什么是总谐波失真?


2017年6月8日

想象一下由两种乐器演奏的一个音调——比如说中音C (261.63 Hz)。虽然在钢琴上弹奏的音高可能和在电吉他上弹奏的一样,但它们的音色却非常不同。从钢琴或简单的合成器产生的声波相对简单和干净,但从电吉他发出的声波往往是非常失真的效果,包含自然的和声泛音。

电流也会被扭曲——只是通常不是故意的。功率负载中出现的谐波失真可能会带来比你的音乐品味更严重的问题。

合成器和电吉他演奏相同音符的声波正弦曲线。

定义的总谐波失真

总谐波失真(THD)是一个电流内相对于理想电流的累积失真程度。大多数家用电器系统都有吸引力线性负载。在线性电流正弦曲线上,波峰和波谷是平滑的、均匀的、正弦的。一些失真会在住宅电路中产生影响,但还不足以引起显著的效率问题。

线性和非线性功率电流正弦曲线的比较。

然而,许多工业和商业应用程序使用非线性负载。发电机、变流器和电源汲取电力的方式引入了一定程度的谐波失真(不同频率的多个波组合的结果),这可能严重影响电力系统的效率。这些类型的负载是感应的,有一个低功率因数:给定负载内的非工作功率占总视在功率的很大比例。

还有你的电费账单

总谐波失真与功率因数成反比。如果给定的负载具有较高的功率因数,则其THD因数将较低,系统将更有效。幸运的是,大多数电力公司坚持要求供电电压具有相对较低的THD因子的标准;进入你们设施的电力是相对线性的。

当设备从电源吸取感应负载时,效率问题就出现了。使用感应负载的设备如发电机、电动机和镇流器需要更多的功率才能正常运行,因为它们的功率因数相对较低。这可能是导致能源浪费和电费增加的最大因素。

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其他高谐波失真的代价

随着时间的推移,谐波畸变会对电气设备产生负面影响,并导致个别部件的退化。电流增加会导致过热并干扰过线通信。这两种情况如果不加以控制,不仅会对电气设备造成长期损害,还会对整个电气系统造成长期损害。

总谐波失真和功率计量

由于这个原因,监视的需求增加了商业设施内的单个设备和区域,以提高整体效率。功率计能够测量许多参数,如无功能、视功率因数和线路频率等,为设施管理者提供他们需要的信息,以便制定必要和适当的对策。

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