怎樣識別諧波源負載

時間：2020-01-05

　　工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療領域設備的種類繁多，哪些設備是諧波源負載?哪些設備不是諧波源負載?掌握識別諧波源負載的方法十分重要。當電網(wǎng)上的諧波源負載較多時，就要考慮諧波控制的問題。

　　從理論上講，看一個負載是否產(chǎn)生諧波電流，就是看它的電壓與電流是否是線性的關系。如果是非線性關系，就是諧波源。按照這個原則就能夠區(qū)分出所有的諧波源負載。

　　實際上，經(jīng)常遇到的諧波源主要有兩類，整流電路和相控調(diào)功電路。

　　整流電路廣泛應用在變頻器、中頻爐、直流電機驅(qū)動器、UPS電源，以及各類電子設備的場合。相控調(diào)功電路電路采用可控硅調(diào)整導通角，從而控制燈光的強弱或電爐的溫度。

　　需要注意的一點是，二極管構成的整流電路本身并不會產(chǎn)生嚴重的諧波，只有當整流電路的后面連接了紋波濾波電容以后，才會產(chǎn)生嚴重的諧波電流。很多教科書中，在分析整流電路產(chǎn)生的諧波電流時，沒有考慮濾波電容的情況，這與實際情況相差很遠。

　　為了簡化對問題的分析，我們從單相整流電路的分析開始，三相整流電路產(chǎn)生諧波電流的機理與此相同。

　　圖1所示的是一個帶濾波電容的單相整流電路，大部分整流電路中都包含這個電容，否則直流電壓的紋波很大。電容上電壓保持在接近交流電峰值的電平。當交流電的電壓**電容上的電壓時，電網(wǎng)上沒有電流流入負載。這時，負載的電流由電容供給，隨著輸出電流，電容的電壓開始降低，在某個時刻，交流電的電壓會**電容上的電壓，這時，電網(wǎng)上才會有電流流入電容(給電容充電，使電容上的電壓升高)和負載中。因此，電網(wǎng)僅在接近電壓峰值的時刻向負載輸入電流，電流的形狀為脈沖狀，如圖1所示。根據(jù)付立業(yè)分析，這種脈沖狀電流中包含了豐富的諧波成分。

　　圖1 單相整流器的電路與電壓、電流波形

　　同樣的道理，3相整流器也會產(chǎn)生諧波電流，但是這時對應每個基波的波峰，不是一個脈沖電流，而是兩個脈沖電流，如圖2所示。

　　無論單相整流器還是三相整流器，他們的電流波形都發(fā)生了畸變，不再是正弦波電流，因此包含了諧波成份。

　　圖2 三相整流器的電路與電壓、電流波形

　　帶有濾波電容的整流器從電網(wǎng)吸取脈沖電流。單相整流電路在每個交流電周期內(nèi)，產(chǎn)生兩個脈沖電流，稱為2脈整流器;對于3相整流電路，每個周期產(chǎn)生6個脈沖電流，稱為6脈整流器。除此以外，還有12脈整流器、18脈整流器等。

　　整流器所產(chǎn)生的諧波的種類與整流器脈數(shù)有關，具體關系如下：

　　M = PN ± 1

　　式中：

　　M = 整流器產(chǎn)生的諧波次數(shù)

　　P = 整流器的脈數(shù)

　　N取自然數(shù)。

　　圖3是常見信息設備的電流波形及諧波畸變率。

　　圖3 典型信息設備的電流波形

　　圖4是變頻器的輸入電流波形與電壓波形，圖中的雙峰波形時電流波形，其中包含了豐富的諧波成分，主要是5次和7次諧波。

　　圖4 變頻器的諧波電流波形

　　在分析一臺設備是否是諧波源時，只要看他的電源輸入電路是否為整流電路，或者晶閘管調(diào)功電路。如果是，就要考慮控制諧波電流的問題。

　　對于三相設備，可以使用HTHF諧波濾波器。但是在訂貨時，要明確是普通整流電路，還是相控調(diào)功電路。如果不能確定時，要向設備的廠商咨詢。對于整流電路的設備，使用HTHF濾波器后，可以**總諧波電流畸變率THID小于8%，對于相控調(diào)功電路，使用HTHF濾波器后，可以**總諧波電流畸變率THID小于15%。

　　對于單相設備，可以使用SPHF單相諧波濾波器。SPHF單相諧波濾波器是專門為了電腦等信息設備開發(fā)的設備，能夠有效減小3次以上的各次諧波電流，消除3次諧波電流導致的零線過熱引起的火災隱患。還能保護電腦等設備免受雷電的傷害，是現(xiàn)代化辦公環(huán)境中理想設備。

詞條
詞條說明
*十七節(jié) 怎樣解決信息設備的諧波電流問題
? 以計算機為代表的辦公自動化設備是一類較普遍的諧波源負載。計算機不僅成為每個辦公室工作人員的必需裝備，而且已經(jīng)成為重要的家庭娛樂設備。實際上，計算機、電視機、節(jié)能燈這三種電氣負荷是建筑物內(nèi)的主要諧波源。圖1是常見信息設備的電流波形。圖1 典型信息設備的電流波形信息設備工作時產(chǎn)生的諧波電流以三次諧波電流為主。三次諧波電流較大危害是在零線上是算術疊加的，使零線電流過大，導致零線過熱
*四十一節(jié) 為什么使用變頻器后無功補償柜的保險頻繁燒毀
某小區(qū)的供熱站，一臺250kW的鼓風機向鍋爐內(nèi)吹煤粉。原來使用節(jié)風門調(diào)整鼓風機的風量，從而控制燃燒量?，F(xiàn)在采取了變頻器控制鼓風機，通過鼓風機的轉(zhuǎn)速快慢來控制燃燒量。改造后，節(jié)電效果顯著，但是卻發(fā)現(xiàn)無功補償裝置中的保險頻繁燒毀。希望解決這個問題。這是由于變頻器工作時產(chǎn)生很強的諧波電流**。變頻器**的諧波電流注入到系統(tǒng)中，會在電容上產(chǎn)生較大的電流。這有兩個原因。 **，諧波電流的頻率較高，補
*四十三節(jié) 電氣技術維護人員如何**掌握電磁兼容與電能質(zhì)量的知識
? 隨著企業(yè)的現(xiàn)代化程度提高，越來越多的電磁兼容與電能質(zhì)量問題暴露出來。這個企業(yè)的設備維護人員提出了**的挑戰(zhàn)。很多人提出，怎樣才能夠盡快掌握相關的知識。為了能夠盡快掌握這方面的知識，并解決相關的問題，設備維護人員要了解電磁兼容與電能質(zhì)量之間的聯(lián)系。企業(yè)內(nèi)，大部分電氣維護技術人員對于電能質(zhì)量已經(jīng)比較了解，只要了解了電磁兼容與電能質(zhì)量之間的聯(lián)系于區(qū)別，就能夠盡快掌握解決問題的方法。實際
現(xiàn)代建筑中的三次諧波問題
1、現(xiàn)代建筑物與傳統(tǒng)建筑物有什么不同? 答：電氣負荷的性質(zhì)發(fā)生了根本的變化。過去的建筑物中，負荷基本是電阻性和電感性的，而現(xiàn)代建筑物中的負荷大部分是整流電路負荷。整流電路就是將電網(wǎng)的交流電變換成直流電的裝置。任何電子設備，小到手機充電器、節(jié)能燈，大到復雜的通信設備、電子醫(yī)療設備、科學實驗設備，都包含整流電路。因為任何電子線路都**使用直流電工作，需要整流電路完成供電的任務。傳統(tǒng)的電氣負荷從電