Harmonik Nedir

Elektrik şebekesinde lineer bir yük için sistemde kullanılan gerilim ve oluşan akımın dalga şekli sinus şeklindedir. Günümüzde kullanılan makinelerdeki sistemlerin (hız kontrol cihazları,kesintisiz güç kaynakları… vb.) yük karakteristiği lineer değildir. Bu sebeple sistemin kullandığı akım şekli bozulmaktadır. Örneğin birçok sanayi tesisinde kontrol sistemlerinde avantajları sebebiyle elektrik motorları motor sürücüler tarafından kontrol edilmektedir. Aşağıdaki şekilde lineer ve lineer olmayan yük karakteristiğinde akımdaki değişim gösterilmiştir.

İşte bu lineer olmayan sistemdeki akım dalga şekli ele alındığında; Fourier teoremi gereği herhangi bir periyodik dalga şeklini temel bileşen frekansındaki bileşen ve temel bileşeninin katlarındaki frekanslardaki bileşenlerin toplamı olarak göstermek mümkündür. Bu sebeple bu bozuk dalga şekli farklı açısal frekanslardaki bileşenler olarak ifade edilebilir. Bu sebeple 50 Hz frekansındaki bir temel bileşen ve 50 Hz’in katları frekanslardaki çeşitli bileşenlerin toplamı olarak gösterebiliriz. Ana bileşen 50 Hz, 2.harmonik 100 Hz, 3. harmonik 150 Hz, 4.harmonik 200 Hz, 5. harmonik 250 Hz … Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi ana dalga şeklimiz 1.,3.,5... harmonik dalga şekillerimizin toplamıdır. Harmonik kaynakları sebebiyle dalga şeklimiz değişmiştir. Böyle bir sistemde harmonik ölçümü yapılmalı, işaret frekans domeninde incelenmeli baskın olan harmoniklere göre önlem alınmalıdır. Böylece toplam harmonik bozunum oranı düşülerek harmoniklerin sebep olduğu olumsuz durumlar önlenmiş olur.

Elektrik şebekelerindeki dalga şekillerinin simetri özelliklerinden dolayı ile çift katsayılı harmonik (2., 4., 6. harmonik) bileşenler ile karşılaşılmaz.

Sistemlerde kullanılan başlıca harmonik kaynakları;

- Motor sürücüleri
- Kesintisiz güç kaynaklari (UPS)
- Doğrultucular (redresör) , akü şarj cihazları
- Anahtarlanabilir güç kaynakları (SMPS)
- Endüksiyon ocakları
- Kaynak makinaları
- Bilgisayarlar olarak gösterilebilir.