आईईसी 61000-4-5: Difference between revisions

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IEC 61000-4-5 सर्ज इम्युनिटी पर अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन द्वारा एक अंतरराष्ट्रीय मानक है। एक विद्युत स्थापना में, विघटनकारी [[वोल्टेज स्पाइक]] बिजली और डेटा लाइनों पर दिखाई दे सकता है। उनके स्रोतों में बिजली प्रणाली में अचानक लोड स्विचिंग और दोष शामिल हैं, साथ ही एक अप्रत्यक्ष बिजली की हड़ताल से प्रेरित बिजली के संक्रमण (इस मानक में प्रत्यक्ष बिजली की गुंजाइश नहीं है)। यह विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में वृद्धि प्रतिरक्षा के परीक्षण की आवश्यकता है। IEC 61000-4-5 टेस्ट सेट-अप, प्रक्रियाओं और वर्गीकरण स्तरों को परिभाषित करता है।
'''आईईसी 61000-4-5''' अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन द्वारा सर्ज इम्युनिटी पर अंतर्राष्ट्रीय मानक है। विद्युत संस्थापन में, विद्युत् और डेटा लाइनों पर विघटनकारी [[वोल्टेज स्पाइक]] दिखाई दे सकते हैं। उनके स्रोतों में विद्युत् प्रणाली में अनपेक्षित लोड स्विचिंग और दोष साथ ही अप्रत्यक्ष विद्युत् की हड़ताल से प्रेरित विद्युत् के परिवर्तन सम्मिलित हैं (प्रत्यक्ष विद्युत् इस मानक में सीमा से बाहर है)। इसके लिए इलेक्ट्रिकल या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सर्ज इम्युनिटी का परीक्षण आवश्यक हो जाता है। आईईसी 61000-4-5 परीक्षण सेट-अप, प्रक्रियाओं और वर्गीकरण स्तरों को परिभाषित करता है।


विशेष रूप से, यह प्रयोगशाला परीक्षण के लिए आवश्यक सर्ज वोल्टेज और वर्तमान तरंगों का मानकीकरण करता है, जिसमें 1.2/50-8/20 μs आवेग सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला सर्ज तरंग है। यद्यपि यह मानक सिस्टम स्तर पर संपूर्ण उपकरण के परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों के लिए नहीं, व्यवहार में इस उछाल तरंग का उपयोग अक्सर [[क्षणिक वोल्टेज दबानेवाला यंत्र]] (टीवीएस), सर्ज_प्रोटेक्टर # गैस डिस्चार्ज ट्यूब (जीडीटी) स्पार्क गैप (जीडीटी) रेटिंग के लिए भी किया जाता है। GDT), [[मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर]] (MOV), और अन्य सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस।
विशेष रूप से, यह प्रयोगशाला परीक्षण के लिए आवश्यक सर्ज वोल्टेज और धारा तरंग रूपों को मानकीकृत करता है, जिसमें 1.2/50-8/20 μs आवेग सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला सर्ज तरंग है। यद्यपि यह मानक संपूर्ण प्रणाली स्तर पर उपकरणों के परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, न कि व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों के लिए, व्यवहार में इस सर्ज तरंग का उपयोग प्रायः [[क्षणिक वोल्टेज दबानेवाला यंत्र|क्षणिक वोल्टेज]] सप्रेसर्स (टीवीएस), गैस डिस्चार्ज ट्यूब (जीडीटी), [[मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर]] ( MOV), और अन्य सर्ज सुरक्षा उपकरण आदि।


वर्तमान संस्करण तीसरा संस्करण (2014) है, जिसे 2017 में संशोधित किया गया है।<ref>{{Cite web |title=IEC 61000-4-5:2014+AMD1:2017 CSV Consolidated version - Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test|url=https://webstore.iec.ch/publication/61166|website=webstore.iec.ch|url-access=subscription|publisher=[[International Electrotechnical Commission]]|year=2017}}</ref>
धारा संस्करण तीसरा संस्करण (2014) है, जिसे 2017 में संशोधित किया गया है।<ref>{{Cite web |title=IEC 61000-4-5:2014+AMD1:2017 CSV Consolidated version - Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test|url=https://webstore.iec.ch/publication/61166|website=webstore.iec.ch|url-access=subscription|publisher=[[International Electrotechnical Commission]]|year=2017}}</ref>


== परीक्षण व्यवस्था ==
इस मानक में दो प्रमुख घटकों को परिभाषित किया गया है: परीक्षण स्तर और प्रकार के आधार पर दो प्रकार के कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर (सीडब्ल्यूजी) और विभिन्न कपलिंग/डिकॉउलिंग नेटवर्क (सीडीएन) है।


== टेस्ट सेटअप ==
सबसे पहले, कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर मानकीकृत [[आवेग जनरेटर]] है (कभी-कभी इसे लाइटनिंग सर्ज जनरेटर के रूप में भी जाना जाता है), इसका उपयोग प्रयोगशाला स्थितियों के अंतर्गत सिम्युलेटेड, मानक वोल्टेज और धारा सर्ज उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। इसके पश्चात, युग्मन नेटवर्क के माध्यम से स्पाइक को डिवाइस-अंडर-परीक्षण (डीयूटी) के पोर्ट में प्रेषित किया जाता है। अंत में, परीक्षण के समय विद्युत् व्यवस्था के माध्यम से अन्य उपकरणों तक पहुंचने से रोकने के लिए, विद्युत् लाइन और डीयूटी के मध्य डिकूप्लिंग नेटवर्क भी उपयोग किया जाता है।


इस मानक में दो प्रमुख घटकों को परिभाषित किया गया है: परीक्षण स्तर और प्रकार के आधार पर दो प्रकार के कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर (CWG) और विभिन्न युग्मन/डिकूप्लिंग नेटवर्क (CDN)।
== सर्ज तरंगफॉर्म ==
कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर के लिए आवश्यक है कि आउटपुट फ्लोटिंग होना आवश्यक है, और सकारात्मक और नकारात्मक दोनों आवेग उत्पन्न करने में सक्षम हो। इसकी [[पुनरावृत्ति दर]] प्रति 60 सेकंड में कम से कम एक आवेग होनी चाहिए।


सबसे पहले, एक कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर एक मानकीकृत [[आवेग जनरेटर]] है (कभी-कभी इसे लाइटनिंग सर्ज जनरेटर के रूप में भी जाना जाता है), इसका उपयोग प्रयोगशाला स्थितियों के तहत सिम्युलेटेड, मानक वोल्टेज और करंट सर्ज के उत्पादन के लिए किया जाता है। इसके बाद, युग्मन नेटवर्क के माध्यम से डिवाइस-अंडर-टेस्ट (डीयूटी) के एक बंदरगाह में वृद्धि को प्रेषित किया जाता है। अंत में, परीक्षण के दौरान बिजली व्यवस्था के माध्यम से अन्य उपकरणों तक पहुंचने से रोकने के लिए, बिजली लाइन और डीयूटी के बीच एक डिकूप्लिंग नेटवर्क भी डाला जाता है।
स्पाइक को कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर के ओपन-परिपथ वोल्टेज और शॉर्ट-परिपथ धारा तरंगफॉर्म द्वारा परिभाषित किया गया है, जो फ्रंट समय, अवधि और पीक वैल्यू द्वारा विशेषता है। ओपन परिपथ आउटपुट के साथ, सर्ज वोल्टेज के रूप में डबल एक्सपोनेंशियल पल्स के <math>k(e^{-\alpha t}-e^{-\beta t})</math> रूप में होता है, शॉर्ट परिपथ आउटपुट के साथ, सर्ज धारा तरंगफॉर्म  [[नम साइन लहर|नम साइन तरंग]] है। पीक ओपन-परिपथ वोल्टेज और पीक शॉर्ट-परिपथ धारा के मध्य का अनुपात 2 है, जो 2 Ω का प्रभावी [[आउटपुट प्रतिबाधा]] देता है।
 
== सर्ज वेवफॉर्म ==
कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर के लिए जमीन से एक आउटपुट फ्लोटिंग होना आवश्यक है, और सकारात्मक और नकारात्मक दोनों आवेगों को उत्पन्न करने में सक्षम होना चाहिए। इसकी [[पुनरावृत्ति दर]] प्रति 60 सेकंड में कम से कम एक आवेग होना चाहिए।
 
उछाल को कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर के ओपन-सर्किट वोल्टेज और शॉर्ट-सर्किट करंट वेवफॉर्म द्वारा परिभाषित किया गया है, जो फ्रंट टाइम, अवधि और पीक वैल्यू द्वारा विशेषता है। एक ओपन सर्किट आउटपुट के साथ, सर्ज वोल्टेज के रूप में एक डबल एक्सपोनेंशियल पल्स है <math>k(e^{-\alpha t}-e^{-\beta t})</math>. शॉर्ट सर्किट आउटपुट के साथ, सर्ज करंट वेवफॉर्म एक [[नम साइन लहर]] है। पीक ओपन-सर्किट वोल्टेज और पीक शॉर्ट-सर्किट करंट के बीच का अनुपात 2 है, जो 2 Ω का प्रभावी [[आउटपुट प्रतिबाधा]] देता है।


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आमतौर पर, वोल्टेज तरंग में 1.2 μs का फ्रंट टाइम और 50 μs की अवधि होती है, और वर्तमान तरंग में 8 μs का फ्रंट टाइम और 20 μs की अवधि होती है। यह अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला सर्ज वेवफॉर्म है, जिसे अक्सर 1.2/50-8/20 μs सर्ज के रूप में संदर्भित किया जाता है।
सामान्यतः, वोल्टेज तरंग में 1.2 μs का फ्रंट समय और 50 μs की अवधि होती है, और धारा तरंग में 8 μs का फ्रंट समय और 20 μs की अवधि होती है। यह अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला सर्ज तरंगफॉर्म है, जिसे प्रायः 1.2/50-8/20 μs सर्ज के रूप में जाना जाता है।


वैकल्पिक रूप से, उच्च वृद्धि स्तर का अनुभव करने वाले बाहरी दूरसंचार नेटवर्क के लिए, मानक 10/700 μs वोल्टेज तरंग और 5/320 μs वर्तमान तरंग के साथ एक अधिक ऊर्जावान जनरेटर को भी परिभाषित करता है।
वैकल्पिक रूप से, उच्च वृद्धि स्तर का अनुभव करने वाले बाहरी दूरसंचार नेटवर्क के लिए, मानक 10/700 μs वोल्टेज तरंग और 5/320 μs धारा तरंग के साथ अधिक ऊर्जावान जनरेटर को भी परिभाषित करता है।


