艾德克斯IT7600可編程交流電源諧波模擬功能解析
引言:
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,各種電力電子裝置設(shè)備及開關(guān)電源產(chǎn)品等已被廣泛使用。技術(shù)高速發(fā)展的同時(shí),也對(duì)于用電環(huán)境造成比較嚴(yán)重的污染,市電網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生了大量的諧波,這些諧波對(duì)電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭用電產(chǎn)品產(chǎn)生了越來越嚴(yán)重的危害。世界各國(guó)對(duì)諧波問題都給予了充分的關(guān)注,不少國(guó)家和國(guó)際組織都制定了限制電力系統(tǒng)和用電設(shè)備諧波的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。
一、諧波的定義:
諧波(harmonic wave),從嚴(yán)格的意義來講,諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量,一般是指對(duì)周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解,其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。如下圖所示,一周期性失真波形可以為基波和多次諧波的疊加而成。
根據(jù)諧波頻率的不同,可以分為:
奇次:額定頻率為基波頻率奇數(shù)倍的諧波,被稱為“奇次諧波”,如3、5、7次諧波
偶次:額定頻率為基波頻率偶數(shù)倍的諧波,被稱為“偶次諧波”,如2、4、6、8次諧波。
二、諧波的產(chǎn)生原因和危害:
諧波產(chǎn)生的原因主要有:由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載,基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。主要非線性負(fù)載有UPS、開關(guān)電源、整流器、變頻器、逆變器等。
諧波的危害:降低線路使用容量,如線路最大容量20kW,但由于諧波的干擾使用到17kW線路就可能飽和;加速設(shè)備老化,縮短設(shè)備使用壽命,甚至損壞設(shè)備;浪費(fèi)電能,諧波也消耗能源,但都是做無用功;諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低,使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,并使絕緣老化,使用壽命縮短,甚至發(fā)生故障或燒毀;對(duì)于電力電子設(shè)備而言,電力電子設(shè)備對(duì)供電電壓的諧波畸變很敏感,這種設(shè)備常常須靠電壓波形的過零點(diǎn)或其它電壓波形取得同步運(yùn)行。電壓諧波畸變可導(dǎo)致電壓過零點(diǎn)漂移電壓位置點(diǎn)的改變??刂葡到y(tǒng)對(duì)這兩點(diǎn)的判斷錯(cuò)誤可導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控。而電力與通訊線路之間的感性或容性耦合亦可能造成對(duì)通訊設(shè)備的干擾。
三、諧波模擬:
對(duì)于電力電子設(shè)備而言,在設(shè)計(jì)階段,就要求研發(fā)人員必須要考慮到電網(wǎng)中各次諧波對(duì)用電設(shè)備的影響。 在EMI/EMC AC電源濾波器測(cè)試領(lǐng)域,至少需要模擬到50次電網(wǎng)諧波對(duì)濾波器的影響。
IT7600系列高性能可編程交流電源擁有強(qiáng)大的電壓諧波模擬能力,最高可達(dá)50次諧波。10-500Hz頻率范圍內(nèi),可以模擬50次諧波;500Hz頻率以上,可以模擬20次諧波。
AC 220V 50Hz 疊加3次諧波和5次諧波模擬。
1.在IT7600主界面選擇THDWave,頁(yè)面的正下方會(huì)出現(xiàn)THD Config 的頁(yè)簽,按[THD
Config] 進(jìn)入“THD Wave Configure”界面,如下圖所示。
2. 設(shè)置3次諧波、諧波畸變率0.01 諧波相位60°;5次諧波、諧波畸變率0.1 諧波相位180°,按[Enter] 鍵確認(rèn)后,按前面板復(fù)合按鍵[Shift] + [Recall](Save)鍵對(duì)設(shè)置好的波形進(jìn)行保存。如下圖所示。
設(shè)置AC 220V 50HZ電源on 輸出波形如下圖。
IT7600系列電源除具有強(qiáng)大的諧波模擬能力外,還內(nèi)置了全方位的功率表和大屏幕示波器功能,功率高達(dá)54KVA,支持主從并聯(lián),內(nèi)建任意波形產(chǎn)生器,可模擬諧波和各種任意波形輸出,同時(shí)具有強(qiáng)大的交流測(cè)量及分析功能,可廣泛應(yīng)用于新能源、家電產(chǎn)品、電力電子、航空電子設(shè)備、軍事與IEC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的開發(fā)和運(yùn)用等多個(gè)領(lǐng)域。