76 电压间谐波分量对荧光灯闪变影响的研究

重庆市电机工程学会2012年学术会议论文

电压间谐波分量对荧光灯闪变影响的研究

吴 锐1 蒋 燕2 雍 静3 周海兵3

（1. 重庆大学能源经济研究院 重庆 400044 2. 重庆电力高等专科学校 重庆 400053

3. 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室 重庆 400044）

摘要：运用调制理论，对自激式电子镇流器荧光灯在间谐波导致的闪变电压下的功率波动进行了理论分析，得到了在电源电压中含间谐波分量时荧光灯的功率响应，建立了荧光灯瞬时功率波动特征与间谐波特征之间的关系曲线。利用Matlab/Simulink软件对该研究对象进行的仿真和实验研究，验证了理论分析结果的正确性。理论分析和实验结果均表明电源电压中的间谐波分量可能导致荧光灯闪变，且闪变频率与间谐波造成的电压波动频率相同。荧光灯瞬时功率波动特征与间谐波特征之间关系的建立，有助于进一步对荧光灯在间谐波电压条件下的闪变效应进行评价方法研究，及其间谐波闪变限制标准的制定。

关键词：间谐波 闪变 功率波动 荧光灯 电子镇流器

1 引言

根据国家标准GB/T12326-2008《电能质量 电压波动和闪变》的定义[1]，闪变是指灯光照度不稳定引起的视感，是由电压波动导致的，闪变会产生视觉的不舒适，甚至影响工作效率[2]。目前对闪变进行测量和评价主要是通过IEC闪变仪[3]

实现。

多年以来，电压波动的原因大都归结为大功率负荷的频繁投切。但近年来的研究表明，越来越广泛使用的变频调速装置已成为供电系统间谐波的主要来源[4-5]，而含有间谐波分量的供电电压则呈现出波动的特征[6-9]。于是由电压间谐波分量导致的电压波动是否以及如何对照明设备的闪变产生影响，就成为值得研究的课题。

研究表明，供电电压含间谐波分量时导致的荧光灯闪变远强于白炽灯，即便是高频电子镇流器荧光灯，含有间谐波分量的供电电压也会引发

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荧光灯闪变[5,7]。而IEC闪变是基于白炽灯的发光特性，针对调幅波动电压设计的，不适用于对荧光灯闪变的评价[10]。

当供电电压中含有间谐波分量时，电压的波动会导致荧光灯输入功率的波动，从而导致其输出光通量的波动。由于闪变是人眼对光通量波动的视觉感受，因此研究间谐波导致的闪变效应实际上就是要研究其光通量响应特性。而光通量波动深度及频率与荧光灯灯管的输入功率有线性相关性，于是该问题转化为研究荧光灯在含间谐波分量电压下的功率响应[11]。文献[12]研究了使用感应型镇流器的荧光灯由含间谐波分量电压供电时的功率响应，得到了间谐波特征与荧光灯功率波动之间的关系。

电子镇流器荧光灯工作电路种类繁多，本文通过对目前大量使用的典型自激式电子镇流器荧光灯电路在供电电压中含间谐波分量的情况进行分析，基于调制理论, 研究自激式电子镇流器荧光灯在含间谐波分量电压下的功率响应，得到了间谐波分量对功率波动的影响，为进一步研究荧光灯的光通量波动规律，制定间谐波的评价方法、限制标准和抑制措施提供理论依据。

2 自激式电子镇流器荧光灯电路的简化数学模型

2.1 典型的自激式电子镇流器荧光灯电路

尽管电子镇流器发展迅速，已有采用集成电路技术（IC）控制的高性能电子镇流器面世。但成本相对较低，按照IEC和国家标准GB15143/15144要求生产的半桥逆变自激式振荡电子镇流器在普通直管荧光灯（TFL）以及紧凑型荧光灯（CFL）中得到广泛地应用。自激式电子镇流器原理如图1所示[13,14]。

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