什么是諧波,諧波是怎么產生的?
在19 個世紀,讓-巴蒂斯特·約瑟夫·傅立葉提出了他的理論,這被稱為傅立葉定理。根據這個定理,周期T的周期函數可以表示為具有相同周期T的正弦曲線的總和,頻率與基波的整數倍相同的附加正弦曲線,以及可能的連續分量,前提是該函數具有非 - 期間的平均值。前兩個被稱為諧波,而第三個被稱為直流分量。
在這三者中,具有與原始波形的周期匹配的頻率的波形被稱為基波,而第二波形可以具有多于一個的分量。頻率等于基波的'n'倍的那些被稱為階數'n'的諧波分量。從上面關于傅立葉定理的討論得出的結論是完美的正弦波形只能有基波分量,而沒有其他諧波。
這也意味著具有正弦電流和電壓波形的電氣系統沒有諧波。然而,電氣系統中的保護裝置和故障設備可能導致電力分布,電壓和電流波形失真,從而產生諧波。換句話說,諧波代表失真波形的分量,它們的存在允許通過研究不同的正弦波形分量來分析任何重復的非正弦波形。
大多數非線性負載會產生諧波,當正弦電壓遇到這種類型的負載時,它產生具有非正弦波形的電流。可以將這些非正弦波形解構為諧波。如果網絡中存在的阻抗較低,則由失真電流引起的電壓失真也很低,并且系統中來自諧波的污染水平低于可接受的水平。因此,即使在存在失真電流的情況下,電壓也可以在某種程度上保持正弦曲線。
通常,許多電子設備的操作導致切割正弦波形以改變其rms值或從備用值獲得直流電流。在這種情況下,線路上的電流轉換為非正弦波形。幾種這樣的設備產生諧波焊接設備,變速驅動器,連續性組,靜態轉換器,熒光燈,個人計算機等。
在大多數情況下,波形失真是由上述設備中存在的橋式整流器引起的。盡管這些半導體器件允許電流在整個周期的主要持續時間內流動,但它們停止導通以進行平衡部分。這會產生不連續的波形,從而增加了許多諧波。
除電子設備外,變壓器也可能是諧波產生和污染的原因,即使將完美的正弦電壓波形施加到變壓器并產生正弦磁化磁通,其鐵芯的磁飽和也可能阻止磁化電流保持正弦。
來自變壓器的失真磁化電流波形現在包含幾個諧波,第三個諧波具有大幅度。幸運的是,與變壓器的額定電流相比,其磁化電流只是一小部分。隨著變壓器負載的增加,這個百分比變得越來越微不足道了。
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