Как избавиться от гармоник в энергосистеме
Гармоники возникают в любой сложной энергетической системе. Эти искажения параметров тока могут привести к поломке дорогостоящего оборудования и даже к коротким замыканиям. Гармоники часто представляются как сложная проблема, требующая фундаментальных научных знаний гармонического анализа. Однако на практике достаточно знать ключевые аспекты этой проблемы и основные способы ее решения.
Причины появления гармоник и их последствия
Гармоники — это искажения (отклонения от заданных параметров) синусоиды колебаний частоты и напряжения, вызванные сторонними факторами. Простая резистивная нагрузка имеет одинаковые формы синусоиды.
Синусоида колебаний в асинхронном двигателе
В линейных схемах (источник тока и нагрузка – резистор) синусоида идеально симметричная, и разность между синусоидами отсутствует. Однако в эту идеально гармоничную картину в сложных системах неизбежно вносятся помехи и добавляются новые гармоники. В современных реалиях одной из основных причин возникновения «вредоносных» гармоник являются разнообразные твердотельные силовые полупроводниковые устройства. Преобразователи частоты, тиристоры, диоды, устройства плавного пуска, другие элементы энергосистемы создают гармоники.
Также источниками гармоник могут быть мощные потребители тока, трансформаторы, сварочное оборудование, системы промышленного освещения, выпрямители.
Теоретически, все нагрузки являются источниками гармоник и передают их в энергосистему. При этом источник энергии производит гармонику одной частоты (ее называют несущей).
Предотвратить это явление невозможно, можно лишь снизить его негативное влияние на оборудование. Если этого не сделать, энергосистема может столкнуться с серьезными проблемами, так как гармоники представляют собой нечто вроде паразитных токов, которые в первую очередь нарушают эффективность энергосистемы.
Так, несинусоидальность напряжения может привести к повышенному нагреву двигателя и созданию моментов вращения, которые приводят к вибрациям. В целом, гармоники способны вызвать повреждение конденсаторов, изоляции и короткие замыкания, перегрев и перегрузку трансформаторов, нарушить работу систем связи, чувствительной электроники и защитных устройств, основанных на измерении сопротивления.
Мониторинг качества электрической энергии и обнаружение гармоник
Присутствие гармоник лучше всего определять по результатам мониторинга качества электроэнергии, а не после аварийных отключений и поломок оборудования.
Мониторинг является обязательной частью безопасного функционирования сложных энергосистем. Современные анализаторы качества электроэнергии позволяют контролировать множество параметров тока, включая гармоники. Например, трехфазные анализаторы PITE 3561 могут выполнять разовые или долговременные (до 40 суток) тесты энергосистемы, выявляя в том числе гармонические искажения каждой из трех фаз.
Анализатор качества электроэнергии PITE-3561-1500A
Подобные анализаторы дают возможность записать диаграмму гармоник, увидеть пиковые и средние значения, чтобы провести анализ и найти источник проблемы. Без подобных приборов невозможно своевременно обнаружить опасные гармоники, особенно в сложных системах со множеством нелинейных потребителей.
Фильтры гармоник
Мониторинг качества электроэнергии — первая линия обороны в борьбе с гармониками. Следующей являются специальные меры по снижению вреда от гармонических искажений.
Прежде всего — фильтры, которые подавляют гармоники. Это избирательное подавление гармоники, которая может нанести наибольший вред оборудованию. Так, в однофазных цепях это третья гармоника, фильтр запирает ее на участке фильтр-нагрузка, что снижает паразитный ток в проводнике. Недостатком фильтров является необходимость установки на каждой нелинейной нагрузке, создающей гармоники.
Фильтр эффективно запирает гармонику на участке. Пример гармоник, характерных для двигателей постоянного тока и многих двигателей переменного тока. Коэффициент искажения синусоидальности кривой на «A» составляет 26% — это высокий негативный показатель. Фильтр эффективно снижает его до 8% на «E».
