რა იწვევს ჰარმონიკებს ელექტროსистемებში

ელექტროსისტემებში ჰარმონიები წარმოიქმნება არალინიური ტვირთების გამო, რომლებიც შემდეგ შეიძლება შექმნან არასინუსოიდურ მიმდევრობებს სინუსოიდური მიმდევრობის სისტემებში. ჰარმონიები არიან სინუსოიდური კომპონენტები, რომლებიც შეიძლება იყვნენ ფუნდამენტური სიხშირის ინტეგრალური ჯერადი. შემდეგი არის ზოგიერთი ძირითადი მიზეზი ჰარმონიების წარმოქმნის ელექტროსისტემებში:

არალინიური ტვირთი

არალინიური ტვირთი არის ის ტვირთი, რომელშიც მიმდევრობა არ არის ლინიურად დაკავშირებული დარჩენასთან. ეს ტიპის ტვირთი ხშირად ხდება ენერგიის სისტემაში, და ძირითადი წყაროები შეიძლება იყვნენ:

• რექტიფიკატორი: მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება ალტერნატიული დენის გადაყვანისთვის დირექტულ დენში, როგორიცაა ენერგიის ადაპტერი, სიხშირის კონვერტერი და ა.შ.

• სიჩქარის რეგულირების საშუალება: საშუალება, რომელიც ხშირად გამოიყენება თანამედროვე ელექტრონულ მოწყობილობებში, როგორიცაა კომპიუტერის ენერგიის საშუალება, მობილური ტელეფონის ჩართვის მოწყობილობა და ა.შ.

• ინვერტორი: მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება დირექტული დენის გადაყვანისთვის ალტერნატიულ დენში, ხშირად გამოიყენება სოლარულ ფოტოვოლტაიკურ სისტემებში, ელექტრომობილების ჩართვის საშუალებებში და ა.შ.

• სიჩქარის რეგულირების მოწყობილობა: მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება მოტორის სიჩქარის და მომენტის კონტროლისთვის, ფართოდ გამოიყენება საინდუსტრიო ავტომატიზაციის სფეროში.

• დარტყმის სხიპი: არალინიური მიმდევრობა წარმოიქმნება დარტყმის პროცესში.

• გაზის დახრილი ლამპები: როგორიცაა ფლუორესცენტური ლამპები, მაღალწნევიანი ნატრიუმის ლამპები და ა.შ., შეიძლება წარმოიქმნან ჰარმონიები დარეგულების და საქმეში შესაძლებლობის დროს.

ენერგიის ელექტრონული მოწყობილობები

ენერგიის ელექტრონული მოწყობილობები, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება თანამედროვე ენერგიის სისტემებში, ასევე არიან მნიშვნელოვანი ჰარმონიების წყარო:

• სიხშირის კონვერტერი: გამოიყენება აცელი მოტორის სიჩქარისა და მომენტის კონტროლისთვის, მისი მუშაობის პრინციპი წარმოიქმნის ჰარმონიებს.

• UPS (უშუქის ენერგიის საშუალება) : ჰარმონიები წარმოიქმნება აქტივირების დროს ბატარიის მოდელში.

• კონვერტერი: მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება ალტერნატიული დენის სიხშირის შეცვლისთვის, როგორიცაა კონვერტერი, რომელიც გამოიყენება ქარის ენერგიის წარმოებისთვის.

მოტორები და ტრანსფორმატორები

თუმცა ტრადიციული მოტორები და ტრანსფორმატორების შემთხვევაში, მინიმალური ჰარმონიები შეიძლება წარმოიქმნას მაგნიტური სატურაციის ეფექტების გამო:

• მოტორები: გაშვების ფაზაში, ჰარმონიები შეიძლება წარმოიქმნას არალინიური მაგნიტური მრუდების გავლენის გამო.

• ტრანსფორმატორი: როდესაც ტრანსფორმატორი მუშაობს სატურაციის ზონაში, ის ასევე წარმოიქმნის ჰარმონიებს.

ქსელის თავადი პრობლემები

• არასიმეტრიული ტვირთი: არასიმეტრიული ტვირთი სამფაზიან სისტემაში შეიძლება წარმოიქმნას ნეიტრალური დენი, რომელიც შეიცავს ჰარმონიებს.

• დიდი მანძილის ტრანსპორტირება: დიდი მანძილის ტრანსპორტირების პროცესში, ხაზის ინდუქციისა და კაპაციტანსის ეფექტები შეიძლება განაპირობოს ჰარმონიების გაზრდა.

სხვა ფაქტორები

• ენერგიის მოწყობილობების დაძველება: უფრო ძველი ენერგიის მოწყობილობები შეიძლება წარმოიქმნან დამატებით ჰარმონიებს შინაარსის დეგრადაციის გამო.

• დიზაინის დაფარება: უკარგად დიზაინირებული ენერგიის სისტემები შეიძლება განაპირობოს ჰარმონიების გაზრდა ან წარმოქმნა.

ჰარმონიების ეფექტები

ჰარმონიები შეიძლება განაპირობონ რამდენიმე უარყოფითი ეფექტი ენერგიის სისტემებზე, რომლებიც შეიძლება შეიცავდნენ, მაგრამ არა შეზღუდული იქნებიან:

• მოწყობილობების დამატებითი დაკარგვები: ჰარმონიები შეიძლება განაპირობონ მოტორების, ტრანსფორმატორების და სხვა მოწყობილობების დამატებით დაკარგვებს, შემცირებული მომსახურების ხანგრძლივობას.

• სისტემის ეფექტივობის შემცირება: ჰარმონიები შეიძლება შემცირონ სისტემის ეფექტივობას და ზრდავით გაზრდონ ენერგიის ხარჯს.

• გაზრდა მასშტაბის ზუსტებაზე: ჰარმონიები შეიძლება შეუძლია დაარღვიონ ენერგიის მასშტაბის ზუსტება, რაც შეიძლება წარმოიქმნას არასწორი ელექტროენერგიის ხარჯის გამოთვლა.

• კომუნიკაციის სისტემის დაშლა: ჰარმონიები შეიძლება დაშლიდენ კომუნიკაციის სისტემას და შეუძლია შეურაცხმოვნებენ სიგნალის ტრანსპორტირების ხარისხს.

• რეზონანსის გამოწვევა: ზოგიერთ შემთხვევაში, ჰარმონიები შეიძლება რეზონანსირდენ სისტემის ინდუქტორებთან და კაპაციტორებთან, რაც შეიძლება განაპირობოს სერიოზული ენერგიის ხარჯის პრობლემები.

ჰარმონიების დასაჭრელი ზომები

ჰარმონიების შემცირების მიზნით ჩვეულებრივ გამოიყენება შემდეგი ზომები:

• ფილტრები: დაყენება პასიური ან აქტიური ფილტრები ჰარმონიების აბსორბირების ან დასაჭრელად.

• ტვირთის ინდუქციის ზრდა: ტვირთის ინდუქციის ზრდით დასაჭრელად ჰარმონიები