Frekvensomformere er meget udbredt i transmissionssystemindustrien med variabel hastighed i industriel produktion.På grund af inverterens ensretterkredsløbs effektomskiftningsegenskaber genereres en typisk diskret systembelastning på dens skiftende strømforsyning.Frekvensomformeren fungerer normalt samtidigt med andre enheder såsom computere og sensorer på stedet.Disse enheder er for det meste installeret i nærheden og kan påvirke hinanden.Derfor er det kraftelektroniske udstyr repræsenteret af frekvensomformer en af de vigtige harmoniske kilder i det offentlige elnet, og den harmoniske forurening genereret af kraftelektronisk udstyr er blevet den største hindring for udviklingen af selve kraftelektronisk teknologi.
1.1 Hvad er harmoniske
Grundårsagen til harmoniske er diskret systembelastning.Når en strøm løber gennem belastningen, er der ingen lineær sammenhæng med den påførte spænding, og en anden strøm end en sinusbølge flyder, hvilket genererer højere harmoniske.Harmoniske frekvenser er heltals multipla af grundfrekvensen.Ifølge analyseprincippet fra den franske matematiker Fourier (M.Fourier) kan enhver gentagne bølgeform dekomponeres i sinusbølgekomponenter, herunder grundfrekvens og harmoniske af en række fundamentale frekvensmultipler.Overtoner er sinusformede bølgeformer, og hver sinusformede bølgeform har ofte en forskellig frekvens, amplitude og fasevinkel.Overtoner kan opdeles i lige og ulige harmoniske, det tredje, femte og syvende tal er ulige harmoniske, og det andet, fjortende, sjette og ottende tal er lige harmoniske.For eksempel, når grundbølgen er 50 Hz, er den anden harmoniske 10 Hz, og den tredje harmoniske er 150 Hz.Generelt er ulige harmoniske mere skadelige end lige harmoniske.I et afbalanceret trefasesystem er lige harmoniske på grund af symmetri elimineret, og kun ulige harmoniske eksisterer.For den trefasede ensretterbelastning er den harmoniske strøm 6n 1 harmonisk, såsom 5, 7, 11, 13, 17, 19 osv. Softstarter-nøglen forårsager den 5. og 7. harmoniske.
1.2 Relevante standarder for harmonisk kontrol
Inverter harmonisk kontrol bør være opmærksom på følgende standarder: anti-interferensstandarder: EN50082-1, -2, EN61800-3: strålingsstandarder: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Især IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) og IEEE519-1992.
De generelle antiinterferensstandarder EN50081 og EN50082 og frekvensomformerstandarden EN61800 (1ECl800-3) definerer strålings- og antiinterferensniveauerne for udstyr, der arbejder i forskellige miljøer.Ovennævnte standarder definerer acceptable strålingsniveauer under forskellige miljøforhold: niveau L, ingen strålingsgrænse.Den er velegnet til brugere, der bruger bløde startere i upåvirkede naturlige miljøer, og brugere, der selv løser begrænsninger for strålingskilder.Klasse h er grænsen specificeret af EN61800-3, første miljø: grænsefordeling, andet miljø.Som en mulighed for radiofrekvensfilter kan udstyret med radiofrekvensfilter få softstarteren til at opfylde det kommercielle niveau, som normalt bruges i ikke-industrielt miljø.
2 Harmoniske kontrolforanstaltninger
Harmoniske problemer kan håndteres, strålingsinterferens og strømforsyningssysteminterferens kan undertrykkes, og tekniske foranstaltninger såsom afskærmning, isolering, jording og filtrering kan vedtages.
(1) Anvend passivt filter eller aktivt filter;
(2) Løft transformeren, reducer den karakteristiske impedans af kredsløbet, og afbryd strømledningen;
(3) Brug grøn blød starter, ingen pulsstrømforurening.
