ฮาร์โมนิกส์ในเครือข่ายไฟฟ้าคืออะไร

การตรวจสอบฮาร์มอนิก

กราฟของสัญญาณซึ่งแตกต่างกันไปตามกฎหมายไซน์มีรูปแบบ:

แต่นี่แตกต่างอย่างมากจากแรงดันไฟฟ้าจริงในเครือข่ายไฟฟ้า:

Jag และ bursts เหล่านี้เกิดจากเสียงประสาน เราจะพยายามพูดถึงปรากฏการณ์นี้ด้วยคำพูดง่ายๆ กราฟข้างต้นสามารถแสดงเป็นผลรวมของสัญญาณของความถี่และขนาดที่แตกต่างกัน หากสิ่งนี้ถูกรวมเข้าด้วยกันผลลัพธ์ก็จะเป็นสัญญาณเช่นนั้น ตัวอย่างและผลลัพธ์ของการเพิ่มสัญญาณจะแสดงในกราฟด้านล่าง:

ฮาร์มอนิกส์นั้นแตกต่างกันไปตามตัวเลขโดยที่ฮาร์โมนิกแรกคือส่วนประกอบที่มีค่ามากที่สุด อย่างไรก็ตามคำอธิบายดังกล่าวสั้นเกินไป ดังนั้นให้สูตรสำหรับกำหนดค่าฮาร์มอนิก สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยการวิเคราะห์เสียงประสานและการขยายฟูริเยร์:

จากสูตรนี้เราสามารถแยกความถี่และเฟสของส่วนประกอบฮาร์มอนิกของเครือข่ายไฟฟ้าและสัญญาณไซน์อื่น ๆ

แหล่งที่มาของสัญญาณรบกวน

อุปกรณ์จำนวนหนึ่งสามารถนำมาประกอบกับแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนจากเครื่องใช้ในครัวเรือนไปจนถึงเครื่องจักรไฟฟ้าอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพ ในการเริ่มต้นให้เราพิจารณาสาเหตุของการเกิดขึ้นโดยย่อ

ฮาร์มอนิกในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับเกิดขึ้นเนื่องจากลักษณะของอุปกรณ์ไฟฟ้าตัวอย่างเช่นเนื่องจากความไม่เป็นเชิงเส้นของคุณสมบัติหรือลักษณะของการใช้กระแสไฟฟ้า

ตัวอย่างเช่นในเครือข่ายสามเฟสในวงจรแม่เหล็กของหม้อแปลงความยาวของเส้นทางแม่เหล็กของเฟสกลางและเฟสที่รุนแรงจะแตกต่างกันเกือบ 2 เท่าและดังนั้นกระแสการดึงดูดของพวกเขาจะแตกต่างกันไปหนึ่งถึงครึ่งครั้ง จากที่นี่เกิดเสียงประสานในเครือข่ายสามเฟส

แหล่งอื่น การรบกวน ในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าคือมอเตอร์ไฟฟ้าทั้งแบบซิงโครนัสสามเฟสและแบบอะซิงโครนัสและเฟสเดียวรวมถึงมอเตอร์ตัวสะสมทั่วไป เครื่องยนต์ประเภทหลังถูกนำมาใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนส่วนใหญ่ตัวอย่างเช่น:

• เครื่องซักผ้า;
• เครื่องเตรียมอาหาร
• การฝึกซ้อม, เครื่องบด, ค้อนหมุน, ฯลฯ

จากการทำงานของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตช์จะมีฮาร์โมนิคความถี่สูง (สัญญาณรบกวน) เกิดขึ้นในเครือข่ายไฟฟ้า เพื่อให้เข้าใจถึงรูปแบบที่เกิดขึ้นคุณจำเป็นต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของพวกเขา นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ากระแสหลักของ UPS แตกต่างจากอย่างต่อเนื่องมันจะไหลเฉพาะเมื่อสวิตช์สารกึ่งตัวนำไฟฟ้าเปิดอยู่และหลังเปิดและปิดด้วยความถี่สูงกว่า 20 kHz

ที่น่าสนใจ: ความถี่ในการใช้งานของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่ทันสมัยมีค่าถึง 150 kHz

เพื่อลดฮาร์โมนิกเหล่านี้จะใช้ตัวกรองสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นโช้กโหมดทั่วไปและตัวเก็บประจุ เพื่อปรับปรุงกราฟของการใช้กระแสไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับการจ่ายแรงดันไฟฟ้าเฟสเดียวจะใช้ตัวแก้ไขตัวประกอบกำลังแบบแอคทีฟ (Russian KKM, English PFC)

อุปกรณ์ไฟฟ้าดังกล่าวได้รับการติดตั้งใน:

• หลอดไฟ LED;
• บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับหลอดฟลูออเรสเซนต์
• แหล่งจ่ายไฟคอมพิวเตอร์
• อุปกรณ์ชาร์จที่ทันสมัยสำหรับโทรศัพท์มือถือ;
• ทีวีและอุปกรณ์อื่น ๆ

นอกจากนี้แหล่งจ่ายไฟเหล่านี้รวมถึงตัวแปลงความถี่

ผลที่ตามมาของสัญญาณรบกวนฮาร์มอนิก

การมีฮาร์โมนิกส์ในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับทำให้เกิดปัญหาบางอย่าง ในหมู่พวกเขา - เพิ่มความร้อนของมอเตอร์ไฟฟ้าและสายไฟ ผลกระทบของฮาร์มอนิกส์คือการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์ ผลที่ตามมาต่อไปอาจแตกต่างกัน - จากการสึกหรอของตลับลูกปืนของโรเตอร์ของมอเตอร์เร่งด้วยการสลายตัวบนขดลวดของร่างกายจากความร้อนที่เพิ่มขึ้น

ในระบบไฟฟ้าพบสัญญาณเตือนที่ผิดพลาดเกี่ยวกับการสลับและอุปกรณ์ป้องกัน - เบรกเกอร์วงจรคอนแทคเตอร์และแม่เหล็กสตาร์ทเตอร์ ในอุปกรณ์เสียงและเทคโนโลยีการสื่อสารการรบกวนเกิดขึ้นเนื่องจากเสียงประสาน พวกเขาต่อสู้กับพวกเขาในลักษณะเดียวกัน - โดยการติดตั้งตัวกรองสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า

วิดีโอด้านล่างอธิบายถึงสิ่งที่ประสานกันและ interharmonics อยู่ในไฟ:

โดยสรุปแล้วฉันต้องการทราบว่าหลักการของฮาร์โมนิกส์ในเครือข่ายไฟฟ้านั้นไม่มีประโยชน์ พวกเขาทำให้เกิดความผิดปกติสัญญาณเตือนที่ผิดพลาดของอุปกรณ์สวิตช์และอาการอื่น ๆ ของความไม่มั่นคงในการทำงาน สิ่งนี้สามารถทำให้ไม่เพียง แต่ความไม่สะดวกในการทำงาน แต่ยังรวมถึงปัญหาทางเศรษฐกิจความสูญเสียและสถานการณ์ฉุกเฉินที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิต

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

• ทำไมเบรกเกอร์ถึงหยุด
• แรงดันไฟฟ้าหลักลดลง
• เหตุผลที่ทำให้หลอดไฟ LED เหนื่อยหน่าย