هارمونیک لوله فلورسنت LED< ؛ 5
هارمونیک های قدرت چیست؟
فرکانس های بالاتر از فرکانس بنیادی را هارمونیک می گویند که عموماً مضرب صحیح فرکانس اساسی (یا چند ضرب غیر منطقی) هستند. هارمونیک ضربهای صحیح را می توان با سری فوریه توصیف کرد.
هارمونیک ها می توانند باعث اعوجاج شکل موج شوند. این اعوجاج را می توان با یک اسیلوسکوپ مانند ابزار تجزیه و تحلیل حوزه زمانی مشاهده کرد ، اما بهتر است از یک ابزار تجزیه و تحلیل حوزه فرکانس مانند تجزیه کننده طیف استفاده کنید. البته از برخی اسیلوسکوپ های درجه یک با عملکرد تجزیه و تحلیل طیف نیز می توان استفاده کرد.
هارمونیک ها در سیستم منبع تغذیه
ظهور جریانهای هارمونیک در سیستمهای تغذیه سالهاست که وجود دارد. در گذشته ، جریانهای هارمونیک توسط راه آهن برقی و دستگاههای انتقال صنعتی تنظیم کننده سرعت DC استفاده می شد و توسط یکسو کننده های جیوه ای که AC را به توان DC تبدیل می کردند ، تولید می شد. در سالهای اخیر ، انواع و مقادیر تجهیزات تولید کننده هارمونیک به طور چشمگیری افزایش یافته و به رشد خود ادامه خواهد داد. بنابراین ، ما باید هارمونیک ها و اثرات سوء آن و چگونگی به حداقل رساندن آثار سوء را به دقت در نظر بگیریم.
1 نسل هارمونیک
در یک سیستم تغذیه ایده آل تمیز ، جریان و ولتاژ هم امواج سینوسی هستند. در یک مدار ساده که فقط شامل اجزای خطی (مقاومت ، سلف و خازن) است ، جریان جاری متناسب با ولتاژ اعمال شده است و جریان جاری یک موج سینوسی است.
در سیستم منبع تغذیه واقعی ، به دلیل وجود بارهای غیر خطی ، هنگامی که جریان از طریق بار غیر خطی با ولتاژ اعمال شده عبور می کند ، یک جریان غیر سینوسی شکل می گیرد. هر شکل موج دوره ای را می توان به موج سینوسی با فرکانس اساسی به علاوه موج سینوسی با فرکانس های هارمونیک زیاد تجزیه کرد. فرکانس هارمونیک یک ضرب جدایی ناپذیر از فرکانس اساسی است. به عنوان مثال ، فرکانس اساسی 50 هرتز ، هارمونیک دوم 100 هرتز و هارمونیک سوم 150 هرتز است. بنابراین ، شکل موج تحریف شده ممکن است از هارمونیک دوم ، هارمونیک سوم ... شاید تا هارمونیک سی ام تشکیل شود.
2 انواع تجهیزاتی که هارمونیک تولید می کنند
همه بارهای غیر خطی می توانند جریان هارمونیک ایجاد کنند. انواع تجهیزاتی که هارمونیک تولید می کنند عبارتند از: منبع تغذیه حالت سوئیچ (SMPS) ، بالاست لوله لوله فلورسنت ، دنده کنترل سرعت ، منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) ، تجهیزات مغناطیسی هسته آهن و برخی لوازم خانگی مانند تلویزیون.
(1) منبع تغذیه حالت سوئیچ (SMPS):
اکثر دستگاه های الکترونیکی مدرن از منبع تغذیه حالت سوئیچ (SMPS) استفاده می کنند. آنها با تجهیزات قدیمی متفاوت هستند. آنها منبع تغذیه و باکتور سنتی را مستقیماً از طریق دستگاه یکسو کننده قابل کنترل برای خازن ذخیره سازی جایگزین کرده و سپس از ولتاژ و جریان خروجی مناسب استفاده می کنند. این روش جریان DC مورد نیاز را خروجی می دهد. مزیت این امر برای تولیدکنندگان تجهیزات این است که می توان اندازه ، قیمت و وزن دستگاه را تا حد زیادی کاهش داد. نقطه ضعف آن این است که صرف نظر از مدل آن ، نمی تواند جریان مداوم را از منبع تغذیه بگیرد ، اما فقط می تواند پالس ها را بکشد. جاری. این جریان پالس شامل تعداد زیادی از اجزای هارمونیک سوم و بالاتر است.
(2) بالاست لوله فلورسنت لوله:
بالاستهای لوله فلورسنت الکترونیکی در سالهای اخیر به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. مزیت آن این است که می تواند به طور قابل توجهی کارایی لوله را هنگام کار در فرکانس های بالا افزایش دهد ، اما عیب آن این است که اینورتر آن هارمونیک ها و صدای الکتریکی را در جریان منبع تغذیه ایجاد می کند. استفاده از مدل هایی با اصلاح ضریب توان می تواند هارمونیک ها را کاهش دهد ، اما هزینه آن گران است.
(3) دستگاه انتقال سرعت تنظیم DC:
کنترل کننده سرعت یک موتور DC معمولاً از یک مدار یکسو کننده پل سه فاز استفاده می کند ، که به آن مدار اصلاح کننده پل شش پالسی نیز می گویند ، زیرا شش پالس در هر چرخه در سمت خروجی DC وجود دارد (یکی در نیمه موج هر فاز ) القاء موتور DC محدود است ، بنابراین یک موج تپنده 300 هرتز در جریان DC وجود دارد (یعنی 6 برابر فرکانس منبع تغذیه) ، که شکل موج جریان منبع تغذیه را تغییر می دهد.
(4) منبع تغذیه بدون وقفه (UPS):
انواع مختلفی از UPS با توجه به روش تبدیل توان و روش تبدیل مورد استفاده توسط منبع تغذیه خارجی به منبع تغذیه داخلی وجود دارد. انواع اصلی عبارتند از: UPS آنلاین ، UPS آفلاین و UPS تعامل خطی. بارهای تغذیه شده توسط UPS همیشه تجهیزات اطلاعاتی الکترونیکی هستند که غیر خطی هستند و شامل تعداد زیادی هارمونیک درجه پایین هستند.
(5) دستگاه هسته مغناطیسی:
رابطه بین جریان مغناطیسی و چگالی شار مغناطیسی در راکتور با هسته آهنی همیشه غیر خطی است. اگر شکل موج فعلی یک موج سینوسی باشد (یعنی مقاومت در مدار زیاد باشد) ، هارمونیک های بالاتری در میدان مغناطیسی وجود خواهد داشت ، که یک فرایند مغناطش اجباری محسوب می شود. اگر ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ یک شکل موج سینوسی باشد (یعنی مقاومت سری کوچک باشد) ، چگالی شار مغناطیسی نیز یک شکل موج سینوسی خواهد بود و شکل موج فعلی حاوی هارمونیک های بالاتری است که یک فرایند مغناطش آزاد رایگان محسوب می شود.
3 مشکلات و راه حل های ناشی از هارمونیک
جریانهای هارمونیک می توانند مشکلاتی را در سیستم تغذیه و دستگاه ایجاد کنند. با این حال ، اثرات و راه حل ها بسیار متفاوت است و باید به طور جداگانه با آنها برخورد کرد. روش های مناسب برای از بین بردن اثرات مضر هارمونیک ها در دستگاه نمی تواند اعوجاج ناشی از هارمونیک ها را در سیستم قدرت کاهش دهد و بالعکس.
(1) مشکلات هارمونیک در دستگاه و راه حل ها:
چندین مشکل رایج و مکرر ناشی از هارمونیک ها وجود دارد: اعوجاج ولتاژ ، سر و صدای عبور صفر ، گرم شدن بیش از حد خط خنثی ، گرم شدن بیش از حد ترانسفورماتور ، نقص عملکرد قطع کننده های مدار و غیره.
dist اعوجاج ولتاژ: از آنجایی که سیستم قدرت دارای امپدانس داخلی است ، جریان بار هارمونیک باعث اعوجاج ولتاژ هارمونیک شکل موج ولتاژ می شود (این منبع موج&& quot؛ سطح صاف [GG) & quot ؛ است. این امپدانس دارای دو جزء است: امپدانس خط کابل داخلی دستگاه الکتریکی پس از رابط قدرت (PCC) و امپدانس سیستم قدرت قبل از PCC. ترانسفورماتور منبع تغذیه در کاربر نمونه ای از PCC است.
جریان بار تحریف شده ناشی از بار غیر خطی باعث ایجاد افت ولتاژ در امپدانس کابل می شود. شکل موج ولتاژ تحریف شده سنتز شده به همه بارهای دیگر متصل به یک مدار اضافه می شود و باعث می شود جریانهای هارمونیک جریان یابد ، حتی اگر این بارها بارهای خطی باشند.
