Постоянная составляющая в сети переменного тока может возникать вследствие нагружения сети нагрузками, содержащими существенные нелинейности, как то: импульсные блоки питания светодиодных ламп, компьютеров и прочей оргтехники, зарядные устройства, тиристорные регуляторы мощности и пр. Очевидно, что влияние нелинейных нагрузок на величину постоянной составляющей тем больше, чем больше внутреннее сопротивление сети.
При проведении эксперимента нелинейная нагрузка создавалась последовательно соединёнными диодом и бытовым нагревателем мощностью 1 кВт. Использовался тороидальный трансформатор ОСМ Т мощностью 0,63 кВА.
Результаты эксперимента представлены в таблице.
| Состояние нелинейной нагрузки | Значения электрических параметров холостого хода | Акустический гул («гудение») тр-ра | ||
|---|---|---|---|---|
| Мощность активная, Вт | Мощность полная, ВА | cos φ | ||
| не подключена к сети | 4,8 | 11,5 | 0,42 | отсутствует |
| подключена к сети | 12 | 265 | 0,045 | отчётливо слышен |
| подключена к сети, но к другой фазе | 5,6 | 55 | 0,1 | едва слышен |
Электрические клещи не фиксировали наличие постоянной составляющей в сети при подключении нелинейной нагрузки (второй эксперимент), однако вольтметр постоянного тока показал наличие в сети постоянного напряжения 0,2...0,5 В.
Было также установлено, что при использовании трансформатора с шихтованным сердечником полная мощность при включении нелинейной нагрузки возрастает в меньшей степени, чем для тороидального трансформатора, но акустический шум слышим. Измерение уровня шума производилось в режиме холостого хода. При работе трансформатора под нагрузкой акустический шум сохраняется.
Наличие постоянной составляющей в сети переменного тока можно измерить с помощью измерительных приборов, в которых имеется функция измерения коэффициента гармоник, амплитуд напряжения гармоник сети и постоянной составляющей (такие функции предусмотрены во многих моделях электрических клещей).
Выводы
Наличие даже небольшой постоянной составляющей в сети переменного тока, вызванной относительно небольшой нелинейной нагрузкой, оказывает существенное влияние на работу тороидального трансформатора: потребляемая мощность возрастает более чем в 20 раз, появляется отчётливый акустический шум (гудение). Увеличивается незначительно нагрев трансформатора, вызываемый увеличением потерь в сердечнике и увеличением омических потерь в проводе первичной обмотки.
Покупателям понижающих автотрансформаторов в корпусах (АТ) в случае возникновения шума изделия можно рекомендовать питать АТ через инверторный стабилизатор «Инстаб», на выходе которого постоянная составляющая заведомо отсутствует.
Автор материала: А. Н. Евсеев
