谐波与什么有关

教育巴啦啦 · 2025-01-04 07:45:51

谐波与以下因素有关:

非线性元件:

谐波是由非线性元件如二极管、晶体管等产生的。这些元件的电流电压特性是非线性的,当电压或电流超过一定阈值时,电流与电压之间的关系将不再是线性的,导致信号被削弱并产生非基波频率的谐波。

电力系统中的非线性负载:

非线性负载在电力系统中主要有感应负载和容性负载。这些负载在用电过程中会产生谐波,因为它们与所加的电压不呈线性关系,从而形成非正弦电流。

电力变压器:

变压器是输配电过程中的主要谐波源。由于变压器的设计需要考虑经济性,其铁芯的磁化曲线处于非线性饱和状态,使得工作时的磁化电流呈峰形,从而产生谐波。特别是,变压器铁心的高饱和度使其工作点偏离线性曲线,产生较大的谐波电流,奇次谐波电流比例可达变压器额定电流的0.5%以上。

发电机和电动机:

发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波,因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。此外,电动机的运行也会产生一定的谐波。

电弧加热设备:

如电弧炉、电焊机等,由于电弧在70伏以上才会起弧,才会有弧电流,并且灭弧电压略低于起弧电压,造成弧电流与弧电压的非线性,从而产生较大的谐波污染。

交流整流的直流用电设备:

如电力机车、电解、电镀等,这类设备为了提供平稳的直流电源,在整流设备中加入了储能元件(滤波电容和滤波电感),从而使阀电压提高,加激了谐波的产生量。

交流整流再逆变用电设备:

如变频调速、变频空调等,在直流逆变成交流时,逆变波形反射到交流电流,产生低次和高次谐波。

开关电源设备:

如中频炉、彩色电视机、电脑、电子整流器等,其工作原理是先把交流整流成直流,再通过开关管控制变压器初级电流的开通和关闭,从而在变压器二次侧感应出电流。开关电源的频率较高,一般在40kHz左右,不仅在整流时产生谐波,而且在开关管开闭时,反射40kHz左右的波至电源。

电网参数:

谐波电流的量取决于谐波源设备本身的特性及其工作状况,而与电网参数无关,因此可视为恒流源。但电网的阻抗会影响谐波电压的振幅,次数越高,谐波分量的振幅越低。

设备特征和工作状况:

各种晶闸管电路产生的谐波次数与其电路形式有关,称为该电路的特征谐波。此外,设备的非稳定工作状态也会产生非特征谐波。

综上所述,谐波的产生主要与电力系统中的非线性负载、变压器、发电机和电动机、电弧加热设备、交流整流的直流用电设备、交流整流再逆变用电设备、开关电源设备以及电网参数和设备特征和工作状况等因素有关。

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