Kio estas harmonioj en elektraj sistemoj, kaj kio ilin kaŭzas?

En elektra sistemo, harmonioj rilatas al komponentoj kun frekvencoj, kiuj estas entjeraj obloj pli grandaj ol la fundamenta frekvenco, ricevita per dismetado de perioda ne-sinusoida alterna kvanto tra Fouriera serio, kaj ili kutime nomiĝas pli altaj harmonioj.

La ĉefaj kaŭzoj de harmonioj estas jenaj:

• Ekzisto de Nelinearaj Ŝargoj: Tio estas la ĉefa kaŭzo de harmonia generacio. Ekzemple, elektrelektronikaj aparatoj, inkluzive rektifikiloj, inversiloj, kaj frekvenceŝanĝiloj, la semikondukantaj aparatoj ene distordos la kurant- kaj voltajn formojn dum operacio, generante harmoniojn. Prenu rektifikilon kiel ekzemplon. Ĝi konvertas alternan kuranton en direktaĵan kuranton. Dum la konvertproceso, la eniga kuranto montras ne-sinusoidan formon kaj enhavas grandan nombron da harmoniaj komponentoj. Krome, aparatoj kiel arko-fornoj kaj fluoresklampo estas ankaŭ komunaj nelinearaj ŝargoj. En la procezo de akero en arko-forno, la instableco de la arko kondukos al kuranta fluctuo kaj generos harmoniojn. Pro la funkcio de la balasto en fluoresklampo, la kuranta formo ankaŭ estos distordita, generante harmoniojn.

• Ekscitada Kuranto de Transformiloj: Kiam transformilo funkciigas, magnetika saturado okazos en sia ferkernejo, rezultigante ke la ekscitada kuranto ne plu estas sinusoida ondo, do generante harmoniojn. Esepcie kiam la transformilo estas enŝaltita sen ŝargo aŭ funkciigas sub leda ŝargo, la harmoniaj komponentoj en la ekscitada kuranto estos pli evidentes.

• Neequilibro de la Elektroprovizad-sistemo: Kiam la ŝargoj de ĉiu fazo en tri-faza elektroprovizad-sistemo estas neekvilibraj, tio kondukos al asimetrio de la kuranto kaj volto, do generante harmoniojn. Ekzemple, en kelkaj industriaj lokoj, pro la diversaj aparatoj konektitaj al ĉiu fazo, situacio de tri-faza ŝargoneequilibro povas okazi, kaŭzante harmoniojn en la elektroprovizad-sistemo.

Harmonioj povas kaŭzi pligrandigitan varmon kaj pli grandajn perdojn en elektrekipaĵoj, afektante la normalan funkcion kaj servoperiodon de la ekipaĵoj. Ili povas ankaŭ interrompi komunikadsistemojn kaj provoki resonancojn en la elektrosistemo kaj aliajn problemojn. Tial, korrespondaj mezuroj devas esti prizorgitaj por traktado.