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2012-10-18
随着电子电力技术和数字控制技术的发展,永磁同步电机,又称三相永磁同步电机、稀土永磁电机及其各种电机、电子控制装置或励磁装置的日益俱增,这些电源和装置输出含有各种不同谐波的非正弦的电压和电流,即使供电电源为正弦波,但由于永磁同步电动机及各种电机磁路的非线性和磁极形状、绕组分布、齿槽存在等原因,也会出现谐波电压电流。
在理想的电力系统中,电流和电压都是标准的正弦波。在只会含线性元件(电阻、电感及电流)的简单电路里,如果所加电压是正弦波,则流过的电流就是正弦波,当电流流过与所加的电弦电压不呈线性关系的负载时,就形成非正弦电流。
由于大量非线性负载、晶闸管整流设备,变频器等半导体交流装置等加入电网,使供电网络中的波形发生了畸变,不再是单一的50Hz正弦波形;还包括一系列频率为基波整数倍的正弦波分量,这些分量称为谐波。
这些谐波对永磁同步电机及各种电机和电网都带来不良影响。由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁心中产生附加损耗,从而降低发电、输电及用电设备的效率。较为严重的是,谐波振荡容易使汽轮发电机产生振荡力矩,可能引起机械共振,造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳破坏。
谐波电压在许多情况下能使正弦波变的较尖,不仅导致永磁同步电机等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流还能使电机的铜耗增加,将会产生电机的局部过热,振动和噪声增大,温升增加,从而加强绝缘老化,缩短电气设备的使用寿命。
由于永磁同步电机及各种电机的负载处于经常的变动之中,极易与电网中含有大量谐波源构成串联或并联的谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电机等负载及电力系统的安全运行,引发输配电事故的发生。电网的谐波将使测量仪表、计量装置产生误差,达不到正确指示及计量。断路器开断谐波含量较高的电流时,断路器的开断能力将大大降低,造成电弦重燃,发生短路,甚至断路器爆炸。由于谐波的存在。易使电网的各类保护及自动装置误动或拒动,以及在通信系统内产生声频干扰,严重时将威胁通信设备及人身安全等