2.1 Brug af passive eller aktive filtre
Passive filtre er velegnede til at ændre den karakteristiske impedans af skiftende strømforsyninger ved specielle frekvenser og er velegnede til systemer, der er stabile og ikke ændrer sig.Aktive filtre er velegnede til at kompensere diskrete systembelastninger.
Passive filtre er velegnede til traditionelle metoder.Det passive filter dukkede op først på grund af dets enkle og klare struktur, lave projektinvesteringer, høj driftssikkerhed og lave driftsomkostninger.De forbliver nøglemidlet til at undertrykke pulserende strømme.LC-filteret er en traditionel passiv højordens harmonisk undertrykkelsesenhed.Det er en passende kombination af filterkondensatorer, reaktorer og modstande og er forbundet parallelt med den højordens harmoniske kilde.Ud over filtreringsfunktionen har den også en ugyldig kompensationsfunktion.Sådanne anordninger har nogle uoverstigelige ulemper.Nøglen er meget let at blive overbelastet, og den vil brænde ud ved overbelastning, hvilket vil få effektfaktoren til at overstige standarden, erstatning og straf.Derudover er passive filtre ude af kontrol, så over tid vil yderligere skørhed eller ændringer i netværksbelastningen ændre serieresonansen og reducere filtereffekten.Endnu vigtigere er det, at det passive filter kun kan filtrere én højordens harmonisk komponent (hvis der er et filter, kan det kun filtrere den tredje harmoniske), så hvis forskellige højordens harmoniske frekvenser filtreres, kan forskellige filtre bruges til at øge investering i udstyr.
Der er mange slags aktive filtre i forskellige lande i verden, som kan spore og kompensere pulsstrømme af forskellige frekvenser og amplituder, og kompensationsegenskaberne vil ikke blive påvirket af den karakteristiske impedans af elnettet.Den grundlæggende teori om aktive effektingeniørfiltre blev født i 1960'erne, efterfulgt af forbedringen af den store, mellemstore og lille udgangseffekt fuld-kontrol integrerede kredsløbsteknologi, forbedringen af pulsbreddemodulationsstyringssystemet og harmoniske baseret på øjeblikkelig hastighed reaktiv belastningsteori.Det klare forslag fra den nuværende metode til overvågning af øjeblikkelig hastighed har ført til den hurtige udvikling af filtre til aktive strømteknologi.Dets grundlæggende koncept er at overvåge den harmoniske strøm, der stammer fra kompensationsmålet, og kompensationsudstyret skaber et frekvensbånd af kompensationsstrøm med samme størrelse og modsatte polaritet som den harmoniske strøm, for at udligne pulsstrømmen forårsaget af pulsstrømmen kilden til den oprindelige linje, og lav derefter strømnettet. Kun grundlæggende serveringer er inkluderet.Hoveddelen er den harmoniske bølgegenerator og det automatiske kontrolsystem, det vil sige, det fungerer gennem den digitale billedbehandlingsteknologi, der styrer den hurtige isolerende lagtriode.
På dette stadium, i forbindelse med speciel impulsstrømstyring, er passive filtre og aktive filtre dukket op i form af komplementære og blandede applikationer, der gør fuld brug af fordelene ved aktive filtre såsom enkel og klar struktur, nem vedligeholdelse, lave omkostninger , og god kompensationsydelse.Det fjerner defekterne med stor volumen og øgede omkostninger ved det aktive filter og kombinerer de to sammen for at få hele systemsoftwaren til at opnå fremragende ydeevne.
