3.3 Кернеудің синусоидалы еместігі

Нормаланған көрсеткіштер: кернеудің қисығының синусоидалылығының бұралу коэффициенті; кернеудің n-ші гармоникалық құраушысының коэффициенті 1.5-суретте көрсетілген.

Сурте-1.4 Сезімтал электрлік аппараттарға тезауыспалы жүктеменің әсер етуін төмендету құрылғысы

Сурет-1.5 Синусоидалы емес кернеу

Көрсеткіштердің қалыптан тыс шығу себептері келесідей әр түрлі сызықты емес ЭҚ қолданудан тұрады: вентильді түрлендіргіштер; тиристорлы басқармалы күштік электржабдықтары; доғалық және индукциялық электрпеншеті; люминисцентті шамдар; доғалық және түйіспелі дәнекер қондырғылары; жиілікті түрлендіргіштері; тұрмыстық техника (компьютерлер, теледидарлар және т.б.).

Жұмыс үрдісінде бұл құрылғылар тек пайдалы жұмысты жасауға және шығындарды жабуға ғана шығындалатын емес, сонымен қатар сыртқы торапқа «лақтырылатын» жоғары гармоникалық ағындардың құрылуына кететін негізгі жиілікті энергиясын тұтынады.

Әр түрлі ЭҚ жұмыстарына әсері.

Айналмалы машинаның ток пен кернеудің гармоникасы ротордың орамдарында, статордың тізбегінде, сонымен қатар статор мен ротордың болатында қосымша шығындарының пайда болуына әкеледі. Бұл кезде статор мен ротордың өткізішіндегі шығындар құйындық токтар мен беттік эффектісі үшін омдық кедергілермен анықталатын шығындарға салыстырғанда көп. Статор мен ротордың шеттік аумағындағы гармоникалармен пайда болатын ағындық токтар, сонымен қатар қосымша шығындарға әкеледі. Бұның бәрі машинаның жалпы температурасының жоғарылауына және жергілікті қызуларға әкеп соғады, бұл өте жағымсыз салдарға әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, гармоникаларды беттестірудің анықталған шарттары кезінде ротордың механикалық дірілі пайда болуы мүмкін екенін ескерген жөн.

Трансформаторларда кернеу гармоникасы гистерезиске кететін шығындарды, болаттағы құйындық токтарға байланысты болатын шығындарды, және орамдардағы шығындарды тудырады. Одан басқа, оқшауламаның қызмет мерзімі қысқарады. Орамдардағы шығындардың ұлғаюы түрлендіргіш трансформаторы кезінде неғұрлым маңызды, өйткені айнымалы ток жағына жалғанған фильтрдың бар болуы трансформатордағы ток гармоникасын төмендетпейді. Одан басқа, трансформаторлық бактің локальді қызуы байқалады.

Конденсаторлар батареясындағы ток гармоникалары энергияның қосымша шығындарына әкеледі. Осылардың салдарынан конденстаордың істен шығуына әкеліп соғатын конденсатордың қосымша қызуы пайда болады. Сонымен қатар тораптағы гармоникалық резонанстың пайда болуы кезінде конденсаторлардың ақауы болуы мүмкін.

Гармоникалар қорғаныс құралдарының жұмысын бұзуы немесе олдардың сипаттамаларын нашарлатуы мүмкін. Бұзылудың сипаты құрылғының жұмыс істеу принципіне тәуелді. Ең көп таралғаны кедергіні өлшеуге негізделген қорғаныс жүйесінің жұмысында болуы мүмкін жалған іске қосылулар болып табылады.

Қуатты өлшеу мен электр энергияны есептеудің индукциондық аспаптардға гармониканың әсері олардың өлшеулер нәтижесінің қателіктерін ұлғайтуға әкеліп соғады.

Тағы күштік тізбекте пайда болатын гармониканың байланыс желісінің сигналдарына (телефон желілері) әсер етуін ескерген жөн. Шудың кішкене деңгейінде белгілі бір дискомфортқа әкеледі, ол кезде оның ұлғаюы кезінде жіберілетін ақпараттың бір бөлігі жоғалады, кей бір жағдайларда байланыс мүлде мүмкін болмай қалады.

Қарымталаудың шаралары мен жауапкершілігі.

МемСТ-қа сәйкес кернеудің тербелісінің пайда болуы себепкерлері болып тезауыспалы жүктемесі бар тұтынушылар табылады. Кернеудің синусоидалылығын қысқартудың тәсілдерін үш топқа бөлуге болады:

- сұлбалық шешімдер: шиналардың жеке жүйесіне сызықты емес жүктемелерді бөлу, фазаларды көбейту сұлбасы бойынша вентильді түрлендіргіштерді топтастыру, қысқа тұйықталудың үлкен қуаты бар жүйеге сызықты емес жүктемені жалғау (Sкз);

- жоғары гамониканың төмен генерация деңгейін сипаттайтын жабдықтарды пайдалану, мысалы «қанықпайтын» трансформаторлар мен көпфазалы вентильді түрлегндіргіштерді;

- фильтрлі қондырғыларды пайдалану: параллельді жіңішке сызықты резонансты фильтрлар, фильтрлы қарымталаушылар мен фильтрлы симметриялаушы қондырғыларды (ФҚҚ мен ФСҚ).

Жоғары гармониканың фильтрларының жұмыс принципін 1.6-суретпен түсіндірейік. Вентильді түрлендіргіш (ВТ) 6 фазалы сұлба бойынша жұмыс істейді. Ол n =(6n+1) ретіндегі гармониканың сыртқы торабына генерациялайды, бұл кезде ең үлкен амплитудасы 5-ші мен 7-ші гармоникаға ие болады. Осы гармониканың жиілігіне бапталған резонансты фильтрлердің қондырылуы кезінде соңғылары қоректеуші торапқа кірмейді [4].