谐波源主要包括哪些设备?

293 2024-07-31 15:12

一、谐波源主要包括哪些设备?

电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其他SCR控制系统等。由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路如整流和变频电路,其负载性质一般分为感性的容性两种,感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源,其谐波含量与电容值大小有关,电容值越大,谐波含量越大。变频电路谐波源由于采用的是相位控制,其谐波成分不仅含有整流倍数的谐波,还含有非整流倍数的间谐波。

(2)可饱和设备

可饱和设备主要包括变压器、电动机、发电机等。可饱和设备是非线性设备,其铁心材料具有非线性磁化曲线的磁滞回线,在正弦波电压的作用下,励磁电流为对称函数,并满足:f(ωt+π)=-f(ωt)

应用傅立叶及数分解时仅含有奇次项,对于三相对称的变压器,3次谐波的奇数倍(3次、6次、9次……)

谐波均匀为零序,可认为变压器是只产生奇次谐波的电流源型谐波源。变压器的谐波次数还受到一、二次侧接线方式的影响,谐波的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关,变压器空载时,铁心的饱和程度超高,谐波电流就越大。与电力电子设备的电弧设备相比,可饱和设备上的谐波在未饱和的情况下,其谐波的幅值往往可以忽略。

(3)

电弧炉设备及气体电光源设备

3.1

电弧炉在熔炼金属过程中的非线性影响将产生大量的谐波。

3.2

气体电光源包括荧光灯、卤化灯、霓虹灯等。根据这类气体放电光源的伏安特性,其非线性十分严重,同时含有负的伏安特性。而气体灯具工作时要与电感性镇流器相串联,并使其综合伏安特性不再为负才能正常工作。由于镇流器的非线性相当严重,其中三次谐波含量在20%以上,其特性为对称函数,只含有奇次谐波,所以气体电光源设备属于电流型谐波源。

二、哪些用电设备能产生谐波?

谐波源主要有三类:①整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其他SCR控制系统等电力电子设备,②变压器、电动机、发电机等非线性设备,③电弧炉设备及气体电光源设。

1 电弧炉设备及气体电光源设备

①电弧炉在熔炼金属过程中的非线性影响将产生大量的谐波。

②气体电光源包括荧光灯、霓虹灯、卤化灯。根据这类气体放电光源的伏安特性。其非线性特性十分严重,同时含有负的伏安特性。而气体灯具工作时要与电感性镇流器相串联,并使其综合伏安特性不再为负才能正常工作。由于镇流器的非线性相当严重,其中三次谐波含量在20%以上,其特性为对称函数,只含有奇次谐波,所有气体电光源设备属于电流源型谐波源。

2 电力电子设备

电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其它SCR控制系统等。由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路,如整流和变频电路,其负载性质一般分为感性和容性两种,感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。而容性负载的单相整流电路,由于电容电压会通过整流管向电源反馈,属于电压型谐波源,其谐波含量与电容值的大小有关,电容值越大,谐波含量越大。变频电路谐波源由于采用的是相位控制,其谐波成分不仅含有整数倍数的谐波,还含有非整数倍数的间谐波。

3 可饱和设备

可饱和设备主要包括变压器、电动机、发电机等。可饱和设备是非线性设备,与电力电子设备和电弧设备相比,可饱和设备上的谐波在未饱和的情况下,其谐波的幅值往往可以忽略。

电力系统对谐波的定义:对周期性非正弦电量(电压或电流)进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。

三、谐波对电源有哪些影响?

   1)变压器电流谐波将增加铜损,谐波电压将增加铁损,其综合结果就是使得变压器的温度上升。谐波还可能引起变压器绕组及线间电容之间的共振,从而产生噪声污染。  

2)变频器当变频器输入电压发生畸变,输入电流峰值增大,就使得变频器整流二极管及电解电容负担加重,容易产生过电压或者过电流,导致变频器的运行不正常。由于变频器属于电力电子装置,很容易感受谐波失真而误动作,从而影响变频器的工作性能和使用寿命。  

3)电动机电机绕组存在杂散电容,谐波主要引起电动机的附加发热,导致电动机的额外温升,使得电动机的机械效率下降。谐波的产生还会引起绕组不均匀处过热导致的绝缘层损坏、电机转矩脉冲及噪声的增加。  

4)供电线路高频谐波电流使线路阻抗随着频率的增加而提高,对供电线路产生了附加谐波损耗,造成电能的浪费,并且导体对高频谐波电流的集肤效应使线路的等效阻抗增加,导致线路压降增大,输出电缆的截面要相应增大。  

5)电力电容器工频状态下,电力系统装设的电容器比系统中的感抗要大得多。但在谐波频率较高时,感抗值成倍增加而容抗值大幅减少,这就可能出现谐振,谐振造成异常电流进入电容器,导致电容器过热,绝缘破坏直至烧毁。  此外,谐波可能导致开关设备、保护电器的误动作,影响计量仪表测量精度。

四、开关电源谐波测试方法?

开关电源谐波测试的方法:

变频器的谐波频率非常高,假设开关频率为fp,信号频率为fs

那么,谐波集中分布在m*fp±n*fs附近。一般而言,fp大大大于fs,以3kHz开关频率,50Hz基波频率为例,开关频率是基波频率的60倍。

一般的谐波分析仪主要针对电网谐波,只能分析50次谐波以下。显然,这种谐波分析仪连1倍开关频率附近的谐波都分析不到。

推荐采用AnyWay变频功率测试系统,该系统可以根据变频器谐波分布特点,计算所有带宽范围内的谐波。

五、ups电源谐波解决方法?

