Elektronisten laitteiden yliaallot

Abstract

Tässä insinöörityössä perehdyttiin yliaaltoihin ja niistä aiheutuviin haittoihin. Menetelminä olivat ilmiön teoreettisen pohjan havainnollistaminen simulointiohjelmaa käyttäen, sekä erityyppisten yksivaiheisten laitteiden ottovirran mittaaminen. Mittauksia varten rakennettiin oskilloskooppiin liitettävä mittalaite.

Mittaustuloksista saatiin käsitys tyypillisten kodin laitteiden yliaaltopitoisuuksista. Tulokset vastasivat paljolti simuloinnin pohjalta syntynyttä ennakkokäsitystä mahdollisista yliaaltopitoisuuksista. Mitatuista laitteista suurimmat pitoisuudet mitattiin pienitehoisista LED-valonlähteistä, pienimmät hieman yllättäen LCD-televisiosta.

Tärkeimpänä yksittäisenä havaintona yliaaltojen käyttäytyminen kytkettäessä useita yliaaltolähteitä rinnan ja tästä seurannut summautumisilmiö, joka on monimutkaisempi kuin ennalta arvioitiin. Summautumiseen näyttäisi vaikuttavan suuresti yliaaltovirtojen vaihe-erot.

The subject of this thesis is the phenomenon of harmonics in a power system, especially in devices containing semiconductors.

The theoretical background of the phenomenon is demonstrated by means of circuit simulation and is backed by measurements from typical single-phase appliances. These measurements were made using a DIY-instrument, the construction of which is discussed in this thesis.

Results from the measurements of current harmonics provide a good grasp of the levels of harmonics that can be expected from these types of equipment. It can be concluded from the results that the simulations performed in this thesis correspond with reality for the most part. Of the tested appliances both the lowest and the highest levels of harmonics were measured from an appliance containing semiconductors, which was rather unexpected. The single most notable aspect of the studied phenomenon is the way harmonic currents cancel each other due to phase-angle differences.