Rozklad signálu na harmonické složky
V ideálním případě by v napájecí síti byl průběh napětí harmonický. Měl by tedy čistý a pravidelný sinusový průběh s konstantní amplitudou a frekvencí. Ovšem nelineární spotřebiče, frekvenční měniče a především pulzní usměrňovače neodebírají ze sítě harmonický sinusový proud a tím dochází k deformaci jak proudového průběhu, tak i průběhu napětí.
Výsledný tvar průběhu napětí v sítí pak již nelze popsat základní funkcí sinus. Pomocí Fourierovy transformace jsme však schopni rozložit daný signál na harmonické průběhy různých amplitud a frekvencí.
Harmonickými frekvencemi pak rozumíme takové frekvence, jež jsou celočíselným násobkem nosné první harmonické, která má 50Hz. Druhá harmonická má tedy frekvencí 2 · f = 100Hz, třetí harmonická 3 · f = 150Hz.
Různé spotřebiče pak v závislosti na své konstrukci způsobují v napájecí síti výskyt různých specifických harmonických, které je následně potřeba ze sítě odfiltrovat, abychom se zbavili nežádoucích účinků (jako je zvýšení ztrát, přetěžování nulových vodičů a další). Například pro 6ti pulzní můstkové usměrňovače jsou typické výskyty páté, sedmé a jedenácté harmonické.
V tomto appletu je pro přehlednost zobrazeno pouze prvních 7 harmonických napětí s možností přepínání mezi nimi a nastavení jejich velikosti v poměru k první harmonické, která má velikost amplitudy 1 a frekvenci 50Hz
Příklad harmonické analýzy 6ti-pulzního usměrňovače
Úkoly
1) Nastavte signál co nejpřesněji podle analýzy 6ti pulzního usměrňovače a porovnejte výsledný tvar napětí proti harmonickému průběhu
2) Jaký tvar signálu dostaneme ve chvíli, kdy nastavíme harmonické na obrácenou hodnotu řádu harmonické? (2. harmonickou na 50% U1, 3. harmonickou na 33% U1 atd.)
3) Jaký tvar signálu získáme pokud nastavíme liché harmonické na jejich převrácenou hodnotu? (podobně jako v úkolu číslo 3)