फ्रंट टाइम और अवधि को सीधे नहीं मापा जाता है, लेकिन माप से प्राप्त आभासी मापदंडों के रूप में। ओपन-सर्किट वोल्टेज के लिए, फ्रंट टाइम को 30% -90% [[वृद्धि समय]] के 1.67 गुना के रूप में परिभाषित किया गया है, अवधि को पूर्ण चौड़ाई के बीच समय अंतराल के रूप में परिभाषित किया गया है। इसके बढ़ते किनारे का 50% बिंदु और 50% बिंदु उसके गिरते हुए किनारे से। शॉर्ट-सर्किट करंट के लिए, फ्रंट टाइम को 10% -90% वृद्धि समय के 1.25 गुना के रूप में परिभाषित किया गया है, अवधि को इसके बढ़ते किनारे के 50% बिंदु और इसके गिरने वाले किनारे के 50% बिंदु के बीच 1.18 गुना समय अंतराल के रूप में परिभाषित किया गया है।
फ्रंट समय और अवधि को सीधे नहीं मापा जाता है, किंतु माप से प्राप्त आभासी पैरामीटर के रूप में मापा जाता है। ओपन-परिपथ वोल्टेज के लिए, फ्रंट समय को 30% -90% [[वृद्धि समय]] के 1.67 गुना के रूप में परिभाषित किया गया है, अवधि को इसके बढ़ते किनारे के 50% बिंदु और इसके गिरते किनारे के 50% बिंदु के मध्य के समय अंतराल के रूप में परिभाषित किया गया है। शॉर्ट-परिपथ धारा के लिए, फ्रंट समय को 10% -90% वृद्धि समय के 1.25 गुना के रूप में परिभाषित किया गया है, अवधि को इसके बढ़ते किनारे के 50% बिंदु और इसके गिरते किनारे के 50% बिंदु के मध्य 1.18 गुना समय अंतराल के रूप में परिभाषित किया गया है।


जनरेटर के आउटपुट पर, शून्य से नीचे 30% [[ओवरशूट (सिग्नल)]] की अनुमति है। कपलिंग नेटवर्क के आउटपुट पर कोई ओवरशूट या ओवरशूट सीमा नहीं है।
जनरेटर के आउटपुट पर, शून्य से नीचे 30% [[ओवरशूट (सिग्नल)]] की अनुमति है। कपलिंग नेटवर्क के आउटपुट पर कोई ओवरशूट या ओवरशूट सीमा नहीं है।
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==== आईईसी 60060-1 ====
==== आईईसी 60060-1 ====
यह ध्यान देने योग्य है कि 1.2/50 μs वोल्टेज और 8/20 μs वर्तमान आवेग दोनों क्लासिक वेवफॉर्म हैं, जो विद्युत शक्ति संचरण के लिए उच्च-वोल्टेज परीक्षण में उपयोग के एक सुस्थापित इतिहास के साथ हैं।<ref name="richman1983">{{cite conference|title=इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के परीक्षण के लिए सिंगल-आउटपुट, वोल्टेज और करंट सर्ज जनरेशन|first1=Peter|last1=Richman|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/7567366|url-access=subscription|conference=1983 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility|year=1983|publisher=[[IEEE]]}}</ref> इस प्रकार, इन तरंगों को IEC 60060-1 हाई-वोल्टेज टेस्ट तकनीकों और इस संदर्भ में अन्य मानकों द्वारा भी परिभाषित किया गया है। वास्तव में, IEC 61000-4-5 में तरंग परिभाषाएँ मूल रूप से IEC 60060-1 पर आधारित थीं।<ref name="ametek-cts">{{cite techreport|title=Technical Note 0107: Burst and Surge, Summary of Changes to the Standard|url=https://www.ametek-cts.com/-/media/ametekcts/documents/applicationnotes/tn0107_changes-in-the-burst-and-surge-standard.pdf?dmc=1&la=en&revision=3b99067b-1073-4463-ad7e-d584dc479b75&hash=FBD114854BAF504870CF841F9E307969|first1=Frank|last1=Niechcial|year=2020|publisher=Ametek CTS GmbH}}</ref><ref name="noiseken">{{cite techreport|title=IEC 61000-4-5 第3版 改訂発行の対応とその改訂詳細について|url=http://www.noiseken.co.jp/mail/data/technicalreport20140529.pdf|date=2014-05-29|publisher=NoiseKen|language=ja-JP}}</ref>
यह ध्यान देने योग्य है कि 1.2/50 μs वोल्टेज और 8/20 μs धारा आवेग दोनों क्लासिक तरंगफॉर्म हैं, जिनका विद्युत ऊर्जा संचरण के लिए उच्च-वोल्टेज परीक्षण में उपयोग का सुस्थापित इतिहास है।<ref name="richman1983">{{cite conference|title=इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के परीक्षण के लिए सिंगल-आउटपुट, वोल्टेज और करंट सर्ज जनरेशन|first1=Peter|last1=Richman|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/7567366|url-access=subscription|conference=1983 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility|year=1983|publisher=[[IEEE]]}}</ref> इस प्रकार, इन तरंगरूपों को आईईसी 60060-1 हाई-वोल्टेज परीक्षण तकनीक" और इस संदर्भ में अन्य मानकों द्वारा भी परिभाषित किया गया है। वास्तव में, आईईसी 61000-4-5 में तरंगरूप परिभाषाएँ मूल रूप से आईईसी 60060-1 पर आधारित थीं।<ref name="ametek-cts">{{cite techreport|title=Technical Note 0107: Burst and Surge, Summary of Changes to the Standard|url=https://www.ametek-cts.com/-/media/ametekcts/documents/applicationnotes/tn0107_changes-in-the-burst-and-surge-standard.pdf?dmc=1&la=en&revision=3b99067b-1073-4463-ad7e-d584dc479b75&hash=FBD114854BAF504870CF841F9E307969|first1=Frank|last1=Niechcial|year=2020|publisher=Ametek CTS GmbH}}</ref><ref name="noiseken">{{cite techreport|title=IEC 61000-4-5 第3版 改訂発行の対応とその改訂詳細について|url=http://www.noiseken.co.jp/mail/data/technicalreport20140529.pdf|date=2014-05-29|publisher=NoiseKen|language=ja-JP}}</ref>
फिर भी, महत्वपूर्ण अंतर हैं। पारंपरिक उच्च-वोल्टेज परीक्षण में, वोल्टेज और वर्तमान आवेगों का अलग-अलग परीक्षण किया जाता है, संयोजन में नहीं। 1.2/50 μs जनरेटर इन्सुलेशन परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, और एक उच्च-वोल्टेज, निम्न-वर्तमान आवेग को उच्च-प्रतिबाधा भार में उत्पन्न करता है। इस जनरेटर का आउटपुट करंट मिलीएम्पियर स्केल पर होता है।<ref name="richman1983"/><ref name="edn">{{cite web|title=मानक ज्यादातर परीक्षण आवेगों को परिभाषित करते हैं|website=[[EDN_(magazine)|EDN]]|first1=Martin|last1=Rowe|url=https://www.edn.com/standards-define-test-impulses-mostly/|date=2011-12-16}}</ref> 8/20 μs जनरेटर को [[ उछाल बन्दी ]] परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, और कम-प्रतिबाधा भार में एक उच्च-वर्तमान उछाल उत्पन्न करता है।<ref name="richman1983"/>दूसरी ओर, आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण गैर-रैखिक उपकरणों, सुरक्षा सर्किट और एक ढांकता हुआ ब्रेकडाउन में उत्पन्न होने के कारण एक साथ उच्च और निम्न-प्रतिबाधा भार हो सकते हैं। नतीजतन, इसने एक ही उछाल के दौरान एक उच्च-वोल्टेज, उच्च-वर्तमान आउटपुट उत्पन्न करने की क्षमता के साथ संयोजन तरंग जनरेटर के निर्माण को प्रेरित किया।<ref name="richman1983"/>इसके अलावा, दोनों मानकों में अलग-अलग तरंगों की सहनशीलता होती है<ref>{{cite techreport|title=Simulation and Experiment for Surge Immunity According to EN 61000-4-5|url=https://www.atecorp.com/ATECorp/media/pdfs/61000-4-5_Abstract.pdf|author1=G.P. Fotis|author2=I.F. Gonos|author3=I.A. Stathopulos|institution=[[National Technical University of Athens]]|year=2004}}</ref> और अन्य तकनीकी आवश्यकताएं। इस प्रकार, IEC 61000-4-5 को IEC 60060-1 और अन्य उच्च-वोल्टेज परीक्षणों के साथ भ्रमित नहीं होना है जो 1.2/50 μs या 8/20 μs आवेग का भी उपयोग करते हैं।<ref name="edn"/>
 


==== आईईसी 61000-4-5 एड। 2 और एड। 3 ====
फिर भी, महत्वपूर्ण अंतर हैं। पारंपरिक उच्च-वोल्टेज परीक्षण में, वोल्टेज और धारा आवेगों का भिन्न-भिन्न परीक्षण किया जाता है, संयोजन में नहीं किया जाता है। 1.2/50 μs जनरेटर इन्सुलेशन परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, और उच्च-प्रतिबाधा भार में उच्च-वोल्टेज, कम-धारा आवेग उत्पन्न करता है। इस जनरेटर का आउटपुट धारा मिलीएम्पियर स्केल पर है।<ref name="richman1983" /><ref name="edn">{{cite web|title=मानक ज्यादातर परीक्षण आवेगों को परिभाषित करते हैं|website=[[EDN_(magazine)|EDN]]|first1=Martin|last1=Rowe|url=https://www.edn.com/standards-define-test-impulses-mostly/|date=2011-12-16}}</ref> 8/20 μs जनरेटर को सर्ज अरेस्टर परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, और कम-प्रतिबाधा भार में उच्च-धारा[[ उछाल बन्दी | स्पाइक]] उत्पन्न करता है।<ref name="richman1983" />दूसरी ओर, आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण गैर-रेखीय उपकरणों, सुरक्षा परिपथ और आवरित ब्रेकडाउन में उत्पन्न होने के कारण उच्च और निम्न-प्रतिबाधा भार हो सकते हैं। परिणाम स्वरुप, इसने स्पाइक के समय उच्च-वोल्टेज, उच्च-धारा आउटपुट उत्पन्न करने की क्षमता वाले कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर के निर्माण को प्रेरित किया।<ref name="richman1983" />इसके अतिरिक्त, दोनों मानकों में भिन्न-भिन्न तरंगों की सहनशीलता होती है<ref>{{cite techreport|title=Simulation and Experiment for Surge Immunity According to EN 61000-4-5|url=https://www.atecorp.com/ATECorp/media/pdfs/61000-4-5_Abstract.pdf|author1=G.P. Fotis|author2=I.F. Gonos|author3=I.A. Stathopulos|institution=[[National Technical University of Athens]]|year=2004}}</ref>इस प्रकार, आईईसी 61000-4-5 को आईईसी 60060-1 और अन्य उच्च-वोल्टेज परीक्षणों के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए जो 1.2/50 μs या 8/20 μs आवेग का भी उपयोग करते हैं।<ref name="edn" />


