Trước khi bóng bán dẫn ra đời, tải điện là tuyến tính: mức tiêu thụ dòng điện của chúng giống như sóng hình sin của điện áp. Dòng điện tiêu thụ của tải điện trở đồng bộ với điện áp, dòng điện tiêu thụ của tải cảm ứng đi theo điện áp và điện áp tiêu thụ dòng điện của tải điện dung. Tuy nhiên, các thiết bị điện tử hiện đại và tải cảm ứng là phi tuyến tính, tạo ra sóng hài trong toàn bộ hệ thống phân phối điện.

Méo sóng hài

Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) định nghĩa sóng hài là dạng sóng điện áp hoặc dòng điện ở bội số nguyên của tần số cơ bản mà hệ thống điện vận hành. Các dạng sóng hài này kết hợp với tần số cơ bản—còn được gọi là tần số đường truyền (ví dụ: 60 Hz ở Hàn Quốc, Nhật Bản, Bắc Mỹ; 50 Hz ở Việt Nam) hoặc sóng hài thứ nhất—tạo ra hình dạng không phải hình sin hoặc dạng sóng bị biến dạng.

Dạng sóng hài này ảnh hưởng đến động cơ theo năm cách.

Đầu tiên, sóng hài làm giảm hiệu quả của động cơ. Hàm lượng sóng hài làm cho việc từ hóa đồng và sắt trong stato và rôto của động cơ trở nên khó khăn hơn, gây ra tổn thất từ ​​trễ và dòng điện xoáy cao hơn. Nếu tần số sóng hài vượt quá 300 Hertz, hiệu ứng bề mặt sẽ gây ra những tổn thất này.

Thứ hai, tất cả những tổn thất thêm này biểu hiện dưới dạng nhiệt bổ sung. Nhiệt, như chúng ta đã thảo luận trước đây, có lẽ là tổn hao gây hại nhất cho trải nghiệm của động cơ. Nó làm suy giảm khả năng cách điện của cuộn dây, khiến mỡ ổ trục mất khả năng bôi trơn và giảm tuổi thọ của động cơ. Tùy thuộc vào mức độ của nội dung sóng hài, nhiệt sinh ra có thể gây phiền toái cho hệ thống bảo vệ nhiệt trong động cơ.

Thứ ba, sóng hài có thể kích hoạt dòng điện vòng bi. Dòng điện của ổ trục gây ra hồ quang giữa mương ổ trục và ổ trục hoặc bi, tạo ra bề mặt gồ ghề hơn nhiều, làm tăng tổn thất ma sát và có khả năng khiến ổ trục bị kẹt. Việc phóng điện hồ quang cũng làm tăng tốc độ phân hủy của chất bôi trơn. Nói chung, dòng điện vòng bi làm cho vòng bi bị hỏng sớm hơn.

Thứ tư, các sóng hài có tốc độ thay đổi điện áp cao (dV/dt cao), chẳng hạn như vết khía và tiếng chuông, có thể gây ra hồ quang phóng điện cục bộ trong cuộn dây, làm tăng tốc độ xuống cấp của lớp cách điện cuộn dây.

Cuối cùng, hàm lượng sóng hài cao làm giảm hệ số công suất, làm tăng hóa đơn tiền điện và giảm hiệu suất của động cơ.

Sóng hài tạo hiệu quả dương so âm – trong tác hại với động cơ

Do các sóng hài bậc chẵn thay đổi hướng về biên độ và triệt tiêu lẫn nhau, chúng tôi chỉ xem xét các sóng hài bậc lẻ khi đánh giá chất lượng điện năng. Tuy nhiên, tất cả các sóng hài đều không bằng nhau: sóng hài thứ tự âm gây ra nhiều thiệt hại cho động cơ hơn đáng kể so với sóng hài thứ tự dương.

Sóng hài thứ tự dương—bậc thứ bảy, mười ba, mười chín, v.v.—giúp động cơ quay theo hướng của tần số cơ bản, tăng khả năng tạo ra mô-men xoắn. Tuy nhiên, các sóng hài thứ tự âm (bậc thứ năm, thứ mười một, thứ mười bảy, v.v.) gây ra hiện tượng hãm—chúng cố gắng quay động cơ theo hướng ngược lại với tần số cơ bản. Kết quả là, các thành phần thứ tự âm này gây ra xung mô-men xoắn. Các dao động của mô-men xoắn này có thể gây ra hiện tượng xoắn trục—thậm chí là gãy trục—cũng như các vấn đề về rung động.

Qua bài viết trên, chúng ta hiểu thêm rất nhiều về tác hại của  sóng hài với động cơ. Để giảm thiểu tác hại này, Elecnova Việt Nam đã đưa ra phương án về bộ lọc sóng hài tích cực, giúp giảm thiểu nỗi lo về các tác hại của sóng hài và cải thiện về hiệu suất cũng như tuổi thọ của động cơ.

Xin vui lòng liên hệ để được hỗ trợ kiểm tra chất lượng điện miễn phí 

SĐT: 0394754828

Email: Hung.vu@sfere-elec.com