چه چیزی هارمونیکها در سیستمهای برقی است و چه چیز آنها را ایجاد میکند؟
در سیستم برق، هارمونیکها به مولفههایی اشاره دارد که فرکانس آنها مضرب صحیح بزرگتر از فرکانس اصلی است که از تجزیه یک کمیت جابجایی دورهای غیر سینوسی از طریق سری فوریه به دست میآید و معمولاً آنها را هارمونیکهای بالاتر مینامند.
دلایل اصلی تولید هارمونیکها عبارتند از:
وجود بارهای غیرخطی: این دلیل اصلی تولید هارمونیکها است. به عنوان مثال، دستگاههای الکترونیک قدرت، از جمله مستطیلسازها، معکوسسازها و تبدیلدهندگان فرکانس، دستگاههای نیمهرسانا در داخل آنها در حین عملکرد، شکل موج جریان و ولتاژ را تحریف میکنند و هارمونیکها را تولید میکنند. به عنوان مثال، یک مستطیلساز جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل میکند. در طول فرآیند تبدیل، جریان ورودی نمودار غیر سینوسی خواهد داشت و شامل تعداد زیادی از مولفههای هارمونیک خواهد بود. علاوه بر این، تجهیزاتی مانند کورههای قوس الکتریکی و لامپهای فلورسنت نیز بارهای غیرخطی رایج هستند. در فرآیند تولید فولاد در یک کوره قوس الکتریکی، ناپایداری قوس منجر به نوسان جریان و تولید هارمونیک میشود. به دلیل عملکرد بالاست در یک لامپ فلورسنت، شکل موج جریان نیز تحریف میشود و هارمونیک تولید میکند.
جریان برانگیز ترانسفورماتورها: هنگامی که یک ترانسفورماتور در حال کار است، اشباع مغناطیسی در هسته آهنی آن رخ میدهد که باعث میشود جریان برانگیز دیگر موج سینوسی نباشد و هارمونیک تولید کند. به ویژه هنگامی که ترانسفورماتور بدون بار روشن شود یا تحت بار سبک کار کند، مولفههای هارمونیک در جریان برانگیز بیشتر مشهود خواهند بود.
ناهمواری سیستم تأمین برق: هنگامی که بارهای هر فاز در یک سیستم تأمین برق سه فاز نامتوازن هستند، این موضوع منجر به نامتقارن بودن جریان و ولتاژ و در نتیجه تولید هارمونیک میشود. به عنوان مثال، در برخی از محلهای صنعتی، به دلیل متصل کردن تجهیزات مختلف به هر فاز، ممکن است وضعیت نامتوازن بار سه فاز رخ دهد که باعث ظهور هارمونیکها در سیستم تأمین برق میشود.
هارمونیکها میتوانند باعث افزایش گرم شدن و ضایعات بیشتر در تجهیزات برق شوند و عملکرد و عمر مفید تجهیزات را تحت تأثیر قرار دهند. آنها ممکن است همچنین با سیستمهای ارتباطی تداخل ایجاد کنند و نوسانات در سیستم برق و مسائل دیگر را القا کنند. بنابراین، تدابیر متناسبی برای درمان آنها لازم است.
