谐波和无功功率的产生分析三
因此铁心中磁通也是按正弦规律变化的,只是其相位比电压相位滞后π/2。励磁电流和磁通的关系是由铁心的磁化曲线决定的。由于磁化曲线是非线性的,所以产生正弦磁通的励磁电流只能是非正弦的。图2-6给出了磁通为正弦波时励磁电流的波形,这里未考虑磁滞的影响。可以看出,图中的励磁电流已变成具有1/4周期对称特点的尖顶波了。对其波形进行了傅里叶级数分析可知,其中含有全部的奇次谐波,以3次谐波分量为最大。
考虑磁滞影响时的磁通和励磁电流的波形如图2-7所示。和图2-6的波形相比,励磁电流波形发生扭曲,已不再是1/4周期对称波形,但仍是正负半周对称的波形,从2.1节的分析可知,其中仍只含有3次谐波为主的奇次谐波。
对于三相变压器来说,其励磁电流和铁心结构、变压器联结方式都有关。若变压器有一侧采用Δ联结,则可以为3的倍数次谐波提供通路,使磁通和电动势都很接近正弦波。3的倍数次谐波电流只在Δ回路中流通,而不流入公用电网,流入电网的只是6k±1(k为正整数)次谐波。若变压器没有Δ联结,则励磁电流中就没有3的倍数次谐波电流,这时由于磁化曲线的非线性就会在磁通中产生3的倍数次谐波,使磁通变为平顶波。在三柱变压器中磁动势里3的倍数次谐波是各相同相位的,因此,这些谐波磁通的路径必须是由空气、油和变压器外壳构成的回路。而这种路径的磁阻很大,使3的倍数次谐波的磁通仅为独立铁心时的10%左右。因此磁通和电动势仍接近正弦波。