۱-۴-۵ :برش ولتاژ:

به حالت‌های گذرای متناوب در شکل موج ولتاژ که در اثر بروز اتصال کوتاه دو فاز که ناشی از فرایند تبدیل مبداهای AC-DC به وجود می‌آید برش ولتاژ گویند.شکل (۱-۷)نمونه ای از شکل موج مذبور را نشان می‌دهد.لبه ای تیز به وجود آمده در زمان‌های کلید زنی حاوی نوسانات فرکانس بالا هستند که تاثیر زیادی در تداخل هماهنگی عایقی تجهیزات دارند.این تاثیرات گذرا را می توان با نصب مدارهای میراکننده در تجهیزات کلید زنی به حداقل خود کاهش داد.

شکل(۱-۷):شکل موج برش ولتاژ

۱-۴-۶ :نوسانات ولتاژ:

نوسانات ولتاژ به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

• تغییرات پله ای در ولتاژ با قاعده زمانی منظم و یا نامنظم همانند آنچه که توسط دستگاه های جوشکاری،نورد یا ماشین‌های حفارری ایجاد می شود.(شکل (۱-۸))

شکل (۱-۸):تغییرات پله ای مقدار مؤثر ولتاژ

• تغییرات تناوبی یا تصادفی ولتاژ که حاصل تغییرات متناظر در امپدانس بار می‌باشند.شکل(۱-۹)نمایشی از تغییرات مقدار مؤثر ولتاژ کوره قوس الکتریکی که بارزترین عامل به وجود آورنده این نوع نوسانات ولتاژ است را نشان می‌دهد.

شکل (۱-۹):تغییرات تصادفی مقدار مؤثر ولتاژ

از جمله نتایج نوسانات ولتاژ می توان به کاهش کارائی در تجهیزات دارای خازن،ایجاد اغتشاش در سیستم‌های کنترلی و بروز ناپایداری داخلی ولتاژ و جریان تجهیزات الکترونیکی اشاره کرد.به طور کلی تا زمانی که دامنه نوسانات ولتاژ از حد ۱۰ % + فراتر نرود اغلب تجهیزات تحت تاثیر این اغتشاشات قرار نمی گیرند. مسئله اصلی نوسانات ولتاژ اثر آن در ایجاد پدیده فلیکر است که در قسمت بعد به آن می پردازیم.

۱-۴-۷ :فلیکر ولتاژ:

فلیکر ولتاژ عبارت است از”ایجاد نوسان در روشنایی یا رنگ تصاویر،زمانی که محرک منبع نور،تغییر فرکانس از مقادیر چند هرتز تا فرکانس ترکیبی نصاویر (فرکانس بدون لرزش)را داشته باشد”این تعریف بیان جامع و معینی نیست زیرا عبارت “فرکانس ترکیبی تصاویر”برای هر کس تعریف خاص خود را داشته و به عوامل متعددی بستگی دارد . نوسانات در ولتاژ سیستم (علی الخصوص در مقدار مؤثر)با توجه به فرکانس تغییرات،می‌تواند باعث ایجاد لرزش های محسوس (فرکانس پایین)منبع نور شود. از این رو مهندسین برق این نوع اغتشاش را فلیکر ولتاژ می‌نامند و چنین تعریف می‌کنند:”فلیکر ولتاژ عبارت است از تغییرات متناوب با تصادفی دامنه ولتاژ در محدوده ۱۰% مقدار نامی.”[۹] نتایج تحقیقات در مقالات مختلف دامنه این تغییرات را در فرکانسی بین ۵/۰ تا ۳۵ هرتز بیان کرده‌اند. این مقالات حساسترین فرکانس نوسانات را که باعث لرزش قابل محسوس نور می‌شوند بین ۶ تا ۱۰ هرتز بیان نموده اند.شکل (۱-۱۰)یک مورد ساده از فلیکر ولتاژ را نشان می‌دهد که در آن مدولاسیون دامنه ولتاژ AC با موج سینوسی به صورت پوش شکل موج ولتاژ قابل مشاهده است. ساده ترین معادله ولتاژ که می‌تواند مدل خوبی برای یک فلیکر ساده ولتاژ باشد به صورت رابطه (۱-۱)بیان می شود:

شکل (۱-۱۰):شکل موج فلیکر

• 1. V(t)=v(1+mcos())cos(

که در این رابطه:

فرکانس اصلی سیستم قدرت

فرکانس موج سینوسی مدولاسیون

Vدامنه نامی ولتاژ AC

m = ضریب مدولاسیون می‌باشد.

