Frekans dönüştürücüler, endüstriyel üretimde değişken hızlı iletim sistemi endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.İnvertör doğrultucu devresinin güç anahtarlama özellikleri nedeniyle, anahtarlamalı güç kaynağı üzerinde tipik bir ayrık sistem yükü oluşturulur.Frekans dönüştürücü genellikle sahadaki bilgisayarlar ve sensörler gibi diğer cihazlarla aynı anda çalışır.Bu cihazlar çoğunlukla yakına kurulur ve birbirlerini etkileyebilir.Bu nedenle, frekans dönüştürücü tarafından temsil edilen güç elektroniği ekipmanı, kamu elektrik şebekesindeki önemli harmonik kaynaklarından biridir ve güç elektroniği ekipmanının ürettiği harmonik kirlilik, güç elektroniği teknolojisinin gelişmesinin önündeki ana engel haline gelmiştir.
1.1 Harmonikler nelerdir
Harmoniklerin temel nedeni ayrık sistem yüklemesidir.Yük üzerinden bir akım aktığında, uygulanan voltajla doğrusal bir ilişki yoktur ve sinüs dalgası dışında bir akım akarak daha yüksek harmonikler üretir.Harmonik frekanslar temel frekansın tamsayı katlarıdır.Fransız matematikçi Fourier'in (M.Fourier) analiz prensibine göre, tekrarlanan herhangi bir dalga formu, temel frekans ve bir dizi temel frekans katlarının harmonikleri dahil olmak üzere sinüs dalgası bileşenlerine ayrıştırılabilir.Harmonikler sinüzoidal dalga formlarıdır ve her sinüzoidal dalga formu genellikle farklı bir frekansa, genliğe ve faz açısına sahiptir.Harmonikler çift ve tek harmoniklere ayrılabilir; üçüncü, beşinci ve yedinci sayılar tek harmoniklerdir ve ikinci, on dördüncü, altıncı ve sekizinci sayılar çift harmoniklerdir.Örneğin temel dalga 50Hz olduğunda ikinci harmonik 10Hz, üçüncü harmonik ise 150Hz olur.Genel olarak tek harmonikler çift harmoniklerden daha zararlıdır.Dengeli bir üç fazlı sistemde simetri nedeniyle çift harmonikler ortadan kaldırılmış, yalnızca tek harmonikler mevcuttur.Üç fazlı doğrultucu yükü için harmonik akımı 6n 1 harmoniktir, örneğin 5, 7, 11, 13, 17, 19 vb. Kontrollü başlatıcı anahtarı 5. ve 7. harmoniklere neden olur.
1.2 Harmonik kontrol için ilgili standartlar
İnvertör harmonik kontrolünde aşağıdaki standartlara dikkat edilmelidir: parazit önleme standartları: EN50082-1, -2, EN61800-3: radyasyon standartları: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Özellikle IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) ve IEEE519-1992.
Genel parazit önleme standartları EN50081 ve EN50082 ve frekans dönüştürücü standardı EN61800 (1ECl800-3), farklı ortamlarda çalışan ekipmanların radyasyon ve parazit önleme seviyelerini tanımlar.Yukarıda belirtilen standartlar, farklı çevresel koşullar altında kabul edilebilir radyasyon seviyelerini tanımlar: L seviyesi, radyasyon sınırı yoktur.Etkilenmeyen doğal ortamlarda yumuşak yolverici kullanan kullanıcılar ve radyasyon kaynağı kısıtlamalarını kendi başına çözen kullanıcılar için uygundur.Sınıf h, EN61800-3'te belirtilen sınırdır, birinci ortam: sınır dağılımı, ikinci ortam.Radyo frekansı filtresi için bir seçenek olarak, radyo frekansı filtresiyle donatılan yumuşak yol verici, genellikle endüstriyel olmayan ortamlarda kullanılan ticari seviyeyi karşılayabilir.
2 Harmonik kontrol önlemleri
Harmonik sorunlar yönetilebilir, radyasyon girişimi ve güç kaynağı sistemi girişimi bastırılabilir ve ekranlama, izolasyon, topraklama ve filtreleme gibi teknik önlemler benimsenebilir.
(1) Pasif filtre veya aktif filtre uygulayın;
(2) Transformatörü kaldırın, devrenin karakteristik empedansını azaltın ve güç hattını ayırın;
(3) Yeşil yumuşak yol verici kullanın, darbe akımı kirliliği yok.
