Frekvencijski pretvarači naširoko se koriste u industriji prijenosnih sustava promjenjive brzine u industrijskoj proizvodnji.Zbog značajki sklopke snage inverterskog ispravljačkog kruga, tipično diskretno opterećenje sustava generira se na njegovom prekidačkom napajanju.Frekvencijski pretvarač obično radi istovremeno s drugim uređajima kao što su računala i senzori na licu mjesta.Ti su uređaji uglavnom instalirani u blizini i mogu utjecati jedni na druge.Stoga je energetska elektronička oprema koju predstavlja frekvencijski pretvarač jedan od važnih harmonijskih izvora u javnoj elektroenergetskoj mreži, a harmonijsko zagađenje koje stvara energetska elektronička oprema postalo je glavna prepreka razvoju same energetske elektroničke tehnologije.
1.1 Što su harmonici
Osnovni uzrok harmonika je diskretno opterećenje sustava.Kada struja teče kroz opterećenje, ne postoji linearna veza s primijenjenim naponom i teče struja koja nije sinusni val, generirajući više harmonike.Harmonijske frekvencije su cijeli umnošci osnovne frekvencije.Prema načelu analize francuskog matematičara Fouriera (M.Fourier), svaki valni oblik koji se ponavlja može se rastaviti na komponente sinusnog vala uključujući osnovnu frekvenciju i harmonike niza višekratnika osnovne frekvencije.Harmonici su sinusoidalni valni oblici, a svaki sinusoidalni valni oblik često ima različitu frekvenciju, amplitudu i fazni kut.Harmonici se mogu podijeliti na parne i neparne harmonike, treći, peti i sedmi broj su neparni harmonici, a drugi, četrnaesti, šesti i osmi broj su parni harmonici.Na primjer, kada je osnovni val 50Hz, drugi harmonik je 10Hz, a treći harmonik je 150Hz.Općenito, neparni harmonici su štetniji od parnih.U uravnoteženom trofaznom sustavu, zbog simetrije, parni harmonici su eliminirani i postoje samo neparni harmonici.Za opterećenje trofaznog ispravljača, harmonička struja je 6n 1 harmonika, kao što su 5, 7, 11, 13, 17, 19, itd. Tipka mekog pokretača uzrokuje 5. i 7. harmonik.
1.2 Relevantni standardi za harmonijsku regulaciju
Harmonijska kontrola pretvarača treba obratiti pozornost na sljedeće standarde: standardi protiv smetnji: EN50082-1, -2, EN61800-3: standardi zračenja: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Posebno IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) i IEEE519-1992.
Opći standardi protiv smetnji EN50081 i EN50082 i standard za pretvarač frekvencije EN61800 (1ECl800-3) definiraju razine zračenja i razine smetnji opreme koja radi u različitim okruženjima.Gore navedeni standardi definiraju prihvatljive razine zračenja u različitim uvjetima okoline: razina L, bez ograničenja zračenja.Pogodan je za korisnike koji koriste soft startere u prirodnom okruženju bez utjecaja i korisnike koji sami rješavaju ograničenja izvora zračenja.Klasa h je granica navedena u EN61800-3, prva okolina: granična distribucija, druga okolina.Kao opcija za radiofrekvencijski filtar, opremljen radiofrekvencijskim filtrom može učiniti da soft starter zadovolji komercijalnu razinu, koja se obično koristi u neindustrijskom okruženju.
2 Harmonijske mjere upravljanja
Harmonijskim problemima se može upravljati, smetnje zračenja i smetnje sustava napajanja mogu se potisnuti, a mogu se usvojiti tehničke mjere kao što su zaštita, izolacija, uzemljenje i filtriranje.
(1) Primijenite pasivni filtar ili aktivni filtar;
(2) Podignite transformator, smanjite karakterističnu impedanciju kruga i odspojite strujni vod;
(3) Koristite zeleni soft starter, bez zagađenja pulsnom strujom.
