Frekvenčné meniče sú široko používané v priemysle prevodových systémov s premenlivou rýchlosťou v priemyselnej výrobe.Kvôli charakteristikám spínania výkonu obvodu invertorového usmerňovača sa na jeho spínanom napájacom zdroji generuje typické samostatné zaťaženie systému.Frekvenčný menič zvyčajne pracuje súčasne s inými zariadeniami, ako sú počítače a snímače na mieste.Tieto zariadenia sú väčšinou inštalované v blízkosti a môžu sa navzájom ovplyvňovať.Výkonové elektronické zariadenia reprezentované frekvenčným meničom sú preto jedným z dôležitých harmonických zdrojov vo verejnej elektrickej sieti a harmonické znečistenie generované výkonovými elektronickými zariadeniami sa stalo hlavnou prekážkou rozvoja samotnej výkonovej elektroniky.
1.1 Čo sú harmonické
Hlavnou príčinou harmonických je diskrétne zaťaženie systému.Keď prúd preteká záťažou, neexistuje lineárny vzťah s aplikovaným napätím a prúdi iný prúd ako sínusová vlna, ktorý generuje vyššie harmonické.Harmonické frekvencie sú celé násobky základnej frekvencie.Podľa princípu analýzy francúzskeho matematika Fouriera (M.Fourier) je možné každý opakujúci sa tvar vlny rozložiť na sínusové zložky vrátane základnej frekvencie a harmonických sérií násobkov základnej frekvencie.Harmonické sú sínusové priebehy a každý sínusový priebeh má často inú frekvenciu, amplitúdu a fázový uhol.Harmonické možno rozdeliť na párne a nepárne, tretie, piate a siedme číslo sú nepárne harmonické a druhé, štrnáste, šieste a ôsme číslo sú párne harmonické.Napríklad, keď je základná vlna 50 Hz, druhá harmonická je 10 Hz a tretia harmonická je 150 Hz.Vo všeobecnosti sú nepárne harmonické viac škodlivé ako párne harmonické.Vo vyváženom trojfázovom systéme boli vďaka symetrii párne harmonické eliminované a existujú len nepárne harmonické.Pre záťaž trojfázového usmerňovača je harmonický prúd 6n 1 harmonický, ako napríklad 5, 7, 11, 13, 17, 19 atď. Tlačidlo softštartéra spôsobuje 5. a 7. harmonickú.
1.2 Príslušné normy pre harmonickú reguláciu
Harmonické riadenie meniča by malo venovať pozornosť nasledujúcim normám: normy proti rušeniu: EN50082-1, -2, EN61800-3: normy žiarenia: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Najmä IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) a IEEE519-1992.
Všeobecné normy proti rušeniu EN50081 a EN50082 a norma frekvenčného meniča EN61800 (1ECl800-3) definujú úrovne žiarenia a rušenia zariadení pracujúcich v rôznych prostrediach.Vyššie uvedené normy definujú prijateľné úrovne žiarenia pri rôznych podmienkach prostredia: úroveň L, žiadny limit žiarenia.Je vhodný pre užívateľov, ktorí používajú softštartéry v neovplyvnenom prírodnom prostredí a užívateľov, ktorí si obmedzenia zdrojov žiarenia riešia svojpomocne.Trieda h je limit špecifikovaný normou EN61800-3, prvé prostredie: distribúcia limitov, druhé prostredie.Ako možnosť pre vysokofrekvenčný filter vybavený vysokofrekvenčným filtrom môže softštartér spĺňať komerčnú úroveň, ktorá sa zvyčajne používa v nepriemyselnom prostredí.
2 Harmonické kontrolné opatrenia
Harmonické problémy môžu byť riadené, radiačné rušenie a rušenie systému napájania môžu byť potlačené a môžu byť prijaté technické opatrenia ako tienenie, izolácia, uzemnenie a filtrovanie.
(1) Použite pasívny filter alebo aktívny filter;
(2) Zdvihnite transformátor, znížte charakteristickú impedanciu obvodu a odpojte elektrické vedenie;
(3) Použite zelený softštartér, žiadne znečistenie pulzným prúdom.
2.1 Používanie pasívnych alebo aktívnych filtrov
Pasívne filtre sú vhodné na zmenu charakteristickej impedancie spínaných zdrojov na špeciálnych frekvenciách a sú vhodné pre systémy, ktoré sú stabilné a nemenia sa.Aktívne filtre sú vhodné na kompenzáciu záťaže diskrétneho systému.
Pasívne filtre sú vhodné pre tradičné metódy.Pasívny filter sa objavil ako prvý pre svoju jednoduchú a prehľadnú štruktúru, nízku investíciu do projektu, vysokú prevádzkovú spoľahlivosť a nízke prevádzkové náklady.Zostávajú kľúčovými prostriedkami na potlačenie impulzných prúdov.LC filter je tradičné pasívne zariadenie na potlačenie harmonických frekvencií vysokého rádu.Je vhodnou kombináciou filtračných kondenzátorov, reaktorov a rezistorov a je zapojený paralelne so zdrojom vyšších harmonických.Okrem funkcie filtrovania má aj funkciu neplatnej kompenzácie.Takéto zariadenia majú niektoré neprekonateľné nevýhody.Kľúč sa veľmi ľahko preťaží a pri preťažení sa spáli, čo spôsobí prekročenie účinníka, kompenzáciu a trest.Pasívne filtre sú navyše mimo kontroly, takže časom dodatočné skrehnutie alebo zmeny zaťaženia siete zmenia sériovú rezonanciu a znížia efekt filtra.Ešte dôležitejšie je, že pasívny filter dokáže filtrovať iba jednu harmonickú zložku vyššieho rádu (ak je tam filter, môže filtrovať iba tretiu harmonickú), takže ak sa filtrujú rôzne harmonické frekvencie vyššieho rádu, môžu sa použiť rôzne filtre na zvýšenie investície do vybavenia.
V rôznych krajinách sveta existuje mnoho druhov aktívnych filtrov, ktoré dokážu sledovať a kompenzovať pulzné prúdy rôznych frekvencií a amplitúd a kompenzačné charakteristiky nebudú ovplyvnené charakteristickou impedanciou elektrickej siete.Základná teória aktívnych energetických filtrov sa zrodila v 60-tych rokoch 20. storočia, po ktorej nasledovalo zdokonalenie technológie integrovaných obvodov s úplným riadením veľkého, stredného a malého výkonu, zdokonalenie riadiaceho systému modulácie šírky impulzov a harmonických založených na teória reaktívneho zaťaženia okamžitej rýchlosti.Jasný návrh súčasného spôsobu monitorovania okamžitej rýchlosti viedol k rýchlemu vývoju aktívnych energetických filtrov.Jeho základnou koncepciou je monitorovať harmonický prúd pochádzajúci z kompenzačného cieľa a kompenzačné zariadenie vytvára frekvenčné pásmo kompenzačného prúdu s rovnakou veľkosťou a opačnou polaritou ako harmonický prúd, aby sa kompenzoval pulzný prúd spôsobený pulzným prúdom. zdroj pôvodného vedenia, a potom urobiť prúd elektrickej siete Zahrnuté sú iba základné porcie.Hlavnou časťou je generátor harmonických vĺn a automatický riadiaci systém, to znamená, že pracuje prostredníctvom technológie digitálneho spracovania obrazu, ktorá riadi rýchlu triódu izolačnej vrstvy.
V tejto fáze sa z hľadiska špeciálnej regulácie impulzného prúdu objavili pasívne filtre a aktívne filtre vo forme doplnkových a zmiešaných aplikácií, plne využívajúce výhody aktívnych filtrov ako je jednoduchá a prehľadná štruktúra, ľahká údržba, nízka cena. a dobrý kompenzačný výkon.Zbavuje sa nedostatkov veľkého objemu a zvýšených nákladov na aktívny filter a kombinuje tieto dve dohromady, aby celý systémový softvér získal vynikajúci výkon.
2.2 Znížte impedanciu slučky a prerušte spôsob prenosovej linky
Základná príčina generovania harmonických je spôsobená použitím nelineárnych záťaží, preto je základným riešením oddelenie silových vedení harmonických záťaží od silových vedení záťaží citlivých na harmonické.Skreslený prúd generovaný nelineárnou záťažou vytvára skreslený pokles napätia na impedancii kábla a syntetizovaný skreslený priebeh napätia sa aplikuje na iné záťaže pripojené k rovnakému vedeniu, kde prúdia vyššie harmonické prúdy.Opatrenia na zníženie poškodenia pulzným prúdom je preto možné zachovať aj zväčšením plochy prierezu kábla a znížením impedancie slučky.V súčasnosti sa v Číne široko používajú metódy ako zvýšenie kapacity transformátora, zvýšenie prierezu káblov, najmä zvýšenie prierezu neutrálnych káblov a výber ochranných komponentov, ako sú ističe a poistky.Táto metóda však nemôže zásadne eliminovať harmonické, ale znižuje ochranné charakteristiky a funkcie, zvyšuje investície a zvyšuje skryté nebezpečenstvá v systéme napájania.Pripojte lineárne záťaže a nelineárne záťaže z rovnakého napájacieho zdroja
Výstupné body (PCC) začnú dodávať energiu do obvodu individuálne, takže napätie mimo rámca z diskrétnych záťaží sa nemôže preniesť na lineárnu záťaž.Toto je ideálne riešenie súčasného harmonického problému.
2.3 Použite smaragdovo zelený invertorový výkon bez harmonického znečistenia
Štandard kvality zeleného meniča je, že vstupné a výstupné prúdy sú sínusové, vstupný účinník je ovládateľný, účinník je možné nastaviť na 1 pri akomkoľvek zaťažení a výstupnú frekvenciu výkonovej frekvencie je možné ľubovoľne ovládať.Zabudovaná AC tlmivka frekvenčného meniča dokáže dobre potlačiť harmonické a chrániť usmerňovací mostík pred vplyvom okamžitej strmej vlny napájacieho napätia.Prax ukazuje, že harmonický prúd bez reaktora je zjavne vyšší ako s reaktorom.Na zníženie rušenia spôsobeného harmonickým znečistením je vo výstupnom obvode frekvenčného meniča inštalovaný odrušovací filter.Keď to frekvenčný menič umožňuje, nosná frekvencia frekvenčného meniča sa zníži.Okrem toho sa vo vysokovýkonných frekvenčných meničoch zvyčajne používa 12- alebo 18-impulzné usmernenie, čím sa znižuje obsah harmonických v napájacom zdroji odstránením nízkych harmonických.Napríklad 12 impulzov, najnižšie harmonické sú 11., 13., 23. a 25. harmonická.Podobne pre 18 jednotlivých impulzov je tých niekoľko harmonických 17. a 19. harmonická.
Nízko harmonickú technológiu používanú v softštartéroch možno zhrnúť takto:
(1) Sériové násobenie invertorového napájacieho modulu vyberie 2 alebo približne 2 sériovo zapojené invertorové napájacie moduly a eliminuje harmonické zložky podľa akumulácie priebehu.
(2) Obvod usmerňovača sa zvyšuje.Softštartéry s moduláciou šírky impulzu používajú 121-pulzné, 18-pulzné alebo 24-pulzné usmerňovače na zníženie impulzných prúdov.
(3) Opätovné použitie invertorových výkonových modulov v sérii použitím 30 jednopulzných sériových invertorových výkonových modulov a opätovným použitím napájacieho obvodu možno znížiť pulzný prúd.
(4) Použite novú modulačnú metódu frekvenčnej konverzie jednosmerného prúdu, ako je diamantová modulácia vektorového materiálu pracovného napätia.V súčasnosti mnohí výrobcovia meničov pripisujú veľký význam harmonickému problému a technicky zabezpečujú ekologizáciu meniča pri návrhu a zásadne riešia harmonický problém.
3 Záver
Vo všeobecnosti môžeme jasne pochopiť príčinu harmonických.Pokiaľ ide o skutočnú prevádzku, ľudia si môžu vybrať pasívne filtre a aktívne filtre na zníženie charakteristickej impedancie slučky, odrezanie relatívnej cesty harmonického prenosu, vývoj a aplikáciu zelených softštartérov bez harmonického znečistenia a zapnutie mäkkých harmonických generovaných štartér sa ovláda v malom rozsahu.
Čas odoslania: 13. apríla 2023