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当负载低于电源额定值时,非线性负载会有高谐波电压吗?
  吉事励电源厂家:我们知道交流电源谐波失真的原因。然而,为了其他感兴趣的伙伴,我将做一个“初级谐波”的介绍,希望这能回答你的问题。

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  在交流电力系统中,发电机(交流发电机)的源电压波形理想情况下为零失真的单频正弦波,当这个正弦电压被施加到某一类型的负载上时,负载所产生的电流与电压和阻抗成正比,并遵循电压波形的包络线。这些负载被称为线性负载(电压和电流彼此跟随且其纯正弦波不失真的负载),线性负载的例子有电阻加热器、白炽灯、恒速感应电机和同步电机。图1(a)显示了线性负载的电流和电压波形示例。

  图1:线性和非线性负载的电流和电压波形

  相反,有些负载是非线性负载,在每半个周期内,电流随电压不成比例地变化。电流波形为非正弦波形,包含畸变,因此50或60 Hz波形上叠加了许多附加波形。这些附加电流波形的频率是基频的谐波,也就是说,它们是初始(基频)频率的倍数。图1(b)显示了非线性负载的电流和电压波形示例。非线性负载的例子有电池充电器、电子镇流器、变频驱动器、交流电源控制器和开关电源。

  这些电流畸变会对电源电压的波形产生畸变。然而,当存在刚性正弦电压源时(当电源有低阻抗路径时,该路径具有足够的容量,以便施加在其上的负载不会影响电压),无需担心电流畸变会产生电压畸变。离电压波形采样的非线性负载越远,电压失真越小。这种效果如图2所示。然而,如果你的非线性负载导致你邻居的供电电压过度失真,就有可能受到一些监管机构的抨击。

  图2:电源和配电阻抗对电压畸变的影响

  这些电流谐波对电源电压波形的畸变效应的计算并不简单,因为您需要对系统阻抗有很好的了解。在图2中,左侧的11kV主电源被认为是零阻抗的“无限母线”。这通过源变压器阻抗Zs为您的本地配电系统供电。然后通过分布阻抗Zd提供非线性负载。

  非线性负载对本地配电电压的扭曲程度取决于许多因素。

  谐波电流的大小。这些电流越高,失真越大。在这方面,一些荷载设计比其他荷载设计更差。一般来说,非线性负载上的负载越轻,每个电流谐波的水平就越低。

  分布阻抗Zd与源阻抗Zs之比。该比率越高,电流畸变对配电电压畸变的影响越弱。这是因为这两个阻抗的分压器效应。

  降低配电电压电压畸变的一种简单方法是故意在Zd上增加额外阻抗。这通常是线电感器的形式。一个常见的例子是变频电机驱动。输入整流电路(带电解电容滤波器的三相二极管桥)产生高水平的5、7、11及以上谐波。然而,通过在每个输入端插入一个线电感,每个线电感的线频率约为负载阻抗的3%,配电电压的谐波失真显著降低。该技术也适用于单相非线性负载。

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时间:2021.12.08 来源:吉事励 阅读:6259
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