जब एक युग्मन नेटवर्क का उपयोग किया जाता है, तो पिछले अनुभव ने विभिन्न जनरेटर के बीच असंगत तरंगों को दिखाया है। इस प्रकार, IEC 61000-4-5 एड में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन। 3 यह है कि एक संयोजन तरंग जनरेटर को केवल आउटपुट पर संलग्न 18 μF कैपेसिटर के साथ सत्यापित किया जाना चाहिए। यह शॉर्ट-सर्किट करंट वेवफॉर्म पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। यदि जनरेटर को कपलिंग कैपेसिटर को ध्यान में रखे बिना डिजाइन किया जाना है, तो आउटपुट अब मानक अनुरूप नहीं होगा।<ref name="carlo2013">{{Cite journal|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/6714698|title=Elementary and ideal equivalent circuit model of the 1,2/50-8/20 μs combination wave generator|author1=Carlo F. M. Carobbi|author2=Alessio Bonci|publisher=[[IEEE]]|journal=IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine|volume=2|issue=4|year=2013|page=51-57|doi=10.1109/MEMC.2013.6714698 |s2cid=44247646 |url-access=subscription}}</ref>
तीसरे संस्करण ने तरंग परिभाषाओं को भी सरल बनाया। पहले के मानक में IEC 60060-1 या IEC 60469-1 पर आधारित 1.2/50-8/20 μs वेवफॉर्म पैरामीटर्स की दो परिभाषाएं थीं, और IEC पर आधारित 10/700-5/320 μs वेवफॉर्म पैरामीटर्स की दो परिभाषाएं थीं। 60060-1 या आईटीयू-टी के सीरीज। ईडी। 3 ने इन मानकों के संदर्भों को हटा दिया और स्टैंडअलोन परिभाषाएँ दी।<ref name="ametek-cts"/><ref name="noiseken"/>विशेष रूप से, फ्रंट टाइम को IEC 60060-1 के दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए एक्सट्रपलेटेड वर्चुअल ओरिजिन से समय अंतराल के बजाय उदय समय के संदर्भ में फिर से परिभाषित किया गया है। यह एक आस्टसीलस्कप पर अंतर्निहित माप सुविधा का उपयोग करने की अनुमति देता है, परीक्षण प्रक्रियाओं को सरल करता है। व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, दोनों परिभाषाओं के बीच अंतर नगण्य हैं।<ref name="carlo2013"/>हालाँकि, क्योंकि नई परिभाषा IEC 60060-1 के आधार पर बनाई गई थी, IEC 60469-1 की परिभाषाओं के अनुसार कैलिब्रेट किया गया जनरेटर अब मानक अनुरूप नहीं हो सकता है।<ref name="noiseken"/>




== सर्किट विश्लेषण ==
==== आईईसी 61000-4-5 ईडी 2 और ईडी 3 ====


=== 1.2/50-8/20 μs जेनरेटर ===
जब युग्मन नेटवर्क का उपयोग किया जाता है, तो पिछले अनुभव ने विभिन्न जनरेटर के मध्य असंगत तरंगों को दिखाया है। इस प्रकार, आईईसी 61000-4-5 ईडी में  महत्वपूर्ण परिवर्तन 3 यह है कि संयोजन तरंग जनरेटर को केवल आउटपुट पर संलग्न 18 μF कैपेसिटर के साथ सत्यापित किया जाना चाहिए। यह शॉर्ट-परिपथ धारा तरंगफॉर्म पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। यदि जनरेटर को युग्मन संधारित्र को ध्यान में रखे बिना डिज़ाइन किया जाना है, तो आउटपुट अब मानक अनुरूप नहीं होगा।<ref name="carlo2013">{{Cite journal|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/6714698|title=Elementary and ideal equivalent circuit model of the 1,2/50-8/20 μs combination wave generator|author1=Carlo F. M. Carobbi|author2=Alessio Bonci|publisher=[[IEEE]]|journal=IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine|volume=2|issue=4|year=2013|page=51-57|doi=10.1109/MEMC.2013.6714698 |s2cid=44247646 |url-access=subscription}}</ref>
[[File:IEC-61000-4-5 Simplified Circuit Diagram of the 1.2-50 us Combination Wave Generator.svg|thumb|center|upright=2|alt=Simplified Schematic of the 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर | 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर का सरलीकृत योजनाबद्ध]]कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर अनिवार्य रूप से एक कैपेसिटर डिस्चार्ज सर्किट है। प्रारंभ में, स्विच खुला है, एक उच्च वोल्टेज स्रोत ऊर्जा-भंडारण संधारित्र को चार्ज करता है <math>C_c</math> एक वर्तमान-सीमित अवरोधक के माध्यम से <math>R_c</math>. इसके बाद [[पल्स बनाने वाला नेटवर्क]] के माध्यम से लोड को एक आवेग देने के लिए स्विच को बंद कर दिया जाता है, जिसमें एक राइज टाइम शेपिंग इंडक्टर होता है। <math>L_r</math>, प्रतिरोधों को आकार देने वाली दो आवेग अवधि <math>R_{s1}</math> और <math>R_{s2}</math>, और एक प्रतिबाधा मिलान रोकनेवाला <math>R_m</math>.


मानक घटक मूल्यों या व्यावहारिक सर्किटों को निर्दिष्ट नहीं करता है, मानक आवश्यकताओं के अनुरूप किसी भी उपयुक्त डिजाइन का उपयोग किया जा सकता है।
तीसरे संस्करण ने तरंगरूप परिभाषाओं को भी सरल बनाया। पहले के मानक में आईईसी 60060-1 या आईईसी 60469-1 पर आधारित 1.2/50-8/20 μs तरंगफॉर्म पैरामीटर्स की दो परिभाषाएँ और 10/700-5/320 μs तरंगफॉर्म पैरामीटर्स की दो परिभाषाएं थीं। आईईसी 60060-1 या आईटीयू-टी K श्रृंखला पर आधारित ईडी 3 ने इन मानकों के संदर्भों को हटा दिए और स्टैंडअलोन परिभाषाएँ दीं।<ref name="ametek-cts" /><ref name="noiseken" />विशेष रूप से, आईईसी 60060-1 के दृष्टिकोण का उपयोग करके एक्सट्रपलेटेड "आभासी उत्पत्ति" से समय अंतराल के अतिरिक्त, फ्रंट समय को फ्रंट समय के संदर्भ में फिर से परिभाषित किया गया है। यह किसी को ऑसिलोस्कोप पर अंतर्निहित माप सुविधा का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिससे परीक्षण प्रक्रियाएं सरल हो जाती हैं। व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, दोनों परिभाषाओं के मध्य अंतर नगण्य है।<ref name="carlo2013" />चूँकि, क्योंकि नई परिभाषा आईईसी 60060-1 के आधार पर बनाई गई थी, आईईसी 60469-1 की परिभाषाओं के अनुसार कैलिब्रेट किया गया जनरेटर अब मानक अनुरूप नहीं हो सकता है।<ref name="noiseken" />


डिजाइन समीकरणों और घटक मूल्यों सहित आदर्श वृद्धि जनरेटर का एक पूर्ण [[सर्किट विश्लेषण]] प्रस्तुति में उपलब्ध है। हेस्टरमैन एट, अल द्वारा वोल्टेज सर्ज इम्यूनिटी टेस्टिंग का परिचय।<ref name="hesterman">{{cite conference|url=https://verimod.com/presentations/Denver_PELS_20070918_Hesterman_Voltage_Surge_Immunity.pdf|title=वोल्टेज सर्ज प्रतिरक्षण परीक्षण का परिचय|first1=Bryce|last1=Hesterman|first2=Douglas|last2=Powell|conference=IEEE Power Electronics Society Denver Chapter Meeting|date=2007-09-18}}</ref> तीसरे संस्करण के लिए एक अद्यतन व्युत्पत्ति Carobbi et, al द्वारा 1,2/50-8/20 μs संयोजन तरंग जनरेटर के प्राथमिक और आदर्श समतुल्य सर्किट मॉडल में दी गई है।<ref name="carlo2013"/>
== परिपथ विश्लेषण ==


=== 1.2/50-8/20 μs जेनरेटर ===
[[File:IEC-61000-4-5 Simplified Circuit Diagram of the 1.2-50 us Combination Wave Generator.svg|thumb|center|upright=2|alt=Simplified Schematic of the 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर | 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर का सरलीकृत योजनाबद्ध]]कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर अनिवार्य रूप से कैपेसिटर डिस्चार्ज परिपथ है। प्रारंभ में, स्विच ओपन है, उच्च वोल्टेज स्रोत ऊर्जा-भंडारण संधारित्र <math>C_c</math> को चार्ज करता है धारा-सीमित अवरोधक के माध्यम से <math>R_c</math> फिर [[पल्स बनाने वाला नेटवर्क|पल्स फॉर्मिंग नेटवर्क]] के माध्यम से लोड को आवेग देने के लिए स्विच को बंद कर दिया जाता है, जिसमें वृद्धि समय को आकार करने वाला शेपिंग इंडक्टर होता है। <math>L_r</math>, दो आवेग अवधि आकार देने वाले प्रतिरोधक <math>R_{s1}</math> और <math>R_{s2}</math>, और <math>R_m</math> प्रतिबाधा युग्मित अवरोधक है।


मानक घटक मान या व्यावहारिक परिपथों निर्दिष्ट नहीं करता है, मानक आवश्यकताओं के अनुरूप किसी भी उपयुक्त डिज़ाइन का उपयोग किया जा सकता है।


==== डिजाइन समीकरण ====
डिजाइन समीकरणों और घटक मानों सहित आदर्श वृद्धि जनरेटर का पूर्ण [[सर्किट विश्लेषण|परिपथ विश्लेषण]] प्रस्तुति में उपलब्ध है। हेस्टरमैन एट, अल द्वारा वोल्टेज सर्ज इम्यूनिटी परीक्षणिंग का परिचय दिया जाता है।<ref name="hesterman">{{cite conference|url=https://verimod.com/presentations/Denver_PELS_20070918_Hesterman_Voltage_Surge_Immunity.pdf|title=वोल्टेज सर्ज प्रतिरक्षण परीक्षण का परिचय|first1=Bryce|last1=Hesterman|first2=Douglas|last2=Powell|conference=IEEE Power Electronics Society Denver Chapter Meeting|date=2007-09-18}}</ref> तीसरे संस्करण के लिए अद्यतन व्युत्पत्ति कैरोबी एट अल द्वारा 1,2/50-8/20 μs संयोजन तरंग जनरेटर के प्राथमिक और आदर्श समतुल्य परिपथ मॉडल में दी गई है।<ref name="carlo2013"/>


निम्नलिखित डिज़ाइन समीकरण Carobbi et, al द्वारा व्युत्पन्न किए गए हैं। इन समीकरणों में चार्जिंग वोल्टेज है <math>E</math>, और घटक हैं <math>C = C_c</math>, <math>R_1 = R_{s1}</math>, <math>R_2 = R_{m}</math>, <math>R_{3} = R_{s2}</math>, और <math>L = L_r</math>.<ref name="carlo2013"/>
'''डिजाइन समीकरण'''