2.1 Pasif veya aktif filtrelerin kullanılması
Pasif filtreler, özel frekanslarda anahtarlamalı güç kaynaklarının karakteristik empedansını değiştirmek için uygun olup, kararlı ve değişmeyen sistemler için uygundur.Aktif filtreler ayrık sistem yüklerini dengelemek için uygundur.
Pasif filtreler geleneksel yöntemlere uygundur.Basit ve net yapısı, düşük proje yatırımı, yüksek işletme güvenilirliği ve düşük işletme maliyeti nedeniyle pasif filtre ilk olarak ortaya çıktı.Darbeli akımları bastırmanın temel yolu olmaya devam ediyorlar.LC filtresi geleneksel bir pasif yüksek dereceli harmonik bastırma cihazıdır.Filtre kapasitörlerinin, reaktörlerin ve dirençlerin uygun bir kombinasyonudur ve yüksek dereceli harmonik kaynağa paralel olarak bağlanır.Filtreleme işlevine ek olarak geçersiz bir telafi işlevi de vardır.Bu tür cihazların aşılmaz bazı dezavantajları vardır.Anahtarın aşırı yüklenmesi çok kolaydır ve aşırı yüklendiğinde yanacaktır, bu da güç faktörünün standardı, tazminatı ve cezayı aşmasına neden olacaktır.Ek olarak, pasif filtreler kontrolden çıkmıştır, bu nedenle zamanla ek kırılganlık veya ağ yükü değişiklikleri seri rezonansı değiştirecek ve filtre etkisini azaltacaktır.Daha da önemlisi, pasif filtre yalnızca bir yüksek dereceli harmonik bileşeni filtreleyebilir (bir filtre varsa, yalnızca üçüncü harmoniği filtreleyebilir), böylece farklı yüksek dereceli harmonik frekanslar filtrelenirse, artırmak için farklı filtreler kullanılabilir. ekipman yatırımı.
Dünyanın çeşitli ülkelerinde, farklı frekans ve genliklerdeki darbe akımlarını izleyip telafi edebilen birçok türde aktif filtre bulunmaktadır ve dengeleme özellikleri, elektrik şebekesinin karakteristik empedansından etkilenmeyecektir.Aktif güç mühendisliği filtrelerinin temel teorisi 1960'larda doğdu, bunu büyük, orta ve küçük çıkış gücünde tam kontrol entegre devre teknolojisinin geliştirilmesi, darbe genişliği modülasyonu kontrol sisteminin geliştirilmesi ve harmoniklerin anlık hız reaktif yük teorisi.Mevcut anlık hız izleme yönteminin net teklifi, aktif güç mühendisliği filtrelerinin hızlı bir şekilde geliştirilmesine yol açmıştır.Temel konsepti, kompanzasyon hedefinden kaynaklanan harmonik akımı izlemektir ve kompanzasyon ekipmanı, darbe akımının neden olduğu darbe akımını dengelemek için harmonik akımla aynı boyutta ve zıt polaritede bir frekans bandı kompanzasyon akımı oluşturur. Orijinal hattın kaynağını ve ardından güç şebekesinin akımını yapın. Yalnızca temel porsiyonlar dahildir.Ana kısım harmonik dalga üreteci ve otomatik kontrol sistemidir, yani hızlı yalıtım katmanı triyotunu kontrol eden dijital görüntü işleme teknolojisi ile çalışır.
Bu aşamada özel darbe akım kontrolü açısından pasif filtreler ve aktif filtreler tamamlayıcı ve karma uygulamalar şeklinde ortaya çıkmış, aktif filtrelerin basit ve anlaşılır yapısı, kolay bakımı, düşük maliyeti gibi avantajlarından tam anlamıyla yararlanılmıştır. ve iyi tazminat performansı.Aktif filtrenin büyük hacim ve artan maliyet kusurlarını ortadan kaldırır ve ikisini bir araya getirerek tüm sistem yazılımının mükemmel performans elde etmesini sağlar.
2.2 Döngünün empedansını azaltın ve iletim hattı yöntemini kesin
Harmonik üretiminin temel nedeni doğrusal olmayan yüklerin kullanılmasından kaynaklanmaktadır, bu nedenle temel çözüm harmonik üreten yüklerin güç hatlarını harmonik duyarlı yüklerin güç hatlarından ayırmaktır.Doğrusal olmayan yük tarafından üretilen bozuk akım, kablonun empedansı üzerinde bozuk bir voltaj düşüşü üretir ve sentezlenen bozuk voltaj dalga biçimi, daha yüksek harmonik akımların aktığı aynı hatta bağlı diğer yüklere uygulanır.Bu nedenle darbe akımı hasarını azaltacak önlemler, kablonun kesit alanını artırarak ve döngü empedansını azaltarak da sürdürülebilir.Şu anda Çin'de trafo kapasitesinin arttırılması, kabloların kesit alanının arttırılması, özellikle nötr kabloların kesit alanının arttırılması, devre kesici, sigorta gibi koruyucu elemanların seçilmesi gibi yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır.Ancak bu yöntem temelde harmonikleri ortadan kaldıramaz ancak koruma özelliklerini ve işlevlerini azaltır, yatırımı artırır ve güç kaynağı sistemindeki gizli tehlikeleri artırır.Aynı güç kaynağından doğrusal yükleri ve doğrusal olmayan yükleri bağlayın
Çıkış noktaları (PCC'ler) devreye ayrı ayrı güç sağlamaya başlar, böylece ayrı yüklerden gelen çerçeve dışı voltaj doğrusal yüke aktarılamaz.Bu mevcut harmonik problemine ideal bir çözümdür.
2.3 Zümrüt yeşili invertör gücünü harmonik kirlilik olmadan uygulayın
Yeşil invertörün kalite standardı, giriş ve çıkış akımlarının sinüs dalgası olması, giriş güç faktörünün kontrol edilebilir olması, güç faktörünün herhangi bir yük altında 1'e ayarlanabilmesi ve güç frekansının çıkış frekansının keyfi olarak kontrol edilebilmesidir.Frekans dönüştürücünün yerleşik AC reaktörü, harmonikleri iyi bir şekilde bastırabilir ve doğrultucu köprüsünü, güç kaynağı voltajının anlık dik dalgasının etkisinden koruyabilir.Uygulama, reaktörsüz harmonik akımın, reaktörlü harmonik akımından açıkça daha yüksek olduğunu göstermektedir.Harmonik kirliliğin neden olduğu paraziti azaltmak için frekans dönüştürücünün çıkış devresine bir gürültü filtresi takılmıştır.Frekans dönüştürücü izin verdiğinde frekans dönüştürücünün taşıyıcı frekansı azaltılır.Ayrıca yüksek güçlü frekans dönüştürücülerde genellikle 12 darbeli veya 18 darbeli doğrultma kullanılır, böylece düşük harmonikler ortadan kaldırılarak güç kaynağındaki harmonik içeriği azaltılır.Örneğin 12 darbede en düşük harmonikler 11., 13., 23. ve 25. harmoniklerdir.Benzer şekilde, 18 tekli darbe için birkaç harmonik 17. ve 19. harmoniklerdir.
Yumuşak yolvericilerde kullanılan düşük harmonik teknolojisi şu şekilde özetlenebilir:
(1) İnvertör güç kaynağı modülünün seri çarpımı, 2 veya yaklaşık 2 seri bağlı invertör güç kaynağı modülünü seçer ve dalga biçimi birikimine göre harmonik bileşenleri ortadan kaldırır.
(2) Doğrultucu devresi artar.Darbe genişliği modülasyonlu yumuşak yol vericiler, darbe akımlarını azaltmak için 121 darbeli, 18 darbeli veya 24 darbeli doğrultucular kullanır.
(3) İnverter güç modüllerinin seri olarak yeniden kullanılması, 30 adet tek darbeli seri invertör güç modülü kullanılarak ve güç devresinin yeniden kullanılmasıyla darbe akımı azaltılabilir.
(4) Çalışma voltajı vektör malzemesinin elmas modülasyonu gibi yeni bir DC frekans dönüştürme modülasyonu yöntemi kullanın.Günümüzde birçok invertör üreticisi harmonik problemine büyük önem vermekte ve teknik olarak invertörün tasarım aşamasında yeşillenmesini sağlamakta ve harmonik problemini temelden çözmektedir.
3 Sonuç
Genel olarak harmoniklerin nedenini net bir şekilde anlayabiliriz.Gerçek çalışma açısından, insanlar döngünün karakteristik empedansını azaltmak, harmonik iletimin göreceli yolunu kesmek, harmonik kirlilik olmadan yeşil yumuşak yol vericiler geliştirip uygulamak ve yumuşak yol vericileri dönüştürmek için pasif filtreleri ve aktif filtreleri seçebilirler. marş motoru küçük bir aralıkta kontrol edilir.
Gönderim zamanı: Nis-13-2023