ทำไมส่วนประกอบความถี่พื้นฐานเท่านั้นจึงกล่าวว่าให้พลังงานที่มีประโยชน์

ในหนังสือส่วนใหญ่กล่าวกันว่าเนื้อหาฮาร์มอนิกในสาย AC ไม่ได้ถ่ายโอนพลังงาน (เพียงแค่ความถี่พื้นฐานเท่านั้น) แต่ไม่มีคำอธิบาย ดูเหมือนง่าย แต่ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น

แก้ไข: ในบริบทของพลังงานไฟฟ้าดังนั้นฉันจึงจินตนาการรูปคลื่นปัจจุบันที่บิดเบี้ยวและแรงดันไฟฟ้าของคลื่นไซน์

มันเป็นความจริงเพราะแรงดันเป็นไซน์และ

sin (a) .sin (b) = 1/2 (cos (ab) + cos (a + b))

และเฉพาะในกรณีที่ a = b ผลลัพธ์มีค่าเฉลี่ยที่ไม่เป็นศูนย์

ดังนั้นฮาร์มอนิกส์ทั้งหมดจึงให้ผลลัพธ์ที่ไม่มีผลต่อพลังที่แท้จริง

มันเป็นคำแถลงทั่วไปมากเกินไป เห็นได้ชัดว่ามีโหลดตัวต้านทานความถี่ทั้งหมดถ่ายโอนอำนาจ

เป็นคำสั่งเกี่ยวกับการหมุนของเครื่องจักรโดยเฉพาะ (มอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) สำหรับอุปกรณ์เหล่านี้พลังงานที่ความถี่อื่นที่ไม่ใช่พื้นฐานนั้นมีแนวโน้มที่จะต่อต้านการทำงานที่ทำไว้เพื่อช่วยเหลือ นอกจากนี้พลังงานความถี่สูงมักจะสูญเสียไปในรูปแบบของกระแสวนที่ไม่พึงประสงค์ ฯลฯ

นี่เป็นความจริงเฉพาะเมื่อกระแสไฟฟ้ามีการบิดเบี้ยวโดยโหลดและไม่ได้เกิดจากการบิดเบือนของรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าของสาย AC

หากคุณคูณค่าทันทีทีละจุดของคลื่นไซน์สองความถี่ที่แตกต่างกันคุณจะได้รับรูปคลื่นที่มีค่าเฉลี่ยเป็นศูนย์ คุณมีพลังบวกในช่วงเวลาหนึ่งและกำลังลบในช่วงเวลาอื่น นั่นแสดงให้เห็นว่าพลังงานกำลังส่งผ่านไปมาแทนที่จะถูกถ่ายโอนจากแหล่งจ่ายไปยังโหลด

หากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับมีการผิดเพี้ยนพลังงานฮาร์มอนิกจะถูกถ่ายโอน แต่อาจไม่เป็นประโยชน์ ในมอเตอร์กระแสสลับกระแสฮาร์มอนิกส์จะพยายามทำให้มอเตอร์ทำงานด้วยความเร็วที่สูงกว่าซึ่งขัดแย้งกับพื้นฐาน ฮาร์มอนิกบางตัวพยายามขับมอเตอร์ในทิศทางตรงกันข้าม เป็นผลให้พลังฮาร์มอนิกทั้งหมดที่ถ่ายโอนหายไปเนื่องจากความร้อนเสียงและการสั่นสะเทือน พลังงานฮาร์มอนิกบางส่วนจะถูกหมุนเวียนระหว่างแหล่งกำเนิดและโหลดเช่นเดียวกับปัญหาที่ตอบยาก

พลังงานฮาร์มอนิกจะมีประโยชน์ในระดับที่ทำให้เกิดความร้อนซึ่งความร้อนคือการใช้พลังงานตามที่ต้องการ มีความเป็นไปได้ที่พลังงานฮาร์มอนิกจะมีประโยชน์ในมอเตอร์อเนกประสงค์ มันอาจจะมีประโยชน์เมื่อแก้ไขและกรอง ในขณะที่บางส่วนของพลังงานที่ถ่ายโอนอาจถูกกล่าวว่าเป็นประโยชน์ แต่ผลที่ไม่พึงประสงค์จะมีประโยชน์มากกว่าประโยชน์

จากกริด sinewave สิ่งนี้เป็นจริงเนื่องจากฮาร์มอนิกส์นั้นเกิดจากอุปกรณ์ "ไม่เชิงเส้น"

ตัวอย่างเช่นความอิ่มตัวของแกนแม่เหล็กบางส่วนควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้าการกระตุ้นสูงสุด

อย่างไรก็ตามคำสั่งนั้นขัดแย้งกับอินเวอร์เตอร์ราคาไม่แพงพร้อมแหล่งคลื่นสี่เหลี่ยมที่ได้รับการจัดระดับเป็น V-rms เสียงประสานในรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้านี้สามารถสร้างพลังงานเดียวกันในโหลดตัวต้านทาน แต่ฮาร์โมนิกส์ก็สามารถเพิ่มการสูญเสียกระแสไฟฟ้าในมอเตอร์ดังนั้นมันจึงมีประสิทธิภาพน้อยลง

ดังนั้นถ้าคุณเข้าใจแหล่งที่มาของเสียงดนตรีและความต้านทานโหลดคุณสามารถเข้าใจข้อยกเว้นกฎ เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าการต้านทานเป็นส่วนใหญ่สามารถใช้แหล่งกำเนิดคลื่นไซน์หรือสี่เหลี่ยม

ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่างกำลังไฟฟ้าจริง (ใช้แล้ว) กับกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ (ที่เก็บไว้) คือองค์ประกอบการเปลี่ยนเฟส 90 องศาของกระแสสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าโดยไม่คำนึงว่าเป็นพื้นฐานหรือฮาร์โมนิก

ในบริบทของกริดพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับถูกสร้างและส่งผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าในสามขั้นตอนแยกจากกัน 120 องศา ฮาร์มอนิกที่สาม (ความถี่สามเท่า) นั้นเหมือนกันสำหรับทั้งสามเฟสซึ่งคุณสามารถตรวจสอบได้ด้วยการพล็อตคลื่นไซน์ เมื่อคุณเชื่อมต่อโหลดระหว่างสองเฟสแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกที่สามจะเท่ากันทั้งสองสายดังนั้นโหลดของคุณจึงไม่เห็นอะไรเลย (อย่างไรก็ตามคุณจะเห็นฮาร์มอนิกลำดับที่สามจากทุกขั้นตอนสู่พื้น) เนื่องจากหม้อแปลงสามเฟสเชื่อมต่อระหว่างเฟสเท่านั้นจึงไม่สามารถรับพลังงานฮาร์มอนิกที่สามได้ การบล็อกนี้ใช้กับฮาร์มอนิก 3n ใด ๆ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในการส่งกำลังสามเฟสเท่านั้นไม่เคยเกิดขึ้นเมื่อสายสัญญาณเดียวเชื่อมต่อกับโหลด