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电能质量实例分析:半波整流器

发布时间:2008-02-29 10:45   类型:应用案例   人浏览

测量工具: Fluke 43B 电能质量分析仪

操作者:学区的电工

所使用的功能: KVA 测量,电流波形

问题描述

  这个问题一直困扰着一个偏远的大学区的电工。在一个冬天的早晨,这个电工接到了一个学校打来的电话。打电话者说,给三个移动教室供电的变压器发出了“震动”的噪声,好象是里边的什么东西松了(参见图1)。

对负载的测量表明,变压器的负载很重,但并没有过载。负载包括照明灯、电热器,以及一些计算机。由于冬天很冷,大部分的负载是电热器。

 

  由于电工在将近中午时到的那里,并且学校的午饭安排是错开的,所以这时候,有两个教室是没有人的。第三个教室被占用着,教师正在利用高射幻灯片给同学上课。

 

  电工回到了变压器那儿去检查电流波形。当他正在测量时,震动的噪声突然停止了。电工马上跑到被占用的教室,向教师问道:“您刚才关掉了什么?”教师指了指两个高射投影机,这两个投影机是插在同一个电源插座上的。

 

测量方法

  电工将Fluke 43B连接到一个有导体裸露的裂开的延长线上。于是,他看到了被一个投影机吸收的电流波形。波形显示,电流被一个投影机半波整流了(参见图2)。图3显示的是谐波频谱。

 

  对学校使用的其他投影机的测试表明,比较旧的投影机产生了同样的现象,而新的投影机却不会出现这种现象。

 

 

推理和分析

  一些老的电气设备使用半波整流器来降低功耗。早期的具有“高/低”切换开关的吹风机就是一个例子。在低速时,一个串联二级管使得电流只吸收半个电压周期的电流。在高速时,开关将二级管短路――使电流在整个周期内都能通过。由于这些设备在电压的半个周期上产生了直流电流,所以对交流配电系统造成了严重破坏。直流电流使得变压器内的磁通量变得不平衡,并使得变压器芯在半个电流周期内达到饱和状态。饱和状态的进入和退出将导致变压器芯产生异常的噪声。学校的变压器本来负载就重,这将降低了它对直流电流的容差。两个投影机连接到了同一个分支电路,使得直流电流的总量加倍了。

解决方案

  经过深思熟虑,电工将两台投影机按相反的相序进行连接,这样,直流电流将互相抵消。但是,这将使老师觉得很迷惑不解。真正的解决方法是只使用那些没有半波整流器的新式高射投影机。

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