Невозможно предотвратить, но можно обезопасить
Гармоники действительно невозможно уничтожить. Более того, высокочастотные гармоники легко распространяются через силовые кабели и антенны, через индукцию возникают в соседних цепях. Однако можно защитить энергосистему от вредоносного действия гармоник. Для этого гармоники направляются в отдельные колебательные контуры, в которых на определенной частоте реактивное сопротивление близко к нулю. Для сложных систем понадобится несколько таких контуров, но они обеспечат сокращение гармоник до безопасного уровня. При этом регулярный мониторинг качества электроэнергии позволит своевременно выявить гармоники.
Если вам нужна профессиональная консультация по диагностике электрооборудования, просто отправьте нам сообщение!
Искажения первого периода синусоиды
На интернет-форумах и в аудиостатьях периодически возникает тема искажений первого периода синусоиды. Недавно она даже попала на страницы солидного журнала. Давайте рассмотрим это дело подробнее: что и как происходит в усилителях на самом деле.
Речь идет вот о чем. При подаче на вход усилителя синусоидального сигнала, напряжение на выходе становится синусоидальным не сразу. Самый первый период синусоиды искажен. То есть на выходе усилителя совсем даже не синусоида, а какая-то немного другая кривая. Раз сигнал не синусоидальный, его можно разложить в спектр и получить его гармоники. Есть мнение, что эти гармоники, составляющие первый период синусоиды, характеризуют качество усилителя даже лучше (более точно и правильно), чем «обычные» гармоники стационарного синусоидального сигнала. Предлагается даже метод оценки качества усилителей – по искажениям первого периода синусоиды. При измерениях этим методом обнаружен один интересный феномен: уровень гармоник первого периода синусоиды не зависит от уровня сигнала. Некоторые считают это важным фактом, помогающим «не ошибиться с амплитудой» при измерениях – типа измерения получатся правильными при любой амплитуде сигнала.
Это явление – искажение первого периода синусоиды первоначально заметили в транзисторных усилителях с глубокой ООС, поэтому некоторые стали ругать транзисторы и отрицательную обратную связь еще и за это. Но на самом деле такого рода искажения присущи абсолютно всем усилителям: ламповым и транзисторным, как с общей отрицательной обратной связью (ООС), так и без нее. Просто у транзисторных усилителей с глубокой ООС эти искажения наиболее заметны.
Что же это за искажения?
Вам не кажется странным, что при искажениях первого периода уровень гармоник в усилителе не зависит от уровня сигнала? Ведь чем сигнал больше, тем сильнее отклонение рабочей точки (режима работы транзистора или лампы) от исходного состояния (режима покоя). А чем больше это отклонение, тем больше сказывается нелинейность усилительного элемента. Так что по идее искажения должны расти с ростом сигнала. Но в этом случае все верно: искажения первого периода синусоиды не зависят от амплитуды сигнала. Но самое интересное, что они совершенно не зависят и от усилителя!
Давайте разберемся, почему так происходит. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) характерная для любого (в данном случае трехкаскадного) усилителя показана на рисунке 1. Каждый из усилительных каскадов имеет инерционность, поэтому работает только до определенной максимальной частоты. Выше максимальной рабочей частоты у каскада начинается спад АЧХ. Эта точка на АЧХ, где начинается частотный спад, называется полюсом характеристики. Каждый каскад создает свой полюс, сколько каскадов, столько и полюсов. Обычно частоты всех полюсов разные, потому что и каскады усилителя различаются между собой. Усилитель, АЧХ которого показана на рис. 1, трехкаскадный и соответственно имеет три полюса на частотах f1, f2 и f3.
Транзисторные усилители с глубокой отрицательной обратной связью как правило имеют однополюсную коррекцию с доминантным (главным) полюсом. При этом частота первого полюса делается очень низкой, так, что остальные полюса влиять на АЧХ практически перестают (рис. 2). И усилитель становится «однополюсным», так как влиянием остальных полюсов можно пренебречь. Давайте для простоты сначала рассмотрим именно такой однополюсный усилитель.
