Sóng hài là gì? (What is harmonic?) Đây là một dạng sóng nhiễm được biết đến gây ảnh hưởng không tốt tới hệ thống điện. Để hiểu hơn về loại sóng này hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thông tin ở nội dung dưới đây.

Sóng hài là gì? (What is harmonic?)

Sóng hài là tần số cao hơn không mong ước được đặt chồng lên dạng sóng cơ bản tạo ra dạng sóng bị biến dạng và là loại sóng không mong ước gây tác động ảnh hưởng lưới điện .

Sóng hài là gì ? ( What is harmonic ? )

Trong mạch điện xoay chiều, điện trở hoạt động theo cách chính xác giống như trong mạch điện một chiều. Đó là, dòng điện chạy qua điện trở tỷ lệ thuận với điện áp trên nó. Điều này là do điện trở là một thiết bị tuyến tính và nếu điện áp đặt vào nó là một sóng hình sin thì dòng điện chạy qua nó cũng là một sóng hình sin nên độ lệch pha giữa hai sin là 0.

Thông thường, khi giải quyết và xử lý những điện áp và dòng điện xoay chiều trong những mạch điện, người ta cho rằng chúng có dạng tinh khiết và hình sin chỉ có một giá trị tần số, được gọi là tần số cơ bản, nhưng điều này không phải khi nào cũng đúng .Trong một thiết bị điện hoặc điện tử hoặc mạch có đặc tính dòng điện không phải là tuyến tính, nghĩa là dòng điện chạy qua nó không tỷ suất với điện áp đặt vào. Các dạng sóng xen kẽ được link với thiết bị sẽ khác nhau ở mức độ lớn hoặc thấp hơn so với những dạng sóng hình sin lý tưởng. Những dạng sóng này thường được gọi là dạng sóng không hình sin hoặc dạng phức .Các dạng sóng phức tạp được tạo ra bởi những thiết bị điện thông thường như cuộn cảm có lõi sắt, máy biến áp chuyển mạch, chấn lưu điện tử trong đèn huỳnh quang và những tải cảm ứng nặng khác cũng như điện áp đầu ra và dạng sóng hiện tại của máy phát điện xoay chiều, máy phát điện và những máy điện khác. Kết quả là dạng sóng hiện tại hoàn toàn có thể không phải là hình sin mặc dầu nó là dạng sóng điện áp .Ngoài ra, hầu hết những mạch chuyển mạch cung ứng nguồn năng lượng điện tử như bộ chỉnh lưu, bộ chỉnh lưu điều khiển và tinh chỉnh silicon ( SCR ), bóng bán dẫn điện, bộ chuyển đổi nguồn năng lượng và những công tắc nguồn trạng thái khác như vậy sẽ cắt và băm nguồn cung ứng dạng sóng hình sin để tinh chỉnh và điều khiển hiệu suất động cơ hoặc để quy đổi nguồn cung ứng AC hình sin đến DC. Các mạch chuyển mạch có xu thế chỉ vẽ dòng điện tại những giá trị cực lớn của nguồn cung ứng AC và vì dạng sóng chuyển mạch không phải là hình sin nên dòng tải tác dụng được cho là có chứa sóng hài .Các dạng sóng phức tạp không phải hình sin được kiến thiết xây dựng bằng cách thêm vào cộng với một loạt những tần số sóng hình sin được gọi là sóng hài âm. Sóng hài là thuật ngữ tổng quát được sử dụng để diễn đạt sự biến dạng của dạng sóng hình sin bằng những dạng sóng có tần số khác nhau .Sau đó, dù hình dạng của nó là gì, một dạng sóng phức tạp hoàn toàn có thể được phân tách toán học thành những thành phần riêng không liên quan gì đến nhau được gọi là tần số cơ bản và 1 số ít tần số sóng hài kiểm soát và điều chỉnh. Nhưng chúng có ý nghĩa bởi đây là một tần số không bình thường .

Tần số cơ bản trong dòng điện xoay chiều

Một dạng sóng cơ bản ( hoặc sóng hài tiên phong ) là dạng sóng hình sin có tần số nguồn phân phối. Các cơ bản là tần số thấp nhất hoặc tần số cơ bản, ƒ là những dạng sóng phức tạp được kiến thiết xây dựng và là thời hạn định kỳ, Τ là hiệu quả dạng sóng phức tạp sẽ bằng với chu kỳ luân hồi của tần số cơ bản .Chúng ta hãy xem xét dạng sóng AC cơ bản hoặc sóng hài bậc 1 như được hiển thị .

