谐波对电子设备有着许多非常有害的影响。谐波的共同征兆是使导线和变压器过热,使电路断路器在不该断路是脱扣。谐波按名称、频率和顺序来分类。名称通常指谐波是基本频率的二次、三次、四次等。频率指谐波工作的频率,二次谐波工作在120HZ,三次谐波工作在180HZ,四次谐波工作在240HZ,等等。顺序指与基波相关的相序。在感应电机中,正相序谐波的旋转方向与基本频率方向相同;负相序谐波旋转方向与基本频率方向相反。一种特殊类型的谐波称为“三重谐波”,它具有零相序。三重谐波是三次谐波的奇数倍。
正相序谐波通常是有导体、变压器、电路断路器的过热引起。除电动机问题,负相序谐波能引起和正相序谐波相同的发热问题。由于负相序谐波的相位旋转与基波频率的相位相反,它往往是削弱感应电动机的旋转磁场,使电动机产生较少的转矩。转矩的减小导致电动机在低于正常速度下运行。速度降低导致电动机过流和过热。
虽然三重谐波没有相序问题,但它能在三相四线制系统中,加208/120或480/277的电压系统,引起更大的麻烦。在普通的280/120V星形联结系统,一次绕组通常是三角形联结。
在120V电压下运行的单相负载链接在任何一根相线和中性线之间。中性线电流是相电流之和。对于平衡的三相电流,中性线电流为零。虽然单相负载往往导致不平衡的状态,非平衡电流的相量和通常引起中性线上的电流小于任何线电流。负载是线性的且电流为连续正弦波时,以上结论是正确的。当脉动电流链接到三相四线制系统时,三重谐波频率破坏了线电流的正常相位关系,使线电流在中性线叠加而非抵消。由于中性线没有熔断器或电路断路器保护,因此中性线会过热,将非常危险。
谐波电流也影响三角形联结的一次绕组,他们能产生环流而引起过热。其他的发热问题是由涡流和磁滞损耗引起。变压器典型设计为60HZ运行。过高的谐波频率产生过大的铁心损耗,而超过变压器所涉及的承受范围。与变压器连接的电路中所产生的谐波必须被消除或者用针对谐波频率而设计的特殊变压器代替。
变压器不是唯一受谐波影响的电气元件。备用发电机受谐波电流影响的方式和变压器一样。特别是在突然断电的情况下备用发电机给信号处理器等设备供电时,以上情况尤为明显。一些谐波频率可以使发电机产生的波形过零时产生畸变。
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