Пераўтваральнікі частоты шырока выкарыстоўваюцца ў прамысловасці сістэм перадачы з рэгуляванай хуткасцю ў прамысловай вытворчасці.З-за характарыстык пераключэння магутнасці схемы выпрамніка інвертара тыповая дыскрэтная сістэмная нагрузка ствараецца на яго імпульсным крыніцы харчавання.Пераўтваральнік частаты звычайна працуе адначасова з іншымі прыладамі, такімі як кампутары і датчыкі на месцы.Гэтыя прылады ў асноўным устаноўлены побач і могуць уплываць адна на адну.Такім чынам, сілавое электроннае абсталяванне, прадстаўленае пераўтваральнікам частоты, з'яўляецца адной з важных крыніц гарманічных сігналаў у грамадскай электрасетцы, і гарманічнае забруджванне, якое ствараецца сілавым электронным абсталяваннем, стала галоўнай перашкодай для развіцця саміх сілавых электронных тэхналогій.
1.1 Што такое гармонікі
Асноўнай прычынай гармонікі з'яўляецца дыскрэтная загрузка сістэмы.Калі ток праходзіць праз нагрузку, няма лінейнай залежнасці ад прыкладзенага напружання, і цячэ іншы ток, акрамя сінусоіды, які стварае вышэйшыя гармонікі.Гарманічныя частоты з'яўляюцца цэлымі лікамі, кратнымі асноўнай частаце.Згодна з прынцыпам аналізу французскага матэматыка Фур'е (M.Fourier), любая паўтаральная форма хвалі можа быць раскладзена на кампаненты сінусоіднай хвалі, уключаючы асноўную частату і гармонікі серыі кратных асноўных частот.Гармонікі - гэта сінусоідныя формы хвалі, і кожная сінусоідная форма хвалі часта мае розную частату, амплітуду і фазавы вугал.Гармонікі можна падзяліць на цотныя і няцотныя, трэці, пяты і сёмы нумары - няцотныя гармонікі, а другі, чатырнаццаты, шосты і восьмы нумары - цотныя.Напрыклад, калі асноўная хваля роўная 50 Гц, другая гармоніка роўная 10 Гц, а трэцяя гармоніка роўная 150 Гц.Увогуле, няцотныя гармонікі больш шкодныя, чым цотныя.У збалансаванай трохфазнай сістэме з-за сіметрыі цотныя гармонікі былі ліквідаваны і існуюць толькі няцотныя гармонікі.Для нагрузкі трохфазнага выпрамніка гарманічны ток роўны гармоніку 6n 1, напрыклад, 5, 7, 11, 13, 17, 19 і г. д. Клавіша плавнага пуска выклікае 5-ю і 7-ю гармонікі.
1.2 Адпаведныя стандарты гарманічнага кантролю
Гарманічны кантроль інвертара павінен звярнуць увагу на наступныя стандарты: стандарты абароны ад перашкод: EN50082-1, -2, EN61800-3: стандарты выпраменьвання: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Асабліва IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) і IEEE519-1992.
Агульныя стандарты абароны ад перашкод EN50081 і EN50082 і стандарт пераўтваральніка частоты EN61800 (1ECl800-3) вызначаюць узровень выпраменьвання і абароны ад перашкод абсталявання, якое працуе ў розных асяроддзях.Вышэйзгаданыя стандарты вызначаюць дапушчальныя ўзроўні радыяцыі ў розных умовах навакольнага асяроддзя: узровень L, без ліміту радыяцыі.Ён падыходзіць для карыстальнікаў, якія выкарыстоўваюць прылады плыўнага пуска ў чыстым прыродным асяроддзі, і карыстальнікаў, якія вырашаюць абмежаванні крыніц радыяцыі самастойна.Клас h - гэта мяжа, вызначаная EN61800-3, першае асяроддзе: лімітавае размеркаванне, другое асяроддзе.У якасці опцыі для радыёчастотнага фільтра, абсталяваны радыёчастотным фільтрам, прылада плавнага пуска можа адпавядаць камерцыйнаму ўзроўню, які звычайна выкарыстоўваецца ў непрамысловых умовах.
2 Гарманічныя меры кантролю
Гарманічнымі праблемамі можна кіраваць, радыяцыйныя перашкоды і перашкоды сістэме электразабеспячэння могуць быць падаўлены, а таксама могуць быць прыняты тэхнічныя меры, такія як экранаванне, ізаляцыя, зазямленне і фільтраванне.
(1) Ужыць пасіўны або актыўны фільтр;
(2) Падніміце трансфарматар, паменшыце характарыстычны імпеданс ланцуга і адключыце лінію электраперадачы;
(3) Выкарыстоўвайце зялёны плыўны пускальнік, без забруджвання імпульсным токам.
2.1 Выкарыстанне пасіўных або актыўных фільтраў
Пасіўныя фільтры падыходзяць для змены характарыстыкі імпедансу імпульсных крыніц харчавання на спецыяльных частотах і падыходзяць для стабільных сістэм, якія не мяняюцца.Актыўныя фільтры падыходзяць для кампенсацыі дыскрэтных нагрузак сістэмы.
Для традыцыйных метадаў падыходзяць пасіўныя фільтры.Пасіўны фільтр з'явіўся першым з-за яго простай і зразумелай канструкцыі, нізкіх інвестыцый у праект, высокай надзейнасці працы і нізкай кошту эксплуатацыі.Яны застаюцца асноўным сродкам падаўлення імпульсных токаў.LC-фільтр - гэта традыцыйная пасіўная прылада для падаўлення гармонік высокага парадку.Гэта адпаведная камбінацыя фільтруючых кандэнсатараў, рэактараў і рэзістараў, якая падключаецца паралельна крыніцы гармонікі высокага парадку.У дадатак да функцыі фільтрацыі, ён таксама мае функцыю несапраўднай кампенсацыі.Такія прылады маюць некаторыя непераадольныя недахопы.Ключ вельмі лёгка перагрузіць, і пры перагрузцы ён згарыць, што прывядзе да перавышэння каэфіцыента магутнасці стандарту, кампенсацыі і пакарання.Акрамя таго, пасіўныя фільтры выйшлі з-пад кантролю, таму з цягам часу дадатковая далікатнасць або змены нагрузкі сеткі зменяць паслядоўны рэзананс і зменшаць эфект фільтра.Што яшчэ больш важна, пасіўны фільтр можа адфільтраваць толькі адзін гарманічны кампанент высокага парадку (калі ёсць фільтр, ён можа адфільтраваць толькі трэцюю гармоніку), так што калі фільтруюцца розныя частоты гарманік высокага парадку, для павелічэння можна выкарыстоўваць розныя фільтры інвестыцыі ў абсталяванне.
У розных краінах свету існуе мноства відаў актыўных фільтраў, якія могуць адсочваць і кампенсаваць імпульсныя токі рознай частаты і амплітуды, і характарыстыкі кампенсацыі не будуць залежаць ад характэрнага супраціўлення электрасеткі.Асноўная тэорыя актыўных энергетычных фільтраў нарадзілася ў 1960-х гадах, пасля чаго было ўдасканалена тэхналогія інтэгральных схем поўнага кіравання вялікай, сярэдняй і малой выходнай магутнасцю, удасканалена сістэма кіравання шыротна-імпульснай мадуляцыяй і гармонікі на аснове Тэорыя імгненнай хуткасці рэактыўнай нагрузкі.Выразная прапанова сучаснага метаду кантролю імгненнай хуткасці прывяла да хуткага развіцця актыўных энергетычных фільтраў.Яго асноўная канцэпцыя заключаецца ў маніторынгу гарманічнага току, які паходзіць ад мэты кампенсацыі, а абсталяванне для кампенсацыі стварае дыяпазон частот кампенсацыйнага току з такім жа памерам і процілеглай палярнасцю, што і гарманічны ток, каб кампенсаваць імпульсны ток, выкліканы імпульсным токам. крыніца арыгінальнай лініі, а затым зрабіць ток электрасеткі Уключаны толькі асноўныя порцыі.Асноўная частка - гэта генератар гарманічных хваль і сістэма аўтаматычнага кіравання, гэта значыць яна працуе праз тэхналогію лічбавай апрацоўкі малюнкаў, якая кіруе трыёдам хуткага ізаляцыйнага пласта.
На гэтым этапе, у аспекце спецыяльнага кантролю імпульснага току, пасіўныя фільтры і актыўныя фільтры з'явіліся ў выглядзе дадатковых і змешаных прыкладанняў, у поўнай меры выкарыстоўваючы перавагі актыўных фільтраў, такія як простая і зразумелая структура, лёгкае абслугоўванне, нізкі кошт , і добрая прадукцыйнасць кампенсацыі.Ён пазбаўляе ад недахопаў, звязаных з вялікім аб'ёмам і павышаным коштам актыўнага фільтра, і аб'ядноўвае гэтыя два разам, каб усё сістэмнае праграмнае забеспячэнне атрымала выдатную прадукцыйнасць.
2.2 Паменшыце імпеданс ланцуга і адключыце метад лініі перадачы
Асноўная прычына генерацыі гармонік звязана з выкарыстаннем нелінейных нагрузак, таму асноўным рашэннем з'яўляецца аддзяленне ліній электраперадачы нагрузак, якія генеруюць гармонікі, ад ліній электраперадач нагрузак, адчувальных да гаранік.Скажоны ток, які ствараецца нелінейнай нагрузкай, стварае скажонае падзенне напружання на імпедансе кабеля, і сінтэзаваная скажоная форма сігналу напружання ўжываецца да іншых нагрузак, падлучаных да той жа лініі, дзе цякуць больш высокія гарманічныя токі.Такім чынам, меры па зніжэнні пашкоджанняў імпульсным токам таксама можна падтрымліваць шляхам павелічэння плошчы папярочнага перасеку кабеля і памяншэння імпедансу контуру.У цяперашні час у Кітаі шырока выкарыстоўваюцца такія метады, як павелічэнне магутнасці трансфарматара, павелічэнне плошчы папярочнага перасеку кабеляў, асабліва павелічэнне плошчы папярочнага перасеку нейтральных кабеляў, а таксама выбар ахоўных кампанентаў, такіх як выключальнікі і засцерагальнікі.Аднак гэты метад не можа прынцыпова ліквідаваць гармонікі, але зніжае характарыстыкі і функцыі абароны, павялічвае інвестыцыі і павялічвае схаваныя небяспекі ў сістэме электразабеспячэння.Падключыце лінейныя і нелінейныя нагрузкі ад аднаго крыніцы харчавання
Кропкі выхаду (PCC) пачынаюць падаваць энергію ў ланцуг паасобку, таму пазакадравае напружанне ад дыскрэтных нагрузак не можа быць перададзена лінейнай нагрузцы.Гэта ідэальнае рашэнне актуальнай гарманічнай праблемы.
2.3 Прымяненне смарагдава-зялёнага інвертара без гарманічнага забруджвання
Стандарт якасці зялёнага інвертара заключаецца ў тым, што ўваходны і выхадны токі з'яўляюцца сінусоіднымі, уваходны каэфіцыент магутнасці можна кантраляваць, каэфіцыент магутнасці можа быць усталяваны на 1 пры любой нагрузцы, а выхадную частату магутнасці можна рэгуляваць адвольна.Убудаваны рэактар пераменнага току пераўтваральніка частоты можа добра падаўляць гармонікі і абараняць выпрамніковы мост ад уздзеяння імгненнай крутой хвалі напружання сілкавання.Практыка паказвае, што гарманічны ток без рэактара відавочна вышэй, чым з рэактарам.Каб паменшыць перашкоды, выкліканыя гаранічным забруджваннем, у выхадны ланцуг пераўтваральніка частоты ўсталяваны шумавы фільтр.Калі пераўтваральнік частаты дазваляе, апорная частата пераўтваральніка частаты зніжаецца.Акрамя таго, у пераўтваральніках частаты вялікай магутнасці звычайна выкарыстоўваецца 12-імпульснае або 18-імпульснае выпрамленне, дзякуючы чаму зніжаецца ўтрыманне гаранік у крыніцы харчавання за кошт ліквідацыі нізкіх гармонік.Напрыклад, 12 імпульсаў, самыя нізкія гармонікі - гэта 11-я, 13-я, 23-я і 25-я гармонікі.Аналагічным чынам, для 18 асобных імпульсаў некалькі гармонік - гэта 17-я і 19-я гармонікі.
Тэхналогію нізкіх гармонік, якая выкарыстоўваецца ў прыладах плавнага пуска, можна абагульніць наступным чынам:
(1) Паслядоўнае памнажэнне інвертарнага модуля сілкавання выбірае 2 ці каля 2 паслядоўна злучаных інвертарных модуляў сілкавання і ліквідуе гарманічныя кампаненты ў адпаведнасці з назапашваннем формы сігналу.
(2) Схема выпрамніка павялічваецца.У прыладах плыўнага пуска з шыротна-імпульснай мадуляцыяй выкарыстоўваюцца 121-імпульсныя, 18-імпульсныя або 24-імпульсныя выпрамнікі для памяншэння імпульсных токаў.
(3) Паўторнае выкарыстанне інвертарных сілавых модуляў паслядоўна, з дапамогай 30 аднаімпульсных серыйных інвертарных сілавых модуляў і паўторнага выкарыстання ланцуга харчавання, імпульсны ток можна паменшыць.
(4) Выкарыстоўвайце новы метад мадуляцыі пераўтварэння частоты пастаяннага току, напрыклад алмазную мадуляцыю матэрыялу вектара працоўнага напружання.У цяперашні час многія вытворцы інвертараў надаюць вялікае значэнне гарманічнай праблеме і тэхнічна забяспечваюць экалагічнасць інвертара падчас праектавання і фундаментальна вырашаюць гарманічную праблему.
3 Заключэнне
Увогуле, мы можам дакладна зразумець прычыну гармонікі.З пункту гледжання фактычнай працы, людзі могуць выбіраць пасіўныя фільтры і актыўныя фільтры, каб паменшыць характарыстычны імпеданс ланцуга, адрэзаць адносны шлях перадачы гарманічных сігналаў, распрацаваць і прымяніць экалагічна чыстыя прылады плыўнага пуска без гарманічных забруджванняў і ўключыць мяккія гармонікі, якія ствараюцца стартар кіруецца ў невялікім дыяпазоне.
Час публікацыі: 13 красавіка 2023 г