LED zářivka harmonická<>
Co jsou harmonické síly
Frekvence vyšší než základní frekvence se nazývají harmonické, což jsou obecně celočíselné násobky základní frekvence (nebo iracionální násobky). Harmoniku celočíselných násobků lze popsat Fourierovou řadou.
Harmonické mohou způsobit zkreslení průběhu. Toto zkreslení je možné vidět na osciloskopu, jako je například nástroj pro analýzu časové oblasti, ale je nejlepší použít nástroj pro analýzu ve frekvenční oblasti, jako je spektrální analyzátor. Samozřejmě lze použít i některé špičkové osciloskopy s funkcí spektrální analýzy.
Harmonické v napájecím systému
Vzhled harmonických proudů v napájecích systémech existuje již mnoho let. V minulosti byly harmonické proudy používány elektrickými železnicemi a průmyslovými stejnosměrnými přenosovými zařízeními pro regulaci rychlosti a vyráběny rtuťovými usměrňovači, které přeměňují střídavý proud na stejnosměrný. V posledních letech se typy a množství zařízení, která generují harmonické, dramaticky zvýšily a budou nadále růst. Proto musíme pečlivě zvážit harmonické a jejich nepříznivé účinky a jak tyto nepříznivé účinky minimalizovat.
1 Harmonická generace
V ideálním čistém napájecím systému jsou proud i napětí sinusové vlny. V jednoduchém obvodu, který obsahuje pouze lineární součásti (odpor, indukčnost a kapacita), je protékající proud úměrný aplikovanému napětí a protékající proud je sinusová vlna.
Ve skutečném napájecím systému v důsledku existence nelineárních zátěží, když proud protéká zátěží, která není lineární s aplikovaným napětím, vzniká nesinusový proud. Jakýkoli periodický tvar vlny lze rozložit na sinusovou vlnu se základní frekvencí plus sinusovou vlnu s mnoha harmonickými frekvencemi. Harmonická frekvence je integrálním násobkem základní frekvence. Základní frekvence je například 50 Hz, druhá harmonická je 100 Hz a třetí harmonická je 150 Hz. Zkreslený průběh proudu tedy může sestávat z druhé harmonické, třetí harmonické ... možná až do třicáté harmonické.
2 Typy zařízení generujících harmonické
Všechna nelineární zatížení mohou generovat harmonické proudy. Typy zařízení, které generují harmonické, jsou: spínaný napájecí zdroj (SMPS), elektronický předřadník zářivky, zařízení pro regulaci rychlosti, zdroj nepřerušitelného napájení (UPS), magnetické železné jádro a některá domácí zařízení, jako jsou televize.
(1) Spínaný napájecí zdroj (SMPS):
Většina moderních elektronických zařízení používá spínané napájecí zdroje (SMPS). Liší se od starého vybavení. Nahradili tradiční zesilovač a usměrňovač napájecím zdrojem přímo přes regulovatelné usměrňovací zařízení k nabíjení úložného kondenzátoru a poté použili vhodné výstupní napětí a proud. Metoda vydává požadovaný stejnosměrný proud. Výhodou tohoto pro výrobce zařízení je, že velikost, cenu a hmotnost zařízení lze výrazně snížit. Jeho nevýhodou je, že bez ohledu na to, o jaký model se jedná, nemůže odebírat nepřetržitý proud z napájecího zdroje, ale může odebírat pouze impulsy. Proud. Tento pulzní proud obsahuje velké množství třetích a vyšších harmonických složek.
(2) Předřadník elektronické zářivky:
Elektronické předřadníky zářivkových trubic jsou v posledních letech široce přijímány. Jeho výhodou je, že může výrazně zlepšit účinnost elektronky při práci na vysokých frekvencích, ale jeho nevýhodou je, že jeho měnič generuje harmonické a elektrický šum v napájecím proudu. Použití modelů s korekcí účiníku může snížit harmonické, ale náklady jsou drahé.
(3) Zařízení pro přenos stejnosměrných otáček:
Regulátor otáček stejnosměrného motoru obvykle používá třífázový můstkový obvod usměrňovače, kterému se také říká šestipulsní můstkový usměrňovací obvod, protože na výstupní straně stejnosměrného proudu je šest impulzů za cyklus (jeden na půlvlně každé fáze ). Indukčnost stejnosměrného motoru je omezená, takže ve stejnosměrném proudu (tj. 6násobku frekvence zdroje) je pulzující vlna 300 Hz, která mění průběh napájecího proudu.
(4) Zdroj nepřerušitelného napájení (UPS):
Existuje mnoho různých typů UPS podle způsobu převodu energie a způsobu převodu používaného externím napájecím zdrojem na interní napájecí zdroj. Hlavní typy jsou: online UPS, offline UPS a linkové interakční UPS. Zatížení napájená z UPS jsou vždy elektronická informační zařízení, která jsou nelineární a obsahují velké množství harmonických nízkého řádu.
(5) Zařízení s magnetickým jádrem:
Vztah mezi magnetizačním proudem a hustotou magnetického toku v reaktoru se železným jádrem je vždy nelineární. Pokud je aktuální průběh sinusová vlna (to znamená, že odpor v obvodu je velký), budou v magnetickém poli vyšší harmonické, což je považováno za proces nucené magnetizace. Pokud je napětí aplikované na cívku sinusovým průběhem (to znamená, že sériový odpor je malý), hustota magnetického toku bude také sinusovým průběhem a aktuální průběh vlny obsahuje vyšší harmonické, což je považováno za proces volné magnetizace.
