Harmonična LED fluorescentna cijev<>
Šta su harmonici snage
Frekvencije veće od osnovne frekvencije nazivaju se harmonici, koji su općenito cjelobrojni višekratnici osnovne frekvencije (ili iracionalni višekratnici). Harmonici cjelobrojnih višekratnika mogu se opisati Furijeovim nizom.
Harmoniki mogu uzrokovati izobličenje valnog oblika. Ovo izobličenje se može vidjeti osciloskopom, poput instrumenta za analizu vremenske domene, ali najbolje je koristiti instrument za analizu u frekvencijskom domenu, poput analizatora spektra. Naravno, mogu se koristiti i neki vrhunski osciloskopi sa funkcijom analize spektra.
Harmonike u sistemu napajanja
Pojava harmonijskih struja u sistemima napajanja postoji već dugi niz godina. U prošlosti su harmoničke struje koristile električne željeznice i industrijski prijenosni uređaji za regulaciju brzine istosmjerne struje, a proizvodili su ih ispravljači sa živom koji pretvaraju izmjeničnu u istosmjernu energiju. Posljednjih godina, vrste i količine opreme koja stvara harmonike dramatično su porasle i nastavit će rasti. Stoga moramo pažljivo razmotriti harmonike i njihove štetne učinke, te kako minimizirati štetne učinke.
1 Harmonijska generacija
U idealnom čistom sistemu napajanja, struja i napon su sinusni valovi. U jednostavnom kolu koje sadrži samo linearne komponente (otpor, induktivitet i kapacitet) struja teče proporcionalno primijenjenom naponu, a struja teče sinusni val.
U stvarnom sistemu napajanja, zbog postojanja nelinearnih opterećenja, kada struja teče kroz opterećenje koje nije linearno s primijenjenim naponom, nastaje nesinusoidna struja. Bilo koji periodični valni oblik može se razgraditi u sinusni val s osnovnom frekvencijom plus sinusni val s mnogo harmonijskih frekvencija. Harmonijska frekvencija je integralni višekratnik osnovne frekvencije. Na primjer, osnovna frekvencija je 50 Hz, drugi harmonik 100 Hz, a treći harmonik 150 Hz. Stoga se izobličeni valni oblik struje može sastojati od drugog harmonika, trećeg harmonika ... možda do tridesetog harmonika.
2 Vrste opreme koje stvaraju harmonike
Sva nelinearna opterećenja mogu generirati harmonijske struje. Vrste opreme koje stvaraju harmonike su: napajanje sa prekidačem (SMPS), elektronska balastna cijev sa balastom, oprema za kontrolu brzine, neprekidno napajanje (UPS), oprema sa magnetskim jezgrom i određeni kućanski aparati, poput televizora.
(1) Napajanje sa prekidačem (SMPS):
Većina modernih elektroničkih uređaja koristi napajanje sa komutiranim načinom rada (SMPS). Razlikuju se od stare opreme. Zamijenili su tradicionalni napon i ispravljač napajanjem izravno putem upravljačkog ispravljačkog uređaja za punjenje kondenzatora za skladištenje, a zatim upotrijebili odgovarajući izlazni napon i struju. Metoda daje potrebnu istosmjernu struju. Prednost ovoga za proizvođače opreme je u tome što se veličina, cijena i težina uređaja mogu uvelike smanjiti. Nedostatak mu je što bez obzira o kojem se modelu radi, ne može crpiti kontinuiranu struju iz napajanja, već samo izvlači impulse. Current. Ova impulsna struja sadrži veliki broj komponenti trećih i viših harmonika.
(2) Elektronska balastna fluorescentna cijev:
Elektronski prigušnici sa fluorescentnim cijevima široko su prihvaćeni posljednjih godina. Njegova prednost je što može značajno poboljšati efikasnost cijevi pri radu na visokim frekvencijama, ali nedostatak joj je što njen pretvarač stvara harmonike i električnu buku u struji napajanja. Korištenje modela s korekcijom faktora snage može smanjiti harmonike, ali su troškovi skupi.
(3) Uređaj za prijenos regulatora istosmjerne brzine:
Regulator brzine istosmjernog motora obično koristi trofazni mostni ispravljački krug, koji se naziva i šesto-impulsni ispravljački krug, jer ima šest impulsa po ciklusu na izlaznoj strani istosmjerne struje (po jedan na polutalu svake faze ). Induktivnost istosmjernog motora je ograničena, pa u istosmjernoj struji postoji pulsirajući val od 300 Hz (to jest 6 puta veća frekvencija napajanja), koji mijenja valni oblik struje napajanja.
(4) Neprekidno napajanje (UPS):
Postoji mnogo različitih vrsta UPS -a u skladu s metodom pretvaranja energije i metodom pretvaranja koju koristi vanjsko napajanje u unutrašnje napajanje. Glavni tipovi su: UPS na mreži, UPS van mreže i UPS na liniji. Opterećenja koja pokreće UPS uvijek su elektronička informacijska oprema koja nije linearna i sadrži veliki broj harmonika niskog reda.
(5) Uređaj sa magnetnim jezgrom:
Odnos između struje magnetiziranja i gustoće magnetskog toka u reaktoru sa željeznom jezgrom uvijek je nelinearan. Ako je trenutni valni oblik sinusni val (to jest, otpor u krugu je veliki), u magnetskom polju bit će viših harmonika, što se smatra procesom prisilne magnetizacije. Ako je napon primijenjen na zavojnicu sinusoidni valni oblik (to jest, serijski otpor je mali), gustoća magnetskog toka bit će također sinusoidna, a trenutni valni oblik sadrži veće harmonike, što se smatra procesom slobodne magnetizacije.
3 Problemi i rješenja nastala uslijed harmonika
Harmonične struje mogu uzrokovati probleme i u sistemu napajanja i u uređaju. Međutim, učinci i rješenja vrlo su različiti i njima se treba pozabaviti odvojeno; metode prikladne za uklanjanje štetnih učinaka harmonika u uređaju ne mogu smanjiti izobličenja uzrokovana harmonikom u elektroenergetskom sistemu, i obrnuto.
(1) Harmonički problemi u uređaju i rješenjima:
Postoji nekoliko uobičajenih i čestih problema uzrokovanih harmonikom: izobličenje napona, šum pri prelasku nulte točke, pregrijavanje neutralne linije, pregrijavanje transformatora, neispravnost prekidača itd.
Dist Izobličenje napona: Budući da elektroenergetski sistem ima unutrašnju impedanciju, struja harmonijskog opterećenja uzrokovat će izobličenje harmonijskog napona valnog oblika napona (ovo je izvor talasa &; ravnog vrha &). Ova impedancija ima dvije komponente: impedanciju interne kabelske linije električnog uređaja nakon sučelja za napajanje (PCC) i impedanciju elektroenergetskog sistema prije PCC -a. Transformator napajanja kod korisnika je primjer PCC -a.
Iskrivljena struja opterećenja uzrokovana nelinearnim opterećenjem proizvodi iskrivljeni pad napona na impedanciji kabela. Sintetizirani izobličeni valni oblik napona dodaje se svim ostalim opterećenjima spojenim na isti krug, uzrokujući protok harmonijskih struja, čak i ako su to opterećenja linearna opterećenja.
Rješenje je odvojiti dovod napajanja opterećenja koje stvara harmonike od voda za napajanje opterećenja osjetljivog na harmonike. Linearno i nelinearno opterećenje napajaju se različita kola iz iste točke sučelja napajanja, tako da se generira nelinearno opterećenje. Iskrivljeni napon neće se provoditi na linearno opterećenje.
