Mis on harmoonikad elektrisüsteemides ja mida need põhjustavad?

Elektrilises süsteemis viitavad harmonikad komponentidele, mille sagedused on täisarvulised mitmeks suuremad kui perioodilise mittesinusoidse vaihevoolu algsagedus, mille saab Fourier' reana lahutades. Neid nimetatakse tavaliselt kõrgemateks harmonikadeks.

Harmonikate peamised põhjustajad on järgmised:

• Mitte lineaarse ladega seadmete olemasolu: See on harmonikate tekke peamine põhjus. Näiteks, elektriliikumise seadmed, sealhulgas redaktorid, inverterid ja sageduse muundurid, tekitavad töötamisel voolu ja pingevormi distordimist, mis toob kaasa harmonikate tekke. Võtame näiteks redaktori. See muudab vaihevoolu otsepäraseks. Muundamise protsessi käigus näitab sisendvool mitte sinusoidset vormi ja sisaldab palju harmonikakomponente. Lisaks on ka teraskuivad ja fluoretseslamped tavalised mitte lineaarsed ladega seadmed. Teraskuivas, kus plazma ei ole stabiilne, tekivad vooluväljakutsumised ja sellest tulenevalt ka harmonikad. Fluoretseslampides tekitab ballastite funktsioon vooluvormi distordimise, mis toob kaasa harmonikate tekke.

• Tehnikute ühenduvusvool: Kui transformatuur töötab, siis selle raudese keskosa magneetiline sidumine viib selleni, et ühenduvusvool ei ole enam sinusoidne, mis toob kaasa harmonikate tekke. Eriti selgelt ilmnevad harmonikakomponendid, kui transformatuur lülitatakse sisse tühi või töötab vähekoormatult.

• Elektrituuma ebavõrdsus: Kolmekeskse elektrituuma süsteemis, kui igas faasis olevad laadid on ebavõrdsed, viib see voolu ja pingevormi asümmeetriani, mis toob kaasa harmonikate tekke. Näiteks, mõnes tööstuslikus kohtas, kus eri seadmeid on ühendatud erinevatesse faaside, võib esineda kolmekeskse ladega ebavõrdsust, mis toob kaasa harmonikate tekke elektrituumas.

Harmonikad võivad põhjustada elektriseadmete soojenemise ja kadude suurenemise, mõjutades nii seadmete normaalset tööd ja kasutusaega. Nad võivad ka segada kommunikatsioonisüsteeme ja aktiviseerida resonaanseid elektrisüsteemis ning tekitada muid probleeme. Seetõttu on vaja vastavaid meetmeid võtta nende korraldamiseks.