Siz g'alati hodisani payqadingizmi: biz elektr tarmog'idagi 3, 5 va 7 harmonikalar kabi toq-tartibdagi harmonikalarni aniqlay olamiz, lekin 2, 4 va 6 harmonikalar kabi juft-tartibli harmonikalarni deyarli ko'rmaymiz? Nima uchun bu? Hatto tartibli garmonikalarni ham-aniqlash mumkin emasmi?
Elektr tarmog'ining harmoniklari nima?
Nega tartibli harmonikalar kamdan-kam bo'lishini tushunish uchun{0}}, avvalo, "harmonikalar" nima ekanligini tushunishimiz kerak. Biz foydalanadigan o'zgaruvchan tok ideal ravishda 50 Gts qattiq chastotali standart sinus to'lqin bo'lib, u musiqadagi "asosiy ohang" kabi "asosiy to'lqin" deb ataladi.
Aslida, ko'pgina elektr jihozlari LED yoritgichlar, mobil telefonlarni zaryadlovchi qurilmalar, noutbuklar uchun quvvat manbalari va konditsionerlar kabi -buyruqlarga itoatkorlik bilan amal qilmaydi. Ular "chiziqli bo'lmagan{2}} qurilmalar" bo'lib, asosiy to'lqin ritmiga muvofiq ishlamaydi. Buning o'rniga ular asosiy to'lqinga "aralashib", silliq sinus to'lqinni g'alati to'lqin shakllariga "egib" qo'yishadi.
Bu buzilgan to'lqin shakllari "Furye parchalanishi" ning matematik usuli yordamida parchalanganda, ular aslida asosiy chastota (50 Gts) va chastotalari asosiy chastotaning butun sonli ko'paytmalari bo'lgan bir qator "harmonika" dan iborat ekanligini ko'rsatadi. Masalan, 3-harmonika 150 Gts (50 × 3), 5-garmonika 250 Gts (50 × 5) va hatto{10}}tartibli harmonikalar 100 Gts (2-chi) va 200 Gts (4-chi) kabi asosiy chastotaning hatto karrali chastotali to'lqin shakllaridir.
Toʻliq{{0}koʻprikli rektifikator texnologiyasi hatto tartibli garmonikalarni ham-yoʻq qiladi.
Nega biz{0}}tartibli garmonikalarni deyarli ko'rmaymiz? Eng asosiysi shundaki, bugungi kunda bozordagi nochiziqli qurilmalarning aksariyati "to'liq{1}}ko'prikni to'g'rilash"-deb nomlangan asosiy texnologiyadan foydalanadi, bu bizning atrofimizdagi elektr jihozlarining "yashirin ishlashi" va hatto-tartibli harmonikalar kamdan-kam uchraydigan muhim sababdir.
To'liq{0}}ko'prikni tuzatish nima? Buni oddiy oʻxshatish bilan tushunishimiz mumkin: elektr tarmogʻidagi oʻzgaruvchan tok toʻlqinga oʻxshab koʻtarilib, pasayib, musbat yarim-sikl koʻtarilib, manfiy yarim-pasayadi, yoʻnalishi doimo oʻzgarib turadi; Toʻliq-koʻprikni toʻgʻrilash “toʻlqin shaklini oʻzgartiruvchi”ga oʻxshaydi, u tokning musbat yoki manfiy yarim-siklda boʻlishidan qatʼi nazar, oqim yoʻnalishini “toʻgʻrilashi” va uni xuddi toʻlqinsimon toʻlqinlarni bir yoʻnalishli suv oqimiga tekislashi kabi bir xil yoʻnalishda toʻgʻridan-toʻgʻri oqimga (yoki pulsatsiyalanuvchi toʻgʻridan-toʻgʻri oqimga) aylantirishi mumkin.
Uylarimizdagi LED yoritgichlar, mobil telefonlarni zaryadlash moslamalari, kompyuter quvvat manbalari, hattoki konditsionerlar va kir yuvish mashinalarining deyarli barchasi to‘liq{0}}ko‘prikni to‘g‘rilash texnologiyasidan foydalanadi, shuning uchun ular hosil qiladigan harmonikalarning barchasi g‘alati tartib-va juft{2}}tartibli garmonikalarni tabiiy ravishda ko‘rish qiyin.