निम्नलिखित डिज़ाइन समीकरण कैरोबी एट अल द्वारा व्युत्पन्न किए गए हैं। इन समीकरणों में चार्जिंग वोल्टेज है <math>E</math>, और घटक हैं <math>C = C_c</math>, <math>R_1 = R_{s1}</math>, <math>R_2 = R_{m}</math>, <math>R_{3} = R_{s2}</math>, और <math>L = L_r</math><ref name="carlo2013"/>


'''ओपन-परिपथ वोल्टेज'''


===== ओपन-सर्किट वोल्टेज =====
ओपन-परिपथ वोल्टेज के लिए, इसका लाप्लास ट्रांसफॉर्म है:
 
ओपन-सर्किट वोल्टेज के लिए, इसका लाप्लास ट्रांसफॉर्म#एस-डोमेन समतुल्य सर्किट और प्रतिबाधा है:


{{NumBlk|:|<math>V(s)=\frac{E \cdot \frac{R_3}{L}}{s^2+s(\alpha + \beta)+\alpha\beta}</math>|{{EquationRef|1}}}}
{{NumBlk|:|<math>V(s)=\frac{E \cdot \frac{R_3}{L}}{s^2+s(\alpha + \beta)+\alpha\beta}</math>|{{EquationRef|1}}}}


कहाँ:
जहाँ:


{{NumBlk|:|<math>\alpha + \beta = \frac{R_2 + R_3}{L} + \frac{1}{R_1 C}</math>|{{EquationRef|2}}}}
{{NumBlk|:|<math>\alpha + \beta = \frac{R_2 + R_3}{L} + \frac{1}{R_1 C}</math>|{{EquationRef|2}}}}
{{NumBlk|:|<math>\alpha\beta = \frac{R_1 + R_2 + R_3}{R_1 L C}</math>|{{EquationRef|3}}}}
{{NumBlk|:|<math>\alpha\beta = \frac{R_1 + R_2 + R_3}{R_1 L C}</math>|{{EquationRef|3}}}}


इस प्रकार, ओपन-सर्किट वोल्टेज एक दोहरा घातीय तरंग है:
इस प्रकार, ओपन-परिपथ वोल्टेज डबल घातीय तरंग है:


{{NumBlk|:|<math>v(t) = \frac{E \cdot \frac{R_3}{L}}{\beta - \alpha} (e^{-\alpha t} - e^{-\beta t})</math>|{{EquationRef|4}}}}
{{NumBlk|:|<math>v(t) = \frac{E \cdot \frac{R_3}{L}}{\beta - \alpha} (e^{-\alpha t} - e^{-\beta t})</math>|{{EquationRef|4}}}}


वोल्टेज अपने चरम मान पर पहुँचता है:
वोल्टेज अपने शीर्ष मान पर पहुँचता है:


{{NumBlk|:|<math>t_{pe} = \frac{\ln{(\beta / \alpha)}}{\beta - \alpha}</math>|{{EquationRef|5}}}}
{{NumBlk|:|<math>t_{pe} = \frac{\ln{(\beta / \alpha)}}{\beta - \alpha}</math>|{{EquationRef|5}}}}
Line 91: Line 87:
{{NumBlk|:|<math>V_p = \frac{E \cdot \frac{R_3}{L}}{\beta - \alpha} (e^{-\alpha t_{pe}} - e^{-\beta t_{pe}})</math>|{{EquationRef|6}}}}
{{NumBlk|:|<math>V_p = \frac{E \cdot \frac{R_3}{L}}{\beta - \alpha} (e^{-\alpha t_{pe}} - e^{-\beta t_{pe}})</math>|{{EquationRef|6}}}}


===== शॉर्ट-सर्किट करंट =====
===== शॉर्ट-परिपथ धारा =====


जब आउटपुट छोटा होता है, तो ध्यान दें कि अंतिम अवरोधक <math>R_3</math> (<math>R_{s2}</math> योजनाबद्ध में) प्रभावी ढंग से हटा दिया जाता है।
जब आउटपुट छोटा हो जाता है, तो ध्यान दें कि अंतिम अवरोधक <math>R_3</math> (<math>R_{s2}</math> योजनाबद्ध में) प्रभावी रूप से हटा दिया जाता है।


शॉर्ट-सर्किट करंट के लिए, इसका लाप्लास ट्रांसफॉर्म#s-डोमेन समतुल्य सर्किट और प्रतिबाधा है:
शॉर्ट-परिपथ धारा के लिए, इसका लाप्लास रूपांतरण है:


{{NumBlk|:|<math>I(s) = \frac{\frac{E}{L}}{\left(s+\frac{\omega_0}{2Q}\right)^2+\omega^2_n}</math>|{{EquationRef|7}}}}
{{NumBlk|:|<math>I(s) = \frac{\frac{E}{L}}{\left(s+\frac{\omega_0}{2Q}\right)^2+\omega^2_n}</math>|{{EquationRef|7}}}}


कहाँ:
जहाँ:


{{NumBlk|:|<math>\omega^{2}_{0} = \frac{R_1 + R_2}{LCR_1}</math>|{{EquationRef|8}}}}
{{NumBlk|:|<math>\omega^{2}_{0} = \frac{R_1 + R_2}{LCR_1}</math>|{{EquationRef|8}}}}
Line 105: Line 101:
{{NumBlk|:|<math>\omega_n = \omega_0 \sqrt{1 - (1 / 2Q)^2}</math>|{{EquationRef|10}}}}
{{NumBlk|:|<math>\omega_n = \omega_0 \sqrt{1 - (1 / 2Q)^2}</math>|{{EquationRef|10}}}}


इस प्रकार, शॉर्ट-सर्किट करंट एक नम साइन वेव है (एक RLC_circuit#Underdamped_response से):
इस प्रकार, शॉर्ट-परिपथ धारा नम साइन तरंग है (कम नमी वाले आरएलसी परिपथ से):


{{NumBlk|:|<math>i(t) = \frac{E}{\omega_n L} e^{-\frac{\omega_0}{2Q} t} \sin{(\omega_n t)}</math>|{{EquationRef|11}}}}
{{NumBlk|:|<math>i(t) = \frac{E}{\omega_n L} e^{-\frac{\omega_0}{2Q} t} \sin{(\omega_n t)}</math>|{{EquationRef|11}}}}


धारा अपने चरम मान पर पहुँचती है:
धारा अपने शीर्ष मान पर पहुँचती है:


{{NumBlk|:|<math>t_{ps} = \frac{1}{\omega_n} \arctan{\left( \sqrt{(2Q)^2 - 1}\right)}</math>|{{EquationRef|12}}}}
{{NumBlk|:|<math>t_{ps} = \frac{1}{\omega_n} \arctan{\left( \sqrt{(2Q)^2 - 1}\right)}</math>|{{EquationRef|12}}}}
Line 119: Line 115:
===== उपाय =====
===== उपाय =====


में आयाम की उपेक्षा करें {{EquationNote|4}}, यह बनता है:
{{EquationNote|4}} में आयाम की उपेक्षा करें, यह बन जाता है:


{{NumBlk|:|<math>v'(t) = e^{-\alpha t} - e^{-\beta t}</math>|{{EquationRef|14}}}}
{{NumBlk|:|<math>v'(t) = e^{-\alpha t} - e^{-\beta t}</math>|{{EquationRef|14}}}}
Line 127: Line 123:
{{NumBlk|:|<math>y(x) = e^{-x} - e^{-\frac{\beta}{\alpha}x}</math>|{{EquationRef|15}}}}
{{NumBlk|:|<math>y(x) = e^{-x} - e^{-\frac{\beta}{\alpha}x}</math>|{{EquationRef|15}}}}


अनुपात <math>\frac{\beta}{\alpha}</math> बनाने के लिए चुना जाना चाहिए <math>y(x)</math>के वेवफ़ॉर्म का फ्रंट-टाइम अनुपात पर एक अवधि है <math>50/1.2 \approx 41.7</math>. संख्यात्मक रूप से मूल्यांकन करके <math>y(x)</math>के तरंगरूप (इसके अग्र समय और अवधि सहित) के इस अनुपात में परिवर्तन करते हुए समाधान पाया जाता है <math>\frac{\beta}{\alpha} = 168</math>. अगला, <math>\alpha</math> और <math>\beta</math> संख्यात्मक रूप से भिन्न द्वारा गणना की जाती है <math>\alpha</math> जब तक {{EquationNote|14}} के वेवफॉर्म का फ्रंट टाइम 1.2 μs है। समाधान है <math>\alpha^{-1}</math> = 68.2 μs। इसलिए, <math>\beta^{-1}</math> = 0.4 μs।
अनुपात बनाने के लिए <math>\frac{\beta}{\alpha}</math> का चयन किया जाना चाहिए <math>y(x)</math> के तरंगरूप की अवधि फ्रंट-समय अनुपात से अधिक होती है <math>50/1.2 \approx 41.7</math>. संख्यात्मक रूप से मूल्यांकन करके इस अनुपात को परिवर्तित करते समय <math>y(x)</math> का तरंगरूप (इसके अग्र समय और अवधि सहित) समाधान किया जाता है <math>\frac{\beta}{\alpha} = 168</math> अगला, <math>\alpha</math> और <math>\beta</math> संख्यात्मक रूप से भिन्न द्वारा गणना की जाती है <math>\alpha</math> जब तक {{EquationNote|14}} के तरंगफॉर्म का फ्रंट समय 1.2 μs है। समाधान <math>\alpha^{-1}</math> = 68.2 μs इसलिए, <math>\beta^{-1}</math> = 0.4 μs है।


में आयाम की उपेक्षा करें {{EquationNote|11}}, यह बनता है:
{{EquationNote|11}}, में आयाम की उपेक्षा करें, यह बन जाता है:


{{NumBlk|:|<math>i'(t) = e^{-\frac{\omega_0}{2Q} t} \sin{(\omega_n t)}</math>|{{EquationRef|16}}}}
{{NumBlk|:|<math>i'(t) = e^{-\frac{\omega_0}{2Q} t} \sin{(\omega_n t)}</math>|{{EquationRef|16}}}}
Line 137: Line 133:
{{NumBlk|:|<math>y'(z) = e^{\frac{-z}{2Q}} \sin{\left(\sqrt{1 - (1/2Q)^2}z\right)}</math>|{{EquationRef|17}}}}
{{NumBlk|:|<math>y'(z) = e^{\frac{-z}{2Q}} \sin{\left(\sqrt{1 - (1/2Q)^2}z\right)}</math>|{{EquationRef|17}}}}


