Претварачи фреквенције се широко користе у индустрији преносних система променљиве брзине у индустријској производњи.Због карактеристика прекидача снаге инверторског исправљачког кола, типично дискретно оптерећење система се генерише на његовом прекидачком напајању.Претварач фреквенције обично ради истовремено са другим уређајима као што су рачунари и сензори на локацији.Ови уређаји су углавном инсталирани у близини и могу утицати једни на друге.Стога је енергетска електронска опрема коју представља фреквентни претварач један од важних извора хармоника у јавној електроенергетској мрежи, а хармонијско загађење које генерише енергетска електронска опрема постала је главна препрека развоју саме енергетске електронске технологије.
1.1 Шта су хармоници
Основни узрок хармоника је дискретно оптерећење система.Када струја тече кроз оптерећење, не постоји линеарна веза са примењеним напоном, а струја која није синусни талас тече, стварајући више хармонике.Хармоничке фреквенције су целобројни вишекратници основне фреквенције.Према принципу анализе француског математичара Фуријеа (М.Фуриер), сваки понављајући таласни облик се може разложити на компоненте синусног таласа укључујући основну фреквенцију и хармонике низа основних фреквенција вишекратника.Хармоници су синусоидни таласни облици, а сваки синусоидни таласни облик често има другачију фреквенцију, амплитуду и фазни угао.Хармонике можемо поделити на парне и непарне хармонике, трећи, пети и седми број су непарни хармоници, а други, четрнаести, шести и осми су парни хармоници.На пример, када је основни талас 50Хз, други хармоник је 10Хз, а трећи хармоник је 150Хз.Генерално, непарни хармоници су штетнији од парних хармоника.У балансираном трофазном систему, због симетрије, парни хармоници су елиминисани и постоје само непарни хармоници.За оптерећење трофазног исправљача, струја хармоника је 6н 1 хармоник, као што је 5, 7, 11, 13, 17, 19, итд. Типка меког покретача изазива 5. и 7. хармонике.
1.2 Релевантни стандарди за контролу хармоника
Контрола хармоника претварача треба обратити пажњу на следеће стандарде: стандарди за заштиту од сметњи: ЕН50082-1, -2, ЕН61800-3: стандарди за зрачење: ЕН5008л-1, -2, ЕН61800-3.Посебно ИЕЦ10003, ИЕЦ1800-3 (ЕН61800-3), ИЕЦ555 (ЕН60555) и ИЕЕЕ519-1992.
Општи стандарди против сметњи ЕН50081 и ЕН50082 и стандард за фреквентни претварач ЕН61800 (1ЕЦл800-3) дефинишу нивое зрачења и заштите од сметњи опреме која ради у различитим окружењима.Горе наведени стандарди дефинишу прихватљиве нивое зрачења у различитим условима животне средине: ниво Л, без ограничења зрачења.Погодан је за кориснике који користе софт стартере у нетакнутим природним срединама и кориснике који сами решавају ограничења извора зрачења.Класа х је граница специфицирана у ЕН61800-3, прво окружење: гранична дистрибуција, друго окружење.Као опција за радио-фреквентни филтер, опремљен радио-фреквентним филтером, може учинити да софт стартер задовољи комерцијални ниво, који се обично користи у неиндустријском окружењу.
2 Мере хармоничне контроле
Хармонички проблеми се могу управљати, сметње зрачења и сметње у систему напајања могу бити потиснуте, а техничке мере као што су заштита, изолација, уземљење и филтрирање могу се усвојити.
(1) Примените пасивни или активни филтер;
(2) Подигните трансформатор, смањите карактеристичну импеданцију кола и искључите струјни вод;
(3) Користите зелени меки стартер, без загађења импулсном струјом.
2.1 Коришћење пасивних или активних филтера
Пасивни филтери су погодни за промену карактеристичне импедансе прекидачких извора напајања на посебним фреквенцијама, а погодни су за системе који су стабилни и не мењају се.Активни филтери су погодни за компензацију дискретних оптерећења система.
Пасивни филтери су погодни за традиционалне методе.Пасивни филтер се први појавио због своје једноставне и јасне структуре, малих улагања у пројекат, високе поузданости рада и ниских трошкова рада.Они остају кључно средство за сузбијање импулсних струја.ЛЦ филтер је традиционални пасивни уређај за сузбијање хармоника високог реда.То је одговарајућа комбинација филтер кондензатора, реактора и отпорника, а повезан је паралелно са извором хармоника високог реда.Поред функције филтрирања, има и неважећу функцију компензације.Такви уређаји имају неке непремостиве недостатке.Кључ се веома лако преоптерећује, а при преоптерећењу ће прегорети, због чега ће фактор снаге премашити стандард, надокнаду и казну.Поред тога, пасивни филтери су ван контроле, тако да ће током времена додатно крхкост или промене оптерећења мреже променити резонанцију серије и смањити ефекат филтера.Што је још важније, пасивни филтер може филтрирати само једну хармонску компоненту високог реда (ако постоји филтер, може филтрирати само трећи хармоник), тако да ако се филтрирају различите фреквенције хармоника високог реда, могу се користити различити филтери за повећање улагање у опрему.
