هارمونیک ها و روابط توان الکتریکی

---

---

منبع ولتاژ دارای مولفه های هارمونیکی و بارهای الکتریکی غیرخطی عامل ایجاد هارمونیک در شبکه می باشند. منابع تغذیه سوئیچینگ، اینورترهای صنعتی، بارهای روشنایی از نوع LED، کوره های قوس الکتریک و شارژرهای باتری نمونه هایی از بارهای غیر خطی می باشند. در این شرایط ولتاژ و جریان شبکه دچار اعوجاج می شود.

به دلیل غیرسینوسی بودن ولتاژ و یا جریان در شرایط هارمونیکی روابط معمول توان الکتریکی برقرار نمی باشند و مثلث توان در این شرایط نمی تواند استفاده گردد. علاوه بر این تعریف ضریب توان نیز فقط از رابطه زیر معتبر است و کسینوس فی مساوی ضریب توان نیست.

لازم به ذکر است که رابطه فوق برای سیستم تکفاز بوده و در شرایط سه فاز نیز قابل تعریف است.

در مورد توان های حقیقی و مجازی، توان در شرایط هارمونیکی از جمع توان تک تک مولفه های هارمونیکی محاسبه می گردد. ولی در مورد توان ظاهری این مورد صدق نمی کند و نمی توان از جمع توان تک تک مولفه ها به توان ظاهری کل رسید. راه حل در این مورد استفاده از حاصل ضرب مقدار موثر ولتاژ در مقدار موثر جریان می باشد. برای محاسبه مقادیر موثر نیز در این شرایط فقط مقدار True RMS قابل قبول است.

مثلث توان به صورت شکل زیر تعمیم می یابد. توان اعوجاجی یا D به عنوان یک کمیت جدید تعریف می گردد. منشاء این توان هارمونیک ها و اعوجاج ولتاژ و یا جریان است.