Penukar frekuensi digunakan secara meluas dalam industri sistem penghantaran kelajuan berubah-ubah dalam pengeluaran perindustrian.Oleh kerana ciri-ciri pensuisan kuasa litar penerus penyongsang, beban sistem diskret biasa dijana pada bekalan kuasa pensuisannya.Penukar frekuensi biasanya beroperasi serentak dengan peranti lain seperti komputer dan penderia di tapak.Peranti ini kebanyakannya dipasang berdekatan dan boleh menjejaskan satu sama lain.Oleh itu, peralatan elektronik kuasa yang diwakili oleh penukar frekuensi adalah salah satu sumber harmonik penting dalam grid kuasa awam, dan pencemaran harmonik yang dihasilkan oleh peralatan elektronik kuasa telah menjadi penghalang utama kepada pembangunan teknologi elektronik kuasa itu sendiri.
1.1 Apakah itu harmonik
Punca harmonik ialah pemuatan sistem diskret.Apabila arus mengalir melalui beban, tiada hubungan linear dengan voltan yang dikenakan, dan arus selain daripada gelombang sinus mengalir, menghasilkan harmonik yang lebih tinggi.Frekuensi harmonik ialah gandaan integer bagi frekuensi asas.Menurut prinsip analisis ahli matematik Perancis Fourier (M.Fourier), sebarang bentuk gelombang berulang boleh diuraikan kepada komponen gelombang sinus termasuk frekuensi asas dan harmonik bagi siri gandaan frekuensi asas.Harmonik ialah bentuk gelombang sinusoidal, dan setiap bentuk gelombang sinusoidal selalunya mempunyai frekuensi, amplitud dan sudut fasa yang berbeza.Harmonik boleh dibahagikan kepada harmonik genap dan ganjil, nombor ketiga, kelima dan ketujuh ialah harmonik ganjil, dan nombor kedua, keempat belas, keenam dan kelapan ialah harmonik genap.Sebagai contoh, apabila gelombang asas ialah 50Hz, harmonik kedua ialah 10Hz, dan harmonik ketiga ialah 150Hz.Secara umum, harmonik ganjil lebih merosakkan daripada harmonik genap.Dalam sistem tiga fasa yang seimbang, disebabkan oleh simetri, harmonik genap telah dihapuskan dan hanya harmonik ganjil yang wujud.Untuk beban penerus tiga fasa, arus harmonik ialah harmonik 6n 1, seperti 5, 7, 11, 13, 17, 19, dsb. Kekunci pemula lembut menyebabkan harmonik ke-5 dan ke-7.
1.2 Piawaian yang berkaitan untuk kawalan harmonik
Kawalan harmonik penyongsang perlu memberi perhatian kepada piawaian berikut: piawaian anti-gangguan: EN50082-1, -2, EN61800-3: piawaian sinaran: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Terutamanya IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) dan IEEE519-1992.
Piawaian anti-gangguan am EN50081 dan EN50082 dan piawaian penukar frekuensi EN61800 (1ECl800-3) mentakrifkan tahap sinaran dan anti-gangguan peralatan yang beroperasi dalam persekitaran yang berbeza.Piawaian yang disebutkan di atas mentakrifkan tahap sinaran yang boleh diterima di bawah keadaan persekitaran yang berbeza: tahap L, tiada had sinaran.Ia sesuai untuk pengguna yang menggunakan pemula lembut dalam persekitaran semula jadi yang tidak terjejas dan pengguna yang menyelesaikan sekatan sumber sinaran sendiri.Kelas h ialah had yang ditentukan oleh EN61800-3, persekitaran pertama: pengedaran had, persekitaran kedua.Sebagai pilihan untuk penapis frekuensi radio, dilengkapi dengan penapis frekuensi radio boleh membuat pemula lembut memenuhi tahap komersial, yang biasanya digunakan dalam persekitaran bukan industri.
2 Langkah kawalan harmonik
Masalah harmonik boleh diuruskan, gangguan sinaran dan gangguan sistem bekalan kuasa boleh ditindas, dan langkah teknikal seperti perisai, pengasingan, pembumian dan penapisan boleh diguna pakai.
(1) Guna penapis pasif atau penapis aktif;
(2) Angkat pengubah, kurangkan galangan ciri litar, dan cabut talian kuasa;
(3) Gunakan pemula lembut hijau, tiada pencemaran arus nadi.
