Hva er kraftsystemharmonika?

Kraftsystemharmonika er biproduktene fra elektroniske enheter som oppstår når visse typer er koblet til kraftsystemer. Enheter som avbruddsfri strømforsyning, personlige datamaskiner og frekvensomformere skaper harmoniske kraftsystemer når de trekker strøm i korte pulser i stedet for på en jevn måte. Effektene av disse harmonikkene fører til forvrengte spenninger og problemer som påvirker systemenes ytelse negativt.

Elektriske forsyningskilder har som mål å levere sinusformede spenninger konsekvent. Når ikke-lineære laster eller en enhet som bruker strømtilkoblingsforsyninger for solid tilstand for å transformere vekselstrøm til likestrøm, er koblet til en strømkilde, resulterer det i harmoniske kraftsystemer. En lineær belastning har et kontinuerlig strømforhold der kraften er proporsjonal med spenningen med begge bølger som har samme form. Glødelamper, motorer og varmeovner er noen eksempler på lineære belastninger.

De harmoniske strømproduserende belastningene er ikke-lineære, der strøm- og spenningsbølgeformene avviker fra hverandre i form. Når en slik last trekker strøm, genereres harmoniske spenninger av impedansen i systemet. Ferromagnetiske enheter, utladningsbelysningsenheter og lysbueinnretninger er noen eksempler på ikke-lineære belastninger. Effektene av harmonismen i kraftsystemet kan være ganske alvorlige avhengig av størrelsen på spenningsforvrengningen.

På mange måter er effekten av den sammenlignbar med hvordan stress påvirker menneskekroppen negativt. Høye nivåer av harmonisk forvrengning kan føre til drift av sporadisk utstyr, ineffektivitet i kraftsystemet og til og med driftsstans. Hele verktøyets distribusjonssystem og alle tilkoblede enheter kan påvirkes på forskjellige nivåer på flere måter. For eksempel kan harmoniske kraftsystemer redusere levetiden til kondensatorer eller få dem til å svikte eller sprekke. Komponenter kan løpe, sprenge eller bli skadet uten noen merkbar årsak.

Harmoniske spenningsforvrengninger får generatorer til å operere på en ustabil måte og overopphete viklinger i transformatorer. Enheter som telefoner og datamaskiner kan mislykkes intermitterende eller utvise interferens. Brukere kan ende opp med for store strømregninger på grunn av at måleren registrerer kraftmålingene feil.

Teknikere bruker mange metoder for å redusere kraftsystemets harmonikk, alt fra mer effektive design til å bruke isolasjons- og delta-delta transformatorer. Med bedre design kan harmonikkene bringes ned ved å begrense de ikke-lineære belastningene til en viss prosent av transformatorens kapasitet. Delta-delta-transformatorer skifter faseforhold ved bruk av forskjellige teknikker, som også er gunstige. Isolasjonstransformatorer prøver å løse problemet ved å trappe opp og trappe ned systemspenningen for å matche.