מהם הרמוניות הרשתות החשמליות

גילוי הרמוני

לתרשים האות, שמשתנה בהתאם לחוק הסינוסואידי, יש את הצורה:

אבל זה שונה משמעותית מצורת המתח האמיתית ברשת החשמל:

חיידקים ופרצים אלה נגרמים גם הם על ידי הרמוניות. ננסה לדבר על תופעה זו במילים פשוטות. ניתן לייצג את הגרף למעלה כסכום האותות בתדרים ועוצמות שונות. אם כל זה מתווסף, התוצאה תהיה בדיוק אות כזה. דוגמה ותוצאה של הוספת אותות מוצגת בתרשים שלהלן:

הרמוניקה נבדלת במספרים, כאשר ההרמוני הראשון הוא הרכיב בעל הערך הגדול ביותר. עם זאת, תיאור כזה הוא קצר מדי. לכן, בואו ניתן נוסחה לקביעת הערך ההרמוני. זה אפשרי עם ניתוח הרמוני והרחבת פורייה:

מנוסחה זו ניתן להבחין גם בתדרים ובשלבים של הרכיבים ההרמוניים של רשת החשמל וכל אות סינוסואידי אחר.

מקורות הפרעה

ניתן לייחס מספר ציוד למקורות הפרעה, החל ממכשירי חשמל ביתיים ועד מכונות חשמליות תעשייתיות עוצמתיות. ראשית, נבחן בקצרה את הגורמים להתרחשותם.

הרמוניה ברשת AC חשמלית מתעוררת בגלל מאפייני הציוד החשמלי, למשל, בגלל אי-הליניאריות של מאפייניהם, או אופי הצריכה הנוכחית.

לדוגמה, ברשתות תלת-פאזיות במעגלים המגנטיים של שנאים, אורכי הנתיבים המגנטיים של השלבים האמצעיים והקיצוניים שונים כמעט פי 2, ולכן זרמי המגנטציה שלהם נבדלים עד פעם וחצי. מכאן עולות הרמוניות ברשתות תלת פאזיות.

מקור אחר הפרעה בהנדסת חשמל, מדובר במנועים חשמליים, סינכרוניים ואסינכרוניים תלת פאזיים כאחד, וביניהם מנועי אספן אוניברסליים. סוג המנוע האחרון משמש ברוב מכשירי הבית, למשל:

• מכונות כביסה;
• מעבדי מזון;
• מקדחות, מטחנות, פטישים סיבוביים וכו '.

כתוצאה מהפעלת ספקי כוח מיתוג, הרמוניה בתדר גבוה (הפרעה) מתרחשת ברשת החשמל. כדי להבין כיצד הם נוצרים, עליכם לקבל מידע על המבנה הפנימי שלהם. זה נובע מהעובדה שהזרם העיקרי של ה- UPS שונה ממתמשך, הוא זורם רק כאשר מתג מוליכים למחצה כוח פתוח.והאחרון נפתח ונסגר בתדר מעל 20 קילו הרץ.

מעניין: תדירות ההפעלה של כמה ספקי כוח מיתוג מודרניים מגיעה ל 150 קילו הרץ.

כדי להפחית את ההרמוניות הללו משתמשים במסנני הפרעות אלקטרומגנטיות, כמו חנקים וקבלים במצב נפוץ. כדי לשפר את הגרף של צריכת הזרם ביחס למתח הספק חד-פאזי, משתמשים במתקני גורם כוח פעילים (KKM רוסית, PFC באנגלית).

ספקי כוח כאלה מותקנים ב:

• מנורות לד;
• נטלים אלקטרוניים למנורות פלורסנט;
• ספקי כוח למחשבים;
• מטענים מודרניים לטלפונים ניידים;
• טלוויזיות וציוד אחר.

כמו כן, ספקי כוח אלה כוללים ממירי תדרים.

השלכות של התערבות הרמונית

הימצאות הרמוניות ברשת AC חשמלית גורמת לבעיות מסוימות. ביניהם - חימום מוגבר של מנועים חשמליים וחוטי חשמל. ההשפעות של הרמוניות הן רטט של המנוע. השלכות נוספות עשויות להיות שונות - משחיקה מואצת של מסבי הרוטור של המנוע, המסתיימת בפירוק בגוף הפיתולים מחום מוגבר.

בתחום האלקטרוניקה נמצאות אזעקות שווא של מיתוג וציוד מגן - מפסקי חשמל, מגעים ומתחילים מגנטיים. בציוד קול וטכנולוגיית תקשורת, הפרעה מתרחשת עקב הרמוניות. הם נלחמים איתם באותה צורה - על ידי התקנת מסנני הפרעות אלקטרומגנטיים.

הסרטון שלהלן מתאר מהן הרמוניות והאינטרמוניה העיקריות:

לסיכום, ברצוני לציין כי הרמוניות ברשתות החשמל, באופן עקרוני, אינן מועילות. הם גורמים רק לתקלות, אזעקות שווא של ציוד מיתוג והופעות אחרות של חוסר יציבות בעבודה. זה יכול לגרום לא רק לאי נוחות בפעולה, אלא גם לבעיות כלכליות, הפסדים ומצבי חירום שעלולים לסכן חיים.

חומרים קשורים:

• מדוע מפסק הפסקות נסע
• מתח החשמל יורד
• הסיבות לשריפת מנורות LED