Эквивалентная схема усилителя с доминантным первым полюсом показана на рисунке 3. Здесь усилитель А1 – буфер с единичным коэффициентом усиления, нулевым выходным и высоким входным сопротивлениями. Усилитель А2 – идеальный усилитель с коэффициентом усиления, равным коэффициенту усиления моделируемого усилителя и бесконечным входным сопротивлением. Элементы R и С создают первый доминантный полюс усилителя, частота среза образованного этими элементами фильтра равна частоте полюса.
Поскольку усилители А1 и А2 идеальные, то этими усилителями можно пренебречь, приняв коэффициент усиления А2 равным единице, что принципиально ничего не меняет. Тогда эквивалентная схема усилителя с генератором входного синусоидального сигнала превращается в обыкновенную RC цепь, рис. 4. Процессы, происходящие в такой цепи, давно изучены и рассматриваются в разделе «Переходные процессы» теоретической электротехники.
После замыкания ключа S напряжение на конденсаторе состоит из суммы двух напряжений: синусоидального, создаваемого источником входного сигнала и являющегося принужденной составляющей переходного процесса, и затухающей экспоненты, создаваемой заряжающейся емкостью и являющейся свободной составляющей переходного процесса:
Коэффициенты А0 и А1 выражаются через R, C и частоту. Момент времени t=0 соответствует моменту замыкания ключа S. График напряжений в этой цепи для случая, когда период сигнала равен постоянной времени RC цепи и составляет 1 миллисекунду, показан на рис. 5. На нем хорошо видно, что выходное напряжение в первом периоде несинусоидально, что естественно, так как оно является суммой синусоиды и экспоненты. По мере затухания свободной составляющей выходное напряжение превращается в синусоиду, становится симметричным относительно оси времени, и формируется неизменный фазовый сдвиг относительно входного напряжения.
Первый период выходного сигнала в крупном масштабе показан на рисунке 6. Тонкой красной пунктирной линией показана «правильная» синусоида. Как видно, реальный сигнал сильно отличается от синусоиды вначале, а к концу периода становится уже практически синусоидальным. И обратите внимание на важный момент: длительность первого периода (от момента включения до того момента, когда выходной сигнал становится равным нулю) составляет примерно 1,2 миллисекунды. Тогда как частота входного сигнала равна 1 кГц и период соответственно равен 1 мс. Такое удлинение периода является следствием искажения сигнала RC цепью.
Обратите внимание, что напряжение на конденсаторе — красная линия на рисунке 6 — начинает возрастать сразу же после подачи сигнала. Сначала напряжение растёт медленно, а затем всё быстрее. В конце концов напряжение на конденсаторе превращается в синусоиду. Почему такое поведение напряжения на конденсаторе (а значит и на выходе усилителя) для нас является важным? Потому, что показывает: напряжение на выходе начинает изменяться сразу же. В тот самый момент, когда его включили. Нет никакой задержки времени между моментом подачи сигнала, и моментом появления этого сигнала на выходе усилителя. Да, вначале напряжение сигнала на выходе небольшое, но оно уже есть. Так что когда вам рассказывают о вреде общей отрицательной обратной связи (ОООС) и говорят, что напряжение на выходе возникает с задержкой, и типа от этого происходят всякие беды — не верьте! Это обман! Никакой задержки не происходит, есть только переходный процесс и фазовый сдвиг. Напряжение появляется сразу, правда разгоняется не мгновенно. Хорошие высокочастотные свойства усилителя и большая скорость нарастания выходного напряжения нужны как раз для того, чтобы скорость роста напряжения на выходе была большой. Гораздо больше, чем показано на рисунке 6. Если усилитель сделан правильно, то на выходе напряжение вырастает также быстро, как оно растёт и на входе. И усилитель работает отлично. Если же напряжение на выходе не успевает расти так же быстро, как и на входе, то возникают динамические искажения. Про это известно с 70-х годов XX века, поэтому усилители, сделанные раньше, могли иметь динамические искажения. Современные хорошие усилители (хорошие не рекламой и следованием аудиофильским мифам, а разработанные хорошими инженерами) динамических искажения давно не имеют. Кстати, для ограничения скорости роста входного напряжения настолько, чтобы напряжение на выходе успевало расти и всегда соответствовало входному напряжению, на входе усилителя ставят RC фильтр низких частот. Грамотные разработчики так делают всегда.