2.2 Reducer løkkens impedans og afbryd transmissionslinjemetoden
Grundårsagen til harmonisk generering skyldes brugen af ikke-lineære belastninger, derfor er den grundlæggende løsning at adskille strømledningerne for de harmonisk-genererende belastninger fra strømledningerne for de harmonisk-følsomme belastninger.Den forvrængede strøm, der genereres af den ikke-lineære belastning, frembringer et forvrænget spændingsfald på kablets impedans, og den syntetiserede forvrængede spændingsbølgeform påføres andre belastninger forbundet til den samme linje, hvor der flyder højere harmoniske strømme.Derfor kan foranstaltninger til at reducere pulsstrømskader også opretholdes ved at øge kablets tværsnitsareal og reducere sløjfeimpedansen.På nuværende tidspunkt er metoder som at øge transformerkapaciteten, øge kablers tværsnitsareal, især at øge tværsnitsarealet af neutrale kabler og udvælgelse af beskyttelseskomponenter såsom afbrydere og sikringer i vid udstrækning i Kina.Denne metode kan dog ikke fundamentalt eliminere harmoniske, men reducerer beskyttelseskarakteristika og -funktioner, øger investeringerne og øger skjulte farer i strømforsyningssystemet.Tilslut lineære belastninger og ikke-lineære belastninger fra den samme strømforsyning
Point of outlet (PCC'er) begynder at levere strøm til kredsløbet individuelt, så spændingen uden for rammen fra diskrete belastninger kan ikke overføres til den lineære belastning.Dette er en ideel løsning på det aktuelle harmoniske problem.
2.3 Anvend smaragdgrøn inverterstrøm uden harmonisk forurening
Kvalitetsstandarden for den grønne inverter er, at indgangs- og udgangsstrømmene er sinusbølger, indgangseffektfaktoren er kontrollerbar, effektfaktoren kan indstilles til 1 under enhver belastning, og udgangsfrekvensen for strømfrekvensen kan styres vilkårligt.Frekvensomformerens indbyggede AC-reaktor kan godt undertrykke harmoniske og beskytte ensretterbroen mod påvirkningen fra den øjeblikkelige stejle bølge af strømforsyningsspændingen.Praksis viser, at den harmoniske strøm uden reaktor åbenbart er højere end med reaktor.For at reducere interferensen forårsaget af harmonisk forurening er der installeret et støjfilter i frekvensomformerens udgangskredsløb.Når frekvensomformeren tillader det, reduceres frekvensomformerens bærefrekvens.I højeffekts frekvensomformere anvendes der desuden normalt 12-puls eller 18-puls ensretter, hvorved det harmoniske indhold i strømforsyningen reduceres ved at eliminere lave harmoniske.For eksempel 12 impulser, de laveste harmoniske er 11., 13., 23. og 25. harmoniske.Tilsvarende for 18 enkeltimpulser er de få harmoniske 17. og 19. harmoniske.
Den lavharmoniske teknologi, der anvendes i softstartere, kan opsummeres som følger:
(1) Seriemultiplikationen af inverterstrømforsyningsmodulet vælger 2 eller ca. 2 serieforbundne inverterstrømforsyningsmoduler og eliminerer de harmoniske komponenter i henhold til bølgeformakkumuleringen.
(2) Ensretterkredsløbet øges.Bløde startere til pulsbreddemodulation bruger 121-puls, 18-puls eller 24-puls ensrettere til at reducere pulsstrømme.
(3) Genbrug af invertereffektmoduler i serie, ved at bruge 30 enkeltpulsserier invertereffektmoduler og genbruge strømkredsløbet, kan pulsstrømmen reduceres.
(4) Brug en ny DC-frekvenskonverteringsmodulationsmetode, såsom diamantmodulation af arbejdsspændingsvektormaterialet.På nuværende tidspunkt lægger mange inverterproducenter stor vægt på det harmoniske problem og sikrer teknisk, at inverteren bliver grønnere under design, og løser grundlæggende det harmoniske problem.
3 Konklusion
Generelt kan vi klart forstå årsagen til harmoniske.Med hensyn til faktisk drift kan folk vælge passive filtre og aktive filtre for at reducere den karakteristiske impedans af sløjfen, afskære den relative vej for harmonisk transmission, udvikle og anvende grønne bløde startere uden harmonisk forurening og vende den bløde. starteren styres inden for et lille område.
Indlægstid: 13-apr-2023