Przetwornice częstotliwości są szeroko stosowane w przemyśle systemów przekładni o zmiennej prędkości w produkcji przemysłowej.Ze względu na charakterystykę przełączania mocy obwodu prostownika inwertera, na jego zasilaczu impulsowym generowane jest typowe dyskretne obciążenie systemu.Przetwornica częstotliwości zwykle działa jednocześnie z innymi urządzeniami, takimi jak komputery i czujniki na miejscu.Urządzenia te są najczęściej instalowane w pobliżu i mogą na siebie wpływać.Dlatego sprzęt energoelektroniczny reprezentowany przez przetwornicę częstotliwości jest jednym z ważnych źródeł harmonicznych w publicznej sieci energetycznej, a zanieczyszczenie harmoniczne generowane przez sprzęt energoelektroniczny stało się główną przeszkodą w rozwoju samej technologii energoelektronicznej.
1.1 Co to są harmoniczne
Podstawową przyczyną harmonicznych jest dyskretne obciążenie systemu.Kiedy prąd przepływa przez obciążenie, nie ma liniowej zależności z przyłożonym napięciem i płynie prąd inny niż sinusoida, generując wyższe harmoniczne.Częstotliwości harmoniczne są całkowitymi wielokrotnościami częstotliwości podstawowej.Zgodnie z zasadą analizy francuskiego matematyka Fouriera (M. Fouriera), każdy powtarzający się przebieg można rozłożyć na składowe sinusoidalne, w tym częstotliwość podstawową i harmoniczne szeregu wielokrotności częstotliwości podstawowej.Harmoniczne to przebiegi sinusoidalne, a każdy przebieg sinusoidalny często ma inną częstotliwość, amplitudę i kąt fazowy.Harmoniczne można podzielić na parzyste i nieparzyste, cyfry trzecia, piąta i siódma to harmoniczne nieparzyste, a liczby druga, czternasta, szósta i ósma to harmoniczne parzyste.Na przykład, gdy fala podstawowa wynosi 50 Hz, druga harmoniczna to 10 Hz, a trzecia to 150 Hz.Ogólnie harmoniczne nieparzyste są bardziej szkodliwe niż harmoniczne parzyste.W zrównoważonym systemie trójfazowym, dzięki symetrii, wyeliminowane zostały harmoniczne parzyste i występują tylko harmoniczne nieparzyste.Dla obciążenia prostownika trójfazowego prąd harmonicznych wynosi 6n 1 harmoniczna, na przykład 5, 7, 11, 13, 17, 19 itd. Przycisk softstartera powoduje 5. i 7. harmoniczną.
1.2 Odpowiednie normy dotyczące kontroli harmonicznych
Kontrola harmonicznych falownika powinna uwzględniać następujące normy: normy przeciwzakłóceniowe: EN50082-1, -2, EN61800-3: normy promieniowania: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Zwłaszcza IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) i IEEE519-1992.
Ogólne normy przeciwzakłóceniowe EN50081 i EN50082 oraz norma dotycząca przetwornic częstotliwości EN61800 (1ECl800-3) określają poziomy promieniowania i przeciwzakłóceniowe urządzeń pracujących w różnych środowiskach.Powyższe normy określają dopuszczalne poziomy promieniowania w różnych warunkach środowiskowych: poziom L, brak limitu promieniowania.Jest odpowiedni dla użytkowników, którzy używają softstarterów w niezmienionym środowisku naturalnym oraz użytkowników, którzy samodzielnie rozwiązują ograniczenia źródeł promieniowania.Klasa h to limit określony przez EN61800-3, pierwsze środowisko: rozkład graniczny, drugie środowisko.Opcjonalny filtr częstotliwości radiowej, wyposażony w filtr częstotliwości radiowej, może sprawić, że softstart będzie spełniał poziom komercyjny, który jest zwykle używany w środowisku nieprzemysłowym.
2 Środki kontroli harmonicznej
Można zarządzać problemami z harmonicznymi, można tłumić zakłócenia promieniowania i zakłócenia systemu zasilania, a także można zastosować środki techniczne, takie jak ekranowanie, izolacja, uziemienie i filtrowanie.
(1) Zastosuj filtr pasywny lub filtr aktywny;
(2) Podnieś transformator, zmniejsz impedancję charakterystyczną obwodu i odłącz linię zasilającą;
(3) Użyj zielonego softstartu, bez zanieczyszczenia prądem pulsacyjnym.
