Причиной искажения формы сигнала преимущественно являются нелинейные нагрузки, которые приводят к появлению сильно искаженных токов, даже если напряжение питания синусоидальное. Примерами типичных нелинейных нагрузок являются устройства, преобразующие переменный ток в постоянный и наоборот (присутствуют во всех блоках питания, например, в компьютерах), люминесцентные лампы, электросварочные аппараты, электродуговые печи (которые также являются причиной фликера, описанного в предыдущем
параграфе) и электроприводы.
Периодический сигнал любой формы может быть представлен посредством разложения в ряд Фурье, как состоящий из основной синусоиды и синусоидальных составляющих различной амплитуды с частотами, кратными основной, называемых гармониками (рис. 1).
Гармонические токи, циркулирующие в сети, вызывают провалы гармоники напряжения с тем же номером, что ведет к искажению напряжения. Если обозначить номер гармоники как n и ток n-гармоники как In, то изменение гармоники напряжения дельта Un с тем же номером в любой точке цепи определяется следующим образом: Un = Zcn (fn) In,
где:
- Zcn (fn) — импеданс цепи в рассматриваемой точке на частоте n-ой гармоники;
- In — модуль тока n-ой гармоники.
Это означает, что амплитуда искажения, вызванного в каждой точке
электроустановки(ивпотребительскойчасти,ивточкепоставкиэлектроэнергии), зависит не только от характеристик нагрузки, но также и от характеристик самой электроустановки.
Основные параметры, характеризующие вызванное искажение, следующие:
- величина одиночной гармоники: Dn = 100* (an/a1) (%) , которая отражает амплитуду каждой одиночной гармоники (an), выраженную в процентах от амплитуты основной гармоники (a1);
- общий уровень искажения, который выражает имеющееся общее искажение:
Общий уровень искажений называется коэффициентом нелинейных искажений (Total Harmonic Distortion, THD).
В заключении рассмотрим намного менее распространенное явление
промежуточных гармоник напряжений или токов, проявляющихся как
одиночные синусоидальные составляющие с отличными от кратных частоте напряжения сети частотами, или как расширенный спектр синусоидальных составляющих. В отличие от гармоник, это явление приводит к возникновению искажений сигнала, отличающихся в разных его периодах. В реальной ситуации все электронные компоненты испытывают воздействие искажения формы сигнала. Негативные последствия гармоник преимущественно принимают форму проблем нагрева (перегрузка) и, иногда, проблем с диэлектрическими свойствами, например, в конденсаторах коррекции коэффициента мощности.
По любым вопросам можете обращаться к специалистам компании ТОПЭНЕРГИЯ:
тел. +7-383-375-32-72
e-mail: info@topenergia.ru
Сайт: https://topenergia.ru/
Подписывайтесь на наш канал, он также поможет вам разобраться с системами бесперебойного питания, как их правильно выбрать и эксплуатировать.