Светодиодное освещение

Значение влияния гармоник при выборе электрооборудования

В настоящий момент большинство покупателей светотехнических изделий при подборе осветительных приборов не интересуются электромагнитной совместимостью, а те, кто и запрашивают сертификаты соответствия, в которых указано соответствие ГОСТу, на этом и ограничиваются. Такой подход не допустим при потреблении освещением высокой электрической мощности. Это связано с тем, что современные приборы освещения являются источниками искажения формы тока питающего напряжения.

   В конструкцию светотехнических приборов   входят драйвера (в терминах МКО - «пускорегулирующий аппарат»).  Этот аппарат вносит искажение в форму синусоиды тока. Т. е. амплитуда уже не имеет идеальную синусоиду.  На рисунке а) f1+f3 – реальная  синусоида, при наличии высших гармоник,  f1 – идеальная синусоида основной – первой гармоники, а f3 – 3-я гармоника. 

  Любую периодическую функцию можно представить, как сумму синусоид с частотами, кратными основной. Математическое представление этого утверждения впервые показал Ферми применительно к струнам музыкальных инструментов.  Синусоиды, входящие в это множество, называются – гармоники.  Ну и что? Какой от этих знаний прок?  Спросите Вы. А вот – какой.  Если доля гармоник кратных трем будит высокая, то можно получить неприятные последствия в нейтральном проводе трехфазного питания. Т.к. в этом проводе можно получить токи выше нежели в фазных проводах, что приводит к значительному нагреву нейтрали. Это усугубляется тем, что часто используется проводник нейтрали меньшего сечения нежели фазный, т.к. считается, что при равномерной нагрузке ток нейтрали в идеале отсутствует из-за разности фаз в 120гр. Но гармоники с частотами кратными трем, от основной (Т.е. если основная 50Гц, то это 150Гц, 300Гц и т.д.)  складываются в нейтральном проводе. На практике этот факт приводит к тепловым потерям, а также повреждению изоляции.  Существует еще и другие неприятности от гармоник.

 


На рисунках  б), в), г)  графически показаны  амплитуды тока для  трех фаз  f1a – первая гармоника фазы «а»,, f1b – первая гармоника фазы «b», f1c – первая гармоника фазы «с».  На рисунках б), в), г), д) они сдвинуты  относительно друг друга на 120гр, а амплитуды токов  третьих гармоник  для каждой фазы соответственно f3a, f3b, f3c. На рис. д)  показано сложение амплитуд токов  трех фаз первой гармоники  f1a+f1b+f1c в нулевом проводе.  На рис е)  f3a+f3b+f3c -сложение  амплитуды тока третьей гармоники  фаз  a, b, c в нейтрале.  При сдвиге основных – первых  гармоник  относительно друг друга в фазных проводах на 120гр,  у третьих гармоник никакой сдвижки нет.

В результате  основная нивелируется в нейтральном проводе, а третья складывается.