Світлодіодна люмінесцентна лампа з гармонікою<>
Що таке гармоніки потужності
Частоти, вищі за основну, називаються гармоніками, які, як правило, є цілими кратними основної частоти (або ірраціональними кратними). Гармоніки цілих кратних можна описати рядами Фур'є.
Гармоніки можуть викликати спотворення форми хвилі. Це спотворення можна побачити за допомогою осцилографа, такого як прилад для аналізу в часовій області, але найкраще використовувати інструмент аналізу в частотній області, наприклад, аналізатор спектра. Звичайно, деякі високоякісні осцилографи з функцією аналізу спектра також можуть бути використані.
Гармоніки в системі живлення
Поява гармонічних струмів у системах електропостачання існує вже багато років. У минулому гармонічні струми використовувалися електричними залізницями та промисловими пристроями передачі, що регулюють швидкість постійного струму, і вироблялися ртутними випрямлячами, які перетворюють змінне струм у постійну. В останні роки види та кількість обладнання, що генерує гармоніки, різко зросли і будуть продовжувати зростати. Тому ми повинні уважно розглянути гармоніки та їх негативні наслідки, а також те, як мінімізувати негативні наслідки.
1 Покоління гармоній
В ідеальній чистій системі живлення струм і напруга є синусоїдами. У простому ланцюзі, що містить лише лінійні компоненти (опір, індуктивність та ємність), струм, що протікає, пропорційний прикладеній напрузі, а струм, що протікає, є синусоїдою.
У реальній системі електропостачання через існування нелінійних навантажень, коли струм протікає через навантаження, нелінійне до прикладеної напруги, утворюється несинусоїдальний струм. Будь -яка періодична форма хвилі може бути розкладена на синусоїду з фундаментальною частотою плюс синусоїду з багатьма гармонічними частотами. Гармонічна частота є інтегральним кратним основної частоти. Наприклад, основна частота становить 50 Гц, друга гармоніка - 100 Гц, а третя - 150 Гц. Тому спотворена форма струму може складатися з другої гармоніки, третьої гармоніки ... можливо, до тридцятої гармоніки.
2 Типи обладнання, що генерує гармоніки
Усі нелінійні навантаження можуть генерувати гармонічні струми. Типи обладнання, яке генерує гармоніки, - це: джерело живлення в режимі перемикання (SMPS), електронний баласт люмінесцентної трубки, механізм регулювання швидкості, джерело безперебійного живлення (ДБЖ), обладнання з магнітною залізницею та деякі побутові прилади, такі як телевізори.
(1) Джерело живлення в режимі перемикача (SMPS):
Більшість сучасних електронних пристроїв використовують джерела живлення з комутованим режимом (SMPS). Вони відрізняються від старого обладнання. Вони замінили традиційний бак та випрямляч на джерело живлення безпосередньо через керований випрямляч, щоб зарядити накопичувальний конденсатор, а потім використати відповідну вихідну напругу та струм. Метод виводить необхідний постійний струм. Перевагою цього для виробників обладнання є те, що розмір, ціна та вага пристрою можна значно зменшити. Його недолік полягає в тому, що незалежно від моделі, він не може витягати безперервний струм з блоку живлення, а може лише імпульси. Поточний. Цей імпульсний струм містить велику кількість компонентів третьої та вищої гармонік.
(2) Електронний флуоресцентний баласт:
Електронні люмінесцентні трубні баласти були широко поширені в останні роки. Його перевага в тому, що він може значно покращити ефективність трубки при роботі на високих частотах, але її недолік полягає в тому, що її інвертор генерує гармоніки та електричний шум у струмі живлення. Використання моделей з корекцією коефіцієнта потужності може зменшити гармоніку, але вартість дорога.
(3) Пристрій передачі, що регулює швидкість постійного струму:
Контролер швидкості двигуна постійного струму зазвичай використовує трифазну мостову випрямляльну ланцюг, яку також називають шестиімпульсною мостовою випрямляльною ланцюгом, оскільки на стороні виходу постійного струму є шість імпульсів на один цикл (по одному на півхвилі кожної фази) ). Індуктивність двигуна постійного струму обмежена, тому в струмі постійного струму є пульсуюча хвиля 300 Гц (тобто в 6 разів більша за частоту живлення), яка змінює форму хвилі струму живлення.
(4) Джерело безперебійного живлення (ДБЖ):
Існує багато різних типів ДБЖ відповідно до методу перетворення енергії та методу перетворення, який використовується зовнішнім джерелом живлення до внутрішнього джерела живлення. Основними типами є: ДБЖ в режимі онлайн, ДБЖ в автономному режимі та ДБЖ з лінійною взаємодією. Навантаження, що працюють від ДБЖ, завжди є електронним інформаційним обладнанням, яке є нелінійним і містить велику кількість гармонік низького порядку.
(5) Пристрій з магнітним сердечником:
Взаємозв'язок між струмом намагнічування та щільністю магнітного потоку в реакторі із залізною серцевиною завжди нелінійний. Якщо форма хвилі струму є синусоїдою (тобто опір у колі великий), у магнітному полі будуть вищі гармоніки, що вважається процесом вимушеного намагнічування. Якщо напруга, подана на котушку, є синусоїдальною формою хвилі (тобто опір послідовності невеликий), то щільність магнітного потоку також буде синусоїдальною, а форма хвилі струму містить вищі гармоніки, що вважається процесом вільного намагнічування.
3 Проблеми та рішення, викликані гармоніками
Гармонічні струми можуть викликати проблеми як в системі живлення, так і в пристрої. Однак наслідки та рішення дуже різні, і з ними потрібно працювати окремо; методи, придатні для усунення шкідливого впливу гармонік в пристрої, не можуть зменшити спотворення, викликані гармоніками в системі живлення, і навпаки.
(1) Гармонічні проблеми в пристрої та рішення:
Існує кілька поширених і частих проблем, викликаних гармоніками: спотворення напруги, шум перетину нуля, перегрів нейтральної лінії, перегрів трансформатора, несправність автоматичних вимикачів тощо.
Dist Викривлення напруги: оскільки система живлення має внутрішній опір, струм гармонічного навантаження спричинить спотворення напруги гармоніки у формі хвилі напруги (це джерело хвилі &; плоска верхня &). Цей опір має дві складові: опір внутрішньої кабельної лінії електричного пристрою після інтерфейсу живлення (PCC) та імпеданс системи живлення до PCC. Трансформатор живлення у користувача є прикладом PCC.
Спотворений струм навантаження, викликаний нелінійним навантаженням, викликає спотворене падіння напруги на імпедансі кабелю. Синтезована спотворена форма хвилі напруги додається до всіх інших навантажень, підключених до тієї ж схеми, викликаючи струм гармонічних струмів, навіть якщо ці навантаження є лінійними навантаженнями.
Рішення полягає в тому, щоб відокремити лінію живлення навантаження, що генерує гармоніки, від лінії живлення навантаження, чутливого до гармонік. Лінійне навантаження та нелінійне навантаження живляться різними схемами від однієї точки інтерфейсу живлення, так що генерується нелінійне навантаження. Спотворена напруга не буде передаватися на лінійне навантаження.
NoiseШум нульового перетину: багатьом електронним контролерам потрібно виявити точку перетину нуля напруги, щоб визначити, коли навантаження підключено. Це робиться для того, щоб увімкнути індуктивне навантаження, коли напруга перетинає нуль, не створюючи перехідної перенапруги, тим самим зменшуючи електромагнітні перешкоди (ЕМП) та удари напруги на напівпровідникових комутаційних пристроях. Коли на блоці живлення є гармоніки високого порядку або перехідні перенапруги, швидкість зміни напруги на переході через нуль дуже висока і її важко визначити, що призводить до несправностей. Насправді, у кожній півхвилі може бути декілька перетинів нуля.
OverПерегрів нейтральної лінії: У трифазній чотирипровідній системі живлення, де нейтральна точка безпосередньо заземлена, коли навантаження генерує струми гармоній 3N, нейтральна лінія протікатиме через суму струмів гармонік 3N кожної фази. Наприклад, коли трифазне навантаження незбалансоване, струм, що протікає через нейтральний провід, буде більшим. Останні досліди досліджень показали, що струм нейтралі може бути більшим за фазний струм будь -якої фази. Змушує нейтральний провід занадто сильно нагріватися, збільшувати втрати лінії і навіть спалювати провід.
Поточним рішенням є збільшення площі поперечного перерізу нейтрального проводу в трифазній чотирипровідній системі живлення. Мінімальна вимога-використовувати провід з таким же перетином, що і фазний. Міжнародна електротехнічна комісія (МЕК) запропонувала, щоб перетин нейтрального провідника становив 200% перетину фазного провідника.
Rise Підвищення температури трансформатора занадто велике: Коли трансформатор з проводкою Yyn виробляє струм гармоніки 3N від вторинного бічного навантаження, на додаток до суми трифазного незбалансованого струму на нейтральній лінії, струм гармоніки 3N також тече Алгебраїчна сума , а гармонічний струм надходить у мережу через первинну сторону трансформатора. Найпростіший спосіб вирішити вищевказані проблеми-використати трансформатор, з'єднаний з Dyn, для того, щоб гармонічний струм, що генерується навантаженням, циркулював у дельта-обмотці трансформатора без надходження до електромережі.
Незалежно від того, надходить гармонічний струм в електромережу чи ні, усі струми гармонік збільшать втрати потужності трансформатора та збільшать підвищення температури трансформатора.
⑤Причиняє несправність автоматичного вимикача диференціального струму: Вимикач диференціального струму (RCCB) працює відповідно до суми струмів, що проходять через трансформатор нульової послідовності. Якщо сума струмів перевищує номінальну межу, вона спрацьовує і відключає живлення. Існують дві причини несправності RCCB при виникненні гармонік: По-перше, оскільки RCCB є електромеханічним пристроєм, іноді він не може точно визначити суму високочастотних компонентів, тому він спрацьовує помилково. По -друге, через гармонічний струм струм, що протікає по ланцюгу, буде більшим за розрахункове або просто виміряне значення. Більшість портативних вимірювальних приладів не можуть виміряти справжнє середньоквадратичне значення струму, а лише середнє значення, а потім вважати, що форма хвилі є чистим синусом, а потім помножити поправочний коефіцієнт, щоб отримати значення. Якщо є гармоніки, результат цього зчитування може бути набагато нижчим за справжнє значення, а це означає, що для одиниці спрацьовування встановлено дуже низьке значення.
Тепер ви можете купити автоматичний вимикач, який може виявити середньоквадратичне значення струму в поєднанні з технологією вимірювання реального середньоквадратичного значення та виправити значення налаштування блоку спрацьовування, щоб забезпечити надійність джерела живлення.
На даний момент гармоніки світлодіодних люмінесцентних ламп Benwei складають<>
