諧波的發展由來

發布時間：2022-11-30 熱度：

       大多數人沒有意識到諧波已經存在很長時間了。除白熾燈泡外，今天的每個負載都會產生諧波。不幸的是，這些負載在其諧波含量和對由諧波引起的問題的響應方面變化。自第一臺交流發電機于100多年前上線以來，電氣系統就經歷了諧波。當時的諧波很小，沒有有害影響。諧波：它在1980年代初成為流行語，使許多人重新考慮建筑物布線系統的有效性。但是，許多人仍然認為該概念是一個相對較新的現象。但是，諧波早在80年代初就已經存在：相關的問題存在于電氣世界中，早在1930年代首次使用晶體管管時就已存在。除了接地以外，許多諧波被視為當今電能質量行業最關注的問題之一。在本期中，我們將討論諧波的基本原理及其在房屋布線系統中可能引起的問題。

基本概念
       純正弦電壓是由理想的交流發電機產生的概念量，交流發電機由精細分布的定子和勵磁繞組組成，并在均勻磁場中工作。由于在工作的交流電機中繞組分布和磁場均不均勻，因此會產生電壓波形失真，并且電壓-時間關系會偏離純正弦函數。生成時的失真非常?。ù蠹s1％到2％），但是仍然存在。因為這是與純正弦波的偏差，所以偏差采用周期函數的形式，并且根據定義，電壓失真包含諧波。
       當將正弦電壓施加到特定類型的負載時，負載汲取的電流與電壓和阻抗成比例，并且遵循電壓波形的包絡線。這些負載稱為線性負載（電壓和電流彼此跟隨而其純正弦波沒有任何失真的負載）。線性負載的示例是電阻加熱器，白熾燈以及恒速感應和同步電動機。
       相反，某些負載會導致電流在每個半周期內隨電壓不成比例地變化。這些負載被分類為非線性負載，并且電流和電壓具有非正弦波形，包含失真，從而50Hz波形疊加有許多其他波形，從而在正常的50Hz正弦波中產生多個頻率。多個頻率是基頻的諧波。通常，電流失真會產生電壓失真。但是，當存在一個剛性的正弦電壓源時（當來自電源的阻抗路徑很低時，該路徑具有足夠的容量，因此負載在其上將不會影響電壓），因此無需擔心電流畸變會產生電壓扭曲。非線性負載的示例包括電池充電器，電子鎮流器，變頻驅動器和開關模式電源。當非線性電流流過設施的電氣系統和配電傳輸線時，由于與電網相關的阻抗會產生額外的電壓失真。因此，隨著電力的產生，分配和利用，產生電壓和電流波形失真。
       設計用于以基頻運行的電源系統（在美國為60 Hz），在承受包含大量諧波頻率成分的電壓和電流時，容易導致操作不令人滿意，有時還會出現故障。通常，電氣設備的運行看似正常，但是在一定條件下，諧波的影響會增強，從而導致損壞。