Oletko huomannut oudon ilmiön: voimme havaita parittoman-asteen harmonisia, kuten 3., 5. ja 7. harmonisia, sähköverkossa, mutta emme näe lähes koskaan-parillisen kertaluvun harmonisia, kuten 2., 4. ja 6. harmonisia? Miksi tämä on? Onko jopa-järjestyksen yliaaltoja mahdoton havaita?
Mitä ovat sähköverkon harmoniset yliaallot?
Ymmärtääksemme, miksi jopa{0}}järjestyksen harmoniset yliaallot ovat harvinaisia, meidän on ensin ymmärrettävä, mitä "harmoniset" todellisuudessa ovat. Käyttämämme vaihtovirta on ihannetapauksessa tavallinen siniaalto kiinteällä 50 Hz:n taajuudella, jota kutsutaan "perusaaltoksi", aivan kuten musiikin "päämelodia".
Todellisuudessa monet sähkölaitteet eivät "noudata tottelevaisesti käskyjä"-kuten LED-valot, matkapuhelinlaturit, kannettavan tietokoneen virtalähteet ja ilmastointilaitteet. Ne ovat "epälineaarisia laitteita" eivätkä toimi perusaallon rytmin mukaisesti. Sen sijaan ne "häiritsevät" perusaaltoa ja "taivuttavat" sileän siniaallon oudoksi aaltomuodoksi.
Nämä vääristyneet aaltomuodot, kun ne erotetaan käyttämällä "Fourier-hajoamisen" matemaattista menetelmää, paljastavat, että ne itse asiassa koostuvat perustaajuudesta (50 Hz) ja sarjasta "harmonisia", joiden taajuudet ovat perustaajuuden kokonaislukukerrannaisia. Esimerkiksi 3. harmoninen on 150 Hz (50 × 3), 5. harmoninen on 250 Hz (50 × 5), ja jopa-järjestyksen harmoniset ovat aaltomuotoja, joiden taajuudet ovat jopa perustaajuuden kerrannaisia, kuten 100 Hz (2.) ja 200 Hz (4.).
Täysi-siltatasasuuntaajatekniikka "eliminoi" jopa-järjestyksen harmoniset.
Miksi emme melkein koskaan näe edes{0}}järjestyksen harmonisia yliaaltoja? Avain piilee siinä, että useimmat markkinoiden epälineaariset laitteet käyttävät ydintekniikkaa, jota kutsutaan "täydelliseksi-siltatasasuuntaukseksi"-. Tämä on ympärillämme olevien sähkölaitteiden "piilotettu toiminta" ja tärkeä syy, miksi jopa-järjestyksen harmoniset ovat harvinaisia.
Mitä on täysi{0}}siltakorjaus? Voimme ymmärtää sen yksinkertaisella analogialla: vaihtovirta sähköverkossa on kuin aalto, joka nousee ja laskee, jolloin positiivinen puoli-sykli nousee ja negatiivinen puoli-lasku, ja suunta muuttuu jatkuvasti; kun taas täysi-siltatasasuuntaus on kuin "aaltomuotomuunnin", joka voi "korjata" virran suunnan riippumatta siitä, onko virta positiivisessa vai negatiivisessa puolijaksossa, ja muuttaa sen tasavirraksi (tai sykkiväksi tasavirraksi) samaan suuntaan, aivan kuten tasoittaa aaltoilevat aallot yksisuuntaiseksi vesivirtaukseksi.
LED-valot, matkapuhelinlaturit, tietokoneiden virtalähteet ja jopa kodin ilmastointilaitteet ja pesukoneet käyttävät lähes kaikki täydellistä-siltatasasuuntaustekniikkaa, joten niiden tuottamat harmoniset ovat kaikki outoa-ja parillisia{2}}ääniä on luonnollisesti vaikea nähdä.
Jopa-järjestyksen harmoniset esiintyvät vain, kun aaltomuoto on epäsymmetrinen
Tietenkään jopa{0}}järjestyksen harmoniset harmoniset eivät ole täysin olemattomia, mutta ne ovat erittäin harvinaisia nykyaikaisissa sähköverkoissa. Jopa-järjestyksen harmoniset esiintyvät vain, kun aaltomuoto sähköverkossa on "epäsymmetrinen", ja on olemassa kaksi yleistä skenaariota:
- Ensimmäinen tyyppi koskee laitteita, jotka käyttävät puoliaallon{0}}tasasuuntaustekniikkaa. Toisin kuin täysi-siltatasasuuntaus, puoli-aallon tasasuuntaus käyttää vain vaihtovirran positiivista (tai negatiivista) puoli-jaksoa ja hylkää aaltomuodon toisen puolen. Tämä johtaa epäsymmetriseen aaltomuotoon, joka johtaa tasaisen-järjestyksen harmonisiin Fourier-hajoamisen jälkeen. Puoli-aallon tasasuuntaus on kuitenkin erittäin tehotonta, mikä kuluttaa huomattavan määrän energiaa. Se on poistettu käytöstä kokonaan{10}}siltakorjauksella, ja sitä käytetään vain joissakin hyvin vanhoissa, lähes vanhentuneissa laitteissa (kuten vuosikymmenten takaisissa latureissa), mikä vaikeuttaa sen havaitsemista sähköverkossa.
Toinen tyyppi on laitevika. Esimerkiksi laitteen vaurioitunut tasasuuntaajadiodi voi estää normaalin muunnoksen positiivisen ja negatiivisen puolijakson välillä, mikä johtaa epäsymmetriseen aaltomuotoon ja synnyttää tasaisen -järjestyksen harmonisia. Tämä on kuitenkin vikatila; Kun se tapahtuu, laite yleensä toimii väärin tai laukaisee suojamekanismin, eikä sillä ole pitkäaikaista-vaikutusta sähköverkkoon, mikä vaikeuttaa sen havaitsemista.
Yliaallot voivat aiheuttaa vakavia häiriöitä ja vaurioita sähköjärjestelmiin ja vaikeissa tapauksissa jopa johtaa sähköjärjestelmän halvaantumiseen.
Miksi jopa{0}}järjestyksen harmoniset harmoniset ovat "harvinaisia"?
Yksinkertaisesti sanottuna, jopa-järjestyksen harmoniset ovat lähes näkymättömiä sähköverkossa, mikä johtuu pääasiassa "täysi-siltatasasuuntaustekniikan" laajamittaisesta käyttöönotosta: se pitää sähkölaitteiden tuottaman aaltomuodon symmetrisenä, eikä symmetrisiä aaltomuotoja voida hajottaa tasaisiksi-järjestyksen harmonisia yliaaltoja, mikä tarkoittaa, että{{3} ei synny edes{{ lisäksi sähköjärjestelmän muuntajilla itsessään on tietty kyky vaimentaa jopa-järjestyksen harmonisia.
Onko olemassa sähkömittareita, jotka voivat poistaa yliaaltoja?
Tarkkaan ottaen mikään sähkömittari ei voi "eliminoida" yliaaltoja. Sähkömittarin tehtävänä on "mittaa", ei "hallita". Vaikka sähkömittarit eivät poista yliaaltoja, sähköjärjestelmässä on todellakin laitteita, jotka on erityisesti suunniteltu "eliminoimaan" yliaaltoja; näitä kutsutaan suodattimiksi.
Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että sopivien suodattimien asentaminen sähkömittareiden etupäähän voi tehokkaasti vähentää yliaaltojen vaikutusta mittaustarkkuuteen.