विद्युत एवं इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के ईएमसी प्रतिरक्षा परीक्षण में रिंग वेव सिम्युलेटर के अनुप्रयोग पर शोध

सार
औद्योगिक विद्युत ग्रिडों और नागरिक विद्युत आपूर्ति प्रणालियों में, उच्च वोल्टेज स्विच स्विचिंग, ट्रांसफार्मर क्षणिक दोलन, विद्युत दोष और प्रेरक लोड स्विचिंग के कारण मंद दोलनशील वलय-तरंग हस्तक्षेप उत्पन्न होते हैं। इस प्रकार के क्षणिक व्यवधान विद्युत लाइनों और सिग्नल लाइनों के माध्यम से विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में प्रवेश करते हैं, जिससे उपकरण क्रैश, गलत संचालन और यहां तक ​​कि हार्डवेयर क्षति भी हो सकती है। एक प्रमुख ईएमसी परीक्षण उपकरण के रूप में, रिंग वेव सिम्युलेटर (रिंग वेव जनरेटर) प्रयोगशाला स्थितियों के तहत वास्तविक दुनिया के रिंग-वेव हस्तक्षेप को पुन: उत्पन्न कर सकता है। यह GB/T 17626.12-2023, IEC 61000-4-12 और अन्य मानकों के अनुसार प्रतिरक्षा परीक्षण करता है ताकि परीक्षण के तहत उपकरण (EUT) की ऐसी हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरक्षा क्षमता का मूल्यांकन किया जा सके, इन्सुलेशन की कमजोरियों और सर्किट में हस्तक्षेप-रोधी दोषों की समय पर पहचान की जा सके और जटिल विद्युत वातावरण में उपकरण के स्थिर संचालन को सुनिश्चित किया जा सके। LISUN इस शोध पत्र में RWG61000-12 श्रृंखला के रिंग वेव सिम्युलेटर को अनुसंधान वस्तु के रूप में लेते हुए, रिंग-वेव हस्तक्षेप की उत्पत्ति तंत्र, सिम्युलेटर के मुख्य कार्यों, प्रमुख तकनीकी मापदंडों और बहु-उद्योग इंजीनियरिंग अनुप्रयोग परिदृश्यों का वर्णन किया गया है, ताकि व्यावहारिक रिंग-वेव प्रतिरक्षा ईएमसी परीक्षण के लिए संदर्भ प्रदान किया जा सके।

परिचय

आधुनिक विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण औद्योगिक नियंत्रण, नई ऊर्जा चार्जिंग पाइल, चिकित्सा उपकरण, घरेलू उपकरण, पावर मीटर और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इनके विद्युत आपूर्ति वातावरण में विभिन्न प्रकार के क्षणिक विद्युत चुम्बकीय व्यवधान उत्पन्न होते हैं। रिंग वेव एक गैर-दोहराव वाला मंद दोलनशील क्षणिक स्पंद है, जो आमतौर पर निम्न-वोल्टेज एसी विद्युत आपूर्ति नेटवर्क में मौजूद होता है। जब उच्च-वोल्टेज स्विच संचालित होते हैं, तो ट्रांसफार्मर वाइंडिंग में क्षणिक दोलन होता है, बड़े पैमाने पर मोटरें चालू-बंद होती हैं या विद्युत प्रणालियों में शॉर्ट-सर्किट दोष उत्पन्न होते हैं, जिससे लाइन प्रतिबाधा बेमेल के कारण यात्रा-तरंग परावर्तन शुरू हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप तीव्र वृद्धि, उच्च आयाम और धीरे-धीरे क्षीण होने वाले 100 किलोहर्ट्ज़ दोलनशील स्पंद उत्पन्न होते हैं, जिन्हें रिंग-वेव व्यतिकरण कहा जाता है।

