हार्मोनिक विरूपण क्या है: प्रकार और इसके कारण

जब हम किसी को sinusoidal (या सिग्नल के किसी भी रूप) के रूप में एक इनपुट सिग्नल लागू कर रहे हैं विद्युत सर्किट तब इसका आउटपुट एक ही प्रकार का सिग्नल होना चाहिए। इसका मतलब है कि आउटपुट में सिग्नल का समान रूप होना भी साइनसोइडल है। यदि मामले में, आउटपुट इनपुट सिग्नल की समान प्रतिकृति नहीं है या यदि आउटपुट इनपुट सिग्नल के बराबर नहीं है, तो अंतर को विकृतियों कहा जाता है। इन विकृतियों के कारण, आउटपुट इनपुट के बराबर नहीं है। इस उदाहरण का उपयोग करके हार्मोनिक विकृति को परिभाषित किया जा सकता है। जब सर्किट में 5V इनपुट सिग्नल लगाया जाता है, तो आउटपुट सिग्नल में केवल 2V वोल्टेज होगा। यह संकेत देता है कि विरूपण के कारण संकेत अपना वोल्टेज खो देता है। इसमें घटित होगा एम्पलीफायरों , पावर एम्पलीफायरों और मॉड्यूलेशन तकनीकों आदि, इस विरूपण को कम करने के लिए विभिन्न तकनीकें हैं और विरूपण स्तर की गणना करने के लिए कुछ तरीके और सूत्र उपलब्ध हैं। इस लेख में चर्चा की गई है कि हार्मोनिक विरूपण, परिभाषा, विश्लेषण, कारण आदि क्या है

हार्मोनिक विरूपण क्या है?

हम हार्मोनिक शब्द को पूर्णांक की तरह समझ सकते हैं जो मौलिक आवृत्तियों को गुणा करता है जिसे 'हार्मोनिक्स' के रूप में जाना जाता है। यहां, हार्मोनिक एक प्रकार का संकेत है जिसकी आवृत्ति संदर्भ संकेत का एक अभिन्न गुणक है। दूसरे तरीके से, इसे सिग्नल की आवृत्ति और संदर्भ सिग्नल की आवृत्ति के बीच के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, X एक इनपुट AC सिग्नल है जिसमें आवृत्ति f Hz है।

हार्मोनिक-विरूपण-इनपुट-संकेत

जब सिग्नल X पर प्रदर्शित होता है सीआरओ तब संकेत X प्रत्येक f Hz के लिए दोहराता दिखाई देगा। यहाँ, सिग्नल X संदर्भ संकेत है और सीआरओ पर संकेत दिखा रहा है कि आवृत्ति 2f, 3f, 4f और इसी तरह की है। सैद्धांतिक रूप से, संकेत में अनंत हार्मोनिक्स शामिल हैं। इनपुट के किसी भी सर्किट में लागू होने पर दो आंकड़े इनपुट सिग्नल और विकृत आउटपुट को दर्शाते हैं।

हार्मोनिक-विरूपण-आउटपुट-विकृत-संकेत

यदि सकारात्मक चक्र और ऋणात्मक चक्र के बराबर समयावधि वाले सिग्नल, तो ऐसे सिग्नल को सममित संकेत कहा जाता है और विषम हार्मोनिक्स प्रकट हो सकते हैं (मौलिक आवृत्ति के 3 जी, 5 वें, आदि)। यदि सिग्नल में सकारात्मक चक्र और ऋणात्मक चक्र की समान समयावधि नहीं है, तो इस तरह के सिग्नल को एसिमेट्रिकल सिग्नल कहा जाता है और यहां तक ​​कि हार्मोनिक्स भी दिखाई दे सकते हैं (मौलिक आवृत्ति के 2, 4 वें, आदि) और डीसी अवयव विषम संकेतों में भी दिखाई दे सकता है।

उपरोक्त आकृति में, हम 100Hz के रूप में मौलिक सिग्नल आवृत्ति को नोटिस कर सकते हैं और उनके हार्मोनिक्स संदर्भ संकेत आवृत्ति के लिए 100 हर्ट्ज की तरह अलग-अलग आवृत्तियों पर मौजूद होंगे।

हार्मोनिक-विकृतियां -signal

यदि सिग्नल में हार्मोनिक विकृतियां हैं जबकि हार्मोनिक आवृत्ति घटक मौजूद हैं, तो विशेष रूप से हार्मोनिक स्तर पर इन विकृतियों का प्रतिशत खोजने के लिए,

% nth हार्मोनिक विकृति = [पीएन] / [पी १} * १००

[पृष्ठ] = एनएच आवृत्ति घटक का आयाम

[P1] = मौलिक संकेत आवृत्ति का आयाम

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में उपयोग किए जाने वाले घटकों की nonlinear विशेषताओं के कारण विकृतियां हो सकती हैं। ये घटक नॉनलाइन विशेषताओं को प्रदर्शित कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सिग्नल में विकृतियां उत्पन्न हो सकती हैं। बिजली प्रणालियों में हार्मोनिक विरूपण के पांच अलग-अलग प्रकार हैं। वे