Итак, первый период выходного напряжения в принципе несинусоидален, поэтому его можно разложить в спектр. Коэффициенты этого разложения, являющиеся амплитудами гармоник, вычисляются аналитически через величины А0 и А1 и зависит только от соотношения периода входного сигнала и постоянной времени RC. Поэтому он и получился не зависящим от амплитуды. Если промоделировать такую RC цепь в симуляторе, то получится спектр гармоник как на рисунке 7. Коэффициент гармоник Кг (THD) равен 0,122%. Вроде бы небольшой. Но это «неправильное» значение, потому что симулятор вычисляет его для периода входного сигнала, равного 1 мс, а нужно использовать реальный период выходного сигнала.
«Правильный» спектр, соответствующий «полному» первому периоду выходного сигнала, имеющему длительность 1,2 мс, показан на рисунке 8. Значение коэффициента гармоник Кг (THD) здесь равно 43,2%, что соответствует действительности. Проверить это можно таким способом: если рассматривать искаженную синусоиду визуально, то глазом мы видим отклонения от правильной синусоиды, только если Кг больше 10%. На рис. 6 искажения синусоиды хорошо заметны, следовательно Кг заметно больше 10%.
На самом деле, понятия «правильный» спектр или «неправильный» здесь применяются не очень «честно». В данный момент я рассматриваю просто первый период синусоиды в отрыве от всего остального. То есть на самом деле я намерено пренебрегаю физикой процессов, чтобы нагляднее показать изменения, происходящие в первом периоде. Как надо относиться к этому всему делу я скажу в конце.
Разные способы измерения спектров и гармоник дали разультаты очень сильно различающиеся между собой. Если бы это были разные погрешности, вносимые разными методами измерений, то разница была бы небольшая. А здесь разница огромна. Почему? Это происходит потому, что на самом деле все эти методы измерения гармоник неприменимы к первому периоду синусоиды! Искажения первог периода не вызваны нелинейностью системы, и попытки измерить гармоники неверны принципиально. Поэтому и получились разные результаты — ни один из них не имеет того физического смысла, который закладывается в подобны измерения. Второй способ является более правильным с точки зрения математики, но с физикой процессов никакие гармоники не связаны вообще, поэтому и измерять гармоники не имеет смысла!
Итак, первый период синусоиды на выходе любой цепи, содержащий катушку или конденсатор обязательно несинусоидален. Эта несинусоидальность вызвана переходными процессами в цепи и никак не связана ни с какими свойствами усилителя! Спектр первого периода однозначно определяется соотношением частоты входного синусоидального сигнала с частотой первого полюса усилителя. И никак не связан ни с линейностью усилителя, ни с какими-то другими его свойствами. Все выводы сторонников анализа первого периода синусоиды основаны на незнании электротехники. Так что люди, пытающиеся ввести в обиход новый параметр качества звуковоспроизведения, просто некомпетентны и слушать их не имеет смысла. Или сознательно пытаются вас обмануть, преследуя какие-то собственные цели.
Но возникают вопросы.
1. Это мы рассмотрели усилитель с однополюсной коррекцией. А что будет в многополюсном усилителе? Это усилители без глубокой общей ООС транзисторные и ламповые. А то же самое. Только теперь нельзя пренебрегать всеми остальными полюсами, поэтому учтем эти полюса в схеме замещения. Такая схема показана на рисунке 9.
