Hoe de arbeidsfactor verbeteren? - Legrand

Harmonischen
INLEIDING
De modernisering van de industriële processen
en de steeds complexere machines en elektrische
apparatuur hebben de voorbije jaren tot een sterke
ontwikkeling van de vermogenselektronica geleid:
Deze systemen op basis van halfgeleiders
(transistoren, thyristoren ...) zijn bedoeld voor het
vervaardigen van:
• statische vermogensomvormers: AC/DC
• gelijkrichters
• wisselrichters
• statische frequentieomvormers
• en tal van andere bedieningsinrichtingen via golftrein
of faseregeling.
Deze systemen vormen voor de stroomnetten zogenaamde
'niet-lineaire' belastingen. Een 'niet-lineaire'
belasting is een belasting waarvan het stroomverbruik
niet in overeenstemming is met de voedingsspanning
(hoewel de bronspanning van de belasting sinusvormig
is, is het stroomverbruik niet sinusvormig).
Er zijn nog andere 'niet-lineaire' belastingen aanwezig
in de elektrische installaties, met name:
• belasting met variabele impedantie, op basis
van de vlamboog: vlamboogovens, lasapparaten,
fluorescentiebuislampen, gasontladingslampen ...
• belastingen die gebruik maken van sterke
magnetiserende stromen: verzadigde transformatoren,
inductoren ...
De ontbinding in een FOURIER-reeks van het stroomverbruik
door een niet-lineaire belasting, laat het
volgende zien:
• een sinusvormige term bij de 50 Hz-frequentie van
het net, de fundamentele.
• sinusvormige termen waarvan de frequenties veelvouden
zijn van de frequentie van de fundamentele, de
harmonischen.
Volgens de relatie:
2
I rm s = I1
+ I 2
∑ h
h = 2
Σ: Som van alle harmonische stromen van rang 2 (50 Hz x 2) tot de laatste
rang n (50 Hz x n).
n
Deze harmonische stromen vloeien in de bron en de
harmonische impedanties van deze bron leiden
dan tot harmonische spanningen, volgens de relatie
Uh = Zh x Ih.
De harmonische stromen veroorzaken het grootste
deel van de harmonische spanningen die aan de basis
liggen van de globale harmonische vervorming van de
voedingsspanning.
n
2
2
Ueff = U1+ ∑ Uh
h=
2
Opmerking: De harmonische vervorming van de spanning die wordt
veroorzaakt door de constructieve onvolkomenheden van de spoelen van
generatoren en transformatoren, is over het algemeen verwaarloosbaar.
17
HARMONISCHEN