Existujú elektromery, ktoré dokážu eliminovať harmonické?

Všimli ste si zvláštny jav: v rozvodnej sieti dokážeme rozpoznať nepárne-harmonické harmonické, ako je 3., 5. a 7. harmonická, ale takmer nikdy nevidíme harmonické -párneho rádu, ako je 2., 4. a 6. harmonická? prečo je to tak? Sú dokonca-harmonické harmonické zo svojej podstaty nemožné zistiť?

Aby sme pochopili, prečo sú dokonca-harmonické harmonické zložky vzácne, musíme najprv pochopiť, čo sú to vlastne „harmonické“. Striedavý prúd, ktorý používame, je v ideálnom prípade štandardná sínusoida s pevnou frekvenciou 50 Hz, ktorá sa nazýva „základná vlna“, podobne ako „hlavná melódia“ v hudbe.

V skutočnosti mnohé elektrické spotrebiče „poslušne neplnia príkazy“-, ako sú LED svetlá, nabíjačky mobilných telefónov, napájacie zdroje pre laptopy a klimatizácie. Sú to „ne-lineárne zariadenia“ a nefungujú v súlade s rytmom základnej vlny. Namiesto toho "zasahujú" do základnej vlny, "ohýbajú" hladkú sínusovú vlnu do zvláštnych priebehov.

Tieto skreslené tvary vĺn, keď sú rozdelené pomocou matematickej metódy "Fourierovho rozkladu", odhaľujú, že sa v skutočnosti skladajú zo základnej frekvencie (50 Hz) a série "harmonických", ktorých frekvencie sú celými násobkami základnej frekvencie. Napríklad 3. harmonická je 150 Hz (50 × 3), 5. harmonická je 250 Hz (50 × 5) a harmonické-poradia sú tvary vĺn s frekvenciami, ktoré sú párnymi násobkami základnej frekvencie, ako napríklad 100 Hz (2.) a 200 Hz (4.).

Prečo takmer nikdy nevidíme rovnomerné{0}}harmonické harmonické? Kľúč spočíva v tom, že väčšina nelineárnych zariadení na dnešnom trhu používa jadrovú technológiu nazývanú „úplná{1}}rektifikácia mosta“-toto je „skrytá prevádzka“ elektrických spotrebičov okolo nás a dôležitý dôvod, prečo sú dokonca aj-harmonické harmonické zložky zriedkavé.

Čo je úplná{0}}náprava mosta? Môžeme to pochopiť jednoduchou analógiou: striedavý prúd v elektrickej sieti je ako vlna, ktorá stúpa a klesá, pričom kladný polovičný-cyklus stúpa a záporný polovičný-cyklus klesá a smer sa neustále mení; zatiaľ čo úplná-rektifikácia mosta je ako „konvertor tvaru vlny“, ktorý dokáže „upraviť“ smer prúdu bez ohľadu na to, či je prúd v kladnej alebo zápornej polovici-cyklu, a premeniť ho na jednosmerný prúd (alebo pulzujúci jednosmerný prúd) v rovnakom smere, rovnako ako sploštenie vlnitých vĺn na jednosmerný prúd vody.

Svetlá LED, nabíjačky mobilných telefónov, počítačové napájacie zdroje a dokonca aj klimatizácie a práčky v našich domácnostiach takmer všetky používajú technológiu úplného{0}}premostenia, takže harmonické, ktoré vytvárajú, sú všetky v nepárnom{1}}poradí a dokonca-harmonické harmonické sú prirodzene ťažko viditeľné.

Samozrejme, ani-harmonické harmonické úplne neexistujú, ale v moderných energetických sieťach sú mimoriadne zriedkavé. Dokonca-harmonické harmonické sa objavujú iba vtedy, keď je priebeh v elektrickej sieti „asymetrický“ a existujú dva bežné scenáre:

1. Prvý typ zahŕňa zariadenia využívajúce technológiu „pol{0}}rektifikácie vlny“. Na rozdiel od úplného-mostíkového usmerňovania, polovičné{3}}vlnové usmernenie využíva iba kladný (alebo záporný) polovičný-cyklus striedavého prúdu, pričom zahodí druhú polovicu tvaru vlny. Výsledkom je asymetrický tvar vlny, čo vedie k harmonickým-rovnomernému rádu po Fourierovom rozklade. Pol{8}}rektifikácia vĺn je však mimoriadne neefektívna a plytvá značným množstvom energie. Bola úplne vyradená z{10}}úplnej opravy mosta a používa sa iba v niektorých veľmi starých, takmer zastaraných zariadeniach (ako sú napríklad nabíjačky spred desaťročí), čo sťažuje ich zistenie v elektrickej sieti.

Druhým typom je porucha zariadenia. Napríklad poškodená usmerňovacia dióda v spotrebiči môže zabrániť normálnej konverzii medzi kladným a záporným pol-cyklom, čo vedie k asymetrickému tvaru vlny a vytváraniu harmonických-rovnomerného rádu. Ide však o poruchový stav; keď k nemu dôjde, zariadenie zvyčajne zlyhá alebo spustí ochranný mechanizmus a nemá dlhodobý-vplyv na elektrickú sieť, takže je ťažké ho odhaliť.

Zjednodušene povedané, dokonca aj{0}}harmonické harmonické sú v rozvodnej sieti takmer neviditeľné, a to najmä v dôsledku rozšíreného prijatia „technológie úplného{1}}premostenia“: udržiava tvar vlny generovaný elektrickými spotrebičmi symetrický a symetrické tvary vĺn nemožno rozložiť na harmonické -rovnomerného rádu, čo znamená, že bežné zariadenia negenerujú rovnomerné{3}; okrem toho samotné transformátory v napájacom systéme majú určitú schopnosť potláčať harmonické-radu.

Presne povedané, žiadny elektromer nedokáže „eliminovať“ harmonické. Funkciou elektromera je „merať“, nie „riadiť“. Zatiaľ čo elektromery neeliminujú harmonické, v energetickom systéme skutočne existujú zariadenia špeciálne navrhnuté na „elimináciu“ harmonických; tieto sa nazývajú filtre.

Nedávny výskum naznačuje, že inštalácia vhodných filtrov na prednú časť elektromerov môže účinne znížiť vplyv harmonických na presnosť merania.