В работе представлены результаты теоретических исследований, на основе которых авторы предлагают свою интерпретацию схемы замещения асинхронного двигателя (АД), как наиболее часто встречающегося вида нагрузки. В основе схемы замещения положен ее классический вид в однофазном исполнении, применяемый при расчетах режимов работы электрической сети (рисунок 1).

Для определения параметров схемы замещения АД с учетом высших гармоник (ВГ) была сформирована модель, включающая нагружаемый постоянным моментом двигатель. Модель представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Модель комплекса с АД

Источник несинусоидального напряжения моделируется путем последовательного соединения источников синусоидального напряжения на разных частотах. Спектр несинусоидального напряжения принят стандартным[5]. Нагрузка двигателя моделируется путем подачи на вход блока АД постоянного сигнала с блока Constant, соответствующего нагружающему моменту.
В блоке обработки данных вычисляются значения активной и реактивной мощности и затем активного и реактивного сопротивлений на каждой гармонике по формулам:

где , ,  - соответственно напряжение, реактивная и активная мощности на i-ой гармонике.
Параметры имитационной модели приняты следующие:

Результатом расчетов режимов, полученных на компьютерной модели, являются зависимости от частоты активного и реактивного сопротивлений АД в относительных единицах, где за базисные были приняты соответствующие значения сопротивлений на первой гармонике. 
Для примера на рисунках 3 и 4 представлены зависимости и  от частоты при номинальной нагрузке двигателя:

Рисунок 3. Зависимость активного сопротивления АД от частоты при нагрузке, равной номинальной

Рисунок 4. Зависимость индуктивного сопротивления АД от частоты при нагрузке , равной номинальной

На основе анализа полученных результатов было установлено, что:Значения активного и индуктивного сопротивлений в виде их параллельного соединения, представляющего схему замещения АД, нелинейны по отношению к частоте питающего напряжения и различны в зависимости от загрузки двигателя;
Значения активного и индуктивного сопротивлений АД в относительных единицах для различной его номинальной мощности совпадают, а значит можно предположить, что распространение полученных зависимостей на все асинхронные двигатели будет справедливо.

- лампы накаливания;

- ртутные газоразрядные лампы ДРЛ;

- натриевые газоразрядные лампы ДНаТ;

- светодиодные лампы;

и т.д.

Лампы накаливания считаются устаревшими и неэффективными с точки зрения потребления энергии. Однако до сих пор применяются.

Различные лампы применяются при различных ситуациях. Для уличного освещения чаще всего применяют ртутные газоразрядные лампы и натриевые газоразрядные лампы [4].

Сегодня быстро развивается технология светодиодных ламп. Потребляемый ток таких ламп меньше, освещенность больше [2]. В данной статье рассмотрим лампы с другой точки зрения, а именно, как они влияют на качество электрической энергии.

Авторами были проведены замеры показателей качества электрической энергии, при работе каждой лампы отдельно. Напряжение “питания” при этом было синусоидальным. Гистограммы гармоник тока и форма тока для нескольких типов лампы представлены на рисунках 1-8.

Рисунок 1. Ток, потребляемый светодиодным светильником

Рисунок 2. Гистограмма гармоник тока светодиодного светильника

Рисунок 3. Ток, потребляемый лампой накаливания

Рисунок 4. Гистограмма гармоник тока лампы накаливания

Рисунок 5. Ток, потребляемый ДРЛ

Рисунок 6. Гистограмма гармоник тока ДРЛ

Рисунок 7. Ток, потребляемый ДНаТ

Рисунок 8. Гистограмма гармоник тока ДНаТ

Проведенные исследования позволяют посмотреть на электрические источники света не только с привычных точек зрения (Энергоэффективность, срок службы, цена, на производстве проблемы с утилизацией и т.д. ), а и с точки зрения показателей качества от каждого включенного источника света в отдельности.

Анализ полученных кривых тока показывает, что наибольшее значение высших гармоник наблюдается при использовании светодиодных светильников. Причем присутствуют только нечетные гармоники. В процентном соотношении, приняв за 100% ток первой гармоники, величины тока высших гармоник принимают значение: 3 – 90%; 5 – 65%; 7 – 50%: 9 – 35%; 11,13 – 20%; 15,17 – 10%; 19,21-31 – 5%. В меньшей степени высшие гармоники генерируются натриевыми газоразрядными лампами 3 – 20%; 5 – 2,5%; 7 – 15%: 9,11 – 2,5%;. С точки зрения наличия высших гармоник наиболее рациональными являются лампы накаливания и ДРЛ.

Таким образом, на основании полученных результатов исследования можно сделать следующие выводы:

- ряд светильников по мере уменьшения доли высших гармоник в токе можно выстроить следующим образом: светодиодные лампы; ДНаТ; ДРЛ; лампы накаливания;

- при наличии мягкой электрической сети применение светодиодных ламп и ДНаТ может вызвать недопустимую несинусоидальность в питающем напряжении за счет падения напряжения в сети от высших гармоник тока.