En Çok Harmonik Üreten 5 Cihaz

Enerji kalitesi konusu oldukça önemlidir. Özellikle elektronik cihazların ve güç elektroniği devrelerinin kullanımının vazgeçilmez hale gelmesi ile şebekede harmoniklerden kaynaklanan problemler artmıştır. Bu yazımızda en çok harmonik üreten 5 cihazı derledik.

A- A+

20.10.2016 tarihli yazı 18722 kez okunmuştur.

Harmonik Güç Elektroniği Güç Kaynağı Balast UPS Manyetik Çekirdek

1) Anahtarlamalı Güç Kaynakları

Modern elektronik cihazların çoğu anahtarlamalı güç kaynaklarını kullanır. Standart lineer regülatörlere göre en önemli avantajlarından biri çok yüksek verimlerde dönüşüm yapabilmesidir. Birden fazla çıkış elde edilebilmekte ve çıkış geriliminin kutupları değiştirilebilmektedir. Yapıları doğrusal regülatörlere göre karmaşık ve zordur. Bu nedenle maliyetleri daha yüksektir. Doğrusal olmamaları ve yapısından dolayı harmonik üretirler. İlave filtre kullanma gereksinimi duyulur.

►İlginizi Çekebilir: Anahtarlamalı Güç Kaynağı Nedir?

2) Floresan Lamba Balastları

Elektronik lamba balastları verimi iyileştirmek için oldukça popüler hale gelmiş elemanlardır. Manyetik lamba balastlarına göre verimi biraz daha fazladır. Elektronik balastlarda kayıplar oldukça düşüktür. Balast kullanılarak lambanın ömrü uzatılır. Balastların dezavantajı ise harmonik ve elektriksel gürültü üretmesidir.

Güç-faktörü düzeltilmiş tipleri, harmonik problemini azaltmada daha fazla tercih edilmesine neden olmaktadır.

Manyetik lamba balastlarıda harmonik üretirler ama elektronik lamba balastlarına göre harmonik seviyesi daha azdır. İçlerinde çeşitli kompenantlar olmadığı için arıza oranı oldukça düşüktür.

►İlginizi Çekebilir: Harmonikler ve İç Harmonikler

3) Değişken Hızlı Kontrol Sürücüleri

DC motorların değişken hız kontrol sürücüleri için genellikle üç faz köprü doğrultucular temel olarak alınır. Üç faz doğrultucular hem daha yüksek gerilim elde etmek için hemde DC gerilim elde etmek için kullanılırlar. Ayrıca doğrultucular DC iletim hatlarında ve kesintisiz güç kaynaklarında kullanılır. Elektronik sistemlerde kullanılan güç elektroniği dönüştürücüleri, şebekeye harmonik akımları göndererek şebekede bozucu etki yaratırlar. Üç fazlı köpü doğrultucunun giriş akımı, çıkış akımı üzerinden aşağıdaki gibi hesaplanır.

Harmoniklerin üretildikleri yerlerde burasıdır.Harmonik sevilerini hesaplarken

n = 6k ± 1 , burada k=1,2,3…

Harmonik bileşenlerinin RMS değeri ise

I_n = I₁ / n , olup harmonik bileşenler şekilde gösterilmiştir.

Pratikte DC motorlar sonlu endüktansa sahiptirler ve akımları üzerinde 300 Hz dalgalanmalar vardır. Bu değişim akım kaynağının harmonik profilini verir.

4) Kesintisiz Güç Kaynakları (UPS)

Kesintisiz güç kaynaklarının kullanım amacı, üzerinde bağlı olan sistemlerin korunması ve şebeke enerjisinin kesilmesi durumunda sistemin beslenmeinin bir süre daha devam ettirilmesidir.

Türleri:

► On-Line kesintisiz güç kaynakları
► Off-Line kesintisiz güç kaynakları
► Line-Interactive kesintisiz güç kaynakları

On-Line KGK: On-Line KGK’ları sürekli olarak devrede olan sistemlerdir. Şebedeki voltaj ve frekans düzensizliklerini regüle ederler.

Off-Line KGK: Off-Line KGK’ları şebekede kesinti olmadığı sürece beklemede olan sistemlerdir. Kesinti anında devreye girerler ve yüke güç sağlarlar.

Line-Interactive KGK: Line-Interactive KGK’ları aynı Off-Line KGK’lar gibi sürekli çalışan güç kaynakları değildir. Enerji kesildiğinde ya da güç kaynağının regüle edebileceği sınırlar aşıldığında devreye girerler. Off-Line sistemlere göre daha temiz dalga çıkışına sahiptirler.

KGK’larının dönüştürücüleri, değişken hız kontrol sürücülerine benzer şekildedir ve bu yüzden benzer şekilde harmonik üretirler. KGK’larının çıkışınabağlanan aletler elektronik cihazlardır. Bu cihazlar doğrusal olmadığı için harmoniklere sebep olabilirler. Bu harmonikler AC hattına bağlı diğer cihazların çalışmasını engelleyebilir, iletişim ve donanım hasarlarına sebep olabilirler.

5) Manyetik Çekirdekli Aygıtlar

Mıknatıslanma akımı ve indüktör ile manyetik çekirdeğin akı yoğunlukları arasındaki ilişki özünde doğrusal olmamalarıdır. Eğer akımın dalga formu sinusoidal olmaları için sınırlandırıldıysa seri resistanslar yüksek değerde olacaktır ve manyetik alan harmonik içerecektir. Eğer bobin üzerindeki gerilim sinüsoidal ise seri dirençler düşük, akı yoğunluğuda sinusoidal olacaktır ama akım harmonik içerecektir.

Harmonikler çeşitli sebeplerden ortaya çıkar. Bunların başında doğrusal olmayan manyetik ve elektirik devreleri gelir. Bunlar jeneratör, transformatör ve bobin gibi demir nüve bulunan manyetik devrelerdir. Eğer doğrusal olmayan devre transformatöre ait ise, bunun seconder tarafına bağlanan kullanıcı gerilimide harmonikli olur. Kullanıcının manyetik ya da elektrik devresi doğrusal fakat bu kullanıcıyı besleyen gerilim sinüsoidal değil ise, kullanıcının çektiği akımda harmonikli olur.