मूल्य <math>Q</math> बनाने के लिए चुना जाना चाहिए <math>y'(z)</math>के वेवफ़ॉर्म की अवधि आगे के समय के अनुपात से अधिक होती है <math>20/8 = 2.5</math>. संख्यात्मक रूप से मूल्यांकन करके <math>y'(z)</math>का वेवफॉर्म (इसके फ्रंट टाइम और अवधि सहित) बदलता रहता है <math>Q</math>, समाधान मिल गया है <math>Q = 1.46</math>. अगला, <math>\omega_0</math> तक इसे संख्यात्मक रूप से बदलकर गणना की जाती है {{EquationNote|16}} के तरंगरूप की अवधि 20 μs होती है। सही अवधि से फ्रंट टाइम भी अपने आप संतुष्ट हो जाता है। समाधान है <math>\frac{\omega_0}{2 \pi} = f_0 = 20.03\text{ kHz}</math>.
मान बनाने के लिए <math>Q</math> का चयन किया जाना चाहिए <math>y'(z)</math> के तरंगरूप की अवधि सामने के समय के अनुपात से अधिक होती है <math>20/8 = 2.5</math> संख्यात्मक मूल्यांकन करके मूल्यांकन करके <math>y'(z)</math> भिन्न-भिन्न होते हुए भी तरंगरूप (इसके अग्र समय और अवधि सहित) प्रश्न, <math>Q</math> का समाधान मिल गया है, <math>Q = 1.46</math> अगला, <math>\omega_0</math> की गणना इसे संख्यात्मक रूप से भिन्न करके की जाती है जब तक कि {{EquationNote|16}} के तरंगरूप की अवधि 20 μs न हो जाए। सही अवधि के साथ, फ्रंट समय भी स्वचालित रूप से संतुष्ट हो जाता है। समाधान <math>\frac{\omega_0}{2 \pi} = f_0 = 20.03\text{ kHz}</math> है।


एक बार <math>\alpha</math>, <math>\beta</math>, <math>\omega_0</math> और <math>Q</math> हल हो गए हैं, सर्किट घटक मान प्राप्त किए जा सकते हैं, <math>R_3</math> पहले व्युत्पन्न होता है।
एक बार <math>\alpha</math>, <math>\beta</math>, <math>\omega_0</math> और <math>Q</math> हल हो गए हैं, परिपथ घटक मान प्राप्त किए जा सकते हैं, <math>R_3</math> पहला व्युत्पन्न होता है।


ध्यान दें कि प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा (विभाजित करके) है {{EquationNote|6}} द्वारा {{EquationNote|13}}):
ध्यान दें कि प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा (विभाजित करके) है {{EquationNote|6}} द्वारा {{EquationNote|13}}):
Line 149: Line 145:
{{NumBlk|:|<math>R_3 = \frac{(\beta - \alpha) e^{-\frac{\omega_0}{2Q} t_{ps}}}{{\omega_0 (e^{-\alpha t_{pe}}} - e^{-\beta t_{pe}})} R</math>|{{EquationRef|19}}}}
{{NumBlk|:|<math>R_3 = \frac{(\beta - \alpha) e^{-\frac{\omega_0}{2Q} t_{ps}}}{{\omega_0 (e^{-\alpha t_{pe}}} - e^{-\beta t_{pe}})} R</math>|{{EquationRef|19}}}}


आउटपुट प्रतिबाधा सेट करें <math>R</math> = 2 Ω, हल है <math>R_3</math> = 26.1 Ω.
आउटपुट प्रतिबाधा सेट करें <math>R</math> = 2 Ω, <math>R_3</math> = 26.1 Ω हल है:


अंत में, अन्य घटक मूल्यों का बंद-रूप समाधान है:
अंत में, अन्य घटक मानों का बंद-रूप समाधान है:


{{NumBlk|:|<math>L = \frac{R_3}{\alpha + \beta - \omega_0 / Q}</math>|{{EquationRef|20}}}}
{{NumBlk|:|<math>L = \frac{R_3}{\alpha + \beta - \omega_0 / Q}</math>|{{EquationRef|20}}}}
Line 158: Line 154:
{{NumBlk|:|<math>C = \frac{1}{R_1}\frac{\alpha + \beta - \omega_0 / Q}{\alpha\beta-\omega_{0}^{2}}</math>|{{EquationRef|23}}}}
{{NumBlk|:|<math>C = \frac{1}{R_1}\frac{\alpha + \beta - \omega_0 / Q}{\alpha\beta-\omega_{0}^{2}}</math>|{{EquationRef|23}}}}


समाधान है <math>C</math> = 5.93 μF, <math>L</math> = 10.9 μH, <math>R_1</math> = 20.2 Ω, और <math>R_2</math> = 0.814 Ω.
समाधान <math>C</math> = 5.93 μF, <math>L</math> = 10.9 μH, <math>R_1</math> = 20.2 Ω, और <math>R_2</math> = 0.814 Ω है।


आउटपुट पीक वोल्टेज चार्जिंग वोल्टेज से थोड़ा कम है। वोल्टेज को स्केल करने के लिए, आयाम का उपयोग करें {{EquationNote|4}} और सेट E = 1, यह पैदावार <math>\frac{1 \cdot \frac{R_3}{L}}{\beta - \alpha} = 0.943</math>. इस प्रकार, संधारित्र चार्ज वोल्टेज है <math>\frac{1}{0.943} = 1.06</math> आउटपुट पीक वोल्टेज का गुना।
आउटपुट पीक वोल्टेज चार्जिंग वोल्टेज से थोड़ा कम है। वोल्टेज को स्केल करने के लिए, {{EquationNote|4}} में आयाम का उपयोग करें और E = 1, सेट करें, इससे परिणाम  <math>\frac{1 \cdot \frac{R_3}{L}}{\beta - \alpha} = 0.943</math> मिलता है।


ध्यान दें कि यह समाधान कपलिंग कैपेसिटर पर विचार नहीं करता है, और इसका एक अंडरशूट भी है <math>e^{-\frac{\pi}{2Q}} = 0.34</math>. दोनों समस्याओं के समाधान पर निम्नलिखित अनुभागों में चर्चा की गई है।
इस प्रकार, संधारित्र चार्ज वोल्टेज <math>\frac{1}{0.943} = 1.06</math> आउटपुट पीक वोल्टेज का गुना है।
 
ध्यान दें कि यह समाधान कपलिंग कैपेसिटर पर विचार नहीं करता है, और इसका अंडरशूट भी <math>e^{-\frac{\pi}{2Q}} = 0.34</math> है, दोनों समस्याओं के समाधान पर निम्नलिखित अनुभागों में वर्णन किया गया है।


==== युग्मन संधारित्र ====
==== युग्मन संधारित्र ====
एक अतिरिक्त 18 μF श्रृंखला कपलिंग कैपेसिटर का ओपन-सर्किट वोल्टेज पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, लेकिन शॉर्ट-सर्किट करंट को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।
अतिरिक्त 18 μF युग्मन संधारित्र का ओपन-परिपथ वोल्टेज पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, किंतु शॉर्ट-परिपथ धारा को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।
 
कार्बोबी एट, अल। श्रृंखला युग्मन संधारित्र के प्रभाव को ध्यान में रखने के लिए निम्नलिखित पुनरावृत्त, परीक्षण-और-त्रुटि डिजाइन प्रक्रिया का सुझाव दिया। सबसे पहले, संधारित्र पर विचार किए बिना, मूल सर्किट विश्लेषण का पुन: उपयोग किया जाता है, और सर्किट घटकों के मान संख्यात्मक सॉल्वर के माध्यम से प्राप्त किए जाते हैं। अगला, संधारित्र जोड़ा जाता है और शॉर्ट-सर्किट तरंग के परिवर्तन को नोट किया जाता है। फिर, संख्यात्मक सॉल्वर के लिए लक्ष्य तरंग पैरामीटर पूर्व-विकृत होते हैं, घटक मानों का एक नया सेट प्राप्त करते हैं (सामने का समय, अवधि और प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा बदलकर)। उदाहरण के लिए, यदि पीक करंट बहुत कम हो जाता है, तो प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा लक्ष्य को समायोजित करके उच्च पीक करंट के लिए घटक मानों की पुनर्गणना की जाती है। वांछित तरंग प्राप्त होने तक इन चरणों को दोहराया जाता है। यहां दिया गया परिणाम दो पुनरावृत्तियों के बाद 1.5% के भीतर सटीक है, उच्च सटीकता के लिए अधिक पुनरावृत्तियों की आवश्यकता है। <ref name="carlo2013"/>
 


कैरोबी एट अल. श्रृंखला युग्मन संधारित्र के प्रभाव को ध्यान में रखने के लिए निम्नलिखित पुनरावृत्त, परीक्षण-और-त्रुटि डिजाइन प्रक्रिया का सुझाव दिया। सबसे पहले, संधारित्र पर विचार किए बिना, मूल परिपथ विश्लेषण का पुन: उपयोग किया जाता है, और परिपथ घटकों के मान संख्यात्मक सॉल्वर के माध्यम से प्राप्त किए जाते हैं। अगला, संधारित्र जोड़ा जाता है और शॉर्ट-परिपथ तरंग के परिवर्तन को नोट किया जाता है। फिर, संख्यात्मक सॉल्वर के लिए लक्ष्य तरंग पैरामीटर पूर्व-विकृत होते हैं, घटक मानों का नया सेट प्राप्त करते हैं (सामने का समय, अवधि और प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा परिवर्तित करके)। उदाहरण के लिए, यदि पीक धारा अधिक कम हो जाती है, तो प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा लक्ष्य को समायोजित करके उच्च पीक धारा के लिए घटक मानों की पुनर्गणना की जाती है। वांछित तरंग प्राप्त होने तक इन चरणों को दोहराया जाता है। यहां दिया गया परिणाम दो पुनरावृत्तियों के पश्चात 1.5% के भीतर सटीक है, उच्च त्रुटिहीनता के लिए अधिक पुनरावृत्तियों की आवश्यकता है। <ref name="carlo2013"/>
==== परिणाम ====
==== परिणाम ====


