Sóng hài là gì?

Sóng hài là thành phần tần số cao hơn không mong muốn là bội số nguyên của tần số cơ bản. Sóng hài tạo ra sự biến dạng trong dạng sóng cơ bản. Sóng hài thường có biên độ thấp hơn tần số cơ bản.

sóng hài
Hình ảnh: Biểu đồ sóng hài

Nguồn sóng hài

Sóng hài được tạo ra do các tải phi tuyến tính như cuộn cảm bằng sắt, bộ chỉnh lưu, chấn lưu điện tử trong đèn huỳnh quang, máy biến áp chuyển mạch, ánh sáng phóng điện, thiết bị từ bão hòa và các tải khác có bản chất cảm ứng cao.

Sóng hài cũng là do các mạch chuyển đổi điện tử mạnh nhất như bộ chỉnh lưu điều khiển silicon, bóng bán dẫn công suất, bộ chuyển đổi công suất và bộ truyền động điện tử như bộ biến tần hoặc bộ biến tần biến điện áp. Các mạch chuyển mạch này chỉ tạo ra dòng điện ở các giá trị đỉnh của nguồn điện xoay chiều và vì dòng điện chuyển mạch là phi tuyến tính nên dòng tải có bản chất không phải hình sin và nó chứa các sóng hài.

Ảnh hưởng của Sóng hài

Các tần số hài trong lưới điện gây ra các vấn đề về chất lượng điện năng.

Sóng hài trong hệ thống điện dẫn đến tăng nhiệt trong thiết bị và dây dẫn và tạo ra mô-men xoắn trong động cơ .

Sóng hài làm tăng nhiệt độ vận hành và tổn thất sắt (tổn hao dòng điện từ trễ và dòng điện xoáy) trong động cơ xoay chiều và máy biến áp vì tổn thất từ ​​trễ tỷ lệ với tần số và tổn thất dòng điện xoáy tỷ lệ với bình phương của tần số.

Sóng hài tạo ra sự sai lạc trong các bộ truyền động tốc độ thay đổi vì sóng hài cao hơn tần số cơ bản và ở tần số cơ bản, máy điện xoay chiều có một tốc độ cụ thể gọi là tốc độ đồng bộ vì vậy ở tần số cao hơn, chúng ta có sự chênh lệch tốc độ tức là trượt Sự khác biệt.

Trong động cơ cảm ứng hiện tượng bò xảy ra do sóng hài không gian tạo ra bởi các dòng điện trong cuộn dây.

Sóng hài thời gian

Các sóng hài được tạo ra bởi một nguồn thay đổi không hình sin theo thời gian luôn có mặt trong nguồn cung cấp đầu vào được gọi là sóng hài thời gian.

Sóng hài không gian

Các sóng hài là kết quả của sự phân bố không theo hình sin của các cuộn dây trong máy và rãnh, do đó khe hở không khí và thông lượng không phân bố theo hình sin trong không gian được gọi là sóng hài không gian.

Cách tính toán sóng hài

Sóng hài là điện áp hoặc dòng điện hình sin là một số nguyên ở bội số của tần số cơ bản mà tại đó hệ thống cung cấp được thiết kế để hoạt động.

Nó có thể được biểu thị dưới dạng 2f, 3f, 4f, 5f, …, nf

Các loại sóng hài

Phân loại sóng hài thường dựa trên tên và tần số của chúng. Ví dụ, ở tần số cơ bản, tần số hài bậc 2 là 100Hz. Chuỗi sóng hài liên quan đến sự quay phasor của điện áp và dòng điện hài đối với dạng sóng cơ bản trong một hệ thống cân bằng.

Dựa trên một chuỗi có ba loại sóng hài trình tự.

Sóng hài thứ tự thuận: Một sóng hài thứ tự thuận sẽ quay theo hướng thuận (cùng) với hướng của tần số cơ bản. tức là ngày 4, 7, 10, 13, 16…

Sóng hài thứ tự âm: Một sóng hài thứ tự âm quay theo hướng ngược lại (ngược lại) của tần số cơ bản. tức là thứ 2, 5, 8, 11…

Sóng hài thứ tự 0: Một sóng hài thứ tự 0 không quay theo thứ tự cơ bản do đó nó có trình tự quay bằng không và chúng cùng pha với nhau. Nó là một tập hợp các sóng hài đặc biệt được gọi là “bộ ba” (bội số của ba). Bộ ba là bội số của sóng hài thứ ba. tức là thứ 3, 6, 9, 12, 15…

Ảnh hưởng của các sóng hài

Do một sóng hài thứ tự thuận gây quá nhiệt của dây dẫn, đường dây điện và máy biến áp xảy ra vì ngoài tần số cơ bản vì nó quay theo hướng thuận với tần số cơ bản.

Sóng hài thứ tự âm luân chuyển dòng điện thứ tự âm giữa các pha gây ra chuyển động quay ngược chiều và do đó từ trường quay có thể bị suy yếu và do đó mômen cơ bị giảm đặc biệt là trong động cơ cảm ứng .

Sóng hài thứ tự 0 lưu thông giữa pha và trung tính cộng lại theo số học trong dây trung tính chung và dòng trung tính trở thành ba lần dòng điện pha khiến nó trở nên kém hiệu quả và quá nóng.

Sóng hài điện áp

Sóng hài điện áp được tạo ra bởi sóng hài hiện tại làm biến dạng dạng sóng điện áp. Sự biến dạng hiện tại tương tác với trở kháng của hệ thống tạo ra sự biến dạng điện áp.

Các tải phi tuyến tính tạo ra dòng điện giàu thành phần tần số hài tạo ra điện áp hài.

Sóng hài thứ tự chẵn và lẻ

Các sóng hài xuất hiện ở tần số 3f, 5f, 7f, 9f … được gọi là sóng hài bậc lẻ. Các sóng hài xuất hiện ở tần số 2f, 4f, 6f, 8f … được gọi là sóng hài bậc chẵn.


Hy vọng qua bài viết trên mang lại nhiều thông tin giá trị về sóng hài là gì và các ảnh hưởng của sóng hài đến hệ thống điện. Chúc bạn thành công!

Đọc thêm: