전기 회로의 철공진
1907년 프랑스 엔지니어 Joseph Bethenot은 "On Resonance in Transformers"(Sur le Transformateur? Résonance)라는 기사를 발표하여 처음으로 철공진 현상에 주목했습니다.
직접적으로 «ferroresonance»라는 용어는 13년 후 프랑스 엔지니어이자 전기 공학 교사인 Paul Bouchereau가 1920년 «The Existence of Two Regimes of Ferroresonance»(Öxistence de Deux Régimes en Ferroresonance)라는 제목의 기사에서 소개했습니다. Bouchereau는 철공진 현상을 분석하여 커패시터, 저항 및 비선형 인덕터로 구성된 회로에 두 개의 안정적인 공진 주파수가 있음을 보여주었습니다.
따라서 철공진 현상은 회로의 회로에 있는 유도성 소자의 비선형성과 관계가 있다... 전기회로에서 발생할 수 있는 비선형 공진을 철공진이라고 하며, 이를 발생시키기 위해서는 회로에 비선형 인덕턴스와 일반 커패시턴스.
분명히 철 공진은 선형 회로에 내재되어 있지 않습니다. 회로의 인덕턴스가 선형이고 커패시턴스가 비선형이면 철 공진과 유사한 현상이 가능합니다.철공진의 주요 특징은 교란 유형에 따라 회로가 이 비선형 공진의 다양한 모드로 특징지어진다는 것입니다.
인덕턴스는 어떻게 비선형일 수 있습니까? 주로 자기 회로 이 요소는 자기장에 비선형적으로 반응하는 재료로 만들어집니다. 일반적으로 코어는 강자성체 또는 강자석으로 만들어지며 Paul Bouchereau가 «철공진»이라는 용어를 도입했을 때 준강자성 이론이 아직 완전히 형성되지 않았으며 이러한 종류의 모든 물질을 강자성체라고 불렀습니다. 비선형 인덕턴스가 있는 회로에서 공진 현상의
Ferroresonance는 포화 인덕턴스로 공진을 취합니다... 기존의 공진 회로에서 용량 저항과 유도 저항은 항상 서로 같으며 과전압 또는 과전류가 발생하는 유일한 조건은 진동이 공진 주파수와 일치하는 것입니다. 지속적으로 주파수를 모니터링하거나 능동 저항을 도입하여 하나의 정상 상태를 방지하고 쉽게 방지할 수 있습니다.
철 공진의 상황은 다릅니다. 유도 저항은 예를 들어 변압기의 철심과 같은 코어의 자속 밀도와 관련이 있으며 포화 곡선에 대한 상황에 따라 기본적으로 선형 유도 리액턴스와 포화 유도 리액턴스의 두 가지 유도 리액턴스가 얻어집니다. .
따라서 RLC 회로의 공진과 같은 철공진은 두 가지 주요 유형이 될 수 있습니다. 전류의 철공진과 전압의 철공진... 인덕턴스와 커패시턴스를 직렬로 연결할 때 병렬 연결로 전압의 철공진 경향이 있습니다. 전류의 철 공진. 회로가 고도로 분기되고 복잡한 연결이 있는 경우 이 경우 전류 또는 전압이 있는지 확실하게 말할 수 없습니다.
철공진 모드는 기본, 저조파, 준주기 또는 혼돈… 기본 모드에서는 전류와 전압의 변동이 시스템의 주파수에 해당하고, 서브하모닉 모드에서는 전류와 전압의 주파수가 낮아져 기본 주파수가 고조파가 됩니다. 준주기 및 혼돈 모드는 드뭅니다. 시스템에서 발생하는 철공진 모드의 유형은 시스템 매개변수와 초기 조건에 따라 다릅니다.
네트워크를 구성하는 요소의 커패시턴스가 공급 입력 네트워크의 인덕턴스에 의해 감소하기 때문에 3상 네트워크의 정상 작동 조건에서 철공진은 거의 발생하지 않습니다.
접지되지 않은 중성선이 있는 네트워크에서는 불완전한 위상 모드에서 철 공진이 발생할 가능성이 더 큽니다. 중성선을 분리하면 접지에 대한 네트워크의 커패시턴스가 전력 변압기와 직렬로 연결되고 이러한 조건은 철 공진에 유리합니다. 철 공진에 유리한 이러한 불완전한 위상 모드는 예를 들어 위상 중 하나가 끊어지거나 불완전한 위상 포함 또는 비대칭 단락이 있을 때 발생합니다.
전기 네트워크에 갑자기 나타나는 철 공진은 유해하며 장비 손상을 일으킬 수 있습니다.가장 위험한 것은 주파수가 시스템의 기본 주파수와 일치할 때 철공진의 기본 모드입니다. 기본 주파수의 1/5 및 1/3 주파수에서 저조파 철공진은 전류가 더 작기 때문에 덜 위험합니다. 따라서 전력망 및 기타 전력 시스템의 많은 고장은 처음에는 그 원인이 모호해 보일 수 있지만 철공진과 정확히 관련이 있습니다.
단선, 연결, 과도 현상, 번개 서지 철 공진을 일으킬 수 있습니다. 네트워크 작동 모드의 변경이나 외부 영향 또는 사고로 인해 오랫동안 눈에 띄지 않을 수 있지만 철 공진 모드가 시작될 수 있습니다.
전압 변압기의 손상은 종종 철 공진에 의해 정확하게 발생하며 가능한 모든 한계를 초과하는 전류의 작용으로 인해 파괴적인 과열로 이어집니다. 이러한 과열 문제를 방지하기 위해 공진 회로의 활성 손실을 영구적 또는 일시적으로 증가시켜 공진 효과를 최소화하는 기술적 조치를 취합니다. 이러한 기술적 조치는 예를 들어 변압기의 자기 회로가 부분적으로 두꺼운 강판으로 구성된다는 점입니다.