2.1 Korištenje pasivnih ili aktivnih filtara
Pasivni filtri prikladni su za promjenu karakteristične impedancije sklopnih izvora napajanja na posebnim frekvencijama, te su prikladni za sustave koji su stabilni i ne mijenjaju se.Aktivni filtri prikladni su za kompenzaciju diskretnih opterećenja sustava.
Pasivni filtri prikladni su za tradicionalne metode.Pasivni filtar prvi se pojavio zbog svoje jednostavne i pregledne strukture, niske investicije u projekt, visoke pouzdanosti rada i niske cijene rada.Oni ostaju ključno sredstvo za suzbijanje impulsnih struja.LC filter je tradicionalni pasivni uređaj za potiskivanje harmonika visokog reda.To je odgovarajuća kombinacija filtarskih kondenzatora, prigušnica i otpornika, a spojena je paralelno s izvorom harmonika visokog reda.Uz funkciju filtriranja, također ima funkciju nevažeće kompenzacije.Takvi uređaji imaju neke nepremostive nedostatke.Ključ je vrlo lako preopteretiti i izgorjet će kada je preopterećen, što će uzrokovati prekoračenje faktora snage standarda, kompenzaciju i kaznu.Osim toga, pasivni filtri su izvan kontrole, pa će s vremenom dodatna krtost ili promjene mrežnog opterećenja promijeniti rezonanciju serije i smanjiti učinak filtra.Što je još važnije, pasivni filtar može filtrirati samo jednu harmonijsku komponentu visokog reda (ako postoji filtar, može filtrirati samo treći harmonik), tako da ako se filtriraju različite frekvencije harmonika visokog reda, različiti filteri se mogu koristiti za povećanje ulaganje u opremu.
Postoje mnoge vrste aktivnih filtara u raznim zemljama u svijetu, koji mogu pratiti i kompenzirati impulsne struje različitih frekvencija i amplituda, a karakteristike kompenzacije neće biti pod utjecajem karakteristične impedancije električne mreže.Osnovna teorija aktivnih energetskih filtara rođena je 1960-ih, nakon čega je uslijedilo poboljšanje tehnologije integriranih krugova s potpunom kontrolom velike, srednje i male izlazne snage, poboljšanje sustava upravljanja modulacijom širine impulsa i harmonika temeljenih na trenutna brzina reactive load theory.Jasan prijedlog sadašnje metode praćenja trenutne brzine doveo je do brzog razvoja filtara aktivne elektroenergetike.Njegov osnovni koncept je praćenje harmonijske struje koja potječe iz cilja kompenzacije, a kompenzacijska oprema stvara frekvencijski pojas kompenzacijske struje iste veličine i suprotnog polariteta kao harmonijska struja, kako bi se kompenzirala pulsna struja uzrokovana pulsnom strujom. izvor izvorne linije, a zatim uključiti struju električne mreže Uključene su samo osnovne porcije.Glavni dio je generator harmonijskih valova i automatski sustav upravljanja, odnosno radi preko tehnologije digitalne obrade slike koja upravlja triodom brzog izolacijskog sloja.
U ovoj fazi, u aspektu posebne kontrole impulsne struje, pasivni filtri i aktivni filtri pojavili su se u obliku komplementarnih i mješovitih aplikacija, u potpunosti iskorištavajući prednosti aktivnih filtara kao što su jednostavna i jasna struktura, jednostavno održavanje, niska cijena , i dobre kompenzacijske performanse.Rješava se nedostataka velikog volumena i povećane cijene aktivnog filtra, te kombinira to dvoje zajedno kako bi cijeli softver sustava postigao izvrsne performanse.