3 Problémy a řešení způsobené harmonickými
Harmonické proudy mohou způsobit problémy jak v napájecím systému, tak v zařízení. Účinky a řešení jsou však velmi odlišné a je třeba je řešit samostatně; metody vhodné k eliminaci škodlivých účinků harmonických v zařízení nemohou omezit zkreslení způsobené harmonickými v energetickém systému a naopak.
(1) Harmonické problémy v zařízení a řešení:
Existuje několik běžných a častých problémů způsobených harmonickými: zkreslení napětí, šum procházející nulou, přehřátí neutrálního vedení, přehřátí transformátoru, porucha jističů atd.
Dist Zkreslení napětí: Protože má napájecí systém vnitřní impedanci, harmonický zatěžovací proud způsobí zkreslení harmonického napětí průběhu napětí (to je zdroj vlny &; plochý vrchol &). Tato impedance má dvě složky: impedanci vnitřního kabelového vedení elektrického zařízení po napájecím rozhraní (PCC) a impedanci napájecího systému před PCC. Napájecí transformátor u uživatele je příkladem PCC.
Zkreslený proud zátěže způsobený nelineárním zatížením vytváří zkreslený pokles napětí na impedanci kabelu. Syntetizovaný zkreslený průběh napětí se přidá ke všem ostatním zátěžím připojeným ke stejnému obvodu, což způsobí tok harmonických proudů, i když jsou tato zatížení lineární zátěží.
Řešením je oddělení napájecího vedení zátěže generující harmonické od napájecího vedení zátěže citlivé na harmonické. Lineární zatížení a nelineární zatížení jsou napájeny různými obvody ze stejného bodu výkonového rozhraní, takže je generováno nelineární zatížení. Zkreslené napětí nebude vedeno k lineárnímu zatížení.
Noise Hluk při křížení nuly: Mnoho elektronických regulátorů potřebuje detekovat bod křížení nuly napětí, aby určilo, kdy je zátěž připojena. To se provádí za účelem zapnutí indukční zátěže, když napětí překročí nulu, aniž by došlo k přechodnému přepětí, čímž se sníží elektromagnetické rušení (EMI) a napěťové rázy na polovodičových spínacích zařízeních. Pokud jsou na napájecím zdroji vyšší harmonické nebo přechodová přepětí, je rychlost změny napětí na přechodu nuly velmi vysoká a je obtížné ji určit, což vede k poruchám. Ve skutečnosti může v každé půlvlně existovat více křížení nuly.
OverhPřehřívání neutrálního vedení: V třífázovém čtyřvodičovém napájecím systému, kde je neutrální bod přímo uzemněn, když zátěž generuje 3N harmonické proudy, bude neutrální vedení procházet součtem 3N harmonických proudů každé fáze. Například když je třífázové zatížení nevyvážené, proud protékající neutrálním vodičem bude větší. Nedávné výzkumné experimenty zjistily, že neutrální proud může být větší než fázový proud jakékoli fáze. Způsobuje, že se neutrální vodič zahřívá příliš vysoko, zvyšuje ztrátu vedení a dokonce hoří.
Současným řešením je zvětšit plochu průřezu neutrálního vodiče v třífázovém čtyřvodičovém napájecím systému. Minimálním požadavkem je použít vodič se stejným průřezem jako fázový vodič. Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) navrhla, aby průřez neutrálního vodiče byl 200% průřezu fázového vodiče.
Rise Nárůst teploty transformátoru je příliš vysoký: Když transformátor s kabelem Yyn produkuje 3N harmonický proud ze zátěže sekundární strany, kromě součtu nevyváženého proudu třífázového zatížení na neutrálním vedení bude 3N harmonický proud také proudit algebraickým součtem , a harmonický proud proudí do sítě primární stranou transformátoru. Nejjednodušší způsob, jak vyřešit výše uvedené problémy, je použít transformátor připojený k Dyn, aby harmonický proud generovaný zátěží cirkuloval v delta vinutí transformátoru, aniž by proudil do elektrické sítě.
Bez ohledu na to, zda harmonický proud teče do elektrické sítě nebo ne, všechny harmonické proudy zvýší ztrátový výkon transformátoru a zvýší nárůst teploty transformátoru.
⑤Způsobuje poruchu proudového chrániče: Proudový chránič (RCCB) pracuje podle součtu proudů procházejících transformátorem s nulovou sekvencí. Pokud je součet proudů větší než jmenovitý limit, vypne se a vypne napájení. Při výskytu harmonických jsou dva důvody poruchy RCCB: Za prvé, protože RCCB je elektromechanické zařízení, někdy nedokáže přesně detekovat součet vysokofrekvenčních složek, takže se omylem vypne. Za druhé, kvůli harmonickému proudu bude proud protékající obvodem větší než vypočtená nebo jednoduše naměřená hodnota. Většina přenosných měřicích přístrojů nemůže změřit skutečnou střední kvadratickou hodnotu proudu, ale pouze průměrnou hodnotu, a poté předpokládat, že průběh je čistý sinus, a poté vynásobením korekčního faktoru získat odečet. Pokud existují harmonické, výsledek tohoto odečtu může být mnohem nižší než skutečná hodnota, což znamená, že vypínací jednotka je nastavena na velmi nízkou hodnotu.
Nyní si můžete koupit jistič, který dokáže detekovat střední kvadratickou hodnotu proudu ve spojení s technologií měření skutečné skutečné střední kvadratické hodnoty, a opravit hodnotu nastavení vypínací jednotky, aby byla zajištěna spolehlivost napájecího zdroje.
Harmonické zářivky LED Benwei LED jsou v současné době<>
