Harmonična LED fluorescenčna cev<>
Kaj so harmoniki moči
Frekvence, ki so višje od osnovne frekvence, imenujemo harmoniki, ki so na splošno celoštevilčni večkratniki osnovne frekvence (ali iracionalni večkratniki). Harmonike celoštevilčnih večkratnikov lahko opišemo s Fourierjevo vrsto.
Harmoniki lahko povzročijo popačenje valovne oblike. To popačenje lahko opazimo z osciloskopom, na primer instrumentom za analizo časovnega področja, vendar je najbolje uporabiti instrument za analizo frekvenčnega področja, na primer analizator spektra. Seveda se lahko uporabijo tudi nekateri vrhunski osciloskopi s funkcijo analize spektra.
Harmoniki v sistemu napajanja
Pojav harmoničnih tokov v napajalnih sistemih obstaja že vrsto let. V preteklosti so harmonične tokove uporabljale električne železnice in industrijske enote za prenos hitrosti, ki regulirajo hitrost enosmernega toka, proizvajali pa so jih živosrebrni usmerniki, ki pretvarjajo izmenično v enosmerno moč. V zadnjih letih so se vrste in količine opreme, ki ustvarja harmonike, dramatično povečale in bodo še rasle. Zato moramo skrbno pretehtati harmonike in njihove škodljive učinke ter kako zmanjšati škodljive učinke.
1 Harmonična generacija
V idealnem čistem napajalnem sistemu sta tok in napetost sinusni valovi. V preprostem vezju, ki vsebuje samo linearne komponente (upor, induktivnost in kapacitivnost), je tok, ki teče, sorazmeren z uporabljeno napetostjo, tok pa je sinusni val.
V dejanskem napajalnem sistemu zaradi obstoja nelinearnih obremenitev, ko tok teče skozi obremenitev, ki ni linearna z uporabljeno napetostjo, nastane nesinusoidni tok. Vsaka periodična valovna oblika se lahko razgradi v sinusni val s temeljno frekvenco plus sinusni val z mnogimi harmoničnimi frekvencami. Harmonična frekvenca je integralni večkratnik osnovne frekvence. Na primer, osnovna frekvenca je 50 Hz, drugi harmonik je 100 Hz, tretji harmonik pa 150 Hz. Zato je lahko popačena oblika toka sestavljena iz drugega harmonika, tretjega harmonika ... morda do tridesetega harmonika.
2 Vrste opreme, ki ustvarjajo harmonike
Vse nelinearne obremenitve lahko ustvarijo harmonične tokove. Vrste opreme, ki ustvarjajo harmonike, so: napajalnik v stikalnem načinu (SMPS), elektronska predstikalna naprava s fluorescenčnimi cevmi, oprema za nadzor hitrosti, neprekinjeno napajanje (UPS), oprema z železnim jedrom z magnetom in nekateri gospodinjski aparati, kot so televizorji.
(1) Napajanje s stikalnim načinom (SMPS):
Večina sodobnih elektronskih naprav uporablja napajalnike s preklopnim načinom (SMPS). Razlikujejo se od stare opreme. Zamenjali so tradicionalni buck in usmernik z napajanjem neposredno prek krmilne usmerniške naprave za polnjenje kondenzatorja za shranjevanje, nato pa uporabili ustrezno izhodno napetost in tok. Metoda oddaja zahtevani enosmerni tok. Prednost tega za proizvajalce opreme je, da se lahko velikost, cena in teža naprave močno zmanjšajo. Njegova pomanjkljivost je, da ne glede na to, za kateri model gre, ne more črpati stalnega toka iz napajalnika, ampak lahko črpa le impulze. Trenutni. Ta impulzni tok vsebuje veliko število tretjih in višjih harmonskih komponent.
