Зменшення спотворень синусоїдальної напруги вищими гармоніками

А.М. Гладкий, к.ф.-м.н., с.н.с., доцент

Національний університет біоресурсів і природокористування України,

м. Київ, Україна

Спотворення синусоїдальної форми напруги вищими гармоніками, основним джерелом яких є потужні промислові споживачі, сучасні інформаційні системи, освітлювальна техніка та ін. пристрої з нелінійними вольт-амперними характеристиками, негативно впливають на якість електричної енергії. Зменшення несинусоїдальності напруги живлення і шкідливого впливу вищих гармонік на споживачів є актуальною технічною задачею. Традиційним способом зменшення спотворень форми напруги є зниження рівнів гармонік різними фільтруючими пристроями [2].

В [1] розроблено спосіб зменшення несинусоїдальності форми напруги шляхом управління розподілом початкових фаз вищих гармонік та отримано  ампітудно-фазові співвідношення, які дозволяють мінімізувати спотворення амплітуди і фази напруги, спричинені другою або третьою гармоніками.

В роботі розглядається напруга u(t), в спектрі якої наявна вища гармоніка n-го порядку з рівнем К_n:

u(t)=sin(wt+j₁)+ K_nsin[n(wt+j₁)+j_n],

де t - час; w - частота; j₁, j_n - початкові фази; n = 2, 3, ..., - номер;  K_n=U_n/U₁ - коефіцієнт; U₁, U_n - амплітуди першої та n-ї гармоніки відповідно.

Записано систему рівнянь та встановлено ампітудно-фазові співвідношення, при яких спотворення амплітуди напруги u(t), спричинені гармонікою n-го порядку, відсутні.

Отримано залежності для розрахунку значень початкової фази j_n гармоніки будь-якого n-го порядку з рівнем К_n, які забезпечують нульове відхилення амплітуди напруги u(t).

Управління фазою n-ї гармоніки j_n за цими залежностями дозволяє мінімізувати спотворення форми напруги u(t), обумовлені n-ю гармонікою.

Література

1. Гладкий А.М. Дослідження динаміки процесу спотворення синусоїдальної напруги  вищими гармоніками / А.М. Гладкий // Науковий вісник НУБіП України, серія "Техніка та енергетика АПК". - 2018. - Вип. 283. - С.167-174.

2. Саєнко Ю.Л. Зниження рівнів гармонійних спотворень в електричних мережах з джерелами інтергармонік / Ю.Л.Саєнко, Т.К.Бараненко, Є.В. Бараненко // Електрифікація транспорту. – 2012. – No 3. – С . 78–83.