2.1 Menggunakan penapis pasif atau aktif
Penapis pasif sesuai untuk menukar impedans ciri pensuisan bekalan kuasa pada frekuensi khas, dan sesuai untuk sistem yang stabil dan tidak berubah.Penapis aktif sesuai untuk mengimbangi beban sistem diskret.
Penapis pasif sesuai untuk kaedah tradisional.Penapis pasif muncul dahulu kerana strukturnya yang ringkas dan jelas, pelaburan projek yang rendah, kebolehpercayaan operasi yang tinggi dan kos operasi yang rendah.Mereka kekal sebagai cara utama untuk menekan arus berdenyut.Penapis LC ialah peranti penindasan harmonik pesanan tinggi pasif tradisional.Ia adalah gabungan yang sesuai bagi kapasitor penapis, reaktor dan perintang, dan disambung secara selari dengan sumber harmonik tertib tinggi.Selain fungsi penapisan, ia juga mempunyai fungsi pampasan yang tidak sah.Peranti sedemikian mempunyai beberapa kelemahan yang tidak dapat diatasi.Kuncinya sangat mudah untuk dibebankan, dan ia akan terbakar apabila dibebankan, yang akan menyebabkan faktor kuasa melebihi standard, pampasan dan hukuman.Di samping itu, penapis pasif di luar kawalan, jadi dari masa ke masa, kerosakan tambahan atau perubahan beban rangkaian akan mengubah resonans siri dan mengurangkan kesan penapis.Lebih penting lagi, penapis pasif hanya boleh menapis satu komponen harmonik peringkat tinggi (jika terdapat penapis, ia hanya boleh menapis harmonik ketiga), supaya jika frekuensi harmonik aras tinggi yang berbeza ditapis, penapis yang berbeza boleh digunakan untuk meningkatkan. pelaburan peralatan.
Terdapat banyak jenis penapis aktif di pelbagai negara di dunia, yang boleh menjejaki dan mengimbangi arus nadi dengan frekuensi dan amplitud yang berbeza, dan ciri pampasan tidak akan terjejas oleh galangan ciri grid kuasa.Teori asas penapisan kejuruteraan kuasa aktif dilahirkan pada tahun 1960-an, diikuti dengan peningkatan teknologi litar bersepadu kawalan penuh kuasa keluaran besar, sederhana dan kecil, penambahbaikan sistem kawalan modulasi lebar nadi, dan harmonik berdasarkan teori beban reaktif kelajuan serta-merta.Cadangan jelas kaedah pemantauan kelajuan serta-merta semasa telah membawa kepada perkembangan pesat penapis kejuruteraan kuasa aktif.Konsep asasnya adalah untuk memantau arus harmonik yang berasal dari sasaran pampasan, dan peralatan pampasan mencipta jalur frekuensi arus pampasan dengan saiz yang sama dan kekutuban bertentangan dengan arus harmonik, untuk mengimbangi arus nadi yang disebabkan oleh arus nadi. sumber talian asal, dan kemudian buat arus rangkaian kuasa Hanya hidangan asas disertakan.Bahagian utama ialah penjana gelombang harmonik dan sistem kawalan automatik, iaitu, ia berfungsi melalui teknologi pemprosesan imej digital yang mengawal triod lapisan penebat pantas.
Pada peringkat ini, dalam aspek kawalan arus nadi khas, penapis pasif dan penapis aktif telah muncul dalam bentuk aplikasi pelengkap dan campuran, menggunakan sepenuhnya kelebihan penapis aktif seperti struktur mudah dan jelas, penyelenggaraan mudah, kos rendah. , dan prestasi pampasan yang baik.Ia menyingkirkan kecacatan volum besar dan peningkatan kos penapis aktif, dan menggabungkan kedua-duanya bersama-sama untuk menjadikan keseluruhan perisian sistem memperoleh prestasi cemerlang.