• बार-बार विकृति
• आयाम विरूपण
• चरण विकृति
• अंतःस्राव विकृति
• विरूपण पर पार

हार्मोनिक विरूपण विश्लेषण

इस विकृति का विश्लेषण एक अद्वितीय प्रकार का विश्लेषण है। इस प्रकार में, सर्किट और उसके आउटपुट में विरूपण के साथ एक एकल आवृत्ति साइनसोइडल सिग्नल को मापा और विश्लेषण किया जाता है।

जब इनपुट सिग्नल सर्किट पर लागू होता है, तो घटकों के अरेखीय विशेषताओं के कारण आउटपुट सिग्नल में विकृति विकसित हो सकती है। इस वजह से, संदर्भ संकेत विभिन्न आवृत्ति बिंदुओं पर आउटपुट में दिखाई दे सकता है। यदि हम कुल हार्मोनिक विरूपण माप तकनीक के साथ विकृतियों का विश्लेषण करते हैं, तो हम कुल हार्मोनिक विरूपण (THD), कुल हार्मोनिक विरूपण प्लस शोर (THDN), शोर और विरूपण (SINAD) को संकेत, शोर अनुपात (SNR) को संकेत जान सकते हैं। और मौलिक आवृत्ति के संबंध में nth हार्मोनिक मूल्य। इस कुल हार्मोनिक-विरूपण माप पद्धति द्वारा, हम इनपुट और आउटपुट वोल्टेज और इनपुट और आउटपुट पावर को जान सकते हैं।

हार्मोनिक विरूपण का कारण बनता है

हार्मोनिक-विकृतियों के मुख्य कारण इलेक्ट्रॉनिक घटकों के गैर-भार लोड और गैर-शुद्धता वाले लक्षण हैं। Nonlinear लोड लागू इनपुट वोल्टेज के साथ प्रतिबाधा को बदलता है। इससे आउटपुट सिग्नल में विकृतियों का विकास होगा। और जो घटक सर्किट में उपयोग कर रहे हैं वे भी गैर-विशेषताओं को दिखाते हैं। यह आउटपुट में हार्मोनिक्स के विकास की ओर भी जाता है। हार्मोनिक-विकृतियों के कारण सर्किट को गर्मी मिलती है और आउटपुट इनपुट के बराबर नहीं होता है। यह प्रभाव किसी भी सर्किट के लिए हानिकारक है।

हार्मोनिक विरूपण विश्लेषक

हार्मोनिक विकृति कारक का पता लगाना किसी भी सर्किट के लिए सबसे महत्वपूर्ण है। हम इस मूल्य से इन विकृतियों का विश्लेषण कर सकते हैं। कुल हार्मोनिक विरूपण (THD) वर्तमान सिग्नल के लिए कुल हार्मोनिक-विरूपण और वोल्टेज सिग्नल के लिए कुल हार्मोनिक विरूपण खोजने के लिए सबसे उपयोगी तकनीक है।

टीएचडी को मौलिक संकेत आवृत्ति के आरएमएस मूल्य के सभी हार्मोनिक संकेतों के आरएमएस मूल्यों के बीच अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

वर्तमान THD - उपरोक्त कथन के अनुसार वर्तमान के लिए कुल विरूपण THDi द्वारा इंगित किया गया है

वर्तमान-टीएचडीआई

यहाँ, nth हार्मोनिक सिग्नल के लिए RMS करंट है और I1 मौलिक सिग्नल का RMS मान है।

वोल्टेज THD - THDi के समान, वोल्टेज का कुल हार्मोनिक-विकृति THDv द्वारा निरूपित किया जाता है।

वोल्टेज- THDv

यहाँ, Vn nth हार्मोनिक का वोल्टेज है और V1 मूलभूत संकेत का वोल्टेज है। कुल हार्मोनिक विरूपण (टीएचडी) फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (एफएफटी) के साथ सिस्टम के गैर-व्यवहार व्यवहार का भी विश्लेषण करता है।

टोटल हार्मोनिक डिस्टोर्शन अधिक शोर (THDN) शोर घटकों के साथ-साथ हार्मोनिक्स के आरएमएस मूल्य को मौलिक संकेत के आरएमएस मूल्य के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

इस प्रकार, यह सब हार्मोनिक के बारे में है विरूपण । उपरोक्त जानकारी से आखिरकार, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह सिस्टम का सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर है क्योंकि यह आउटपुट सिग्नल का उल्लंघन कर सकता है। और यह THD कारक द्वारा विश्लेषण किया जा सकता है और बाजार में उपलब्ध तकनीकों और उपकरणों द्वारा कम किया जा सकता है। यहां आपके लिए एक सवाल है, हार्मोनिक विरूपण के आवेदन क्या हैं?