode, ang mga alon at boltahe ay may mas mababang dalas, kung saan ang pangunahing dalas ay maharmonya. Ang mga quasi-periodic at chaotic mode ay bihira. Ang uri ng ferroresonant mode na nangyayari sa system ay depende sa mga parameter ng system at sa mga paunang kondisyon.

Ang ferroresonance sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng operating ng tatlong-phase na mga network ay malamang na hindi, dahil ang mga kapasidad ng mga elemento na bumubuo sa network ay nabawasan ng inductance ng supply input network.

Sa mga network na may ungrounded neutral, mas malamang na mangyari ang ferroresonance sa hindi kumpletong phase mode. Ang paghihiwalay ng neutral ay humahantong sa ang katunayan na ang kapasidad ng network na may paggalang sa lupa ay nasa serye sa power transpormer at ang mga ganitong kondisyon ay pinapaboran ang ferroresonance. Ang ganitong hindi kumpletong phase mode na kanais-nais para sa ferroresonance ay nangyayari kapag, halimbawa, ang isa sa mga phase ay nasira, mayroong isang hindi kumpletong phase inclusion o isang asymmetric short circuit.

Ang ferroresonance na biglang lumitaw sa electrical network ay nakakapinsala, maaari itong magdulot ng pinsala sa kagamitan.Ang pinaka-mapanganib ay ang pangunahing mode ng ferroresonance, kapag ang dalas nito ay tumutugma sa pangunahing dalas ng system. Ang subharmonic ferroresonance sa mga frequency na 1/5 at 1/3 ng pangunahing frequency ay hindi gaanong mapanganib dahil mas maliit ang mga agos. Kaya, ang isang malaking bilang ng mga pagkabigo sa mga grids ng kuryente at iba pang mga sistema ng kuryente ay tiyak na nauugnay sa ferroresonance, bagaman sa una ang dahilan ay maaaring mukhang malabo.

Mga break, koneksyon, lumilipas, paggulong ng kidlat maaaring magdulot ng ferroresonance. Ang pagbabago sa mode ng pagpapatakbo ng network o isang panlabas na impluwensya o aksidente ay maaaring magpasimula ng isang ferroresonant mode, bagama't maaaring hindi ito kapansin-pansin sa loob ng mahabang panahon.

Ang pinsala sa mga transformer ng boltahe ay kadalasang sanhi ng ferroresonance, na humahantong sa mapanirang overheating dahil sa pagkilos ng mga alon na lumampas sa lahat ng posibleng limitasyon. Upang maiwasan ang mga naturang problema na nauugnay sa sobrang pag-init, ang mga teknikal na hakbang ay isinasagawa, na nauugnay sa isang permanenteng o pansamantalang pagtaas ng aktibong pagkawala sa resonant circuit, na pinaliit ang epekto ng resonance. Ang ganitong mga teknikal na hakbang ay binubuo, halimbawa, na ang magnetic circuit ng transpormer ay bahagyang gawa sa makapal na mga sheet ng bakal.