浅谈电力谐波电弧炉的相关问题
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摘 要：谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾。谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以至损坏。谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，这就使危害大大增加，甚至引起严重事故。谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致住处丢失，使通信系统无法正常工作。
一、电压谐波感应电动机定子
由异步电动机产生的电压谐波感应电动机定子的同步旋转磁场的速度是波长基频次。有一定的转差率，转子转速过大从而产生转子电流的频率。由感应电动机产生的谐波含量的分布和速度都是依赖n阶转子。分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数.一般是指在印制板或其他形态的电路形式，在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容.这种电容的容量很小，但可能对电路形成一定的影响.在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响，尤其是在工作频率很高的时候.也成为寄生电容，制造时一定会产生，只是大小的问题.布高速PCB时，过孔可以减少板层电容，但会增加电感。
谐波也可发生不对称的结果。考虑电不平衡转子绕组，定子绕组的平衡，使得供给电压按照一个纯粹的旋转磁场的速度供给。滑差频率电动势诱发转子但是由于转子绕组是不平衡的。既有积极的负序电流，使正向转为反向。我们知道，一般我们所用的电容最重要的一点就是滤波和旁路，我在设计中也正是这么使用的。对于高频杂波，一般我的经验是不要过大的电容，因为我个人认为，过大的电容虽然对于低频的杂波过滤效果也许比较好，但是对于高频的杂波，由于其谐振频率的下降，使得对于高频杂波的过滤效果不很理想.所以电容的选择不是容量越大越好。
二、电弧炉
电弧炉的电压电流特性具有准梯形形状，并且其幅度是弧的长度的函数。根据目前的水平，主要是限制炉电缆和变压器。这些阻抗对电源电压有缓冲效果，因此，电弧负载显示为一个相对稳定的电流谐波源。然而，上述随机电压的变化，由于突然变化的弧的长度产生一定频率。这种效果在熔化阶段更明显，所引起的熔化带来连续运动和电磁相互作用弧之间的力。
在用电容抑制电磁骚扰时，最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响.电容器的容抗与频率成反比，正是利用这一特性，将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用。然而，在实际工程中，很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果，面对顽固的电磁噪声束手无策。出现这种情况的一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响。实际电容器的电路模型是由等效电感（ESL）、电容和等效电阻（ESR）构成的串联网络。理想电容的阻抗是随着频率的升高降低，而实际电容的阻抗是图1所示的网络的阻抗特性，在频率较低的时候，呈现电容特性，即阻抗随频率的增加而降低，在某一点发生谐振，在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR.在谐振点以上，由于ESL的作用，电容阻抗随着频率的升高而增加，这是电容呈现电感的阻抗特性。在谐振点以上，由于电容的阻抗增加，因此对高频噪声的旁路作用减弱，甚至消失。电容的谐振频率由ESL和C共同决定，电容值或电感值越大，则谐振频率越低，也就是电容的高频滤波效果越差.ESL除了与电容器的种类有关外，电容的引线长度是一个十分重要的参数，引线越长，则电感越大，电容的谐振频率越低.因此在实际工程中，要使电容器的引线尽量短。
从电路来说，总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。
三、单相整流
单相二极管整流桥已成为一种流行的电源源，因为它降低了成本和相对较低的灵敏度为这些电器以提供正常操作条件下电压的变化。电路产生一个很窄的电流脉冲按照每个半周期的电源频率，因为直流电容充电，只有当供给电压超过直流水平（即接近正弦波电压的峰值），以控制所需的低电压水平。
电容器应用在高压场合时必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质或电极层之间存在空隙而产生的，它除了可以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不的超过直流电压额定值。
相反，现代家电使用开关模式电源的概念，据此，输入整流器直接连接到交流源，但是，在这种情况下，整流后的电压被转换回交流在非常高的频率，然后再次纠正。这个过程提供了一个非常紧凑的设计和高效运行，能够容忍大的变化输入电压。个人电脑和大多数办公和家用电器，以及现代荧光灯的电子镇流器系统。然而，由于缺乏交流的侧电感滤波可以让窄电流脉冲通过直接插入交流系统，从而增加了显电流谐波含量。电流谐波假设电源电压本身就是失真的。然而在实践中，电流脉冲的积累置于电压波形的中心，展平在峰值电压正弦波平顶具有加宽用于对电容器充电的电流脉冲的影响，从而降低了谐波电流的注射。单相扭曲器具的典型例子是电视接收器，个人电脑和微波炉。电视接收器的当前波形及其谐波频谱主要的谐波数量级显示了一个组合所产生的谐波频谱。
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