همانطور که قول دادم ،بعد از شبیه سازیdynamic loadدر سیستم قدرت و عملکرد فوریه در آنالیز محیط سیمولینک متلب ،امروز تولید هارمونیک رو با استفاده از three phase programable VSدر یازده دقیقه براتون توضیح میدم.
ایجاد یک هارمونیک با استفاده از سورس خاص
در محیط سیمولینک برای ایجاد یک هارمونیک ما باید از سورس خاصی استفاده کنیم. و از منبع مورد توجه و خاص تولید هارمونیک استفاده کنیم. برای این کار یکی از ماژول‌های آماده‌ای که می‌توانیم جهت استفاده از آن شروع کنیم به تولید هارمونیک‌های مختلف، استفاده از Three-Phase Programmable است که اگر این را اضافه کنم،
ما برای اینکه از هارمونیک تولید کنیم بدون استفاده از این ماژول آماده، می‌توانیم چند منبع ولتاژ داشته باشیم و این منابع ولتاژ را به نحوی با یکدیگر جمع کنیم.
control voltage source
یکی از راه‌هایی است که می‌توانیم این کار را کنیم یا اینکه از control voltage source هایمان استفاده کنیم. و چند سینوس را قبل از اینکه به این اعمال کنیم با همدیگر جمع کنیم، سینوس‌های مثلاً 50 هرتزی، 350 هرتزی برای تولید هارمونیک‌های سوم و پنجم.
برای همین ما می‌توانیم از control voltage source هایمان استفاده کنیم. البته خود متلب چون یک ماژول آماده را در اختیار ما قرار داده بهتر است ،که از این منبع‌مان استفاده کنیم، اما اگر نیاز بود که از دو هارمونیک به بیشتر را تولید کنیم یعنی programmable voltage source ما فقط دو هارمونیک را می‌تواند برای ما به وجود بیاورد ،مثلاً 3 و 5 یا 5 و 7 یا الی آخر. می‌تواند فقط دو تا از هارمونیک‌ها را به غیر از هارمونیک fundamental یا هارمونیک اصلی ما را به وجود بیاورد.اگر ما نیاز داشته باشیم تعداد هارمونیک‌های ما بیشتر شود می‌بایست از همین روشی که به شما گفتم استفاده کنید. که در ادامه می‌توانم این روش را هم برای شما توضیح دهم.
پارامتر های بلوک
اگر روی بلوکم دابل‌کلیک کنم بعد از اینکه پارامترهای این بلوک را مشاهده کنم ،می‌بینم که پارامترهایش دارای سه قسمت است، اولین قسمت این پارامترها که در درایه اول ماتریس ما است ولتاژ rms فاز به فاز است .به صورت پیش‌فرض ولتاژ بر روی 100 ولت قرار دارد، فاز برابر صفر است که طبیعی است .برای اینکه فاز ولتاژ VA ما یا فاز اولیه ما برابر صفر است، اگر ما این را تغییر دهیم ،مثلاً روی 10 درجه بگذاریم فازهای B و C هم طبعاً با 120 درجه اختلاف فاز تغییر خواهند کرد، یعنی ولتاژ VB ما روی 130 قرار خواهد گرفت و فاز VC ما برابر 10+240 یا 250 degree یا درجه خواهد شد. فرکانس هم به صورت پیش‌فرض روی 60 است که ما می‌توانیم روی 50 قرار بدهیم.
هارمونیک‌سازی به چه شکلی است؟
اما نکته‌ای که مهم است گزینه‌ی fundamental and/or harmonic generation است که ما می‌توانیم با استفاده از هارمونیک‌های جانبی هارمونیک‌سازی کنیم. هارمونیک‌سازی به چه شکلی است؟ اولین پارامتری که در در هر هارمونیک برای ما مهم است order هارمونیک است. order یا مرتبه‌ی هارمونیک همانطور که شاید بهتر از من بدانید این است که چه مرتبه‌ای از هارمونیک برای ما به وجود بیاد و این مرتبه از هارمونیک فرکانس و بازه‌ی زمانی هر هارمونیک را برای ما مشخص می‌کند.
order هارمونیک چیست؟
منظور از order این است که اگر مثلاً فرکانس نامی ما برابر 50 هرتز باشد وقتی شما می‌گویید که order هارمونیک من 3 است یعنی اینکه فرکانسی که این هارمونیک دارد ،150 هرتز است. به این معنا که اگر من یک موج سینوسی دارم که 100 ولت 50 هرتز را برای من به وجود می‌آورد، این هارمونیک A من یک 150 هرتزی را به وجود می‌آورد که فرکانس آن 3 برابر فرکانس fundamental یا فرکانس موج اصلی من است و این موج با موج اولیه من جمع می‌شود.