И соответственно надо учитывать влияние всех этих RC цепочек на переходный процесс. А их влияние таково: каждый из полюсов образует свой независимый переходный процесс экспоненциального вида, который затухает со своей скоростью (чем высокочастотнее полюс и меньше его RC, тем быстрее затухает его экспонента). Уравнение, описывающее выходной сигнал, теперь выглядит так:
Коэффициенты А1, А2 и А3 учитывают влияние RC цепочек полюсов f1, f2 и f3 соответсвенно. Но на самом деле высокочастотные полюса дают очень маленький вклад:
— их коэффициенты «А» малы, и получившиеся экспоненты искажают выходной сигнал совсем мало;
— эти составляющие затухают очень быстро, поэтому и влияют только на самое-самое начало периода. А в этом месте очень сильно влияет самый низкочастотный полюс, так что влияние остальных полюсов на его фоне малозаметно.
Так что если частота второго полюса в три и более раза выше, чем первого, то все полюса кроме первого можно отбросить, при этом погрешность будет небольшая. И все вернется к вышесказанному. Да и картинка – график выходного сигнала для многополюсной системы практически такой же, поэтому я его не привожу.
2. Поскольку любой усилитель обладает максимальной рабочей частотой, то он обязательно имеет хотя бы один полюс. Поэтому такое искажение первого периода синусоиды происходит во всех на свете усилителях! Это обязательное явление. Появление такого рода искажений это закон природы.
3. Да и не только в усилителях — в любой цепи первый период синусоиды искажен. Ведь любая цепь имеет некоторую индуктивность и ёмкость. Вот их влияние и создаёт это самое «искажение первого периода».
4. То, что я сейчас рассказал, относится к линейной цепи. А усилитель – цепь нелинейная. Действительно, в нелинейной цепи все происходит несколько иначе (но в принципе также!). Давайте оценим, что произошло от того, что мы не учли нелинейности усилителя. А появилась погрешность в наших формулах и графиках. Насколько эта погрешность большая? Если нелинейность усилителя невелика, то величина погрешности примерно равна величине нелинейности усилителя. То есть коэффициенту гармоник. Для усилителя с Кг=1% реальность отличается от этого описания примерно на 1%. Если у усилителя Кг=0,01%, то и погрешность имеет величину около 0,01%. То есть отличия несущественны, и влиянием нелинейности усилителя можно пренебречь – такая маленькая нелинейность ничего принципиально не меняет.
5. В первый период синусоиды в усилителе из моего примера возникают искажения 43%. Не является ли это само по себе отрицательным фактором? Ведь это огромные искажения?
Хоть форма сигнала и искажается, но это искажение не является нелинейным. Это вообще не искажения! На самом деле вообще нельзя отрывать первый период синусоиды от остального сигнала и раскладывать его в спектр. Такое действие неправомочно, поэтому и его результаты будут неверны. Ведь на самом деле у нас присутствует сумма периодического колебания и непериодической затухающей экспоненты. То есть на самом деле у нас есть «чистый» синус и экспоненциальный призвук! Весь переходный процесс – это призвук, как, например, щелчок от пылинки на виниловой грампластинке. Естественно, он имеет свой спектр. И составляющие этого спектра складываются с синусоидальным сигналом, образуя как бы его «гармоники». Но никаких гармоник от синусоиды на самом деле нет. И вычислять их любым способом (ни как на рис. 7, ни как на рис. 8) нельзя – это неверно и не соответствует физике процессов. Нельзя отрывать первый период синусоиды от остальных: сделав это мы на самом деле отрываем и кусок экспоненты от ее «хвоста» и пытаемся анализировать только часть этой экспоненты. Ну и результат получаем неверный. И вторая ошибка: мы спектр этого куска экспоненты пытаемся приписать синусоиде.
Так что повторяю: то, что мы наблюдаем, это не искажения синусоиды, а призвук! Мы его практически не слышим. Слово «практически» означает, что если усилитель хороший, то мы всего этого действительно не слышим. Но всегда можно сделать усилитель настолько плохой, что переходные процессы в нем будут отрицательно влиять на звук. Но предупреждаю: такой плохой усилитель надо делать специально, среди реальных усилителей (тех, которые я считаю достаточно хорошими, чтобы они заслуживали мое внимание) я таковых не встречал.
Выводы.