इस प्रकार का व्यवधान विद्युत और सिग्नल केबलों के माध्यम से उपकरणों में प्रवेश करता है और पावर लूप और सिग्नल इंटरफेस को प्रभावित करता है। कई उपकरण आदर्श प्रयोगशाला विद्युत आपूर्ति स्थितियों में सामान्य रूप से कार्य करते हैं, फिर भी ऑन-साइट पावर ग्रिड में स्थापित होने के बाद अक्सर नियंत्रण संबंधी विसंगतियों, संचार अवरोधों और कार्यात्मक गड़बड़ी से ग्रस्त हो जाते हैं। इस प्रकार की कई विफलताओं का मूल कारण रिंग-वेव व्यवधान है। ऑन-साइट विद्युत चुम्बकीय वातावरण के कारण उपकरण विफलता के जोखिम से बचने के लिए, उत्पादों को अनुसंधान एवं विकास और टाइप-अप्रूवल चरणों के दौरान मानकीकृत रिंग-वेव प्रतिरक्षा परीक्षण पूर्ण करने की आवश्यकता होती है। रिंग वेव सिम्युलेटर ऐसे परीक्षणों के लिए मुख्य हार्डवेयर के रूप में कार्य करता है। यह जटिल क्षेत्र स्थितियों से स्वतंत्र रूप से प्रयोगशालाओं में मानकीकृत रिंग-वेव तरंगों को पुन: उत्पन्न कर सकता है और उत्पादों के छिपे हुए डिज़ाइन जोखिमों को पहले से ही उजागर करने के लिए दोहराने योग्य और तुलनीय प्रतिरक्षा मूल्यांकन को साकार कर सकता है, जो विद्युत चुम्बकीय संगतता सत्यापन के लिए एक अनिवार्य परीक्षण उपकरण है।

1. रिंग वेव सिम्युलेटर का कार्य सिद्धांत और मुख्य कार्य

रिंग वेव सिम्युलेटर, जिसे रिंग वेव जनरेटर भी कहा जाता है, मुख्य रूप से उच्च-वोल्टेज ऊर्जा-भंडारण इकाई, पल्स-फॉर्मिंग नेटवर्क, पावर-एम्पलीफायर मॉड्यूल, कपलिंग-डीकपलिंग नेटवर्क (सीडीएन) और मानव-मशीन इंटरैक्शन नियंत्रण प्रणाली से मिलकर बना होता है। एलसी ऑसिलेशन सर्किट द्वारा मानक मंद दोलनशील तरंगें उत्पन्न की जाती हैं। पावर एम्प्लीफिकेशन के बाद, निर्दिष्ट वोल्टेज और करंट वाले पल्स सिग्नल आउटपुट के रूप में प्राप्त होते हैं। कपलिंग-डीकपलिंग नेटवर्क परीक्षण के तहत उपकरण के पोर्ट में व्यवधान उत्पन्न करता है, साथ ही बाहरी मुख्य आपूर्ति को अलग करता है ताकि परीक्षण पल्स विपरीत दिशा में पावर ग्रिड को प्रदूषित न करें और परीक्षण की सुरक्षा और तरंग की सटीकता सुनिश्चित हो।

रिंग वेव सिम्युलेटर का मुख्य कार्य वास्तविक परिस्थितियों में विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों द्वारा अनुभव किए जाने वाले रिंग-वेव हस्तक्षेप का अनुकरण करना है। यह उच्च-वोल्टेज स्विच संचालन, ट्रांसफार्मर-वाइंडिंग क्षणिक दोलन, पावर-सिस्टम दोषों और प्रेरक-लोड स्विचिंग द्वारा उत्पन्न मंद दोलनशील स्पंदों को पुन: उत्पन्न करता है। परीक्षण के तहत उपकरण (ईयूटी) पर राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय मानक तरंगरूप विनिर्देशों के अनुसार मानकीकृत प्रतिरक्षा परीक्षणों के लिए विक्षोभ संकेत लागू किए जाते हैं, ताकि ईयूटी के रिंग-वेव हस्तक्षेप के प्रतिरोध स्तर का मूल्यांकन किया जा सके। परीक्षण के दौरान, उपकरण के इन्सुलेशन की कमजोरियों, पावर लूप के दोषों और इंटरफ़ेस सुरक्षा परिपथों की कमजोरियों का समय पर पता लगाया जा सकता है, जिससे हार्डवेयर अनुकूलन में मदद मिलती है और जटिल विद्युत वातावरण में तैनाती के बाद उपकरण का निरंतर और स्थिर संचालन सुनिश्चित होता है।

ऑपरेटर विभिन्न गंभीरता स्तरों के हस्तक्षेपों का अनुकरण करने के लिए आउटपुट वोल्टेज आयाम, आउटपुट प्रतिबाधा, पल्स ध्रुवीयता और पावर-ग्रिड सिंक्रोनाइज़ेशन चरण को समायोजित कर सकते हैं। व्यवधान उत्पन्न होने पर EUT की परिचालन स्थिति का अवलोकन किया जाता है। प्रदर्शन में गिरावट, कार्यात्मक असामान्यता और हार्डवेयर क्षति का आकलन उत्पाद विनिर्देश मानदंडों के आधार पर प्रतिरक्षा स्तर मूल्यांकन के लिए किया जाता है। LISUN RWG61000-12 सीरीज रिंग वेव सिम्युलेटर विजुअल पैरामीटर कॉन्फ़िगरेशन और स्वचालित परीक्षण-प्रक्रिया रिकॉर्डिंग के लिए चीनी-अंग्रेजी एंड्रॉइड टच स्क्रीन से लैस है, जो कई उद्योगों के लिए ईएमसी अनुपालन परीक्षणों के लिए उपयुक्त है। 

