谐波电流是怎样对电气设备造成干扰的

时间：2023-12-29 14:39:39     来源： wwwkaiyun.com

                                                                                            

  在电源的运行过程中，谐波干扰是最常见的，工程师们往往要一直的升级PFC电路来改进自家的电源产品，如何定位电源运行时的每一次谐波值和频率呢，本文给出答案。

  对于精密电子设备来说，最怕遇到的就是来自外部干扰的冲击，这往往是致命的。事实上，外部干扰无处不在，比如在工业现场，电网就无时无刻都在被谐波电流冲击，这同样会对用电网络中的精密电子设备形成严重干扰。那么这种干扰是怎样形成的呢?

  在用电网络中，存在许多非线性负载，如：中频炉、变频器、直流电机驱动器、电子镇流器等工作电流剧烈变化的设备，会向电网注入谐波电流。这类谐波电流产生的电压畸变轻易造成PLC、数字控制机床、计算机、精密仪器等设备受到干扰，出现工作异常。

  要记住：非线性负载向电网发射的谐波电流本身并不会对别的设备产生一定的影响，我们所看到的谐波对别的设备的影响，是谐波电流通过电网的阻抗产生谐波电压产生的。关于这种现象的解释如下图所示：

  这里设备1是产生谐波电流的设备，它工作时向电网注入谐波电流。由于电网有一定的阻抗，电网的阻抗包括，变压器的阻抗Z0，线向电网注入谐波电流时(记为In)，则在电网的阻抗Z上产生了谐波电压(记为Un)，于是设备2的电源输入端就出现了谐波电压Un。如果谐波电压超过了设备2可承受的程度，设备2就会受到这个谐波电压的干扰。一般电子设备允许的谐波畸变率为UTHD5%。

  在现实中，设备1往往是中频炉、变频器、直流电机驱动器等工作电流发生剧烈变化的设备，设备2往往是PLC、数字控制机床、计算机、精密测量仪器等设备。谐波对别的设备造成的不良影响大多数表现在以下几个方面：

  从上述原理可知，谐波源负载是否会对同一个电网上的电子设备造成干扰，主要根据电子设备的电源线输入端电压谐波畸变的大小，以及电子设备供电电源的抗干扰能力。

  谐波源负载产生同样的谐波电流的情况下，与变压器之间的距离越远，则对应的电网阻抗越大，引起的电压畸变就越大，越容易对同一个电网上的电子设备形成干扰。而不同的电子设备抗畸变电压的能力也有优劣之分，在同一供电网络，某台电子设备会受干扰，并不代表所有的电子设备在这一个位置都会受干扰。

  因此，对于非线性负载，需要用功率分析仪测试其谐波电流是否超出有关标准规定的限值。致远PA全系列功率分析仪支持全球最通用的IEC61000-4-7谐波测试标准;而对于电能质量发展要求较高的精密设备，需要对其供电电源的抗谐波干扰能力来测试。其中PA8000认证级功率分析仪FFT测量功能能分析每一次频点的能量，最小分辨率为0.1Hz，通过此功能能查看每次间谐波的数据。

  在实际测试中，需要测试电源输入端的间谐波指标，目前业界目前只有PA8000认证级功率分析仪和PA6000H、PA5000H支持此功能。国内某权威检验测试机构购买的PA5000H正是用于电源抗干扰度测试。