2.1 Używanie filtrów pasywnych lub aktywnych
Filtry pasywne nadają się do zmiany impedancji charakterystycznej zasilaczy impulsowych przy specjalnych częstotliwościach i nadają się do systemów, które są stabilne i niezmienne.Filtry aktywne nadają się do kompensacji dyskretnych obciążeń systemu.
Filtry pasywne nadają się do tradycyjnych metod.Filtr pasywny pojawił się jako pierwszy ze względu na swoją prostą i przejrzystą konstrukcję, niski koszt inwestycji, wysoką niezawodność działania i niski koszt eksploatacji.Pozostają kluczowym środkiem tłumienia prądów pulsacyjnych.Filtr LC jest tradycyjnym pasywnym urządzeniem tłumiącym harmoniczne wysokiego rzędu.Jest to odpowiednia kombinacja kondensatorów filtrujących, dławików i rezystorów, połączona równolegle ze źródłem harmonicznych wyższego rzędu.Oprócz funkcji filtrowania ma również funkcję kompensacji nieważności.Takie urządzenia mają pewne wady nie do pokonania.Klucz jest bardzo łatwy do przeciążenia i wypali się po przeciążeniu, co spowoduje, że współczynnik mocy przekroczy standard, rekompensatę i karę.Ponadto filtry pasywne wymykają się spod kontroli, więc z biegiem czasu dodatkowe zmiany kruchości lub obciążenia sieci zmienią rezonans szeregowy i zmniejszą efekt filtra.Co ważniejsze, filtr pasywny może filtrować tylko jedną składową harmoniczną wysokiego rzędu (jeśli jest filtr, może filtrować tylko trzecią harmoniczną), więc jeśli filtrowane są różne częstotliwości harmoniczne wysokiego rzędu, można użyć różnych filtrów w celu zwiększenia inwestycja w sprzęt.
W różnych krajach na świecie istnieje wiele rodzajów filtrów aktywnych, które mogą śledzić i kompensować prądy impulsowe o różnych częstotliwościach i amplitudach, a charakterystyka kompensacji nie będzie miała wpływu na impedancję charakterystyczną sieci elektroenergetycznej.Podstawowa teoria filtrów elektroenergetyki czynnej narodziła się w latach 60. XX wieku, następnie udoskonalono technologię układów scalonych pełnej kontroli dużej, średniej i małej mocy wyjściowej, udoskonalono układ sterowania z modulacją szerokości impulsu oraz harmoniczne oparte na teoria obciążenia biernego prędkości chwilowej.Jasna propozycja aktualnej metody monitorowania prędkości chwilowej doprowadziła do szybkiego rozwoju aktywnych filtrów elektroenergetycznych.Jego podstawową koncepcją jest monitorowanie prądu harmonicznego pochodzącego z celu kompensacji, a sprzęt kompensacyjny tworzy pasmo częstotliwości prądu kompensacyjnego o takim samym rozmiarze i przeciwnej biegunowości jak prąd harmoniczny, aby zrównoważyć prąd impulsowy spowodowany prądem impulsowym źródło oryginalnej linii, a następnie utwórz prąd sieci energetycznej Uwzględniono tylko podstawowe porcje.Główną częścią jest generator fal harmonicznych i system automatycznego sterowania, to znaczy działa poprzez technologię cyfrowego przetwarzania obrazu, która kontroluje szybką triodę warstwy izolacyjnej.
Na tym etapie, w aspekcie specjalnego sterowania prądem pulsującym, pojawiły się filtry pasywne i filtry aktywne w postaci aplikacji komplementarnych i mieszanych, w pełni wykorzystujących zalety filtrów aktywnych, takie jak: prosta i przejrzysta konstrukcja, łatwa konserwacja, niski koszt i dobrą wydajność kompensacji.Eliminuje wady związane z dużą objętością i zwiększonym kosztem filtra aktywnego i łączy je razem, aby całe oprogramowanie systemowe uzyskało doskonałą wydajność.
2.2 Zmniejsz impedancję pętli i odetnij metodę linii transmisyjnej
Podstawową przyczyną powstawania harmonicznych jest stosowanie obciążeń nieliniowych, dlatego podstawowym rozwiązaniem jest odseparowanie linii elektroenergetycznych obciążeń generujących harmoniczne od linii elektroenergetycznych odbiorów wrażliwych na harmoniczne.Zniekształcony prąd generowany przez nieliniowe obciążenie powoduje zniekształcony spadek napięcia na impedancji kabla, a zsyntetyzowany zniekształcony przebieg napięcia jest przykładany do innych obciążeń podłączonych do tej samej linii, w której płyną prądy o wyższych harmonicznych.Dlatego środki mające na celu zmniejszenie uszkodzeń spowodowanych prądem impulsowym można również utrzymać, zwiększając pole przekroju poprzecznego kabla i zmniejszając impedancję pętli.Obecnie w Chinach szeroko stosowane są takie metody, jak zwiększanie mocy transformatora, zwiększanie pola przekroju poprzecznego kabli, zwłaszcza zwiększanie pola przekroju poprzecznego kabli neutralnych oraz dobór elementów ochronnych, takich jak wyłączniki automatyczne i bezpieczniki.Jednak ta metoda nie może zasadniczo wyeliminować harmonicznych, ale zmniejsza charakterystykę i funkcje ochrony, zwiększa inwestycje i zwiększa ukryte zagrożenia w systemie zasilania.Podłącz obciążenia liniowe i obciążenia nieliniowe z tego samego źródła zasilania
Punkty wyjścia (PCC) zaczynają dostarczać zasilanie do obwodu indywidualnie, więc napięcie poza ramą z dyskretnych obciążeń nie może zostać przeniesione do obciążenia liniowego.Jest to idealne rozwiązanie obecnego problemu harmonicznych.
2.3 Zastosuj szmaragdowo zielony falownik bez zanieczyszczeń harmonicznych
Standardem jakości zielonego falownika jest to, że prądy wejściowe i wyjściowe są falami sinusoidalnymi, wejściowy współczynnik mocy można kontrolować, współczynnik mocy można ustawić na 1 pod dowolnym obciążeniem, a częstotliwość wyjściową częstotliwości zasilania można dowolnie kontrolować.Wbudowany dławik AC przetwornicy częstotliwości może dobrze tłumić harmoniczne i chronić mostek prostowniczy przed wpływem chwilowej stromej fali napięcia zasilania.Praktyka pokazuje, że prąd harmoniczny bez dławika jest oczywiście wyższy niż z dławikiem.W celu zmniejszenia zakłóceń spowodowanych zanieczyszczeniem harmonicznymi w obwodzie wyjściowym przetwornicy częstotliwości zainstalowany jest filtr przeciwzakłóceniowy.Gdy przetwornica częstotliwości na to pozwala, częstotliwość nośna przetwornicy częstotliwości jest zmniejszana.Ponadto w przetwornicach częstotliwości dużej mocy zwykle stosuje się prostowanie 12- lub 18-pulsowe, zmniejszając w ten sposób zawartość harmonicznych w zasilaniu poprzez eliminację niskich harmonicznych.Na przykład, 12 impulsów, najniższe harmoniczne to 11., 13., 23. i 25. harmoniczne.Podobnie w przypadku 18 pojedynczych impulsów kilka harmonicznych to 17. i 19. harmoniczna.
Technologię niskich harmonicznych stosowaną w softstartach można podsumować w następujący sposób:
(1) Mnożenie szeregowe modułu zasilacza inwertera wybiera 2 lub około 2 moduły zasilacza inwertera połączone szeregowo i eliminuje składowe harmoniczne zgodnie z akumulacją przebiegu.
(2) Obwód prostownika zwiększa się.Softstarty z modulacją szerokości impulsu wykorzystują prostowniki 121-pulsowe, 18-impulsowe lub 24-impulsowe w celu zmniejszenia prądów impulsowych.
(3) Ponowne wykorzystanie modułów mocy inwertera szeregowo, stosując 30 modułów mocy inwertera z pojedynczym impulsem i ponowne wykorzystanie obwodu mocy, można zmniejszyć prąd impulsu.
(4) Użyj nowej metody modulacji konwersji częstotliwości prądu stałego, takiej jak modulacja diamentu materiału wektora napięcia roboczego.Obecnie wielu producentów falowników przywiązuje dużą wagę do problemu harmonicznych i technicznie zapewnia zazielenianie falownika podczas projektowania i zasadniczo rozwiązuje problem harmonicznych.
3 Wniosek
Ogólnie rzecz biorąc, możemy jasno zrozumieć przyczynę harmonicznych.Jeśli chodzi o rzeczywiste działanie, ludzie mogą wybrać filtry pasywne i filtry aktywne, aby zmniejszyć impedancję charakterystyczną pętli, odciąć względną ścieżkę transmisji harmonicznych, opracować i zastosować zielone softstarty bez zanieczyszczeń harmonicznych i włączyć miękkie Harmoniczne generowane przez rozrusznika są sterowane w małym zakresie.
Czas postu: 13-04-2023