臺灣博碩士論文加值系統

近年越來越多的大功率裝置被使用，這些大功率裝置像是電弧爐、電焊機和空氣壓縮機等等會造成電壓變動導致電力品質的問題，而不良的電力品質將會造成機器故障，或是損毀，也會使照明設備產生燈光閃爍的現象，燈光閃爍可能使人產生癲癇發作、疲倦、頭暈等等症狀，因此國際電功委員會(International Electrotechnical Commission)針對電壓閃爍制定IEC 61000-4-15標準。另外，對於電壓閃爍的嚴重程度，定義短時間閃爍嚴重程度( )，以及長時間閃爍嚴重程度( )來評估其嚴重性，由於IEC標準沒有針對含有間諧波成分的電壓波動提出規範，且IEC中的帶通濾波器無法評估大於102Hz以及小於18Hz成分的間諧波頻率，因此本文針對小於18Hz以及102Hz的間諧波成分，建立濾波器將此頻率成分的間諧波濾出，並以半波均方根值的方法計算出 值，並與IEC方法的實驗結果比較，作為將來IEC標準修正的參考數據。

Due to the wide usage of more and more high-power devices are used in recent year. These high-power devices like arc furnaces, electric welders, and air compressors will cause voltage fluctuations. The bad power quality may cause the machine malfunction or the damage of the machine. It will also make the illumination equipment have phenomenon of light flicker. Light flicker may make human epileptic seizure, fatigue, and dizziness. Therefore, the IEC 61000-4-15 is proposed by International Electrotechnical Commission for voltage flicker measurement. Moreover, the short-term flicker severity and long-term flicker severity are defined to estimate the level of voltage flicker. The IEC standard cannot measure the voltage flicker containing interharmonic components. The interharmonic frequency higher than 102Hz and lower than 18Hz cannot be evaluated because the bandpass filter of IEC standard will filter them out. In the study, the filter was built for the interharmonic frequency, and the short-term flicker severity value will be calculated by the half-wave RMS value. Then, we compared it with the experimental results of IEC method to improve the deficiency of the IEC standard.

目錄
中文摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的與方法 2
1.3文獻探討 2
1.4章節概要 3
第二章 電壓閃爍與間諧波之簡介 4
2.1電壓閃爍之形成原因與影響 4
2.2電壓閃爍數學模型 5
2.3電壓閃爍察覺率與視感度係數 7
2.4 IEC 61000-4-15標準 11
2.5間諧波來源 22
2.6間諧波造成的電壓閃爍 24
2.7 IEC方法量測間諧波引起閃爍的限制 27
第三章 系統架構 28
3.1系統架構簡介 28
3.2硬體架構 32
3.2.1資料擷取器(DAQ卡) 34
3.2.2功率放大器 35
3.2.3電力品質分析儀 HIOKI PW 3198 36
3.3間諧波波形模擬 37
3.4人眼觀察實驗 39
第四章 實驗結果 40
4.1本文方法與電力品質分析儀之測量 40
4.2大於102Hz以及小於18Hz測量結果 50
4.3人眼觀察實驗結果 58
第五章 結論與未來展望 60
5.1結論 60
5.2未來展望 60
參考文獻 61

圖目錄
圖2.1電壓閃爍弦波調變波形圖 6
圖2.2電壓閃爍方波調變波形圖 6
圖2.3 IEC 61000-4-15電壓閃爍分析流程圖 11
圖2.4 120V/60Hz，調變頻率4Hz，電壓變動率5%之電壓波形圖 12
圖2.5 平方調變後之電壓波形 13
圖2.6 經帶通濾波器輸出之電壓訊號 14
圖2.7 IEC電壓閃爍之加權曲線圖 15
圖2.8 加權濾波器輸出之電壓訊號 16
圖2.9 平方乘法器輸出之電壓訊號 17
圖2.10 一階低通濾波器之輸出波形 18
圖2.11 IFL機率密度分布圖 19
圖2.12 IFL累積機率函數曲線圖 19
圖2.13 間諧波產生示意圖 23
圖2.14 間諧波頻率57Hz、電壓變動率為10%之間諧波波形。 24
圖2.15 間諧波頻率63Hz、電壓變動率為10%之間諧波波形 26
圖2.16 間諧波頻率117Hz、電壓變動率為10%之間諧波波形 26
圖3.1 針對102Hz以上以及18Hz以下之分析流程 28
圖3.2 間諧波頻率63Hz、電壓變動率為10%之電壓閃爍波形 30
圖3.3 以半波均方根值法取得的電壓包絡線 30
圖3.4 本文方法之整體分析架構 31
圖3.5 硬體實驗架構流程圖 32
圖3.6 實際硬體實驗圖 33
圖3.7 資料擷取器NI USB-6351 34
圖3.8 KROHN-HITE Model 7500功率放大器 35
圖3.9 電力品質分析儀HIOKI PW 3198 36
圖3.10 LabVIEW模擬間諧波波形之介面 38
圖3.11 以LabVIEW模擬頻率63Hz、電壓變動率10%之間諧波波形 38
圖3.12 人眼觀察燈光閃爍流程 39

表目錄
表2.1 弦波調變下不同閃爍頻率對應其電壓變動率 9
表2.2 方波調變下不同閃爍頻率對應其電壓變動率 10
表2.3 加權濾波器參數表格 15
表4.1 本文方法計算單一間諧波頻率在60Hz至100Hz之IFL值與誤差率 41
表4.2 本文方法計算單一間諧波頻率在60Hz至20Hz之IFL值與誤差率 42
表4.3 單一間諧波頻率在60Hz至100Hz計算 =0.71之結果 43
表4.4 單一間諧波頻率在60Hz至20Hz計算 =0.71之結果 45
表4.5 單一間諧波頻率在60Hz至100Hz計算 =1之結果 46
表4.6 單一間諧波頻率在60Hz至20Hz計算 =1之結果 48
表4.7 單一間諧波頻率大於102Hz計算 =0.71之結果 50
表4.8 單一間諧波頻率大於102Hz計算 =1之結果 51
表4.9 單一間諧波頻率小於18Hz計算 =0.71之結果 52
表4.10 單一間諧波頻率小於18Hz計算 =1之結果 53
表4.11 一對間諧波產生 =1.42之結果 54
表4.12 一對間諧波產生 =2之結果 56
表4.13 實際觀察燈光閃爍結果 58

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