(2) Elektronska balastna fluorescenčna cev:
Elektronske predstikalne naprave s fluorescenčnimi cevmi so bile v zadnjih letih široko uveljavljene. Njegova prednost je, da lahko znatno izboljša učinkovitost cevi pri delu na visokih frekvencah, njegova pomanjkljivost pa je, da njen pretvornik ustvarja harmonike in električni šum v toku napajanja. Uporaba modelov s korekcijo faktorja moči lahko zmanjša harmonike, vendar so stroški dragi.
(3) DC prenosna naprava, ki uravnava hitrost:
Krmilnik hitrosti enosmernega motorja običajno uporablja trifazno mostično usmerniško vezje, ki se imenuje tudi šest-impulzno premostitveno vezje, ker je na izhodni strani enosmernega toka šest impulzov (en na pol vala vsake faze ). Induktivnost enosmernega motorja je omejena, zato je v enosmernem toku 300 Hz pulzirajoči val (to je 6 -kratna frekvenca napajanja), ki spreminja valovno obliko napajalnega toka.
(4) Neprekinjeno napajanje (UPS):
Obstaja veliko različnih vrst UPS glede na metodo pretvorbe energije in metodo pretvorbe, ki jo zunanji vir napajanja uporablja za notranji napajalnik. Glavne vrste so: UPS na spletu, UPS brez povezave in UPS z linijsko interakcijo. Obremenitve, ki jih poganja UPS, so vedno elektronska informacijska oprema, ki ni linearna in vsebuje veliko število harmonikov nizkega reda.
(5) Naprava z magnetnim jedrom:
Razmerje med magnetizirajočim tokom in gostoto magnetnega toka v reaktorju z železnim jedrom je vedno nelinearno. Če je trenutna valovna oblika sinusni val (to pomeni, da je upor v vezju velik), bodo v magnetnem polju višji harmoniki, kar velja za postopek prisilne magnetizacije. Če je napetost, ki se nanaša na tuljavo, sinusna valovna oblika (to pomeni, da je serijski upor majhen), bo gostota magnetnega toka tudi sinusna valovna oblika, trenutna valovna oblika pa vsebuje višje harmonike, kar velja za postopek proste magnetizacije.
3 Težave in rešitve, ki jih povzročajo harmoniki
Harmonični tokovi lahko povzročijo težave tako v sistemu napajanja kot v napravi. Učinki in rešitve pa so zelo različni in jih je treba obravnavati ločeno; metode, primerne za odpravo škodljivih učinkov harmonikov v napravi, ne morejo zmanjšati popačenja, ki ga povzročajo harmoniki v elektroenergetskem sistemu, in obratno.
(1) Harmonične težave v napravi in rešitvah:
Obstaja več pogostih in pogostih težav, ki jih povzročajo harmoniki: popačenje napetosti, hrup pri ničelnem prehodu, pregrevanje nevtralnega voda, pregrevanje transformatorja, okvara odklopnikov itd.
①Napetostno popačenje: Ker ima elektroenergetski sistem notranjo impedanco, bo harmonski obremenitveni tok povzročil harmonično napetostno popačenje napetostne valovne oblike (to je vir vala &; ravno vrh &). Ta impedanca ima dve komponenti: impedanco notranjega kabelskega voda električne naprave po vmesniku za napajanje (PCC) in impedanco elektroenergetskega sistema pred PCC. Napajalni transformator pri uporabniku je primer PCC.
Popačen tok obremenitve, ki ga povzroči nelinearna obremenitev, povzroči izkrivljen padec napetosti na impedanci kabla. Sintetizirana popačena napetostna valovna oblika se doda vsem drugim obremenitvam, priključenim na isto vezje, kar povzroči pretok harmonskih tokov, tudi če so te obremenitve linearne.
Rešitev je, da ločite napajalni vod bremena, ki ustvarja harmonike, od napajalnega voda bremena, ki je občutljiv na harmonike. Linearna obremenitev in nelinearna obremenitev se napajata iz različnih vezij iz iste točke vmesnika moči, tako da nastane nelinearna obremenitev. Izkrivljena napetost se ne prenese na linearno obremenitev.