1. Первый период синусоиды искажается абсолютно в любой цепи! Нет такой схемы, где бы этого не происходило. Так как это искажение зависит от среза частотной характеристики на высоких частотах, который определяется индуктивностью и емкостью. Все цепи им обладают, во всех цепях есть максимальная рабочая частота (хотя бы один плюс), и искажения первого периода. И никто от этого еще не умер.
2. Те, кто рассуждает о том, что по искажениям первого периода синусоиды можно судить о качестве усилителя, с каким бы важным видом они этого ни делали, они либо некомпетентны, либо пытаются вас обмануть. Не слушайте их.
3. На самом деле для хорошего звука (то есть для правильной передачи сигналов) переходные процессы важны, поэтому пренебрегать ими нельзя. Надеюсь, вы уже поняли, что разработчик, не знающий всего этого (зато болтающий о первом периоде синусоиды), никогда не сможет правильно учесть влияние полюсов на работу усилителя и скорее всего сделает плохой усилитель. Ведь то, что плохо работает, хорошо звучать не может!
4. В наибольшей степени все эти вещи происходят в колонках: динамики – это наиболее инерционные элементы звуковоспроизводящей системы. В колонках мерой инерционности является не искажение первого периода синусоиды (оно не является хорошей и удобной мерой), а групповое время задержки (ГВЗ). Но это уже совсем другая история…
Почему синусоида напряжения из стандартной домашней розетки имеет не идеальный вид Назовите причину искажения синусоиды
начиная с генерации на э/станциях, в синусоиде уже присутствует 5-я гармоника.
[небольшая, но имеется]
остальное добавляют нагрузки в виде импульсных блоков питания, э/двигателей вроде тех, что в стиральных машинах и тому подобном.
промышленных источников помех не увидишь.
может лифт чуток добавит да насос оборотной воды.
впрочем, если что-то произойдёт в сети высшего напряжения, то через трансформатор частично проникнет и в бытовую сеть.
Остальные ответы
потому как не что не идеально
█Просветленный (35453) 7 лет назад
нИчто не идеально
как и ваш Русский (да и мой тоже㋛
valerii leikhman Просветленный (31909) плохо в школе учился перешло хроническую проблему
При передаче электроэнергии от станций к потребителям качество ее ухудшается, так как в сетях имеют место потери напряжения, несимметрия нагрузки фаз вызывает несимметрию напряжений, наличие преобразовательных устройств приводит к несинусоидальности напряжений, а толчки нагрузки при отключении и подключении потребителей вызывают колебания частоты и напряжения. Указанные причины, а также ряд других факторов приводят к отклонению параметров качества электрической энергии от нормированных значений, что влияет на работу электроприемников.
наличие нелинейных нагрузок в цепи
Время!Искусственный Интеллект (166640) 7 лет назад
. ты бы ещё потратил бы время и бесплатно растолковал ему про активную, реактивную и емкостную нагрузки!
Запахните рубаху, россияне+
rectfog Гуру (3939) ты стало быть не россиянин?
В основном из за перекоса нагрузок в сети дома, если сеть дома была похожа на трехфазный мотор где сопротивление нагрузок идеальна, была бы и идеальная синусоида
Назовите причину по которой она там должна быть идеальной?
Из за нелинейной составляющей, которые и приводят к гармоническим искажениям энергосистемы .
виктор носковОракул (88425) 7 лет назад
гормоны в электричестве ?
василий терехов Оракул (65234) Гормоники, а не гормоны
Чем мерял? Где фото доказательства? Это голословный вопрос. Есть куча доказательств, что в сети синусоида практически идеальна если исключить модуляцию синуса импульсными и другого рода помехами.
Это зависит от времени суток, времени года и наличия сильных электромагнитных источников рядом с местом регистрации
ты еще меандр в компьютерной технике не видел, там такие расчески осциллограф показывает, волосы дыбом встают.
Что такое синусоида? Почему важна чистая синусоида при выборе ИБП для критически важного оборудования.