Tần số cơ bản trong dòng điện xoay chiềuTrong đó : Vmax là giá trị cực lớn trong đó volt và ƒ là dạng sóng tần số trong Hertz ( Hz ) .Chúng ta hoàn toàn có thể thấy rằng dạng sóng hình sin là một điện áp xoay chiều ( hoặc dòng điện ), đổi khác theo hàm sin của góc, 2 πƒ. Các dạng sóng tần số, ƒ được xác lập bởi số lượng những chu kỳ luân hồi mỗi giây. Ở Anh, tần số cơ bản này được đặt ở mức 50H z trong khi ở Hoa Kỳ là 60H z .Sóng hài là điện áp hoặc dòng điện hoạt động giải trí ở tần số là bội số nguyên ( số nguyên ) của tần số cơ bản. Vì vậy, với dạng sóng cơ bản 50H z, điều này có nghĩa là tần số sóng hài thứ 2 sẽ là 100H z ( 2 x 50H z ), sóng hài thứ 3 sẽ là 150H z ( 3 x 50H z ), thứ 5 ở 250H z, thứ 7 ở 350H z, v.v. Tương tự, với dạng sóng cơ bản 60H z, tần số sóng hài thứ 2, 3, 4 và 5 sẽ lần lượt là 120H z, 180H z, 240H z và 300H z .Vì vậy, nói cách khác, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể nói rằng sóng hài âm là bội số của tần số cơ bản và do đó hoàn toàn có thể được bộc lộ là : 2 ƒ, 3 ƒ, 4 ƒ, v.v. như được hiển thị .

Dạng sóng phức tạp do sóng hài

Các dạng sóng hài phức tạp

Lưu ý rằng các dạng sóng màu đỏ ở trên, là hình dạng thực tế của các dạng sóng được nhìn thấy bởi một tải do sóng hài được thêm vào tần số cơ bản.

Xem thêm: Tỷ Phú Richard Branson Là Ai, Xem Chi Tiết Tiểu Sử Tỉ Phú Richard Branson

Các dạng sóng cơ bản cũng hoàn toàn có thể được gọi là sóng hài thứ 1. Do đó, sóng hài thứ hai có tần số gấp đôi tần số cơ bản, sóng hài thứ ba có tần số gấp ba lần tần số cơ bản và sóng hài thứ tư có tần số cơ bản gấp bốn lần như trong cột bên trái .Cột bên phải cho thấy hình dạng sóng phức tạp được tạo ra do hiệu quả của việc bổ trợ dạng sóng cơ bản và dạng sóng hài ở những tần số sóng hài khác nhau. Lưu ý rằng hình dạng của dạng sóng phức tạo ra sẽ không chỉ phụ thuộc vào vào số lượng và biên độ của tần số sóng hài mà còn phụ thuộc vào vào mối quan hệ pha giữa tần số cơ bản hoặc tần số cơ bản và tần số sóng hài riêng không liên quan gì đến nhau .

Chúng ta có thể thấy rằng một sóng phức tạp được tạo thành từ dạng sóng cơ bản cộng với sóng hài, mỗi sóng có giá trị cực đại và góc pha riêng. Ví dụ, nếu tần số cơ bản được đưa ra là; E = Vmax (2πƒt), các giá trị của sóng hài sẽ được đưa ra là:

Đối với sóng thứ 3:

E 2 = V 2 max ( 2 * 2 πƒt ) = V 2 max ( 4 πƒt ), = V 2 max ( 2 πt )

Đối với sóng thứ 3:

E 3 = V 3 max ( 3 * 2 πƒt ) = V 3 max ( 6 πƒt ), = V 3 max ( 3 ωπt )

Đối với sóng thứ 4:

E 4 = V 4 max ( 4 * 2 πƒt ) = V 4 max ( 8 πƒt ), = V 4 max ( 4 πt )Và như vậy. Khi đó phương trình đã cho giá trị của dạng sóng phức sẽ là :ET = E1 + E2 + E3 + … + EnET = V 1 max sin ( 2 * 2 πƒt ) + V 2 max sin ( 2 πt ) + V 3 max sin ( 6 πt )Các sóng hài thường được phân loại theo tên và tần số của chúng, ví dụ, sóng hài thứ 2 của tần số cơ bản ở 100 Hz, và cũng theo chuỗi của chúng. Trình tự sóng hài đề cập đến sự quay pha của những điện áp và dòng điện hài so với dạng sóng cơ bản trong mạng lưới hệ thống 4 dây 4 pha cân đối .Một chuỗi hài dương ( thứ 4, thứ 7, thứ 10, trên ) sẽ quay theo cùng một hướng ( về phía trước ) với tần số cơ bản. Trong đó như thể một chuỗi hài âm ( thứ 2, 5, 8, … ) quay theo hướng ngược lại của tần số cơ bản .Nói chung, những sóng hài dương là không mong ước vì chúng dẫn đến thực trạng quá nhiệt của dây dẫn, đường dây điện và máy biến áp do bổ trợ những dạng sóng .Mặt khác, những chuỗi hài âm xấu đi lưu thông giữa những pha tạo ra những yếu tố khác với động cơ vì vòng xoay pha ngược lại làm suy yếu từ trường quay của động cơ, và đặc biệt quan trọng là động cơ cảm ứng, khiến chúng tạo ra mô-men xoắn cơ học ít hơn .Một tập hợp những sóng hài đặc biệt quan trọng khác có tên là bộ ba ( bội số của ba ) có chuỗi xoay bằng không. Triplens là bội số của sóng hài thứ ba ( thứ 3, thứ 6, thứ 9, trên ), v.v., đó là tên của chúng, và do đó bị di dời bởi độ 0. Không có chuỗi hài tuần hoàn giữa pha và trung tính hoặc nối đất .Không giống như những dòng sóng hài chuỗi dương và âm triệt tiêu lẫn nhau, sóng hài bậc ba hoặc sóng hài triplen không triệt tiêu. Thay vào đó, cộng một cách hài hòa và hợp lý trong dây trung tính thường thì chịu dòng điện từ cả ba pha .Kết quả là biên độ dòng điện trong dây trung tính do những sóng hài ba tầng này hoàn toàn có thể gấp tới 3 lần biên độ của dòng pha ở tần số cơ bản làm cho nó trở nên kém hiệu suất cao và quá nóng .

Trình tự sóng hài

Lưu ý rằng chuỗi sóng hài tương tự như cũng vận dụng cho dạng sóng cơ bản 60H z .

Tóm tắt thông tin về sóng hài

Sóng hài là dạng sóng tần số cao hơn được đặt chồng lên tần số cơ bản, đó là tần số của mạch và đủ để làm biến dạng hình dạng sóng của nó. Lượng méo được áp dụng cho sóng cơ bản sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào loại, số lượng và hình dạng của sóng hài hiện tại.

Sóng hài chỉ mới Open với số lượng đủ trong vài thập kỷ qua kể từ khi ra mắt ổ đĩa điện tử cho động cơ, quạt và máy bơm, mạch quy đổi nguồn điện như bộ chỉnh lưu, bộ chuyển đổi điện và bộ tinh chỉnh và điều khiển hiệu suất thyristor cũng như hầu hết những pha điện tử phi tuyến tính tải và đèn huỳnh quang tần số cao ( tiết kiệm ngân sách và chi phí nguồn năng lượng ). Điều này hầu hết là do thực tiễn là dòng điện được tinh chỉnh và điều khiển bởi tải tuân theo những dạng sóng cung ứng hình sin như trong trường hợp của bộ chỉnh lưu hoặc mạch chuyển mạch bán dẫn điện .

Các sóng hài trong hệ thống phân phối điện kết hợp với nguồn cung cấp tần số cơ bản (50Hz hoặc 60Hz) để tạo ra sự biến dạng của điện áp và / hoặc dạng sóng hiện tại. Sự biến dạng này tạo ra một dạng sóng phức tạp được tạo thành từ một số tần số hài có thể có tác động xấu đến thiết bị điện và đường dây điện.

Xem thêm: Hệ Thống Nhà Hàng Golden Gate, Công Ty Cp Thương Mại Dịch Vụ Cổng Vàng

Lượng biến dạng dạng sóng hiện tại tạo ra dạng sóng phức tạp, hình dạng đặc biệt quan trọng của nó tương quan trực tiếp đến tần số và cường độ của những thành phần sóng hài chiếm lợi thế nhất có tần số sóng hài là bội số ( hàng loạt số nguyên ) của tần số cơ bản. Các thành phần sóng hài chiếm lợi thế nhất là những sóng hài bậc thấp từ thứ 2 đến thứ 19 với những bộ ba là kém nhất .

Source: http://139.180.218.5
Category: Kiến thức âm nhạc