Noise Buka nultog prelaska: Mnogi elektronički kontroleri moraju otkriti nul-tačku ukrštanja napona kako bi utvrdili kada je opterećenje priključeno. To se radi kako bi se uključilo induktivno opterećenje kada napon prijeđe nulu bez stvaranja prolaznog prenapona, čime se smanjuju elektromagnetske smetnje (EMI) i udarni naponi na poluvodičkim prekidačkim uređajima. Kada na napajanju postoje harmonici visokog reda ili prolazni prenaponi, brzina promjene napona na nultom prijelazu je vrlo velika i teško ju je odrediti, što dovodi do kvarova. U stvari, može postojati više ukrštanja nule u svakom poluvalu.
OverPregrijavanje neutralne linije: U trofaznom četverožičnom sistemu napajanja gdje je neutralna točka direktno uzemljena, kada opterećenje stvara 3N harmoničke struje, neutralna linija će teći kroz zbroj 3N harmoničkih struja svake faze. Na primjer, kada je trofazno opterećenje neuravnoteženo, struja koja teče kroz neutralnu žicu bit će veća. Nedavni istraživački eksperimenti otkrili su da neutralna struja može biti veća od fazne struje bilo koje faze. Dovodi do pregrijavanja neutralne žice, povećanja gubitka linije, pa čak i do opekotina žice.
Sadašnje rješenje je povećanje površine poprečnog presjeka neutralne žice u trofaznom četverožičnom sistemu napajanja. Minimalni zahtjev je korištenje žice istog presjeka kao i fazna žica. Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) predložila je da presjek neutralnog vodiča bude 200% poprečnog presjeka faznog vodiča.
Rise Porast temperature transformatora je previsok: Kada transformator s Yyn ožičenjem proizvodi 3N harmoničku struju iz sekundarnog bočnog opterećenja, pored zbroja trofazne neravnotežne struje na neutralnoj liniji, 3N harmonička struja će također teći Algebarski zbroj , a harmonička struja teče u mrežu kroz primarnu stranu transformatora. Najlakši način za rješavanje gornjih problema je korištenje transformatora spojenog na Dyn kako bi harmonijska struja generirana opterećenjem cirkulirala u delta namotu transformatora bez ulijevanja u električnu mrežu.
Bez obzira na to da li harmonička struja teče u električnu mrežu ili ne, sve harmoničke struje će povećati gubitak snage transformatora i povećati porast temperature transformatora.
⑤Uzrokuje kvar prekidača zaostale struje: Prekidač zaostale struje (RCCB) radi prema zbroju struja koje prolaze kroz transformator nulte sekvence. Ako je zbir struja veći od nazivnog ograničenja, on će se isključiti i prekinuti napajanje. Postoje dva razloga za neispravnost RCCB-a pri pojavi harmonika: Prvi, jer je RCCB elektromehanički uređaj, ponekad ne može precizno otkriti zbroj visokofrekventnih komponenti, pa će se greškom spotaknuti. Drugo, zbog harmonijske struje, struja koja teče kroz krug bit će veća od izračunate ili jednostavno izmjerene vrijednosti. Većina prijenosnih mjernih instrumenata ne može mjeriti pravu srednju kvadratnu vrijednost struje, već samo prosječnu vrijednost, a zatim pretpostaviti da je valni oblik čisti sinus, a zatim pomnožiti faktor korekcije da biste dobili očitanje. Kada postoje harmonici, rezultat ovog očitanja može biti mnogo niži od prave vrijednosti, a to znači da je jedinica isključenja postavljena na vrlo nisku vrijednost.
Sada možete kupiti prekidač koji može otkriti srednju kvadratnu vrijednost struje, zajedno s tehnologijom mjerenja stvarne srednje vrijednosti kvadratne vrijednosti, i ispraviti vrijednost postavke jedinice za isključivanje kako bi se osigurala pouzdanost napajanja.
Harmoniki fluorescentne cijevi Benwei LED trenutno su<>
