线路中非线性元件的使用为什么会产生谐波?

发布时间:2024-05-23 00:18 发布:上海旅游网

问题描述:

请给出具体一点的回答,谢谢了!

问题解答:

在理想干净的电力系统中,电流和电压都是纯粹的正弦波。实际上,当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时,就形成非正弦电流。在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里,流过的电流和施加的电压成正比。所以如果所加电压是正弦的话,流过的电流就是正弦的。应指明,在有无功元件的场合,在电压和电流波形间有一个相位移动,功率因数变低了,但线路仍是线性的。
负荷为简单的全波整流器及电容器时的情况下电流只有在电源电压超过存贮电容器上存的电压时才流通,亦即接近正弦波电压峰值附近时.
实际上负荷线(此处的电流波形)比本例所说的要更为复杂,可以是某种非对称的、磁滞形的以及转折形的,并且斜率也是随负荷而变的任何周期性波形均可分解为一个基频正弦加上许多谐波频率的正弦。谐波频率是基频的整数倍,例如基频为50Hz时,二次谐波为100Hz,而三次谐波则为150Hz。谐波电流在供电系统及设备内部均会造成问题,其效果不一,需分别加以研究。

线路中非线性元件的使用会产生谐波:
1、电压是正弦波形,作用在非线性元件上,由于元件非线性,电流就不会随电压同步变化,产生的电流不可能是正弦波形,不是正弦波的都归为谐波,所以线路中非线性元件的使用会产生谐波。
2、在理想的电力系统中电流和电压都是纯粹的正弦波。当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时就形成非正弦电流。非线性元件与所加电压不呈线性关系,导致谐波的出现。
3、对欧姆定律不适用的导体和器件即电流和电压不成正比的电学元件叫做非线性元件。非线性元件是一种通过它的电流与加在它两端电压不成正比的电工材料,即它的阻值随外界情况的变化而改变。
4、谐波是一个数学或物理学概念,是指周期函数或周期性的波形中能用常数、与原函数的最小正周期相同的正弦函数和余弦函数的线性组合表达的部分。从严格的意义来讲,谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量。
5、从广义上讲,由于交流电网有效分量为工频单一频率,因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波,这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念,才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。谐波产生的原因主要有:由于正弦电压加压于非线性负载,基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。

电压是正弦波形,作用在非线性元件上,由于非线性,电流就不会随电压同步变化,产生的电流是不可能是正弦波形。
只要不是正弦波,都归为谐波

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