پدیده‌های غیر متناوب همچون کلید زنی،هارمونیک های میانی و هارمونیک های مدولاسیونی نیز می‌توانند باعث بروز فلیکر شوند.لذا هر تغییر قابل درک و بالقوه در درخشندگی را بایستی به نوعی فلیکر نامید.

۱-۴-۷-۱ :عوامل ایجاد فلیکر:

عوامل اصلی ایجاد فلیکر بارهایی هستند که مقادیر بالایی جریان الکتریکی متغییر می کشند. با در نظر گرفتن امپدانس سیستم قدرت(ژنراتور ها،ترانسفورماتورها و خطوط انتقال)این تغییرات جریان باعث ایجاد مدولاسیون دامنه ولتاژ در شینه های میانی و حتی در شینه های انتهایی می‌شوند. به عنوان مثال شکل(۱-۱۱)ولتاژ ثبت شده در ثانویه ترانس تغذیه کننده کوره قوس الکتریک را نمایش می‌دهد. کوره های قوس الکتریک و دستگاه های جوش قوس الکتریک یکی از شایعترین عوامل بروز فلیکر در شبکه می‌باشند[۱۰] کوره های قوسی ،بارهایی غیر خطی و متغییر یا زمان می‌باشند که اغلب موجب ایجاد نوسانات شدید ولتاژ و اعوجاجهای هارمونیکی می‌گردند.بیشترین نوسانات جریان در ابتدای فرایند ذوب اتفاق می افتد،در طی این فرایند،تکه های فولاد بین الکترود ها باعث ایجاد اتصال کوتاه دو الکترود می‌گردند که موجب کشیدن جریان زیاد و نامنظم می شود و معمولا فلیکری با فرکانس ۱ تا ۱۰ هرتز را ایجاد می‌کند.

یکی دیگر از منابع معمول فلیکر،راه اندازی موتورهای الکتریکی به علت جریان هجومی زیاد و ضریب توان کم هنگام راه اندازی می‌باشد همچنین عملکرد موتورها در مواردی که به گشتاورهای غیر عادی و خاص نیاز دارند نیز به نوعی مسئله ساز است.موتورهای الکتریکی در محدوده وسیعی از کاربردهای خانگی گرفته (مانند ماشین‌های لباسشویی ،یخچالها و…)تا تجهیزات قوی تر همچون پمپهای آب گرم و نورد فولاد مورد استفاده قرار دارند. شکل موج فلیکر حاصل عمدتاً مثلثی بوده و ممکن است متناوب باشد مانند کمپرسورها ،یا غیر متناوب مانند راه اندازی حالت خاص در موتور های خیلی بزرگ. این منابع فلیکر با ایجاد مدولاسیون دامنه ولتاژ تغذیه باعث ایجاد نوساناتی در روشنایی می‌شوند.‌هارمونیک‌های میانی موجوددر طیف ولتاژ نیز می‌توانند به نوعی باعث ایجاد لرزش نور فرکانس پایین شوند این پدیده ها با برخورد با مؤلفه‌ اصلی سیستم قدرت،دیگر هارمونیک ها و یا توسط هارمونیک های میانی که ممکن است در سیستم وجود داشته باشند،ایجاد می‌گردد[۸] به عنوان مثال یک هارمونیک ۱۰۰هرتز همراه با یک هارمونیک میانی با ۹۰ هرتز می‌توانند فلیکری با فرکانس ۱۰ هرتز ایجاد کنند. همچنین با گسترش استفاده از تولیدات پراکنده ،در هنگام اتصال ژنراتورها به شبکه ،به علت هماهنگ نبودن ولتاژ و فرکانس این ژنراتورها با شبکه و نیز در صورت نوسان توان خروجی آن ها ممکن است باعث ایجاد نوسانات ولتاژ و بروز پدیده فلیکر گردند.[۱۱]

شکل(۱-۱۱):شکل موج فلیکر ولتاژ حاصل از کوره قوس الکتریک

۱-۴-۷-۲ :اثرات فلیکر: