LED žiarivka harmonická<>
Čo sú harmonické sily
Frekvencie vyššie ako základná frekvencia sa nazývajú harmonické, čo sú spravidla celočíselné násobky základnej frekvencie (alebo iracionálne násobky). Harmoniku celočíselných násobkov je možné opísať Fourierovým radom.
Harmonické môžu spôsobiť skreslenie tvaru vlny. Toto skreslenie je možné vidieť na osciloskope, ako je napríklad nástroj na analýzu časovej oblasti, ale najlepšie je použiť nástroj na analýzu vo frekvenčnej oblasti, ako je spektrálny analyzátor. Samozrejme je možné použiť aj niektoré špičkové osciloskopy s funkciou spektrálnej analýzy.
Harmonické v systéme napájania
Vzhľad harmonických prúdov v systémoch napájania je k dispozícii už mnoho rokov. V minulosti používali harmonické prúdy elektrické železnice a priemyselné prenosové zariadenia na reguláciu rýchlosti jednosmerného prúdu a vyrábali ich ortuťové usmerňovače, ktoré prevádzajú striedavý prúd na jednosmerný prúd. V posledných rokoch sa druhy a množstvá zariadení, ktoré generujú harmonické, dramaticky zvýšili a budú naďalej rásť. Preto musíme starostlivo zvážiť harmonické a ich nepriaznivé účinky a spôsob, akým ich minimalizovať.
1 Harmonická generácia
V ideálnom čistom systéme napájania sú prúd aj napätie sínusovými vlnami. V jednoduchom obvode, ktorý obsahuje iba lineárne súčiastky (odpor, indukčnosť a kapacita), pretečený prúd je úmerný použitému napätiu a pretečený prúd je sínusová vlna.
V skutočnom systéme napájania v dôsledku existencie nelineárnych záťaží, keď prúd preteká záťažou, ktorá nie je lineárna s aplikovaným napätím, vzniká nesinusový prúd. Akýkoľvek periodický tvar vlny je možné rozložiť na sínusovú vlnu so základnou frekvenciou plus sínusovú vlnu s mnohými harmonickými frekvenciami. Harmonická frekvencia je integrálnym násobkom základnej frekvencie. Napríklad základná frekvencia je 50 Hz, druhá harmonická je 100 Hz a tretia harmonická je 150 Hz. Skreslený priebeh prúdu preto môže pozostávať z druhej harmonickej, tretej harmonickej ... možno až do tridsiatej harmonickej.
2 Typy zariadení, ktoré generujú harmonické
Všetky nelineárne zaťaženia môžu vytvárať harmonické prúdy. Typy zariadení, ktoré generujú harmonické, sú: spínaný zdroj (SMPS), elektronický predradník žiariviek, zariadenie na reguláciu rýchlosti, zdroj neprerušiteľného napájania (UPS), zariadenie s magnetickým železným jadrom a niektoré domáce spotrebiče, ako sú televízory.
(1) Spínaný napájací zdroj (SMPS):
Väčšina moderných elektronických zariadení používa napájanie s prepínaným režimom (SMPS). Líšia sa od starého zariadenia. Nahradili tradičný zosilňovač a usmerňovač napájaním priamo cez regulovateľné usmerňovacie zariadenie na nabíjanie úložného kondenzátora a potom použili vhodné výstupné napätie a prúd. Metóda vydáva požadovaný jednosmerný prúd. Výhodou tohto pre výrobcov zariadení je, že veľkosť, cenu a hmotnosť zariadenia je možné výrazne znížiť. Jeho nevýhodou je, že bez ohľadu na to, ktorý model to je, nemôže čerpať nepretržitý prúd z napájacieho zdroja, ale môže čerpať iba impulzy. Aktuálne. Tento impulzný prúd obsahuje veľký počet tretích a vyšších harmonických zložiek.
(2) Elektronický predradník žiariviek:
Elektronické predradníky žiariviek sú v posledných rokoch široko používané. Jeho výhodou je, že môže výrazne zlepšiť účinnosť elektrónky pri práci na vysokých frekvenciách, ale jeho nevýhodou je, že jej menič generuje harmonické a elektrický šum v napájacom prúde. Použitie modelov s korekciou účinníka môže znížiť harmonické, ale náklady sú drahé.
(3) Prenosové zariadenie na reguláciu rýchlosti jednosmerného prúdu:
Regulátor otáčok jednosmerného motora zvyčajne používa trojfázový obvod usmerňovacieho mostíka, ktorý sa nazýva aj šesťpulzový obvod usmerňovacieho mostíka, pretože na výstupnej strane jednosmerného prúdu je šesť impulzov za cyklus (jeden na pol vlne každej fázy) ). Indukčnosť jednosmerného motora je obmedzená, takže v jednosmernom prúde je pulzujúca vlna 300 Hz (to znamená 6 -násobok frekvencie napájania), ktorá mení priebeh prúdu zdroja.
(4) Zdroj neprerušiteľného napájania (UPS):
Existuje mnoho rôznych typov UPS podľa spôsobu premeny energie a spôsobu prevodu, ktorý používa externé napájanie na interné napájanie. Hlavnými typmi sú: online UPS, offline UPS a linkové interakčné UPS. Zaťaženia napájané z UPS sú vždy elektronické informačné zariadenia, ktoré sú nelineárne a obsahujú veľký počet harmonických nižšieho rádu.
(5) Zariadenie s magnetickým jadrom:
Vzťah medzi magnetizačným prúdom a hustotou magnetického toku v reaktore so železným jadrom je vždy nelineárny. Ak je súčasný priebeh vlny sínusová vlna (to znamená, že odpor v obvode je veľký), v magnetickom poli budú vyššie harmonické, čo sa považuje za nútený proces magnetizácie. Ak je napätie aplikované na cievku sínusovým priebehom (to znamená, že sériový odpor je malý), hustota magnetického toku bude tiež sínusovým priebehom a súčasný priebeh obsahuje vyššie harmonické, čo sa považuje za voľný proces magnetizácie.
3 Problémy a riešenia spôsobené harmonickými
Harmonické prúdy môžu spôsobiť problémy v systéme napájania aj v zariadení. Účinky a riešenia sú však veľmi odlišné a je potrebné s nimi zaobchádzať oddelene; metódy vhodné na elimináciu škodlivých účinkov harmonických v zariadení nemôžu znížiť skreslenie spôsobené harmonickými v energetickom systéme a naopak.
(1) Harmonické problémy v zariadení a ich riešenia:
Existuje niekoľko bežných a častých problémov spôsobených harmonickými: skreslenie napätia, šum pri prechode nulou, prehriatie neutrálneho vedenia, prehriatie transformátora, porucha ističov atď.
Dist Skreslenie napätia: Pretože má napájací systém vnútornú impedanciu, harmonický záťažový prúd spôsobí harmonické skreslenie napätia priebehu napätia (to je zdroj vlny &; plochý vrchol &). Táto impedancia má dve zložky: impedanciu vnútorného káblového vedenia elektrického zariadenia po výkonovom rozhraní (PCC) a impedanciu energetického systému pred PCC. Transformátor napájania u užívateľa je príkladom PCC.
Skreslený prúd zaťaženia spôsobený nelineárnym zaťažením spôsobuje skreslený pokles napätia na impedancii kábla. Syntetizovaný skreslený priebeh napätia sa pridá k všetkým ostatným zaťaženiam pripojeným k rovnakému obvodu, čo spôsobí tok harmonických prúdov, aj keď sú tieto zaťaženia lineárne.
Riešením je oddeliť napájacie vedenie záťaže, ktorá generuje harmonické, od napájacieho vedenia záťaže, ktorá je citlivá na harmonické. Lineárne zaťaženie a nelineárne zaťaženie sú napájané rôznymi obvodmi z rovnakého bodu výkonového rozhrania, takže je generované nelineárne zaťaženie. Skreslené napätie nebude vedené k lineárnemu zaťaženiu.
Noise Hluk pri prechode nulou: Mnoho elektronických regulátorov potrebuje detegovať bod kríženia nuly napätia, aby určilo, kedy je záťaž zapojená. To sa deje za účelom zapnutia indukčnej záťaže, keď napätie prekročí nulu bez vytvárania prechodného prepätia, čím sa zníži elektromagnetické rušenie (EMI) a napäťové šoky na polovodičových spínacích zariadeniach. Keď sú na napájacom zdroji harmonické alebo prechodové prepätia vyššieho stupňa, rýchlosť zmeny napätia pri prechode nulou je veľmi vysoká a je ťažké ho určiť, čo vedie k poruchám. V skutočnosti môže byť v každej polovičnej vlne viacnásobné prekročenie nuly.
OverhPrehriatie neutrálneho vedenia: V trojfázovom štvorvodičovom systéme napájania, kde je neutrálny bod priamo uzemnený, keď záťaž generuje 3N harmonické prúdy, neutrálne vedenie bude pretekať súčtom 3N harmonických prúdov každej fázy. Napríklad, keď je trojfázové zaťaženie nevyvážené, prúd pretekajúci neutrálnym vodičom bude väčší. Nedávne výskumné experimenty zistili, že neutrálny prúd môže byť väčší ako fázový prúd akejkoľvek fázy. Spôsobuje, že sa neutrálny vodič zahrieva príliš vysoko, zvyšuje stratu vedenia a dokonca ho spaľuje.
Aktuálnym riešením je zväčšiť plochu prierezu neutrálneho vodiča v trojfázovom štvorvodičovom systéme napájania. Minimálnou požiadavkou je použiť drôt s rovnakým prierezom ako fázový vodič. Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC) navrhla, aby prierez neutrálneho vodiča bol 200% prierezu fázového vodiča.
Rise Nárast teploty transformátora je príliš vysoký: Keď transformátor s káblom Yyn produkuje 3N harmonický prúd zo sekundárneho bočného zaťaženia, okrem súčtu nevyváženého prúdu trojfázového zaťaženia na neutrálnom vedení bude harmonický prúd 3N prúdiť aj algebraickým súčtom , a harmonický prúd prúdi do siete primárnou stranou transformátora. Najjednoduchším spôsobom, ako vyriešiť vyššie uvedené problémy, je použiť transformátor spojený s Dynom, aby harmonický prúd generovaný záťažou cirkuloval v delta vinutí transformátora bez prúdenia do elektrickej siete.
Bez ohľadu na to, či harmonický prúd prúdi do elektrickej siete alebo nie, všetky harmonické prúdy zvýšia stratu výkonu transformátora a zvýšia nárast teploty transformátora.
⑤ Spôsobuje poruchu prúdového chrániča: Prúdový chránič (RCCB) pracuje podľa súčtu prúdov prechádzajúcich transformátorom s nulovou sekvenciou. Ak je súčet prúdov väčší ako menovitý limit, vypne sa a vypne napájanie. Keď nastanú harmonické, existujú dva dôvody poruchy RCCB: Po prvé, pretože RCCB je elektromechanické zariadenie, niekedy nedokáže presne zistiť súčet vysokofrekvenčných komponentov, takže sa omylom vypne. Za druhé, kvôli harmonickému prúdu bude prúd pretekajúci obvodom väčší ako vypočítaná alebo jednoducho nameraná hodnota. Väčšina prenosných meracích prístrojov nemôže merať skutočnú strednú kvadratickú hodnotu prúdu, ale iba priemernú hodnotu, a potom predpokladať, že priebeh je čistý sínus, a potom vynásobiť korekčný faktor, aby sa získal údaj. Ak existujú harmonické, výsledok tohto odpočtu môže byť oveľa nižší ako skutočná hodnota, čo znamená, že vypínacia jednotka je nastavená na veľmi nízku hodnotu.
Teraz si môžete kúpiť istič, ktorý dokáže detekovať strednú kvadratickú hodnotu prúdu v spojení s technológiou merania skutočných stredných kvadratických hodnôt, a opraviť hodnotu nastavenia vypínacej jednotky, aby bola zaistená spoľahlivosť napájania.
Harmonické žiarivky LED Benwei LED sú v súčasnosti<>