回答如下:UPS电源所产生的谐波主要来自于电源变换器和充电器,其产生的原因是因为电源变换器和充电器所采用的开关元器件在开关过程中会产生高频谐波电压和电流,这些高频电压和电流会影响到电网的电压和电流质量,甚至会损坏其他电气设备。

为了解决UPS电源产生的谐波问题,可以采取以下几种方法:

1. 采用高质量的电容器和电感器来滤除谐波电流。

2. 使用谐波滤波器,将谐波电流导入到地线中。

3. 安装降压变压器,通过变压器的阻抗来滤除谐波电流。

4. 使用多级变换器,将高频谐波电压和电流分解成低频分量,从而减少谐波的产生。

5. 采用有源滤波器,通过控制开关元器件的工作频率和相位来滤除谐波电流。

总之,UPS电源谐波问题的解决方法需要结合具体情况进行综合分析和选择,以达到减少谐波干扰、保障电网电压和电流质量的目的。

六、哪些设备和电路容易产生谐波?

谐波源主要有三类:①整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其他SCR控制系统等电力电子设备,②变压器、电动机、发电机等非线性设备,③电弧炉设备及气体电光源设。

1 电弧炉设备及气体电光源设备

①电弧炉在熔炼金属过程中的非线性影响将产生大量的谐波。

②气体电光源包括荧光灯、霓虹灯、卤化灯。根据这类气体放电光源的伏安特性。

其非线性特性十分严重,同时含有负的伏安特性。而气体灯具工作时要与电感性镇流器相串联,并使其综合伏安特性不再为负才能正常工作。

由于镇流器的非线性相当严重,其中三次谐波含量在20%以上,其特性为对称函数,只含有奇次谐波,所有气体电光源设备属于电流源型谐波源。

2 电力电子设备

电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其它SCR控制系统等。

由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路,如整流和变频电路,其负载性质一般分为感性和容性两种,感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。

而容性负载的单相整流电路,由于电容电压会通过整流管向电源反馈,属于电压型谐波源,其谐波含量与电容值的大小有关,电容值越大,谐波含量越大。

变频电路谐波源由于采用的是相位控制,其谐波成分不仅含有整数倍数的谐波,还含有非整数倍数的间谐波。

3 可饱和设备

可饱和设备主要包括变压器、电动机、发电机等。可饱和设备是非线性设备,与电力电子设备和电弧设备相比,可饱和设备上的谐波在未饱和的情况下,其谐波的幅值往往可以忽略。

电力系统对谐波的定义:对周期性非正弦电量(电压或电流)进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波

七、电源谐波的危害及抑制方法?

电源谐波会对电气设备产生一定的危害,有可能导致设备损坏或缩短设备使用寿命 主要原因:谐波输入功率的增加和谐波输出功率的增大,导致设备的电流变大或者电压变小,从而影响整个电力系统的稳定性和安全性抑制方法: 采用三相全波整流电路,减小电源输入谐波 使用low Pass滤波器来衰减电源输入谐波 减小电源的谐波输出功率,这样可以减少谐波电流 4)在某些情况下,可以增加回路电感和电容来产生相互抵消的谐波,以达到抑制谐波的目的

八、PC电源谐波测试属于哪类?

PC电源谐波测试属于电磁兼容性测试(EMC测试)的范畴。

电磁兼容性测试是指在电子设备中,通过测试和评估电磁兼容性,以确保设备在电磁环境中能够正常工作,同时不会对周围环境和其他设备造成干扰。

PC电源谐波测试是其中的一项测试,主要是测试电源输出的电流和电压是否存在谐波,以及谐波的大小和频率。

谐波会对电子设备和周围环境造成干扰,因此需要进行测试和评估,以确保设备的电磁兼容性。

PC电源谐波测试的具体操作步骤如下:

1. 准备测试设备:

包括测试仪器、测试电源和被测PC电源。

2. 连接测试仪器:

将测试仪器连接到被测PC电源的输出端口,以便测量电流和电压。

3. 开始测试:

启动被测PC电源,并记录测试仪器显示的电流和电压数据。

4. 分析测试结果:

根据测试结果,分析是否存在谐波,以及谐波的大小和频率。

5. 评估测试结果:

根据测试结果,评估被测PC电源的电磁兼容性,以确定是否符合相关标准和要求。

总之,PC电源谐波测试是电磁兼容性测试中的一项重要测试,可以帮助确保电子设备在电磁环境中能够正常工作,同时不会对周围环境和其他设备造成干扰。

九、LED电源的谐波是指什么?

电网中的谐波失真指原有频率的各种倍频的有害干扰,在电子产品中以电流总谐波失真作为衡量标准,也就是各次电流谐波分量方均根值的总和与基波电流的比值。

原有频率即电网的50Hz,实际谐波以奇次为主。谐波分量对电网是一种污染,会干扰其它电器工作。

在三相四线制中,奇次谐波会形成较大的中线电流,影响电网的供电质量。产品的电流总谐波失真越小越好。至于10W盏LED灯泡的应用,如果电路设计是低功率因数的,那必定存在较大谐波干扰。

是否符合要求,可以送样到第三方实验室测试一下,不贵,参考相应的国家标准就可以判别了。

还是建议在电路设计时将功率因数提升到0.95以上,这样谐波失真可低于20%以下,或者更低。

十、怎么去除电源中的高频谐波?

做频谱分析,如果特征谐波只有一两次,进线侧加装一个简单的无源滤波装置就可以了,如果特征谐波比较多甚至还有非特征谐波,应该考虑用有源滤波器; 不过最简单的是给重要设备装设电压稳定器 如果空压机单独排线供电,仍然会向电网注入谐波影响电能质量,将来的趋势是电力公司会对这种行为实施惩罚性电价或者征收谐波电价,某些地区的供电局已经开始采取类似的措施了

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