Постоји много врста активних филтера у разним земљама у свету, који могу да прате и компензују импулсне струје различитих фреквенција и амплитуда, а на карактеристике компензације неће утицати карактеристична импеданса електричне мреже.Основна теорија филтера активне енергије рођена је шездесетих година прошлог века, праћена побољшањем технологије интегрисаног кола са пуном контролом велике, средње и мале излазне снаге, побољшањем система контроле ширине импулса и хармоника заснованих на теорија реактивног оптерећења тренутне брзине.Јасан предлог тренутне методе праћења тренутне брзине довео је до брзог развоја филтера активне енергије.Његов основни концепт је да надгледа хармонску струју која потиче од компензационог циља, а компензациона опрема ствара фреквентни опсег компензационе струје исте величине и супротног поларитета као и хармонска струја, како би се компензовала импулсна струја изазвана импулсном струјом. извор оригиналне линије, а затим направите струју електричне мреже Укључене су само основне порције.Главни део је генератор хармонијских таласа и систем аутоматског управљања, односно ради преко технологије дигиталне обраде слике која контролише триоду брзог изолационог слоја.
У овој фази, у аспекту специјалне контроле импулсне струје, појавили су се пасивни филтери и активни филтери у виду комплементарних и мешовитих апликација, чиме се у потпуности користе предности активних филтера као што су једноставна и јасна структура, лако одржавање, ниска цена. , и добре перформансе компензације.Отклања недостатке велике запремине и повећане цене активног филтера, и комбинује то двоје заједно да би цео системски софтвер добио одличне перформансе.
2.2 Смањите импедансу петље и искључите методу далековода
Основни узрок генерисања хармоника је коришћење нелинеарних оптерећења, стога је основно решење да се одвоје електрични водови оптерећења која стварају хармонике од далековода оптерећења осетљивих на хармонике.Изобличена струја генерисана нелинеарним оптерећењем производи изобличени пад напона на импеданси кабла, а синтетисани таласни облик изобличеног напона се примењује на друга оптерећења повезана на исту линију, где теку више хармонијске струје.Због тога се мере за смањење оштећења импулсне струје такође могу одржавати повећањем површине попречног пресека кабла и смањењем импедансе петље.Тренутно се у Кини широко користе методе као што су повећање капацитета трансформатора, повећање површине попречног пресека каблова, посебно повећање површине попречног пресека неутралних каблова и одабир заштитних компоненти као што су прекидачи и осигурачи.Међутим, овај метод не може суштински да елиминише хармонике, али смањује карактеристике и функције заштите, повећава улагања и повећава скривене опасности у систему напајања.Повежите линеарна и нелинеарна оптерећења из истог извора напајања
Тачке излаза (ПЦЦ) почињу да снабдевају струјом струјно коло појединачно, тако да се напон ван оквира са дискретних оптерећења не може пренети на линеарно оптерећење.Ово је идеално решење за тренутни хармонички проблем.
2.3 Примените смарагдно зелену снагу претварача без хармонијског загађења
Стандард квалитета зеленог претварача је да су улазне и излазне струје синусни таласи, улазни фактор снаге се може контролисати, фактор снаге се може подесити на 1 под било којим оптерећењем, а излазна фреквенција фреквенције снаге може се контролисати произвољно.Уграђени АЦ реактор фреквентног претварача може добро да потисне хармонике и заштити исправљачки мост од утицаја тренутног стрмог таласа напона напајања.Пракса показује да је хармоничка струја без реактора очигледно већа од оне са реактором.Да би се смањиле сметње изазване хармонијским загађењем, у излазно коло фреквентног претварача уграђен је филтер за шум.Када фреквентни претварач то дозвољава, носећа фреквенција фреквентног претварача се смањује.Поред тога, у фреквентним претварачима велике снаге, обично се користи 12-пулсно или 18-пулсно исправљање, чиме се смањује садржај хармоника у напајању елиминисањем ниских хармоника.На пример, 12 импулса, најнижи хармоници су 11., 13., 23. и 25. хармоници.Слично, за 18 појединачних импулса, неколико хармоника су 17. и 19. хармоници.
Технологија ниске хармоније која се користи у софт стартерима може се сажети на следећи начин:
(1) Серијско множење модула за напајање инвертера бира 2 или око 2 серијски повезана модула за напајање инвертера и елиминише хармонијске компоненте у складу са акумулацијом таласног облика.
(2) Коло исправљача се повећава.Софтстартери са модулацијом ширине импулса користе исправљаче са 121, 18 или 24 импулса за смањење импулсних струја.
(3) Поновно коришћење инверторских енергетских модула у серији, коришћењем 30 једнопулсних серијских инверторских енергетских модула и поновним коришћењем струјног кола, импулсна струја се може смањити.
(4) Користите нови метод модулације конверзије ДЦ фреквенције, као што је дијамантска модулација материјала вектора радног напона.Тренутно, многи произвођачи претварача придају велику важност проблему хармоника и технички обезбеђују озелењавање претварача током пројектовања и суштински решавају проблем хармоника.
3 Закључак
Генерално, можемо јасно разумети узрок хармоника.Што се тиче стварног рада, људи могу да бирају пасивне и активне филтере како би смањили карактеристичну импедансу петље, прекинули релативну путању хармонијског преноса, развили и применили зелене меке стартере без хармонијског загађења и окренули меке Хармонике које генерише стартер се контролише у малом опсегу.
Време поста: 13. април 2023