این جمع شدن به این علت است که شما بعد از اینکه این جمع شدن را دارید آن موج نهایی یا موج خروجی شما یک سینوسی کامل نیست و این یک عیب بزرگ برای ما در سیستم قدرت به حساب می‌آید ،که موج شبکه‌ی ما از حالت سینوسی خودش دربیاد. برای شما توضیح دادم که این درآمدن چه مضراتی دارد باعث خواهد شد که کلی خسارات زیادی را بر روی موتورهای القایی و ژنراتورهای سنکرون ما داشته باشیم.
میزان موج
قسمت دوم که به صورت پیش‌فرض روی 0.2قرار گرفته است میزان موج ما استاین میزان را روی 0.2 پریونیت قرار دادند. این 0.2 پریونیت به چه معنا است؟ به این معنا است که اگر موج اصلی ما مثلاً 100 ولت باشد، موج 150 هرتزی ما که جمع خواهد شد ،0.2 صد یعنی 20 ولت خواهد بود یعنی اندازه‌ی آن باید کمتر باشه معمولاً در حالت عادی خیلی کمتر است از موج اصلی ما، ولی همین میزان کم هم می‌تواند خسارات خیلی زیادی را به ادوات ما وارد کند.
پس دومی نشان می‌دهد که چه درصدی از موج اصلی ما بر روی موج دوم یا سوم ما است، و یک نکته‌ای که خیلی خیلی مهم است این است که هر چه order بالا برود، یعنی هر چه مرتبه‌ی هارمونیک ما بالاتر برود، 30 یا 50 این میزان به شدت کاهش پیدا می‌کند. یعنی شما اگر یک سیستم درست طراحی کرده باشید، باید هارمونیک‌های یازدهم یا سیزدهم به بعد را بتوانید نادیده بگیرید و بتوانید آن را با یک فیلتر خیلی ساده از بین ببرید.
و دلیل راحت از بین بردن این شکل موج‌های order های بالایی شما این است که Amplitudeشما خیلی خیلی باید کم باشد و در حد یک یا دو درصد موج اصلی شما باشد که مثلاً اگر 1 کیلوولت باشد در حد 10 ولت بیشتر نباید باشد و این نشان می‌دهد که شما به راحتی می‌توانید آن موج‌ها را از بین ببرید.
فاز شکل موج
سومین قسمت ما برمی‌گردد به فاز شکل موج که چقدر تأخیر فاز دارد نسبت به موج اصلی ما که به صورت پیش‌فرض این میزان تقدم فاز 25 درجه را نشان می‌دهد .و در نهایت sequence ما که صفر، 1 یا 2 باشد را نشان می‌دهد که این میزان هم نسبت به order ما متغیر خواهد بود یعنی اینکه اگر ما order سوم را داشته باشیم این میزان صفر خواهد بود، order پنجم 1 و هفتم 2 خواهد بود.
این نشان می‌دهد که اگر شما order سوم داشته باشید و seq مساوی صفر باشد روی موتورهای القایی شما اثری نمی‌گذارد و این صفر بودن نشانه‌ی این است که گشتاور خنثی را روی موتورهای شما خواهد داشت. و به طور کلی order سوم بیشتر روی علامت کامپیوتری ما تأثیرگذار خواهد بود و توسط ترانس می‌تواند order های 3 و ضریب 3 جداسازی بشوند.
Sequence1چیست؟
Sequence1 یا positive یا مثبت sequence ای است که در order های پنجم معمولاً به وجود می‌آید. این باعث افزایش گشتاور ما در جهت موافق می‌شود.
Sequence2 چیست؟
اما sequence2 خیلی مخرب است برای گشتاورهای ما، چون در جهت گشتاور اصلی، گشتاوری را روی موتورهای القایی ما به وجود می‌آورد و باعث خستگی و از بین رفتن یاتاقان ها و سیستم مکانیکی موتورهای ما می‌شود ،که بحث مبسوط این sequenceها و positive و negative بودن، 2 بودن یا صفر بودنش در کتاب‌های مبسوط مرجع نوشته شده ،که می‌توانید آن‌ها را مطالعه کنید.
ما در اینجا در هارمونیک 3 و 7 را به وجود می‌آوریم که میزانش را روی همین عددی که هست قرار می‌دهیم . timing هم نشان‌دهنده‌ی این است که از چه لحظه‌ای تا چه لحظه‌ای این هارمونیک‌ها وارد سیستم شوند ،که از 50 میلی‌ثانیه تا 3 ثانیه قرار داده شده که ما به آن دست نمی‌زنیم.
امیدروارم این درس هم مورد توجه قرار گرفته باشد در جلسه آینده ادامه مبحث تولید هارمونیک با استفاده از three phase programable VS را بررسی می کنم.