2 के प्रमुख पैरामीटर LISUN RWG61000-12 सीरीज रिंग वेव सिम्युलेटर

RSI LISUN RWG61000-12 श्रृंखला के रिंग वेव सिम्युलेटर में 4 kV और 6 kV आउटपुट स्तरों को कवर करने वाले चार मॉडल शामिल हैं, जो क्रमशः सिंगल-फेज़ और थ्री-फेज़ पांच-वायर कपलिंग-डीकपलिंग नेटवर्क से सुसज्जित हैं। ये सिंगल-फेज़ घरेलू उपकरणों, मीटरों और थ्री-फेज़ औद्योगिक उपकरणों के लिए उपयुक्त हैं। यह श्रृंखला GB/T 17626.12-2023, IEC 61000-4-12:2017, EN 61000-4-12:2017, GJB151B-2013 और अन्य मानकों का अनुपालन करती है। मुख्य तकनीकी विशिष्टताएँ तालिका 1 में सूचीबद्ध हैं।

तालिका 1 RWG61000-12 श्रृंखला रिंग वेव सिम्युलेटर की मुख्य विशिष्टताएँ

ऊपर दिए गए मापदंडों के अनुसार, यह रिंग वेव सिम्युलेटर दो मानक आउटपुट-इम्पीडेंस सेटिंग्स प्रदान करता है: 12 Ω और 30 Ω, जो मानकों में निर्दिष्ट विभिन्न स्रोत इम्पीडेंस वाली परीक्षण स्थितियों के अनुरूप हैं। यह 0° से 360° तक AC पावर-फ़्रीक्वेंसी सिंक्रोनस ट्रिगरिंग का समर्थन करता है, जो उन परिदृश्यों का अनुकरण कर सकता है जहां पावर-फ़्रीक्वेंसी वोल्टेज के किसी भी फेज़ कोण पर रिंग-वेव इंटरफेरेंस होता है और परीक्षण की पुनरुत्पादकता में सुधार करता है। 4 kV संस्करण घरेलू उपकरणों और सामान्य औद्योगिक नियंत्रण उपकरणों के लिए उपयुक्त है, जबकि 6 kV मॉडल RWG61000-12A और RWG61000-12AT उच्च स्तर के विद्युत उपकरणों और नए ऊर्जा उत्पादों के लिए लक्षित हैं। सिंगल-फेज़ CDN छोटे घरेलू उपकरणों और बिजली मीटरों के लिए उपयुक्त है; थ्री-फेज़ फाइव-वायर CDN का उपयोग फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स, थ्री-फेज़ मोटर्स और अन्य औद्योगिक उपकरणों के लिए किया जाता है, जो उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करता है।

RWG61000-12_एएल

रिंग वेव सिम्युलेटर के 3 औद्योगिक अनुप्रयोग

रिंग वेव सिमुलेटर का उपयोग औद्योगिक नियंत्रण और विद्युत, नई ऊर्जा, उपभोक्ता उपकरण, चिकित्सा-इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य क्षेत्रों में उत्पाद अनुसंधान एवं विकास, विश्वसनीयता सत्यापन और प्रकार-परीक्षण के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

औद्योगिक नियंत्रण और विद्युत उपकरण उद्योगों में, पीएलसी, सर्वो ड्राइव, औद्योगिक राउटर, ऊर्जा मीटर और रिले सुरक्षा उपकरणों के लिए कारखानों में मोटर के चालू-बंद होने और ट्रांसफार्मर स्विचिंग के कारण होने वाले मंद दोलन हस्तक्षेप का अनुकरण करने वाले रिंग वेव सिमुलेटर के साथ विद्युत लाइन प्रतिरक्षा परीक्षण पूरा करना आवश्यक है। ये परीक्षण कमांड विलंब, संचार त्रुटि और रिले की गलत कार्यप्रणाली का पता लगा सकते हैं और इन्सुलेशन प्रदर्शन का मूल्यांकन कर सकते हैं, जिससे साइट पर उपकरणों के जलने से बचा जा सकता है और उत्पादन लाइनों और विद्युत वितरण प्रणालियों के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित किया जा सकता है।