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|- align=center bgcolor="#CCCCCC"
|- align=center bgcolor="#CCCCCC"
!colspan=10 |Ideal Component Values<br/>(Numerical Approximation)
!colspan=10 |आदर्श घटक मान
(संख्यात्मक अनुमान)
|- align=center
|- align=center
| 18 μF <br/>Series<br/>Capacitor||Charging<br/>Voltage<br/>(V)||<math>C_c</math><br/>(μF)||<math>L_{r}</math><br/>(μH)||<math>R_{m}</math><br/>(Ω)||<math>R_{s1}</math><br/>(Ω)||<math>R_{s2}</math><br/>(Ω)||Current<br/>Undershoot<br/>(%)||By
| 18 μF <br/>शृंखला
संधारित्र
|
चार्ज 
वोल्टेज<br />(V)
|<math>C_c</math><br/>(μF)||<math>L_{r}</math><br/>(μH)||<math>R_{m}</math><br/>(Ω)||<math>R_{s1}</math><br/>(Ω)||<math>R_{s2}</math><br/>(Ω)||
उपस्थित 
अंडरशूट<br />(%)
|द्वारा
|- align=center
|- align=center
| No||1060||5.93||10.9||0.814||20.2||26.1||34||Carobbi et, al.<ref name="carlo2013"/>
| नहीं||1060||5.93||10.9||0.814||20.2||26.1||34||कैरोबी एट अल.
|- align=center
|- align=center
| No||1082||6.04||10.4||0.941||25.1||19.8||27.4||Hesterman, et. al.<ref name="hesterman"/>
| नहीं||1082||6.04||10.4||0.941||25.1||19.8||27.4||हेस्टरमैन, एट. अल.<ref name="hesterman"/>
|- align=center
|- align=center
| Yes||1063||9.98||10.7||0.832||9.39||25.5||39||Carobbi et, al.<ref name="carlo2013"/>
| हाँ||1063||9.98||10.7||0.832||9.39||25.5||39||कैरोबी एट अल.<ref name="carlo2013"/>
|}
|}
दोनों स्रोतों ने दिखाया कि 30% शॉर्ट-सर्किट करंट ओवरशूट सीमा का उल्लंघन किए बिना तरंग आवश्यकताओं को ठीक से पूरा करना संभव नहीं है। फिर भी, हेस्टरमैन, एट। अल। सहिष्णुता के भीतर तरंग मापदंडों को समायोजित करके एक अनुमानित समाधान प्रस्तुत किया।<ref name="hesterman"/>Carobbi et, al द्वारा व्युत्पत्ति। अंडरशूट आवश्यकता को नजरअंदाज कर दिया, यह इंगित करते हुए कि एक व्यावहारिक सर्किट कुछ मामलों में ओवरशूट को व्यावहारिक रूप से शून्य तक भी कम कर सकता है यदि एक यूनिडायरेक्शनल स्विच का उपयोग किया जाता है।<ref name="carlo2013"/>इसके अलावा, IEC 61000-4-5 बताता है कि कपलिंग नेटवर्क के आउटपुट पर कोई ओवरशूट या अंडरशूट आवश्यकता नहीं है।
दोनों स्रोतों ने दिखाया कि 30% शॉर्ट-परिपथ धारा ओवरशूट सीमा का उल्लंघन किए बिना तरंग आवश्यकताओं को ठीक से पूर्ण करना संभव नहीं है। फिर भी, हेस्टरमैन, एट अल. सहनशीलता के भीतर तरंगरूप पैरामीटर्स को समायोजित करके अनुमानित समाधान प्रस्तुत किया।<ref name="hesterman"/>कैरोबी एट अल द्वारा व्युत्पत्ति अंडरशूट आवश्यकता को अकेंद्रित कर दिया, यह प्रदर्शित करते हुए कि व्यावहारिक परिपथ कुछ स्थितियों में ओवरशूट को व्यावहारिक रूप से शून्य तक भी कम कर सकता है यदि यूनिडायरेक्शनल स्विच का उपयोग किया जाता है।<ref name="carlo2013"/>इसके अतिरिक्त, आईईसी 61000-4-5 बताता है कि कपलिंग नेटवर्क के आउटपुट पर कोई ओवरशूट या अंडरशूट आवश्यकता नहीं है।


ये समाधान केवल एक आदर्श जनरेटर के लिए मान्य हैं, जो सर्किट सिमुलेशन के लिए उपयुक्त हैं। इसे व्यावहारिक जनरेटर डिजाइन के शुरुआती बिंदु के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन स्विच गैर-आदर्शताओं के कारण घटक मूल्यों को आगे समायोजित करना पड़ता है। एक आदर्श परिपथ में, ओपन-सर्किट वोल्टेज वृद्धि का समय समय स्थिरांक द्वारा नियंत्रित होता है <math>\frac{L_r}{R_m+R_3}</math>, लेकिन एक व्यावहारिक स्विच के कारण वृद्धि समय अवक्रमण हो सकता है। इसके अलावा, विभिन्न प्रकार के स्विच के उपयोग के कारण, एक वास्तविक जनरेटर अंडरशूट के साथ एक द्विदिश आवेग या अंडरशूट के बिना एक यूनिडायरेक्शनल आवेग उत्पन्न कर सकता है। एक आदर्श सर्किट मॉडल इन गैर-रैखिक प्रभावों की भविष्यवाणी नहीं कर सकता है, और इसे व्यावहारिक जनरेटर के पूर्ण सर्किट मॉडल के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।<ref name="carlo2013"/>
ये समाधान केवल आदर्श जनरेटर के लिए मान्य हैं, जो परिपथ सिमुलेशन के लिए उपयुक्त हैं। इसे व्यावहारिक जनरेटर डिजाइन के प्रारंभिक बिंदु के रूप में उपयोग किया जा सकता है, किंतु स्विच गैर-आदर्शताओं के कारण घटक मानों को आगे समायोजित करना पड़ता है। आदर्श परिपथ में, ओपन-परिपथ वोल्टेज वृद्धि का समय स्थिरांक द्वारा नियंत्रित होता है <math>\frac{L_r}{R_m+R_3}</math>, किंतु  व्यावहारिक स्विच के कारण वृद्धि समय अवक्रमण हो सकता है। इसके अतिरिक्त, विभिन्न प्रकार के स्विच के उपयोग के कारण, वास्तविक जनरेटर अंडरशूट के साथ द्विदिश आवेग या अंडरशूट के बिना यूनिडायरेक्शनल आवेग उत्पन्न कर सकता है। आदर्श परिपथ मॉडल इन गैर-रैखिक प्रभावों की भविष्यवाणी नहीं कर सकता है, और इसे व्यावहारिक जनरेटर के पूर्ण परिपथ मॉडल के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।<ref name="carlo2013"/>


'''10/700-5/320 μs जेनरेटर'''


=== 10/700-5/320 μs जेनरेटर ===
10/700-5/320 μs स्पाइक के लिए भिन्न संयोजन तरंग जेनरेटर का उपयोग किया जाता है।
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10/700-5/320 μs उछाल के लिए एक अलग संयोजन तरंग जेनरेटर का उपयोग किया जाता है।


[[File:IEC-61000-4-5 Simplified Circuit Diagram of the 10-700 us Combination Wave Generator.svg|thumb|center|upright=2|alt=Simplified Schematic of the 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर | 10/700-5/320 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर का सरलीकृत योजनाबद्ध]]
[[File:IEC-61000-4-5 Simplified Circuit Diagram of the 10-700 us Combination Wave Generator.svg|thumb|center|upright=2|alt=Simplified Schematic of the 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर | 10/700-5/320 μs कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर का सरलीकृत योजनाबद्ध]]


== टेस्ट स्तर ==
== परीक्षण स्तर ==


निम्न तालिका संयोजन तरंग जेनरेटर के पीक ओपन-सर्किट वोल्टेज और शॉर्ट-सर्किट करंट को दर्शाती है।
निम्न तालिका संयोजन तरंग जेनरेटर के पीक ओपन-परिपथ वोल्टेज और शॉर्ट-परिपथ धारा को दर्शाती है।


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!colspan=10 |Electrical Surge Test Levels (IEC/EN 61000-4-5)
!colspan=10 |विद्युत वृद्धि परीक्षण स्तर (आईईसी/ईएन 61000-4-5)
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| कक्षा||परीक्षण स्तर<br/>(V)|| मैक्स पीक धारा @ 2 Ω<br/>(A)
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| 1|| 500||250
Line 215: Line 219:
|X||Special||Special
|X||Special||Special
|- align="center"
|- align="center"
| colspan="3" |''X can be any level specified in product specific standards. <br/> It can be above, below or between the others.''
| colspan="3" |''X उत्पाद विशिष्ट मानकों में निर्दिष्ट कोई भी स्तर हो सकता है।''
''यह दूसरों के ऊपर, नीचे या मध्य में हो सकता है।''
|}
|}
पूर्ण धारा हमेशा वास्तव में DUT पर लागू नहीं होती है। परीक्षण सेटअप और पोर्ट प्रकार के आधार पर, युग्मन नेटवर्क के एक भाग के रूप में एक अतिरिक्त अवरोधक का उपयोग DUT में पीक सर्ज करंट को कम करने के लिए किया जा सकता है, जिससे आउटपुट प्रतिबाधा 12 Ω या 42 Ω तक बढ़ जाती है।
पूर्ण धारा सदैव वास्तव में डीयूटी पर प्रारम्भ नहीं होती है। परीक्षण सेटअप और पोर्ट प्रकार के आधार पर, युग्मन नेटवर्क के भाग के रूप में अतिरिक्त अवरोधक का उपयोग डीयूटी में पीक सर्ज धारा को कम करने के लिए किया जा सकता है, जिससे आउटपुट प्रतिबाधा 12 Ω या 42 Ω तक बढ़ जाती है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
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== बाहरी संबंध ==
== बाहरी संबंध ==
*[https://webstore.iec.ch/publication/61166 IEC Webstore]
*[https://webstore.iec.ch/publication/61166 आईईसी Webstore]
*{{IEC|61000-4-5}}
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*[https://web.archive.org/web/20141114050939/http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/DM00080038.pdf STMicroelectronics' Application note ''AN4275 IEC 61000-4-5 standard overview''][[Category: विद्युत चुम्बकीय संगतता]] [[Category: आईईसी मानक|#61000-4-5]]  
*[https://web.archive.org/web/20141114050939/http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/DM00080038.pdf STMicroelectronics' Application note ''AN4275 आईईसी 61000-4-5 standard overvie''] [https://web.archive.org/web/20141114050939/http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/DM00080038.pdf ''w'']
 
 


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Latest revision as of 19:38, 5 July 2023

आईईसी 61000-4-5 अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन द्वारा सर्ज इम्युनिटी पर अंतर्राष्ट्रीय मानक है। विद्युत संस्थापन में, विद्युत् और डेटा लाइनों पर विघटनकारी वोल्टेज स्पाइक दिखाई दे सकते हैं। उनके स्रोतों में विद्युत् प्रणाली में अनपेक्षित लोड स्विचिंग और दोष साथ ही अप्रत्यक्ष विद्युत् की हड़ताल से प्रेरित विद्युत् के परिवर्तन सम्मिलित हैं (प्रत्यक्ष विद्युत् इस मानक में सीमा से बाहर है)। इसके लिए इलेक्ट्रिकल या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सर्ज इम्युनिटी का परीक्षण आवश्यक हो जाता है। आईईसी 61000-4-5 परीक्षण सेट-अप, प्रक्रियाओं और वर्गीकरण स्तरों को परिभाषित करता है।

विशेष रूप से, यह प्रयोगशाला परीक्षण के लिए आवश्यक सर्ज वोल्टेज और धारा तरंग रूपों को मानकीकृत करता है, जिसमें 1.2/50-8/20 μs आवेग सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला सर्ज तरंग है। यद्यपि यह मानक संपूर्ण प्रणाली स्तर पर उपकरणों के परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, न कि व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों के लिए, व्यवहार में इस सर्ज तरंग का उपयोग प्रायः क्षणिक वोल्टेज सप्रेसर्स (टीवीएस), गैस डिस्चार्ज ट्यूब (जीडीटी), मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर ( MOV), और अन्य सर्ज सुरक्षा उपकरण आदि।