Источники бесперебойного питания — востребованная продукция, но чаще всего у нас запрашивают и покупают ИБП с чистой синусоидой, для котлов отопления, серверов, насосов и.т.д. Что это, почему именно они, чем такие UPC отличаются от других? Мы постараемся ответить в этой статье на наиболее частые вопросы наших Заказчиков.
В представлении многих ИБП — это устройство, которое при отключении питания некоторое время поддерживает работу подключенной к нему техники. Все верно, но не все так просто. От того, КАК ИМЕННО происходит эта поддержка, зависит: срок службы оборудования; вероятность его (оборудования) скорого выхода из строя; цена ИБП и многое другое.
К примеру, обычный UPS, к которому подключают домашние или офисные компьютеры не подойдет в качестве источника бесперебойного питания для газового котла отопления, или чувствительного серверного или телекоммуникационного оборудования. Это связано с тем, что есть такой значимый параметр, как форма выходного сигнала. Практически все ИБП фирмы APC be Schneider Electric синусоидальную форму выходного сигнала. Выходной сигнал является одним из важных характеристик UPC. Он может иметь прямоугольную форму (меандр) и форму синусоиды (ее также называют чистой или правильной синусоидой). На практике форма выходного сигнала в виде «чистого» меандра не встречается из-за очень негативного влияния на работу электрооборудования. Чаще всего вместо него — меандр с паузой (небольшие «ступеньки» при смене полярности сигнала). Важен этот параметр потому, что для многих видов электрооборудования, в частности: с трансформаторными блоками питания или объемными индукционными катушками, с электродвигателями, с дросселями, с блоками питания APFC — любая форма выходного напряжения/ сигнала КРОМЕ ПРАВИЛЬНОЙ (ЧИСТОЙ) СИНУСОИДЫ — может оказаться губительной. Какая-то техника сгорит через несколько часов работы на таком электропитании, какая-то — вообще не будет работать, у другой срок службы существенно сократится. Именно в этом причина сегодняшней популярности ИБП с правильной синусоидой.
В основном они приобретаются для котлов отопления, но не стоит также забывать, что для работы дорогого серверного и телекоммуникационного оборудования также требуется синусоидальная форма сигнала. Для электрооборудования с импульсными блоками питания (как в большинстве компьютеров) форма сигнала не имеет большого значения, поэтому для них подойдут и UPC со ступенчатым сигналом. Как определить — правильная синусоида в ИБП или нет? Вот здесь начинается интересное. Если правильная синусоида может еще называться чистой, в крайнем случае — немоделированной, или «синусоидальная форма», то в обозначении формы сигнала, не соответствующей синусоиде, фантазия производителей не знает границ. Вместо того, чтобы увидеть единое простое и понятное обозначение, мы читаем в характеристиках: модифицированная синусоида, модифицированный синус, моделированная синусоида (синус), квази-синусоида, аппроксимированная синусоида, ступенчатая синусоида, или ничего не читаем — производитель не считает нужным упоминать об этом вообще. Как тут не запутаться? Строго говоря, все, что не обозначено в паспорте источника бесперебойного питания как правильная синусоида (чистый, гладкий синус или синусоидальная форма) — ею не является. Возьмем, к примеру, часто встречающийся тип сигнала — аппроксимированную или ступенчатую синусоиду. На картинке ниже наглядно видно ее отличие от чистого синуса.
Поверьте, если ИБП выдает на выходе правильную синусоиду, производитель обязательно постарается указать такое важное преимущество модели. Точный способ определения, насколько форма выходного напряжения/ сигнала соответствует синусоидальной — это значение параметра «коэффициент нелинейных искажений» (или гармоник, от английского обозначения параметра Total Harmonic Distortion). Правила говорят о том, что: значение коэффициента — 0 % — идеальная синусоида; значение коэффициента около 3 % — форма сигнала очень близка к синусоиде; значение коэффициента около 5 % — форма сигнала приближена к синусоиде; значение коэффициента < 21 % — ступенчатая или трапециевидная форма сигнала (модифицированный синус или меандр с паузами); значение коэффициента приближается 43 % и более — прямоугольный сигнал (меандр в чистом виде).