Noise Hrup ničelnega prehoda: Številni elektronski krmilniki morajo zaznati ničelno točko napetosti, da ugotovijo, kdaj je obremenitev priključena. To se naredi za vklop induktivne obremenitve, ko napetost preseže ničlo, ne da bi pri tem nastala prehodna prenapetost, s čimer se zmanjšajo elektromagnetne motnje (EMI) in napetostni udarci na polprevodniških stikalnih napravah. Kadar so na napajalniku visoki harmoniki ali prehodne prenapetosti, je hitrost spremembe napetosti na ničelnem prehodu zelo visoka in jo je težko določiti, kar vodi v okvare. Pravzaprav je lahko v vsakem polvalu več prehodov ničel.
OverPregrevanje nevtralnega voda: V trifaznem štirižičnem napajalnem sistemu, kjer je nevtralna točka neposredno ozemljena, ko obremenitev ustvari 3N harmonične tokove, bo nevtralna linija tekla skozi vsoto 3N harmonskih tokov vsake faze. Na primer, ko je trifazna obremenitev neuravnotežena, bo tok, ki teče skozi nevtralno žico, večji. Nedavni raziskovalni poskusi so ugotovili, da je nevtralni tok lahko večji od faznega toka katere koli faze. Povzroči previsoko segrevanje nevtralne žice, povečanje izgube vodov in celo žganje žice.
Trenutna rešitev je povečati prečni prerez nevtralne žice v trifaznem štirižičnem napajalnem sistemu. Najmanjša zahteva je uporaba žice z enakim prerezom kot fazna žica. Mednarodna elektrotehniška komisija (IEC) je predlagala, da mora biti presek nevtralnega vodnika 200% preseka faznega vodnika.
Rise Povišanje temperature transformatorja je previsoko: Ko transformator z ožičenjem Yyn proizvede 3N harmonski tok iz sekundarne stranske obremenitve, bo poleg vsote trifaznega bremena neuravnoteženega toka na nevtralni liniji tekel tudi 3N harmonični tok Algebrska vsota , in harmonski tok teče v omrežje skozi primarno stran transformatorja. Zgornje težave najlažje rešite tako, da uporabite transformator, povezan z Dynom, da harmonični tok, ki ga ustvari obremenitev, kroži v delta navitju transformatorja, ne da bi tekel v električno omrežje.
Ne glede na to, ali harmonični tok teče v električno omrežje ali ne, bodo vsi harmonični tokovi povečali izgubo moči transformatorja in povečali dvig temperature transformatorja.
⑤Vzrokuje napako odklopnika preostalega toka: Odklopnik preostalega toka (RCCB) deluje v skladu z vsoto tokov, ki prehajajo skozi transformator ničelnega zaporedja. Če je vsota tokov večja od nazivne meje, se sproži in prekine napajanje. Obstajata dva razloga za okvaro RCCB, ko se pojavijo harmoniki: Prvič, ker je RCCB elektromehanska naprava, včasih ne more natančno zaznati vsote visokofrekvenčnih komponent, zato se po pomoti spotakne. Drugič, zaradi harmonskega toka bo tok, ki teče skozi vezje, večji od izračunane ali preprosto izmerjene vrednosti. Večina prenosnih merilnih instrumentov ne more izmeriti prave korenske srednje vrednosti toka, ampak le povprečno vrednost, nato pa predpostaviti, da je valovna oblika čisti sinus, nato pa pomnožiti korekcijski faktor, da dobimo odčitek. Ko so harmoniki, je lahko rezultat tega odčitavanja veliko nižji od prave vrednosti, kar pomeni, da je izklopna enota nastavljena na zelo nizko vrednost.
Zdaj lahko kupite odklopnik, ki lahko zazna srednjo vrednost kvadratnega toka, skupaj s tehnologijo merjenja dejanske korenske vrednosti kvadrata, in popravi nastavitveno vrednost izklopne enote, da se zagotovi zanesljivost napajanja.
Harmoniki fluorescenčne cevi Benwei LED so trenutno<>