नई ऊर्जा और ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों में, एसी/डीसी चार्जिंग पाइलों के पावर इनपुट पोर्ट और सीएएन संचार पोर्ट को रिंग वेव सिमुलेटर के साथ रिंग वेव प्रतिरोधकता परीक्षण की आवश्यकता होती है। ये परीक्षण पावर ग्रिड की गड़बड़ियों और आंतरिक स्विचिंग के कारण चार्जिंग पाइलों में उत्पन्न होने वाली रिंग वेव गड़बड़ियों का अनुकरण करते हैं, जिससे यह सत्यापित किया जा सके कि चार्जिंग में रुकावट या संचार विफलता तो नहीं हो रही है। ऑटोमोटिव बीएमएस और ऑन-बोर्ड चार्जर (ओबीसी) भी वाहन पावर सप्लाई सिस्टम के क्षणिक दोलन हस्तक्षेप को पुन: उत्पन्न करने और ऑन-बोर्ड इलेक्ट्रॉनिक घटकों के विश्वसनीय संचालन की गारंटी देने के लिए रिंग वेव सिमुलेटर का उपयोग कर सकते हैं।

घरेलू उपकरणों और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में, रेफ्रिजरेटर, एयर कंडीशनर, वाशिंग मशीन, पावर एडेप्टर और स्मार्ट सॉकेट के लिए, आवासीय पावर ग्रिड में कंप्रेसर के चालू-बंद होने और उच्च-शक्ति वाले उपकरणों के स्विचिंग से उत्पन्न रिंग-वेव गड़बड़ी को पुन: उत्पन्न करने के लिए रिंग-वेव सिम्युलेटर का उपयोग किया जाता है। इससे यह सत्यापित किया जाता है कि उपकरण क्रैश या खराब तो नहीं होगा, और उपभोक्ता उत्पादों की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए पावर पोर्ट के सुरक्षा सर्किट को पहले से ही अनुकूलित किया जाता है।

चिकित्सा इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उच्च परिचालन विश्वसनीयता आवश्यक है। रोगी मॉनिटर, अल्ट्रासोनिक उपकरण, इन्फ्यूजन पंप और अन्य चिकित्सा उपकरणों में रिंग वेव सिमुलेटर का उपयोग किया जाना चाहिए ताकि सीटी और एमआरआई जैसे बड़े पैमाने पर अस्पताल के उपकरणों के चालू होने से उत्पन्न होने वाले पावर ग्रिड रिंग-वेव व्यवधानों का अनुकरण किया जा सके, और यह सुनिश्चित किया जा सके कि निदान सुरक्षा की गारंटी के लिए कोई डेटा ऑफसेट या गलत ट्रिगरिंग न हो।

4. व्यावहारिक महत्व और निष्कर्ष

वास्तविक विद्युत आपूर्ति नेटवर्क में रिंग-वेव व्यवधान वस्तुनिष्ठ रूप से मौजूद होता है, और कई उत्पाद विफलताएँ रिंग-वेव के प्रभाव से उत्पन्न होती हैं। रिंग वेव सिम्युलेटर मानकीकृत और पुनरुत्पादनीय प्रयोगशाला परीक्षण समाधान प्रदान करता है। जटिल ऑन-साइट परिस्थितियाँ बनाए बिना, वास्तविक दुनिया के मंद दोलन स्पंदों का अनुकरण करके EUT के लिए पूर्ण प्रतिरक्षा मूल्यांकन किया जा सकता है, इन्सुलेशन की कमजोरियों और सुरक्षा-परिक्रमा दोषों का पता लगाया जा सकता है, और PCB लेआउट, ग्राउंडिंग डिज़ाइन और सर्ज-सुरक्षा घटक चयन के अनुकूलन में मार्गदर्शन किया जा सकता है। अनुसंधान एवं विकास चरण से ही ऑन-साइट उपकरण विफलता की संभावना को कम किया जा सकता है।

RSI LISUN RWG61000‑12 श्रृंखला रिंग वेव सिम्युलेटर यह राष्ट्रीय, सैन्य और अंतर्राष्ट्रीय मानकों की तरंगरूप संबंधी सभी आवश्यकताओं को पूर्णतः पूरा करता है। कई एकल-चरण और त्रि-चरण विन्यास अनुसंधान एवं विकास प्रयोगशालाओं और तृतीय-पक्ष परीक्षण संस्थानों की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। रिंग-वेव प्रतिरक्षा परीक्षण केवल अनुपालन प्रमाणन के लिए ही नहीं, बल्कि विद्युत एवं इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की पर्यावरणीय अनुकूलता और विश्वसनीयता बढ़ाने का एक महत्वपूर्ण साधन भी है। औद्योगिक और नई ऊर्जा उपकरणों के निरंतर प्रचलन के साथ, ईएमसी सत्यापन में रिंग वेव सिमुलेटर की भूमिका और भी महत्वपूर्ण होती जाएगी।