धारा संस्करण तीसरा संस्करण (2014) है, जिसे 2017 में संशोधित किया गया है।[1]

परीक्षण व्यवस्था

इस मानक में दो प्रमुख घटकों को परिभाषित किया गया है: परीक्षण स्तर और प्रकार के आधार पर दो प्रकार के कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर (सीडब्ल्यूजी) और विभिन्न कपलिंग/डिकॉउलिंग नेटवर्क (सीडीएन) है।

सबसे पहले, कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर मानकीकृत आवेग जनरेटर है (कभी-कभी इसे लाइटनिंग सर्ज जनरेटर के रूप में भी जाना जाता है), इसका उपयोग प्रयोगशाला स्थितियों के अंतर्गत सिम्युलेटेड, मानक वोल्टेज और धारा सर्ज उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। इसके पश्चात, युग्मन नेटवर्क के माध्यम से स्पाइक को डिवाइस-अंडर-परीक्षण (डीयूटी) के पोर्ट में प्रेषित किया जाता है। अंत में, परीक्षण के समय विद्युत् व्यवस्था के माध्यम से अन्य उपकरणों तक पहुंचने से रोकने के लिए, विद्युत् लाइन और डीयूटी के मध्य डिकूप्लिंग नेटवर्क भी उपयोग किया जाता है।

सर्ज तरंगफॉर्म

कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर के लिए आवश्यक है कि आउटपुट फ्लोटिंग होना आवश्यक है, और सकारात्मक और नकारात्मक दोनों आवेग उत्पन्न करने में सक्षम हो। इसकी पुनरावृत्ति दर प्रति 60 सेकंड में कम से कम एक आवेग होनी चाहिए।

स्पाइक को कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर के ओपन-परिपथ वोल्टेज और शॉर्ट-परिपथ धारा तरंगफॉर्म द्वारा परिभाषित किया गया है, जो फ्रंट समय, अवधि और पीक वैल्यू द्वारा विशेषता है। ओपन परिपथ आउटपुट के साथ, सर्ज वोल्टेज के रूप में डबल एक्सपोनेंशियल पल्स के रूप में होता है, शॉर्ट परिपथ आउटपुट के साथ, सर्ज धारा तरंगफॉर्म नम साइन तरंग है। पीक ओपन-परिपथ वोल्टेज और पीक शॉर्ट-परिपथ धारा के मध्य का अनुपात 2 है, जो 2 Ω का प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा देता है।

Open-Circuit Voltage (exaggerated rising edge, not to scale, actual rising edge is almost a vertical line)
Open-Circuit Voltage
(exaggerated rising edge, not to scale, actual rising edge is almost a vertical line)
Short-Circuit Current
Short-Circuit Current

सामान्यतः, वोल्टेज तरंग में 1.2 μs का फ्रंट समय और 50 μs की अवधि होती है, और धारा तरंग में 8 μs का फ्रंट समय और 20 μs की अवधि होती है। यह अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला सर्ज तरंगफॉर्म है, जिसे प्रायः 1.2/50-8/20 μs सर्ज के रूप में जाना जाता है।

वैकल्पिक रूप से, उच्च वृद्धि स्तर का अनुभव करने वाले बाहरी दूरसंचार नेटवर्क के लिए, मानक 10/700 μs वोल्टेज तरंग और 5/320 μs धारा तरंग के साथ अधिक ऊर्जावान जनरेटर को भी परिभाषित करता है।

फ्रंट समय और अवधि को सीधे नहीं मापा जाता है, किंतु माप से प्राप्त आभासी पैरामीटर के रूप में मापा जाता है। ओपन-परिपथ वोल्टेज के लिए, फ्रंट समय को 30% -90% वृद्धि समय के 1.67 गुना के रूप में परिभाषित किया गया है, अवधि को इसके बढ़ते किनारे के 50% बिंदु और इसके गिरते किनारे के 50% बिंदु के मध्य के समय अंतराल के रूप में परिभाषित किया गया है। शॉर्ट-परिपथ धारा के लिए, फ्रंट समय को 10% -90% वृद्धि समय के 1.25 गुना के रूप में परिभाषित किया गया है, अवधि को इसके बढ़ते किनारे के 50% बिंदु और इसके गिरते किनारे के 50% बिंदु के मध्य 1.18 गुना समय अंतराल के रूप में परिभाषित किया गया है।

जनरेटर के आउटपुट पर, शून्य से नीचे 30% ओवरशूट (सिग्नल) की अनुमति है। कपलिंग नेटवर्क के आउटपुट पर कोई ओवरशूट या ओवरशूट सीमा नहीं है।

विभिन्न मानकों के साथ तुलना

आईईसी 60060-1

यह ध्यान देने योग्य है कि 1.2/50 μs वोल्टेज और 8/20 μs धारा आवेग दोनों क्लासिक तरंगफॉर्म हैं, जिनका विद्युत ऊर्जा संचरण के लिए उच्च-वोल्टेज परीक्षण में उपयोग का सुस्थापित इतिहास है।[2] इस प्रकार, इन तरंगरूपों को आईईसी 60060-1 हाई-वोल्टेज परीक्षण तकनीक" और इस संदर्भ में अन्य मानकों द्वारा भी परिभाषित किया गया है। वास्तव में, आईईसी 61000-4-5 में तरंगरूप परिभाषाएँ मूल रूप से आईईसी 60060-1 पर आधारित थीं।[3][4]

फिर भी, महत्वपूर्ण अंतर हैं। पारंपरिक उच्च-वोल्टेज परीक्षण में, वोल्टेज और धारा आवेगों का भिन्न-भिन्न परीक्षण किया जाता है, संयोजन में नहीं किया जाता है। 1.2/50 μs जनरेटर इन्सुलेशन परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, और उच्च-प्रतिबाधा भार में उच्च-वोल्टेज, कम-धारा आवेग उत्पन्न करता है। इस जनरेटर का आउटपुट धारा मिलीएम्पियर स्केल पर है।[2][5] 8/20 μs जनरेटर को सर्ज अरेस्टर परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, और कम-प्रतिबाधा भार में उच्च-धारा स्पाइक उत्पन्न करता है।[2]दूसरी ओर, आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण गैर-रेखीय उपकरणों, सुरक्षा परिपथ और आवरित ब्रेकडाउन में उत्पन्न होने के कारण उच्च और निम्न-प्रतिबाधा भार हो सकते हैं। परिणाम स्वरुप, इसने स्पाइक के समय उच्च-वोल्टेज, उच्च-धारा आउटपुट उत्पन्न करने की क्षमता वाले कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर के निर्माण को प्रेरित किया।[2]इसके अतिरिक्त, दोनों मानकों में भिन्न-भिन्न तरंगों की सहनशीलता होती है[6]इस प्रकार, आईईसी 61000-4-5 को आईईसी 60060-1 और अन्य उच्च-वोल्टेज परीक्षणों के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए जो 1.2/50 μs या 8/20 μs आवेग का भी उपयोग करते हैं।[5]


आईईसी 61000-4-5 ईडी 2 और ईडी 3

जब युग्मन नेटवर्क का उपयोग किया जाता है, तो पिछले अनुभव ने विभिन्न जनरेटर के मध्य असंगत तरंगों को दिखाया है। इस प्रकार, आईईसी 61000-4-5 ईडी में महत्वपूर्ण परिवर्तन 3 यह है कि संयोजन तरंग जनरेटर को केवल आउटपुट पर संलग्न 18 μF कैपेसिटर के साथ सत्यापित किया जाना चाहिए। यह शॉर्ट-परिपथ धारा तरंगफॉर्म पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। यदि जनरेटर को युग्मन संधारित्र को ध्यान में रखे बिना डिज़ाइन किया जाना है, तो आउटपुट अब मानक अनुरूप नहीं होगा।[7]

तीसरे संस्करण ने तरंगरूप परिभाषाओं को भी सरल बनाया। पहले के मानक में आईईसी 60060-1 या आईईसी 60469-1 पर आधारित 1.2/50-8/20 μs तरंगफॉर्म पैरामीटर्स की दो परिभाषाएँ और 10/700-5/320 μs तरंगफॉर्म पैरामीटर्स की दो परिभाषाएं थीं। आईईसी 60060-1 या आईटीयू-टी K श्रृंखला पर आधारित ईडी 3 ने इन मानकों के संदर्भों को हटा दिए और स्टैंडअलोन परिभाषाएँ दीं।[3][4]विशेष रूप से, आईईसी 60060-1 के दृष्टिकोण का उपयोग करके एक्सट्रपलेटेड "आभासी उत्पत्ति" से समय अंतराल के अतिरिक्त, फ्रंट समय को फ्रंट समय के संदर्भ में फिर से परिभाषित किया गया है। यह किसी को ऑसिलोस्कोप पर अंतर्निहित माप सुविधा का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिससे परीक्षण प्रक्रियाएं सरल हो जाती हैं। व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, दोनों परिभाषाओं के मध्य अंतर नगण्य है।[7]चूँकि, क्योंकि नई परिभाषा आईईसी 60060-1 के आधार पर बनाई गई थी, आईईसी 60469-1 की परिभाषाओं के अनुसार कैलिब्रेट किया गया जनरेटर अब मानक अनुरूप नहीं हो सकता है।[4]

परिपथ विश्लेषण

1.2/50-8/20 μs जेनरेटर

Simplified Schematic of the 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर
1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर का सरलीकृत योजनाबद्ध

कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर अनिवार्य रूप से कैपेसिटर डिस्चार्ज परिपथ है। प्रारंभ में, स्विच ओपन है, उच्च वोल्टेज स्रोत ऊर्जा-भंडारण संधारित्र को चार्ज करता है धारा-सीमित अवरोधक के माध्यम से फिर पल्स फॉर्मिंग नेटवर्क के माध्यम से लोड को आवेग देने के लिए स्विच को बंद कर दिया जाता है, जिसमें वृद्धि समय को आकार करने वाला शेपिंग इंडक्टर होता है। , दो आवेग अवधि आकार देने वाले प्रतिरोधक और , और प्रतिबाधा युग्मित अवरोधक है।

मानक घटक मान या व्यावहारिक परिपथों निर्दिष्ट नहीं करता है, मानक आवश्यकताओं के अनुरूप किसी भी उपयुक्त डिज़ाइन का उपयोग किया जा सकता है।

डिजाइन समीकरणों और घटक मानों सहित आदर्श वृद्धि जनरेटर का पूर्ण परिपथ विश्लेषण प्रस्तुति में उपलब्ध है। हेस्टरमैन एट, अल द्वारा वोल्टेज सर्ज इम्यूनिटी परीक्षणिंग का परिचय दिया जाता है।[8] तीसरे संस्करण के लिए अद्यतन व्युत्पत्ति कैरोबी एट अल द्वारा 1,2/50-8/20 μs संयोजन तरंग जनरेटर के प्राथमिक और आदर्श समतुल्य परिपथ मॉडल में दी गई है।[7]

