สิ่งที่เรียกว่าฮาร์โมนิกในระบบไฟฟ้าคืออะไร และมันเกิดจากอะไร?
ในระบบไฟฟ้า ฮาร์โมนิกหมายถึงส่วนประกอบที่มีความถี่เป็นจำนวนเต็มเท่าของความถี่พื้นฐานที่ได้จากการแยกปริมาณสลับไม่เป็นไซนัสอย่างสม่ำเสมอผ่านอนุกรมฟูเรียร์ และมักจะเรียกว่าฮาร์โมนิกสูง
สาเหตุหลักของฮาร์โมนิกมีดังนี้:
การมีโหลดที่ไม่เชิงเส้น: นี่คือสาเหตุหลักของการเกิดฮาร์โมนิก ตัวอย่างเช่น เครื่องใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจากสลับเป็นตรง เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจากตรงเป็นสลับ และเครื่องแปลงความถี่ ซึ่งอุปกรณ์กึ่งตัวนำภายในจะทำให้คลื่นกระแสและแรงดันบิดเบี้ยวระหว่างการทำงาน สร้างฮาร์โมนิก เช่น ในกรณีของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจากสลับเป็นตรง มันจะแปลงกระแสไฟฟ้าสลับเป็นกระแสไฟฟ้าตรง ระหว่างกระบวนการแปลง กระแสไฟฟ้าขาเข้าจะแสดงเป็นคลื่นที่ไม่เป็นไซนัสและมีส่วนประกอบฮาร์โมนิกจำนวนมาก นอกจากนี้ อุปกรณ์เช่น เตาอาร์กและหลอดฟลูออเรสเซนต์ ก็เป็นโหลดที่ไม่เชิงเส้นที่พบได้ทั่วไป เช่น ในกระบวนการผลิตเหล็กในเตาอาร์ก การไม่เสถียรของอาร์กจะทำให้เกิดการแกว่งของกระแสและสร้างฮาร์โมนิก เนื่องจากฟังก์ชันของบาลลาสต์ในหลอดฟลูออเรสเซนต์ คลื่นกระแสไฟฟ้าจะบิดเบี้ยวและสร้างฮาร์โมนิก
กระแสกระตุ้นของหม้อแปลง: เมื่อหม้อแปลงทำงาน จะเกิดภาวะอิ่มตัวของเหล็กในแกน ทำให้กระแสกระตุ้นไม่เป็นคลื่นไซนัส จึงสร้างฮาร์โมนิก โดยเฉพาะเมื่อหม้อแปลงถูกเปิดโดยไม่มีโหลดหรือทำงานภายใต้โหลดเบา ส่วนประกอบฮาร์โมนิกในกระแสกระตุ้นจะชัดเจนมากขึ้น
ความไม่สมดุลของระบบจ่ายไฟ: เมื่อโหลดในแต่ละเฟสของระบบจ่ายไฟสามเฟสไม่สมดุล จะทำให้เกิดความไม่สมมาตรของกระแสและแรงดัน จึงสร้างฮาร์โมนิก ตัวอย่างเช่น ในบางสถานที่อุตสาหกรรม เนื่องจากอุปกรณ์ที่ต่อเข้ากับแต่ละเฟสแตกต่างกัน อาจเกิดภาวะโหลดสามเฟสไม่สมดุล ทำให้เกิดฮาร์โมนิกในระบบจ่ายไฟ
ฮาร์โมนิกสามารถทำให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้นและสูญเสียพลังงานมากขึ้นในอุปกรณ์ไฟฟ้า กระทบต่อการดำเนินงานและการใช้งานปกติของอุปกรณ์ นอกจากนี้ยังอาจรบกวนระบบสื่อสารและกระตุ้นการเกิดความสั่นสะเทือนในระบบไฟฟ้าและปัญหาอื่น ๆ ดังนั้น จำเป็นต้องดำเนินการมาตรการที่เหมาะสมในการกำจัด
