Frekvenční měniče jsou široce používány v průmyslu přenosových systémů s proměnnou rychlostí v průmyslové výrobě.Vzhledem k charakteristikám spínání výkonu obvodu usměrňovače invertoru je na jeho spínaném napájecím zdroji generována typická zátěž diskrétního systému.Frekvenční měnič obvykle pracuje současně s jinými zařízeními, jako jsou počítače a senzory na místě.Tato zařízení jsou většinou instalována poblíž a mohou se navzájem ovlivňovat.Výkonová elektronika reprezentovaná frekvenčním měničem je proto jedním z důležitých zdrojů harmonických ve veřejné elektrické síti a harmonické znečištění generované výkonovými elektronickými zařízeními se stalo hlavní překážkou rozvoje samotné výkonové elektroniky.
1.1 Co jsou harmonické
Základní příčinou harmonických je diskrétní zatížení systému.Když proud protéká zátěží, neexistuje žádný lineární vztah s aplikovaným napětím a protéká jiný proud než sinusový proud, který generuje vyšší harmonické.Harmonické frekvence jsou celočíselné násobky základní frekvence.Podle principu analýzy francouzského matematika Fouriera (M.Fourier) lze jakýkoli opakující se průběh rozložit na sinusové složky včetně základní frekvence a harmonických sérií násobků základní frekvence.Harmonické jsou sinusové průběhy a každý sinusový průběh má často jinou frekvenci, amplitudu a fázový úhel.Harmonické lze rozdělit na sudé a liché, třetí, páté a sedmé číslo jsou liché harmonické a druhé, čtrnácté, šesté a osmé číslo jsou sudé harmonické.Například, když je základní vlna 50 Hz, druhá harmonická je 10 Hz a třetí harmonická je 150 Hz.Obecně platí, že liché harmonické jsou škodlivější než sudé harmonické.Ve vyváženém třífázovém systému byly díky symetrii eliminovány sudé harmonické a existují pouze liché harmonické.Pro zátěž třífázového usměrňovače je harmonický proud 6n 1 harmonická, např. 5, 7, 11, 13, 17, 19 atd. Tlačítko softstartéru způsobuje 5. a 7. harmonickou.
1.2 Příslušné normy pro harmonickou regulaci
Řízení harmonických měničů by mělo věnovat pozornost následujícím normám: normy proti rušení: EN50082-1, -2, EN61800-3: normy záření: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Zejména IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) a IEEE519-1992.
Obecné normy proti rušení EN50081 a EN50082 a norma pro frekvenční měnič EN61800 (1ECl800-3) definují úrovně vyzařování a ochrany proti rušení zařízení pracujících v různých prostředích.Výše uvedené normy definují přijatelné úrovně záření za různých podmínek prostředí: úroveň L, žádný limit záření.Je vhodný pro uživatele, kteří používají softstartéry v nezasaženém přírodním prostředí a uživatele, kteří si omezení zdrojů záření řeší sami.Třída h je limit stanovený normou EN61800-3, první prostředí: limitní distribuce, druhé prostředí.Jako volitelná možnost pro vysokofrekvenční filtr vybavený vysokofrekvenčním filtrem může softstartér splnit komerční úroveň, která se obvykle používá v neprůmyslovém prostředí.
2 Harmonická kontrolní opatření
Harmonické problémy mohou být zvládnuty, radiační interference a interference napájecího systému mohou být potlačeny a mohou být přijata technická opatření, jako je stínění, izolace, uzemnění a filtrování.
(1) Použijte pasivní filtr nebo aktivní filtr;
(2) Zvedněte transformátor, snižte charakteristickou impedanci obvodu a odpojte napájecí vedení;
(3) Použijte zelený softstartér, žádné znečištění pulzním proudem.
2.1 Použití pasivních nebo aktivních filtrů
Pasivní filtry jsou vhodné pro změnu charakteristické impedance spínaných zdrojů na speciálních frekvencích a jsou vhodné pro systémy, které jsou stabilní a nemění se.Aktivní filtry jsou vhodné pro kompenzaci diskrétního zatížení systému.
Pasivní filtry jsou vhodné pro tradiční metody.Pasivní filtr se objevil jako první pro svou jednoduchou a přehlednou strukturu, nízkou investici do projektu, vysokou provozní spolehlivost a nízké provozní náklady.Zůstávají klíčovým prostředkem pro potlačení pulzních proudů.LC filtr je tradiční pasivní zařízení pro potlačení harmonických složek vysokého řádu.Je vhodnou kombinací filtračních kondenzátorů, tlumivek a rezistorů a je zapojen paralelně se zdrojem vyšších harmonických.Kromě funkce filtrování má také funkci neplatné kompenzace.Taková zařízení mají některé nepřekonatelné nevýhody.Klíč je velmi snadno přetížitelný a při přetížení se spálí, což způsobí překročení účiníku nad normu, kompenzaci a postih.Pasivní filtry jsou navíc mimo kontrolu, takže časem další zkřehnutí nebo změny zatížení sítě změní sériovou rezonanci a sníží efekt filtru.Ještě důležitější je, že pasivní filtr může filtrovat pouze jednu harmonickou složku vyššího řádu (pokud existuje filtr, může filtrovat pouze třetí harmonickou), takže pokud jsou filtrovány různé harmonické frekvence vyššího řádu, lze použít různé filtry ke zvýšení investice do vybavení.
V různých zemích světa existuje mnoho druhů aktivních filtrů, které mohou sledovat a kompenzovat pulzní proudy různých frekvencí a amplitud a kompenzační charakteristiky nebudou ovlivněny charakteristickou impedancí elektrické sítě.Základní teorie aktivních energetických filtrů se zrodila v 60. letech 20. století, následovalo zdokonalení technologie plně řízených integrovaných obvodů s velkým, středním a malým výstupním výkonem, zdokonalení řídicího systému pulsně šířkové modulace a harmonických založených na okamžitá rychlost teorie reaktivního zatížení.Jasný návrh současné metody monitorování okamžité rychlosti vedl k rychlému vývoji aktivních energetických filtrů.Jeho základním konceptem je monitorování harmonického proudu pocházejícího z kompenzačního cíle a kompenzační zařízení vytváří frekvenční pásmo kompenzačního proudu se stejnou velikostí a opačnou polaritou jako harmonický proud, aby se kompenzoval pulzní proud způsobený pulzním proudem. zdroj původního vedení a poté proveďte proud elektrické sítě Zahrnuty jsou pouze základní porce.Hlavní částí je generátor harmonických vln a automatický řídicí systém, to znamená, že pracuje prostřednictvím technologie digitálního zpracování obrazu, která řídí rychlou triodu izolační vrstvy.
V této fázi se z hlediska speciální regulace pulzního proudu objevily pasivní filtry a aktivní filtry ve formě doplňkových a smíšených aplikací, plně využívajících předností aktivních filtrů jako je jednoduchá a přehledná struktura, snadná údržba, nízká cena a dobrý kompenzační výkon.Zbavuje se vad velkého objemu a zvýšených nákladů na aktivní filtr a kombinuje obojí dohromady, aby celý systémový software získal vynikající výkon.
2.2 Snižte impedanci smyčky a přerušte přenosovou linku
Základní příčinou generování harmonických je použití nelineárních zátěží, proto je základním řešením oddělení silových vedení zátěží generujících harmonické složky od silových vedení zátěží citlivých na harmonické.Zkreslený proud generovaný nelineární zátěží vytváří zkreslený úbytek napětí na impedanci kabelu a syntetizovaný zkreslený průběh napětí je aplikován na další zátěže připojené ke stejnému vedení, kde protékají vyšší harmonické proudy.Proto lze opatření ke snížení poškození pulzním proudem zachovat také zvětšením plochy průřezu kabelu a snížením impedance smyčky.V současné době se v Číně široce používají metody, jako je zvýšení kapacity transformátoru, zvětšení průřezu kabelů, zejména zvětšení průřezu neutrálních kabelů a výběr ochranných komponent, jako jsou jističe a pojistky.Tato metoda však nemůže zásadně eliminovat harmonické, ale snižuje ochranné charakteristiky a funkce, zvyšuje investice a zvyšuje skrytá nebezpečí v napájecím systému.Připojte lineární zátěže a nelineární zátěže ze stejného napájecího zdroje
Výstupní body (PCC) začínají dodávat energii do obvodu jednotlivě, takže napětí mimo rámec z diskrétních zátěží nelze přenést na lineární zátěž.Toto je ideální řešení současného harmonického problému.
2.3 Použijte smaragdově zelený invertorový výkon bez harmonického znečištění
Standardem kvality zeleného invertoru je, že vstupní a výstupní proudy jsou sinusové, vstupní účiník je řiditelný, účiník lze nastavit na 1 při libovolné zátěži a výstupní frekvenci napájecí frekvence lze libovolně ovládat.Vestavěná střídavá tlumivka frekvenčního měniče dokáže dobře potlačit harmonické a ochránit usměrňovací můstek před vlivem okamžité strmé vlny napájecího napětí.Praxe ukazuje, že harmonický proud bez tlumivky je zjevně vyšší než s tlumivkou.Pro snížení rušení způsobeného harmonickým znečištěním je ve výstupním obvodu frekvenčního měniče instalován odrušovací filtr.Když to frekvenční měnič dovolí, nosná frekvence frekvenčního měniče se sníží.Kromě toho se ve vysokovýkonových frekvenčních měničích obvykle používá 12- nebo 18-pulzní usměrnění, čímž se snižuje obsah harmonických v napájecím zdroji eliminací nízkých harmonických.Například 12 pulsů, nejnižší harmonické jsou 11., 13., 23. a 25. harmonická.Podobně pro 18 jednotlivých pulzů je několik harmonických 17. a 19. harmonická.
Nízko harmonickou technologii používanou v softstartérech lze shrnout následovně:
(1) Sériové násobení modulu napájení měniče vybere 2 nebo přibližně 2 sériově zapojené moduly napájení měniče a eliminuje harmonické složky podle akumulace tvaru vlny.
(2) Zvyšuje se obvod usměrňovače.Softstartéry s pulsní šířkovou modulací používají 121-pulsní, 18-pulzní nebo 24-pulzní usměrňovače ke snížení pulzních proudů.
(3) Opětovné použití invertorových výkonových modulů v sérii, použitím 30 jednopulzních sériových invertorových výkonových modulů a opětovným použitím výkonového obvodu lze snížit pulzní proud.
(4) Použijte novou metodu modulace stejnosměrné frekvence, jako je diamantová modulace vektorového materiálu pracovního napětí.V současné době mnoho výrobců měničů přikládá velký význam problému harmonických a technicky zajišťuje ekologizaci měniče při návrhu a zásadně řeší problém harmonických.
3 Závěr
Obecně můžeme jasně pochopit příčinu harmonických.Pokud jde o skutečný provoz, lidé si mohou vybrat pasivní filtry a aktivní filtry, aby snížili charakteristickou impedanci smyčky, odřízli relativní cestu harmonického přenosu, vyvinuli a použili zelené softstartéry bez harmonického znečištění a změnili měkké harmonické. startér se ovládá v malém rozsahu.
Čas odeslání: 13. dubna 2023