Hatto-tartibli harmonikalar faqat to'lqin shakli assimetrik bo'lganda paydo bo'ladi
Albatta, hatto-tartibli harmonikalar ham umuman mavjud emas, lekin ular zamonaviy elektr tarmoqlarida juda kam uchraydi. Hatto-tartibli harmonikalar faqat elektr tarmog'idagi to'lqin shakli "assimetrik" bo'lganda paydo bo'ladi va ikkita umumiy stsenariy mavjud:
- Birinchi tur "yarim to'lqinlarni to'g'rilash" texnologiyasidan foydalanadigan uskunani o'z ichiga oladi. To'liq-ko'prikni to'g'rilashdan farqli o'laroq, to'lqinning yarmini to'g'irlash-o'zgaruvchan tokning faqat musbat (yoki salbiy) yarmidan-foydalanib, to'lqin shaklining qolgan yarmini tashlab yuboradi. Bu assimetrik to'lqin shakliga olib keladi, bu Furye parchalanishidan so'ng tartibli garmoniklarga olib keladi. Biroq, yarim to'lqinni to'g'irlash juda samarasiz bo'lib, katta miqdorda energiya sarflanadi. U koʻprikni toʻliq-tuzatish orqali butunlay bekor qilindi va faqat baʼzi juda eski, deyarli eskirgan uskunalarda (masalan, oʻnlab yillar oldingi zaryadlovchi qurilmalarda) foydalaniladi, bu esa elektr tarmogʻida aniqlashni qiyinlashtiradi.
Ikkinchi tur - uskunaning ishdan chiqishi. Masalan, qurilmadagi shikastlangan rektifikator diodasi musbat va manfiy yarim-sikllar orasidagi normal konversiyani oldini oladi, natijada assimetrik to'lqin shakli va hatto-tartibli harmonikalar hosil bo'ladi. Biroq, bu nosozlik holati; bu sodir bo'lganda, qurilma odatda noto'g'ri ishlaydi yoki himoya mexanizmini ishga tushiradi va u elektr tarmog'iga uzoq-ta'sir qilmaydi, bu esa uni aniqlashni qiyinlashtiradi.
Harmoniklar energiya tizimlariga jiddiy shovqin va zarar etkazishi mumkin va og'ir holatlarda hatto energiya tizimining falajiga olib kelishi mumkin.
Nega tartibli garmonikalar hatto-kamdan-kam uchraydi?
Oddiy qilib aytganda, hatto{0}}tartibli harmonikalar elektr tarmog'ida deyarli ko'rinmaydi, bu asosan "to'liq{1}}ko'prikni to'g'rilash texnologiyasi"ning keng qo'llanilishi tufayli: u elektr jihozlari tomonidan yaratilgan to'lqin shaklini simmetrik ushlab turadi va simmetrik to'lqin shakllarini oddiy qurilmalarga parchalab bo'lmaydi, ya'ni oddiy qurilmalarga parchalanmaydi{{2}. juft-tartibli garmonika; Bundan tashqari, energiya tizimidagi transformatorlarning o'zlari ham tartibli garmonikalarni bostirish uchun ma'lum qobiliyatga ega.
Harmoniklarni yo'q qiladigan elektr hisoblagichlari bormi?
To'g'ri aytganda, hech qanday elektr hisoblagich harmonikani "yo'q qila olmaydi". Elektr hisoblagichining vazifasi "boshqarish" emas, balki "hisoblagich" dir. Elektr hisoblagichlari harmonikani yo'q qilmasa-da, haqiqatan ham energiya tizimida harmonikani "yo'q qilish" uchun maxsus mo'ljallangan qurilmalar mavjud; bu filtrlar deb ataladi.
So'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, elektr hisoblagichlarining old tomoniga tegishli filtrlarni o'rnatish harmoniklarning o'lchash aniqligiga ta'sirini samarali ravishda kamaytirishi mumkin.