بار غیر خطی  (nonlinear)چیست؟

شکل موج جریان غیر سینوسی و کاملا هارمونیکی است. مانند: منبع تغذیه کامپیوتر

تعریف کرست فکتور (Crest Factor):

عبارت است از نسبت بین قله یک شکل موج (Peak) به مقدار موثر آن (RMS).

در یک شکل موج سینوسی عدد کرست فاکتور، همان نسبت مقدار پیک به مقدار موثر، ۱.۴۱۴ است.

به دلیل وجود بار های غیر خطی و منابع مختلف تولید هارمونیک در بارهای مختلف، الزاما تمام شکل موج ها سینوسی نخواهند بود.

به عنوان مثال حتی اگر یک ولتاژ کامال سینوسی به یک بار غیرخطی اعمال شود جریان کشیده شده از استابلایزرغیر سینوسی خواهد بود.

در نتیجه پیک جریان مذکور بدلیل ماهیت غیرخطی بار، بالاتر رفته است و به تناسب مقدار کرست فاکتور آن نیز بالاتر می رود.

 نکته: مقدار RMS مستقل از پیک شکل موج است یعنی ممکن است RMS دو شکل موج باهم برابر باشد اما مقدار پیک آنها یکی نباشد.

در دستگاه سوئیچینگ ، رگوالسیون ولتاژ خروجی توسط سوئیچینگ قطعات نیمه هادی بوجود می آید، که این قطعات نیمه هادی نسبت به جریان عبوری از خود بسیار حساس هستند.

حال در نظر بگیرید که جریان بار کشیده شده از استابلایزر همانند شکل زیر فرضا ۱ آمپر باشد اما کرست فاکتور جریان بار یک بار ۳ و بار دیگر ۶ باشد.

در هر دو حالت کلمپ عدد ۱ آمپر را نشان میدهد اما پیک جریان عبور کرده از قطعات نیمه هادی، یکبار ۳ و بار دیگر ۶ آمپر خواهد بود. در صورتی که پیک جریان از ناحیه تحمل قطعات نیمه هادی ها فراتر باشد، آنها خواهند سوخت.

به همین دلیل است که دانستن کرست فاکتور بار برای استابلایزر سوئیچینگ از جمله پارامترهای ضروری خواهد بود.

منتها چون مقدار این فاکتور در همه بارها قابل بررسی نیست لذا برای جریان کشیده شده از استابلایزر برای بارهای غیرخطی یک محدوده در نظر گرفته می شود

هارمونیک چیست؟

در این حالت گفته میشود که بار هارمونیکی است.

تاثیرات بار هارمونیکی

از آنجا که شکل موج جریان هارمونیکی سینوسی نیست:

• تلفات هسته ترانس را افزایش می دهد.
• موجب افزایش بی اندازه دمای ترانس می شود.
• منجر به اشباع شدن ترانس دستگاه می شود.
• موجب شنیده شدن صدای غیر متعارف می شود.

در چنین مواردی برای پیشگیری از آسیب دیدن دستگاه، می بایست ضریب بهره برداری دستگاه حدود ۰.۶۵-۰.۷ در نظر گرفته شود.

دستگاه ماینر، نمونه بارز یک بار غیر خطی با جریان مصرفی بسیار هارمونیکی است.

تعریف THD:

مجموع اعوجاج ناشی از هارمونی های مختلف Total Harmonic Distortion نامیده می شود.

در نظر داشته باشید که وجود سلف و خازن داخل دستگاه THD را تغییر نمی دهند چون بار کاملا خطی است.

و از طرفی بخش سوئیچینگ دستگاه هم با فرکانس ۱۶ کیلو کار میکند.

THD برای فرکانس ۵۰ هرتز شبکه و ماکزیمم تا هارمونی ۱۳ ام را در نظر گرفته می شود زیرا با افزایش فرکانس، دامنه هارمونی ها به شدت کاهش می یابد و اثرگذاری آنها هم کم می شود.

پس فرکانس ۱۶ کیلو معادل هارمونی ۳۲۰ ام هست که کاملا قابل اغماض است.