Нелинейные нагрузки создают искажение степени в виде гармоник, то есть напряжений и токов, которые кратны основной частоте. Гармонические формы волны могут привести к потере энергии при рассеивании тепла и к снижению качества степени. Они также могут привести к неисправности или повреждению оборудования. Такие организации, занимающиеся разработкой стандартов, как Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и Международная электротехническая комиссия (МЭК), определяют рекомендуемые пределы гармонического содержимого в системах электрической степени.
Можно использовать функции симуляции и анализа в Simscape™ Electrical™, чтобы выполнить автономный, то есть постсимуляционный, анализ, чтобы изучить гармонические искажения в вашей модели. ee_plotHarmonics функция генерирует столбчатую диаграмму. ee_getHarmonics и ee_calculateThdPercent функции обеспечивают гармонические данные в числовом виде.
Чтобы решить, какие функции и рабочие процессы использовать для гармонического анализа, рассмотрим ваши цели. Таблица перекрестно ссылается на гармонические функции с общим гармоническим анализом согласно данным, которые выводит функция, и задаче требуется.
| Цель | ee_plotHarmonics | ee_getHarmonics | ee_calculateThdPercent |
|---|---|---|---|
| Оцените относительное общее гармоническое искажение |
| ||
| Сравните гармоническое искажение со стандартными пределами |
| Общий процент гармонических искажений (THD) | |
| Определите параметры для фильтрации гармонических искажений |
|
Используйте этот рабочий процесс для высокого уровня понимания искажения формы волны в вашей системе степени.
Включите логгирование данных Simscape.
Сохраните записанные данные о напряжении или токе в переменную.
Используйте ee_plotHarmonics функция для генерации столбчатой диаграммы гармонических процентов с пиковой основной величиной и процентом общего гармонического искажения (THD), отображаемым в заголовке графика.
Используйте этот рабочий процесс для получения значений для оценки пригодности IEEE или IEC вашей степени.
Включите логгирование данных Simscape.
Сохраните записанные данные о напряжении или токе в переменную.
Используйте ee_getHarmonics функция для получения гармонических порядков, величины для каждого порядка и основной частоты.
Сохраните основной пик в новую переменную.
Вычислите напряжение или ток RMS для каждого порядка.
Вычислите процент гармонических искажений для отдельных гармоник.
Используйте ee_calculateThdPercent функция для получения полного гармонического искажения (THD).
Сравните процентные данные для каждого порядка и процент THD со стандартными пределами.
Используйте этот рабочий процесс, чтобы определить параметры для фильтрации искаженных осциллограмм с помощью пассивных фильтров. Используйте индивидуальные последовательно настроенные фильтры для конкретных гармонических порядков. Используйте один фильтр верхних частот для фильтрации более высоких порядков.
Включите логгирование данных Simscape.
Сохраните записанные данные о напряжении или токе в переменной.
Используйте ee_getHarmonics функция для получения гармонических порядков, величины для каждого порядка и основной частоты.
Идентифицируйте гармонические порядки, которые вы хотите фильтровать.
Для каждого фильтра:
Укажите размер фильтра с точки зрения компенсации реактивной степени и укажите качество фильтра.
Вычислите реактивное сопротивление конденсатора в настроенном гармоническом порядке.
Вычислите емкость фильтра.
Вычислите реактивное сопротивление индуктора в настроенном гармоническом порядке.
Вычислите индуктивность фильтра.
Вычислите сопротивление фильтра.
Можно изучить гармонические искажения в модели онлайн, то есть во время симуляции, используя блок Spectrum Analyzer Simscape. Чтобы проверить результаты из блока Spectrum Analyzer:
Чтобы определить THD в модели, выполните онлайн-анализ. Для получения дополнительной информации смотрите Выполните онлайн-гармонический анализ с использованием блока Simscape Spectrum Analyzer.
Используйте ee_getHarmonics и ee_calculateThdPercent функции для определения THD в вашей модели.
Сравните значения THD для онлайнового и автономного анализов. Если результаты отличаются, перенастройте блок Spectrum Analyzer.