Što je harmonijsko izobličenje: vrste i njegovi uzroci

Što je harmonijsko izobličenje: vrste i njegovi uzroci

Kada primjenjujemo ulazni signal u obliku sinusnog (ili bilo kojeg oblika signala) na bilo koji elektronički sklop tada bi njegov izlaz trebao biti ista vrsta signala. To znači da izlaz također mora imati isti oblik signala je sinusni. Ako u slučaju, izlaz nije ista replika ulaznog signala ili ako izlaz nije jednak ulaznom signalu, tada se razlika naziva izobličenjima. Zbog ovih izobličenja, izlaz nije jednak ulazu. Harmonijsko izobličenje može se definirati pomoću ovog primjera. Kada se na krug primijeni ulazni signal od 5 V, tada će izlazni signal imati samo 2V napon. Označava da signal gubi napon zbog izobličenja. To će se dogoditi u pojačala , pojačala snage i tehnike modulacije itd. Postoje razne tehnike za smanjenje ovog izobličenja, a dostupno je nekoliko metoda i formula za izračunavanje razine izobličenja. Ovaj članak raspravlja o tome što je harmonijsko iskrivljenje, definicija, analiza, uzroci itd



Što je harmonijsko izobličenje?

Riječ harmonik možemo razumjeti poput cijelog broja koji množi osnovne frekvencije poznat pod nazivom 'Harmonika'. Ovdje je harmonik vrsta signala čija je frekvencija integral višekratnika referentnog signala. Na drugi način, može se definirati kao omjer između frekvencije signala i frekvencije referentnog signala. Na primjer, X je ulazni izmjenični signal koji ima frekvenciju f Hz.


Harmonijski-distorzijski-ulazni-signal

Harmonijski-distorzijski-ulazni-signal





Kad je signal X prikazan na HRV tada će se signal X ponoviti za svaki f Hz. Ovdje je signal X referentni signal i signal koji se prikazuje na CRO ima frekvencije poput 2f, 3f, 4f i tako dalje. Teoretski, signal uključuje beskonačne harmonike. Ispod dvije brojke označavaju ulazni signal i izobličen izlaz kada se ulaz primijeni na bilo koji krug.

Harmonsko-izobličenje-izlazak-iskrivljeni-signal

Harmonsko-izobličenje-izlaz-izobličen-signal



Ako se signal ima jednako vremensko razdoblje pozitivnog i negativnog ciklusa, tada se takav signal naziva simetrični signal i mogu se pojaviti neparni harmoniki (množi 3., 5. itd. Osnovne frekvencije). Ako signal nema jednako vremensko razdoblje pozitivnog i negativnog ciklusa, tada se takav signal naziva asimetričnim signalom i mogu se pojaviti čak i harmoniki (množi 2., 4. itd. Osnovne frekvencije) i DC komponente također se mogu pojaviti u asimetričnim signalima.

Na gornjoj slici možemo primijetiti osnovnu frekvenciju signala kao 100Hz i njihovi će harmoniki postojati na različitim frekvencijama za referentnu frekvenciju signala poput 100 Hz.

Harmonska izobličenja-u-signalu

Harmonska izobličenja-u-signalu

Ako signal ima harmonska izobličenja dok postoje harmonijske frekvencijske komponente, tada je pronalaženje postotka tih izobličenja na određenoj razini harmonika,


% n harmonijsko izobličenje = [Pn] / [P1} * 100

[Pn] = amplituda n-te frekvencijske komponente

[P1] = amplituda osnovne frekvencije signala

Do izobličenja mogu doći zbog nelinearnih karakteristika komponenata koje se koriste u elektroničkom krugu. Te komponente mogu pokazivati ​​nelinearne karakteristike što rezultira stvaranjem izobličenja u signalu. Postoji pet različitih vrsta harmonijskih izobličenja u elektroenergetskim sustavima. Oni su

  • Izobličenja frekvencije
  • Izobličenje amplitude
  • Fazno iskrivljenje
  • Intermodulacijsko izobličenje
  • Prijeći preko izobličenja

Analiza harmonijskog izobličenja

Analiza ovog izobličenja jedinstvena je vrsta analize. U ovom se tipu na krug i njegov izlaz s izobličenjem mjeri i analizira sinusoidni signal jedne frekvencije.

Kada se ulazni signal primijeni na krug, zbog nelinearnih karakteristika komponenata može se razviti izobličenje u izlaznom signalu. Zbog toga se referentni signal može pojaviti u izlazu na različitim frekvencijskim točkama. Ako analiziramo izobličenja tehnikom mjerenja ukupnih harmoničkih izobličenja, možemo znati vrijednost ukupnog harmoničkog izobličenja (THD), ukupnog harmonijskog izobličenja plus šum (THDN), signala u šumu i izobličenja (SINAD), omjera signal / šum (SNR) i n-ta vrijednost harmonika s obzirom na osnovnu frekvenciju. Ovom metodom mjerenja ukupnih harmonijskih izobličenja možemo znati ulazni i izlazni napon te ulaznu i izlaznu snagu.

Uzroci harmonijskog izobličenja

Glavni razlozi za harmonijska izobličenja su nelinearno opterećenje i nelinearne karakteristike elektroničkih komponenata. Nelinearno opterećenje mijenja impedansu s primijenjenim ulaznim naponom. To dovodi do izobličenja koja će se razviti u izlaznom signalu. A komponente koje se koriste u krugu također pokazuju nelinearne karakteristike. To također dovodi do razvoja harmonika u izlazu. Zbog sklopa harmoničkih izobličenja toplina i izlaz dobivaju jednak ulaz. Ovaj je učinak štetan za bilo koji krug.

Analizator harmonijskih izobličenja

Pronalaženje faktora harmonijskog izobličenja najvažnije je za bilo koji krug. Ova izobličenja možemo analizirati prema ovoj vrijednosti. Potpuno harmonijsko izobličenje (THD) je najkorisnija tehnika za pronalaženje ukupnih harmonijskih izobličenja za trenutni signal i ukupnih harmonskih izobličenja za naponske signale.

THD se može definirati kao omjer između efektivnih vrijednosti svih harmoničkih signala i efektivne vrijednosti osnovne frekvencije signala.

Trenutni THD - Prema gornjoj izjavi, THDi označava ukupno izobličenje struje

struja-THDi

struja-THDi

Ovdje je In efektivna vrijednost struje za n-ti harmonijski signal, a I1 je efektivna vrijednost osnovnog signala.

Napon THD - isto kao THDi, ukupno harmonijsko izobličenje napona označava se s THDv.

napon-THDv

napon-THDv

Ovdje je Vn napon n-tog harmonika, a V1 napon osnovnog signala. Totalno harmonijsko izobličenje (THD) također analizira nelinearno ponašanje sustava pomoću brze Fourierove transformacije (FFT).

Ukupno harmonijsko izobličenje više buke (THDN) definira se kao omjer efektivne vrijednosti osnovnog signala i efektivne vrijednosti harmonika zajedno sa komponentama šuma.

Dakle, ovo je sve o Harmoniku iskrivljenje . Iz gornjih podataka konačno možemo zaključiti da je ovo najznačajniji parametar u sustavu jer može kršiti izlazni signal. A to se može analizirati THD faktorom, a može se smanjiti tehnikama i uređajima koji su dostupni na tržištu. Evo pitanja za vas, koje su primjene harmonijskih izobličenja?