راه حل این است که خط منبع تغذیه بار تولید کننده هارمونیک ها را از خط منبع تغذیه بار که به هارمونیک ها حساس است جدا کنید. بار خطی و بار غیر خطی توسط مدارهای مختلف از یک نقطه رابط قدرت تغذیه می شوند ، به طوری که بار غیر خطی تولید می شود. ولتاژ تحریف شده به بار خطی منتقل نمی شود.
noiseصدای صفر عبور: بسیاری از کنترل کننده های الکترونیکی باید نقطه عبور صفر ولتاژ را تشخیص دهند تا زمان اتصال بار مشخص شود. این کار به منظور روشن کردن بار القایی هنگامی که ولتاژ از صفر عبور می کند بدون ایجاد ولتاژ گذرا انجام می شود ، در نتیجه تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و شوک های ولتاژ در دستگاه های سوئیچینگ نیمه هادی کاهش می یابد. هنگامی که هارمونیک های مرتبه بالا یا ولتاژهای گذرا روی منبع تغذیه وجود دارد ، میزان تغییر ولتاژ در عبور صفر بسیار زیاد است و تعیین آن دشوار است ، که منجر به نقص عملکرد می شود. در واقع ، در هر نیم موج می تواند چندین صفر عبور داشته باشد.
over داغ شدن بیش از حد خط خنثی: در یک سیستم تغذیه سه فاز چهار سیم که نقطه خنثی مستقیماً زمین گیر است ، هنگامی که بار جریانهای هارمونیک 3N ایجاد می کند ، خط خنثی از مجموع جریانهای هارمونیک 3N هر فاز عبور می کند. به عنوان مثال ، هنگامی که بار سه فاز نامتعادل است ، جریان عبوری از سیم خنثی بیشتر خواهد بود. آزمایشات تحقیقاتی اخیر نشان داده است که جریان خنثی ممکن است بیشتر از جریان فاز هر فاز باشد. باعث می شود سیم خنثی بیش از حد گرم شود ، افت خط را افزایش داده و حتی سیم را بسوزاند.
راه حل فعلی افزایش سطح مقطع سیم نول در سیستم تغذیه سه فاز چهار سیم است. حداقل مورد نیاز استفاده از سیم با سطح مقطع مشابه سیم فاز است. کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) پیشنهاد کرده است که سطح مقطع هادی خنثی باید 200٪ سطح مقطع هادی فاز باشد.
temperature افزایش دمای ترانسفورماتور بسیار زیاد است: هنگامی که ترانسفورماتور با سیم کشی Yyn از بار جانبی ثانویه جریان هارمونیک 3N تولید می کند ، علاوه بر مجموع جریان نامتعادل بار سه فاز در خط خنثی ، جریان هارمونیک 3N نیز مجموع جبری را جریان می دهد ، و جریان هارمونیک از طریق قسمت اولیه ترانسفورماتور وارد شبکه می شود. ساده ترین راه برای حل مشکلات فوق استفاده از ترانسفورماتور متصل به Dyn برای ایجاد جریان هارمونیک تولید شده توسط بار در سیم پیچ دلتا ترانسفورماتور بدون جاری شدن در شبکه برق است.
صرف نظر از اینکه جریان هارمونیک به شبکه برق سرازیر می شود یا خیر ، تمام جریانهای هارمونیک باعث کاهش توان ترانسفورماتور و افزایش دمای ترانس می شوند.
aus باعث خرابی مدار قطع کننده جریان باقیمانده: قطع کننده جریان جریان باقیمانده (RCCB) با توجه به مجموع جریانهای عبوری از ترانسفورماتور توالی صفر عمل می کند. اگر مجموع جریانها بیشتر از حد مجاز باشد ، منقبض شده و منبع تغذیه را قطع می کند. دو دلیل برای خرابی RCCB هنگام بروز هارمونیک ها وجود دارد: اول ، از آنجا که RCCB یک دستگاه الکترومکانیکی است ، گاهی اوقات نمی تواند مجموع اجزای فرکانس بالا را به طور دقیق تشخیص دهد ، بنابراین به اشتباه خراب می شود. ثانیاً ، به دلیل جریان هارمونیک ، جریانی که از مدار عبور می کند ، بزرگتر از مقدار محاسبه شده یا اندازه گیری شده ساده خواهد بود. اکثر ابزارهای اندازه گیری قابل حمل نمی توانند میانگین مربع مقدار واقعی جریان را اندازه گیری کنند ، بلکه فقط مقدار متوسط را اندازه گیری می کنند ، و سپس فرض می کنند که شکل موج سینوسی خالص است ، و سپس ضریب تصحیح را ضرب می کنند تا خوانده شود. هنگامی که هارمونیک وجود دارد ، ممکن است نتیجه این خواندن بسیار کمتر از مقدار واقعی باشد و این بدان معناست که واحد سفر روی مقدار بسیار پایینی تنظیم شده است.
اکنون می توانید یک قطع کننده مدار خریداری کنید که می تواند مقدار مربع میانگین جریان را تشخیص دهد ، همراه با فناوری اندازه گیری مقدار مربع واقعی ریشه واقعی ، و مقدار تنظیم واحد سفر را برای اطمینان از قابلیت اطمینان منبع تغذیه اصلاح کنید.
هارمونیک های لوله فلورسنت LED Benwei در حال حاضر< ؛ 5