डिजाइन समीकरण

निम्नलिखित डिज़ाइन समीकरण कैरोबी एट अल द्वारा व्युत्पन्न किए गए हैं। इन समीकरणों में चार्जिंग वोल्टेज है , और घटक हैं , , , , और [7]

ओपन-परिपथ वोल्टेज

ओपन-परिपथ वोल्टेज के लिए, इसका लाप्लास ट्रांसफॉर्म है:

 

 

 

 

(1)

जहाँ:

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

(3)

इस प्रकार, ओपन-परिपथ वोल्टेज डबल घातीय तरंग है:

 

 

 

 

(4)

वोल्टेज अपने शीर्ष मान पर पहुँचता है:

 

 

 

 

(5)

और शिखर वोल्टेज है:

 

 

 

 

(6)

शॉर्ट-परिपथ धारा

जब आउटपुट छोटा हो जाता है, तो ध्यान दें कि अंतिम अवरोधक ( योजनाबद्ध में) प्रभावी रूप से हटा दिया जाता है।

शॉर्ट-परिपथ धारा के लिए, इसका लाप्लास रूपांतरण है:

 

 

 

 

(7)

जहाँ:

 

 

 

 

(8)

 

 

 

 

(9)

 

 

 

 

(10)

इस प्रकार, शॉर्ट-परिपथ धारा नम साइन तरंग है (कम नमी वाले आरएलसी परिपथ से):

 

 

 

 

(11)

धारा अपने शीर्ष मान पर पहुँचती है:

 

 

 

 

(12)

और शिखर धारा है:

 

 

 

 

(13)

उपाय

4 में आयाम की उपेक्षा करें, यह बन जाता है:

 

 

 

 

(14)

प्रतिस्थापित करके :

 

 

 

 

(15)

अनुपात बनाने के लिए का चयन किया जाना चाहिए के तरंगरूप की अवधि फ्रंट-समय अनुपात से अधिक होती है . संख्यात्मक रूप से मूल्यांकन करके इस अनुपात को परिवर्तित करते समय का तरंगरूप (इसके अग्र समय और अवधि सहित) समाधान किया जाता है अगला, और संख्यात्मक रूप से भिन्न द्वारा गणना की जाती है जब तक 14 के तरंगफॉर्म का फ्रंट समय 1.2 μs है। समाधान = 68.2 μs इसलिए, = 0.4 μs है।

11, में आयाम की उपेक्षा करें, यह बन जाता है:

 

 

 

 

(16)

प्रतिस्थापित करके :

 

 

 

 

(17)

मान बनाने के लिए का चयन किया जाना चाहिए के तरंगरूप की अवधि सामने के समय के अनुपात से अधिक होती है संख्यात्मक मूल्यांकन करके मूल्यांकन करके भिन्न-भिन्न होते हुए भी तरंगरूप (इसके अग्र समय और अवधि सहित) प्रश्न, का समाधान मिल गया है, अगला, की गणना इसे संख्यात्मक रूप से भिन्न करके की जाती है जब तक कि 16 के तरंगरूप की अवधि 20 μs न हो जाए। सही अवधि के साथ, फ्रंट समय भी स्वचालित रूप से संतुष्ट हो जाता है। समाधान है।

एक बार , , और हल हो गए हैं, परिपथ घटक मान प्राप्त किए जा सकते हैं, पहला व्युत्पन्न होता है।

ध्यान दें कि प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा (विभाजित करके) है 6 द्वारा 13):

 

 

 

 

(18)

और इस रूप में पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है:

 

 

 

 

(19)

आउटपुट प्रतिबाधा सेट करें = 2 Ω, = 26.1 Ω हल है:

अंत में, अन्य घटक मानों का बंद-रूप समाधान है:

 

 

 

 

(20)

 

 

 

 

(21)

 

 

 

 

(22)

 

 

 

 

(23)

समाधान = 5.93 μF, = 10.9 μH, = 20.2 Ω, और = 0.814 Ω है।

आउटपुट पीक वोल्टेज चार्जिंग वोल्टेज से थोड़ा कम है। वोल्टेज को स्केल करने के लिए, 4 में आयाम का उपयोग करें और E = 1, सेट करें, इससे परिणाम मिलता है।

इस प्रकार, संधारित्र चार्ज वोल्टेज आउटपुट पीक वोल्टेज का गुना है।

ध्यान दें कि यह समाधान कपलिंग कैपेसिटर पर विचार नहीं करता है, और इसका अंडरशूट भी है, दोनों समस्याओं के समाधान पर निम्नलिखित अनुभागों में वर्णन किया गया है।

युग्मन संधारित्र

अतिरिक्त 18 μF युग्मन संधारित्र का ओपन-परिपथ वोल्टेज पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, किंतु शॉर्ट-परिपथ धारा को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

कैरोबी एट अल. श्रृंखला युग्मन संधारित्र के प्रभाव को ध्यान में रखने के लिए निम्नलिखित पुनरावृत्त, परीक्षण-और-त्रुटि डिजाइन प्रक्रिया का सुझाव दिया। सबसे पहले, संधारित्र पर विचार किए बिना, मूल परिपथ विश्लेषण का पुन: उपयोग किया जाता है, और परिपथ घटकों के मान संख्यात्मक सॉल्वर के माध्यम से प्राप्त किए जाते हैं। अगला, संधारित्र जोड़ा जाता है और शॉर्ट-परिपथ तरंग के परिवर्तन को नोट किया जाता है। फिर, संख्यात्मक सॉल्वर के लिए लक्ष्य तरंग पैरामीटर पूर्व-विकृत होते हैं, घटक मानों का नया सेट प्राप्त करते हैं (सामने का समय, अवधि और प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा परिवर्तित करके)। उदाहरण के लिए, यदि पीक धारा अधिक कम हो जाती है, तो प्रभावी आउटपुट प्रतिबाधा लक्ष्य को समायोजित करके उच्च पीक धारा के लिए घटक मानों की पुनर्गणना की जाती है। वांछित तरंग प्राप्त होने तक इन चरणों को दोहराया जाता है। यहां दिया गया परिणाम दो पुनरावृत्तियों के पश्चात 1.5% के भीतर सटीक है, उच्च त्रुटिहीनता के लिए अधिक पुनरावृत्तियों की आवश्यकता है। [7]

परिणाम

आदर्श घटक मान

(संख्यात्मक अनुमान)

18 μF
शृंखला
संधारित्र
चार्ज 

वोल्टेज
(V)


(μF)

(μH)

(Ω)

(Ω)

(Ω)
उपस्थित 

अंडरशूट
(%)

द्वारा
नहीं 1060 5.93 10.9 0.814 20.2 26.1 34 कैरोबी एट अल.
नहीं 1082 6.04 10.4 0.941 25.1 19.8 27.4 हेस्टरमैन, एट. अल.[8]
हाँ 1063 9.98 10.7 0.832 9.39 25.5 39 कैरोबी एट अल.[7]

दोनों स्रोतों ने दिखाया कि 30% शॉर्ट-परिपथ धारा ओवरशूट सीमा का उल्लंघन किए बिना तरंग आवश्यकताओं को ठीक से पूर्ण करना संभव नहीं है। फिर भी, हेस्टरमैन, एट अल. सहनशीलता के भीतर तरंगरूप पैरामीटर्स को समायोजित करके अनुमानित समाधान प्रस्तुत किया।[8]कैरोबी एट अल द्वारा व्युत्पत्ति अंडरशूट आवश्यकता को अकेंद्रित कर दिया, यह प्रदर्शित करते हुए कि व्यावहारिक परिपथ कुछ स्थितियों में ओवरशूट को व्यावहारिक रूप से शून्य तक भी कम कर सकता है यदि यूनिडायरेक्शनल स्विच का उपयोग किया जाता है।[7]इसके अतिरिक्त, आईईसी 61000-4-5 बताता है कि कपलिंग नेटवर्क के आउटपुट पर कोई ओवरशूट या अंडरशूट आवश्यकता नहीं है।

ये समाधान केवल आदर्श जनरेटर के लिए मान्य हैं, जो परिपथ सिमुलेशन के लिए उपयुक्त हैं। इसे व्यावहारिक जनरेटर डिजाइन के प्रारंभिक बिंदु के रूप में उपयोग किया जा सकता है, किंतु स्विच गैर-आदर्शताओं के कारण घटक मानों को आगे समायोजित करना पड़ता है। आदर्श परिपथ में, ओपन-परिपथ वोल्टेज वृद्धि का समय स्थिरांक द्वारा नियंत्रित होता है , किंतु व्यावहारिक स्विच के कारण वृद्धि समय अवक्रमण हो सकता है। इसके अतिरिक्त, विभिन्न प्रकार के स्विच के उपयोग के कारण, वास्तविक जनरेटर अंडरशूट के साथ द्विदिश आवेग या अंडरशूट के बिना यूनिडायरेक्शनल आवेग उत्पन्न कर सकता है। आदर्श परिपथ मॉडल इन गैर-रैखिक प्रभावों की भविष्यवाणी नहीं कर सकता है, और इसे व्यावहारिक जनरेटर के पूर्ण परिपथ मॉडल के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।[7]

10/700-5/320 μs जेनरेटर

10/700-5/320 μs स्पाइक के लिए भिन्न संयोजन तरंग जेनरेटर का उपयोग किया जाता है।

Simplified Schematic of the 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर
10/700-5/320 μs कॉम्बिनेशन तरंग जेनरेटर का सरलीकृत योजनाबद्ध

परीक्षण स्तर

निम्न तालिका संयोजन तरंग जेनरेटर के पीक ओपन-परिपथ वोल्टेज और शॉर्ट-परिपथ धारा को दर्शाती है।

विद्युत वृद्धि परीक्षण स्तर (आईईसी/ईएन 61000-4-5)
कक्षा परीक्षण स्तर
(V)
मैक्स पीक धारा @ 2 Ω
(A)
1 500 250
2 1000 500
3 2000 1000
4 4000 2000
X Special Special
X उत्पाद विशिष्ट मानकों में निर्दिष्ट कोई भी स्तर हो सकता है।
यह दूसरों के ऊपर, नीचे या मध्य में हो सकता है।

पूर्ण धारा सदैव वास्तव में डीयूटी पर प्रारम्भ नहीं होती है। परीक्षण सेटअप और पोर्ट प्रकार के आधार पर, युग्मन नेटवर्क के भाग के रूप में अतिरिक्त अवरोधक का उपयोग डीयूटी में पीक सर्ज धारा को कम करने के लिए किया जा सकता है, जिससे आउटपुट प्रतिबाधा 12 Ω या 42 Ω तक बढ़ जाती है।

यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध