什么是谐波以及谐波的危害有哪些?

文摘   2023-09-02 00:12   重庆  

什么是谐波

谐波:是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量,通常称为高次谐波。谐波其实本身是不存在的,就是电流畸变后,经过数学处理,将电流波形用一系列正弦波来表示,如果电流本身是完完美的正弦波,那么就应该只有一个频率的正弦波,如果不完美,那么其它频率的正弦波久不为零。


谐波是如何产生的

大家知道对于纯电阻或者电感等电路元器件,如果电压是正弦波,显然电流也是完美的正弦波,但是电路中不可能只有电阻这些简单的线形元器件,还存在二极管等这类非线性元器件,例如开关模式电源(SMPS)、电子荧光灯镇流器,IGBT等等,此时电流就不会和电压成线性关系,导致电流会有畸变。

谐波有什么危害

大家已经知道谐波一般是值得大于基波频率的电流分量,通常而言,偶数次谐波由于三相对称,系统中偶次谐波含量很小,基本以奇数次谐波为主,尤其是三次谐波为主要谐波分量。谐波的危害有很多

1、谐波是高频信号,容易对其它电子元器件以及通讯信号造成干扰;

2、由于趋肤效应,当频率较高的谐波电流流过导体时,电子会倾向于在导体表面流动,导致导体的有效截面积小于导体的实际截面积。截面积小,意味着有更大的电阻,也就意味着会产生更大的热量,从而引起电缆过热,降低设备及电缆容量;(  趋肤效应的意思是,交流电流不是均匀分布在导体中,而是向导体表面集中交流电的频率越高,这种效应越显著。)

3、谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确。这是因为如果导线中有高频电流,此时导线对大地会的电容会有电流流过,从而导致漏电保护动作。

4、高次谐波更容易导致设备老化,显然交变频率越高,设备的绝缘寿命就会越低。

如何降低谐波

通常采用有源滤波和无源滤波器,对于变频器还可以通过采用四象限变频器来降低谐波,提高功率因素。


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