2.2 Kurangkan galangan gelung dan potong kaedah talian penghantaran
Punca penjanaan harmonik adalah disebabkan oleh penggunaan beban bukan linear, oleh itu, penyelesaian asas adalah untuk memisahkan talian kuasa beban penjanaan harmonik daripada talian kuasa beban sensitif harmonik.Arus herot yang dijana oleh beban tak linear menghasilkan kejatuhan voltan herot pada impedans kabel, dan bentuk gelombang voltan herot yang disintesis digunakan pada beban lain yang disambungkan ke talian yang sama, di mana arus harmonik yang lebih tinggi mengalir.Oleh itu, langkah untuk mengurangkan kerosakan arus nadi juga boleh dikekalkan dengan meningkatkan luas keratan rentas kabel dan mengurangkan galangan gelung.Pada masa ini, kaedah seperti meningkatkan kapasiti pengubah, meningkatkan luas keratan rentas kabel, terutamanya meningkatkan luas keratan rentas kabel neutral, dan memilih komponen pelindung seperti pemutus litar dan fius digunakan secara meluas di China.Walau bagaimanapun, kaedah ini secara asasnya tidak boleh menghapuskan harmonik, tetapi mengurangkan ciri dan fungsi perlindungan, meningkatkan pelaburan, dan meningkatkan bahaya tersembunyi dalam sistem bekalan kuasa.Sambungkan beban linear dan beban bukan linear daripada bekalan kuasa yang sama
Titik alur keluar (PCC) mula membekalkan kuasa ke litar secara individu, jadi voltan luar bingkai daripada beban diskret tidak boleh dipindahkan ke beban linear.Ini adalah penyelesaian yang ideal untuk masalah harmonik semasa.
2.3 Gunakan kuasa penyongsang hijau zamrud tanpa pencemaran harmonik
Standard kualiti penyongsang hijau ialah arus input dan output adalah gelombang sinus, faktor kuasa input boleh dikawal, faktor kuasa boleh ditetapkan kepada 1 di bawah sebarang beban, dan frekuensi output frekuensi kuasa boleh dikawal sewenang-wenangnya.Reaktor AC terbina dalam penukar frekuensi boleh menekan harmonik dengan baik dan melindungi jambatan penerus daripada pengaruh gelombang curam serta-merta voltan bekalan kuasa.Amalan menunjukkan bahawa arus harmonik tanpa reaktor jelas lebih tinggi daripada dengan reaktor.Untuk mengurangkan gangguan yang disebabkan oleh pencemaran harmonik, penapis bunyi dipasang dalam litar keluaran penukar frekuensi.Apabila penukar frekuensi membenarkan, frekuensi pembawa penukar frekuensi dikurangkan.Di samping itu, dalam penukar frekuensi kuasa tinggi, pembetulan 12 nadi atau 18 nadi biasanya digunakan, dengan itu mengurangkan kandungan harmonik dalam bekalan kuasa dengan menghapuskan harmonik rendah.Sebagai contoh, 12 denyutan, harmonik terendah ialah harmonik ke-11, ke-13, ke-23 dan ke-25.Begitu juga, untuk 18 denyutan tunggal, beberapa harmonik ialah harmonik ke-17 dan ke-19.
Teknologi harmonik rendah yang digunakan dalam permulaan lembut boleh diringkaskan seperti berikut:
(1) Pendaraban siri modul bekalan kuasa penyongsang memilih 2 atau kira-kira 2 modul bekalan kuasa penyongsang bersambung siri, dan menghapuskan komponen harmonik mengikut pengumpulan bentuk gelombang.
(2) Litar penerus bertambah.Pemula lembut modulasi lebar nadi menggunakan penerus 121 nadi, 18 nadi atau 24 nadi untuk mengurangkan arus nadi.
(3) Penggunaan semula modul kuasa penyongsang secara bersiri, dengan menggunakan 30 modul kuasa penyongsang siri nadi tunggal dan menggunakan semula litar kuasa, arus nadi boleh dikurangkan.
(4) Gunakan kaedah modulasi penukaran frekuensi DC baharu, seperti modulasi berlian bahan vektor voltan kerja.Pada masa ini, banyak pengeluar penyongsang mementingkan masalah harmonik, dan secara teknikal memastikan penghijauan penyongsang semasa reka bentuk, dan secara asasnya menyelesaikan masalah harmonik.
3 Kesimpulan
Secara umum, kita dapat memahami dengan jelas punca harmonik.Dari segi operasi sebenar, orang ramai boleh memilih penapis pasif dan penapis aktif untuk mengurangkan impedans ciri gelung, memotong laluan relatif penghantaran harmonik, membangun dan menggunakan pemula lembut hijau tanpa pencemaran harmonik, dan menghidupkan harmonik lembut yang dihasilkan oleh pemula dikawal dalam julat yang kecil.
Masa siaran: Apr-13-2023