2.2 Smanjite impedanciju petlje i prekinite metodu dalekovoda
Glavni uzrok stvaranja harmonika je zbog upotrebe nelinearnih opterećenja, stoga je osnovno rješenje odvojiti vodove opterećenja opterećenja koja generiraju harmonike od vodova opterećenja osjetljivih na harmonike.Iskrivljena struja koju generira nelinearno opterećenje proizvodi iskrivljeni pad napona na impedanciji kabela, a sintetizirani izobličeni valni oblik napona primjenjuje se na druga opterećenja spojena na isti vod, gdje teku struje viših harmonika.Stoga se mjere za smanjenje oštećenja pulsne struje također mogu održati povećanjem površine poprečnog presjeka kabela i smanjenjem impedancije petlje.Trenutno se u Kini naširoko koriste metode kao što su povećanje kapaciteta transformatora, povećanje površine poprečnog presjeka kabela, posebno povećanje površine poprečnog presjeka neutralnih kabela i odabir zaštitnih komponenti kao što su prekidači i osigurači.Međutim, ova metoda ne može suštinski eliminirati harmonike, ali smanjuje zaštitne karakteristike i funkcije, povećava ulaganja i povećava skrivene opasnosti u sustavu napajanja.Povežite linearna opterećenja i nelinearna opterećenja iz istog izvora napajanja
Izlazne točke (PCC) počinju pojedinačno opskrbljivati strujni krug, tako da se napon izvan okvira iz diskretnih opterećenja ne može prenijeti na linearno opterećenje.Ovo je idealno rješenje za trenutni problem harmonika.
2.3 Primijenite smaragdnozeleno napajanje pretvarača bez harmonijskog zagađenja
Standard kvalitete zelenog pretvarača je da su ulazna i izlazna struja sinusni valovi, ulazni faktor snage se može kontrolirati, faktor snage može se postaviti na 1 pod bilo kojim opterećenjem, a izlazna frekvencija električne frekvencije može se proizvoljno kontrolirati.Ugrađeni AC reaktor frekvencijskog pretvarača može dobro potisnuti harmonike i zaštititi ispravljački most od utjecaja trenutnog strmog vala napona napajanja.Praksa pokazuje da je harmonička struja bez prigušnice očito veća od one s prigušnicom.Kako bi se smanjile smetnje uzrokovane harmonijskim zagađenjem, u izlazni krug pretvarača frekvencije ugrađen je filtar za buku.Kad frekvencijski pretvarač dopušta, frekvencija nositelja frekvencijskog pretvarača se smanjuje.Osim toga, u frekventnim pretvaračima velike snage obično se koristi 12-pulsno ili 18-pulsno ispravljanje, čime se smanjuje sadržaj harmonika u napajanju eliminacijom niskih harmonika.Na primjer, 12 impulsa, najniži harmonici su 11., 13., 23. i 25. harmonik.Slično, za 18 pojedinačnih impulsa, nekoliko harmonika su 17. i 19. harmonik.
Tehnologija niskih harmonika koja se koristi u mekim pokretačima može se sažeti na sljedeći način:
(1) Serijsko umnožavanje inverterskog modula napajanja odabire 2 ili oko 2 serijski povezana inverterskog modula napajanja i eliminira harmonijske komponente u skladu s akumulacijom valnog oblika.
(2) Krug ispravljača se povećava.Meki pokretači s modulacijom širine impulsa koriste 121-pulsni, 18-pulsni ili 24-pulsni ispravljač za smanjenje impulsnih struja.
(3) Ponovna uporaba serijskih inverterskih energetskih modula, upotrebom 30 jednopulsnih serijskih inverterskih energetskih modula i ponovnom uporabom strujnog kruga, pulsna struja se može smanjiti.
(4) Koristite novu metodu modulacije pretvorbe frekvencije istosmjerne struje, kao što je dijamantna modulacija vektorskog materijala radnog napona.Trenutačno mnogi proizvođači pretvarača pridaju veliku važnost problemu harmonika i tehnički osiguravaju ozelenjavanje pretvarača tijekom projektiranja i temeljno rješavaju problem harmonika.
3 Zaključak
Općenito, jasno možemo razumjeti uzrok harmonika.Što se tiče stvarnog rada, ljudi mogu odabrati pasivne filtre i aktivne filtre kako bi smanjili karakterističnu impedanciju petlje, prekinuli relativni put harmonijskog prijenosa, razvili i primijenili zelene meke pokretače bez harmonijskog onečišćenja i okrenuli meke Harmonike generirane starter se kontrolira unutar malog raspona.
Vrijeme objave: 13. travnja 2023