Konverter frekuensi banyak digunakan dalam industri sistem transmisi kecepatan variabel dalam produksi industri.Karena karakteristik peralihan daya dari rangkaian penyearah inverter, beban sistem diskrit yang khas dihasilkan pada catu daya peralihannya.Konverter frekuensi biasanya beroperasi secara bersamaan dengan perangkat lain seperti komputer dan sensor di lokasi.Perangkat ini sebagian besar dipasang berdekatan dan mungkin saling memengaruhi.Oleh karena itu, peralatan elektronika daya yang diwakili oleh konverter frekuensi merupakan salah satu sumber harmonisa yang penting dalam jaringan listrik umum, dan pencemaran harmonisa yang dihasilkan oleh peralatan elektronika daya menjadi kendala utama bagi perkembangan teknologi elektronika daya itu sendiri.
1.1 Apa itu harmonik
Akar penyebab harmonisa adalah pembebanan sistem diskrit.Ketika arus mengalir melalui beban, tidak ada hubungan linier dengan tegangan yang diberikan, dan arus selain gelombang sinus mengalir, menghasilkan harmonisa yang lebih tinggi.Frekuensi harmonik adalah kelipatan bilangan bulat dari frekuensi dasar.Menurut prinsip analisis matematikawan Perancis Fourier (M.Fourier), setiap bentuk gelombang berulang dapat diuraikan menjadi komponen gelombang sinus termasuk frekuensi dasar dan harmonik dari serangkaian kelipatan frekuensi dasar.Harmonisa adalah bentuk gelombang sinusoidal, dan setiap bentuk gelombang sinusoidal seringkali memiliki frekuensi, amplitudo, dan sudut fasa yang berbeda.Harmonisa dibedakan menjadi harmonik genap dan ganjil, bilangan ketiga, kelima, dan ketujuh merupakan harmonik ganjil, dan bilangan kedua, keempat belas, keenam, dan kedelapan merupakan harmonik genap.Misalnya, ketika gelombang fundamental 50Hz, harmonik kedua adalah 10Hz, dan harmonik ketiga adalah 150Hz.Secara umum, harmonik ganjil lebih merusak daripada harmonik genap.Dalam sistem tiga fasa seimbang, karena simetri, harmonik genap telah dihilangkan dan hanya harmonik ganjil yang ada.Untuk beban penyearah tiga fasa, arus harmoniknya adalah harmonik 6n 1, seperti 5, 7, 11, 13, 17, 19, dst. Kunci soft starter menyebabkan harmonisa ke-5 dan ke-7.
1.2 Standar yang relevan untuk pengendalian harmonik
Kontrol harmonik inverter harus memperhatikan standar berikut: standar anti-interferensi: EN50082-1, -2, EN61800-3: standar radiasi: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Terutama IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) dan IEEE519-1992.
Standar anti-interferensi umum EN50081 dan EN50082 serta standar konverter frekuensi EN61800 (1ECl800-3) menentukan tingkat radiasi dan anti-interferensi peralatan yang beroperasi di lingkungan berbeda.Standar yang disebutkan di atas menentukan tingkat radiasi yang dapat diterima dalam kondisi lingkungan yang berbeda: tingkat L, tidak ada batas radiasi.Sangat cocok untuk pengguna yang menggunakan soft starter di lingkungan alami yang tidak terpengaruh dan pengguna yang menyelesaikan sendiri pembatasan sumber radiasi.Kelas h adalah batas yang ditentukan oleh EN61800-3, lingkungan pertama: distribusi batas, lingkungan kedua.Sebagai pilihan untuk filter frekuensi radio, dilengkapi dengan filter frekuensi radio dapat membuat soft starter memenuhi tingkat komersial, yang biasanya digunakan di lingkungan non-industri.
2 Tindakan pengendalian harmonis
Masalah harmonik dapat dikelola, interferensi radiasi dan interferensi sistem catu daya dapat ditekan, dan tindakan teknis seperti pelindung, isolasi, pengardean, dan penyaringan dapat diterapkan.
(1) Terapkan filter pasif atau filter aktif;
(2) Angkat trafo, kurangi impedansi karakteristik rangkaian, dan putuskan saluran listrik;
(3) Gunakan soft starter hijau, tidak ada polusi arus pulsa.
2.1 Menggunakan filter pasif atau aktif
Filter pasif cocok untuk mengubah impedansi karakteristik peralihan catu daya pada frekuensi khusus, dan cocok untuk sistem yang stabil dan tidak berubah.Filter aktif cocok untuk mengkompensasi beban sistem diskrit.
Filter pasif cocok untuk metode tradisional.Filter pasif muncul pertama kali karena strukturnya yang sederhana dan jelas, investasi proyek yang rendah, keandalan pengoperasian yang tinggi, dan biaya pengoperasian yang rendah.Mereka tetap menjadi alat utama untuk menekan arus berdenyut.Filter LC adalah perangkat penekan harmonik tingkat tinggi pasif tradisional.Ini adalah kombinasi yang tepat dari kapasitor filter, reaktor dan resistor, dan dihubungkan secara paralel dengan sumber harmonik tingkat tinggi.Selain fungsi penyaringan, ia juga memiliki fungsi kompensasi tidak valid.Perangkat tersebut memiliki beberapa kelemahan yang tidak dapat diatasi.Kuncinya sangat mudah untuk kelebihan beban, dan akan terbakar bila kelebihan beban, yang akan menyebabkan faktor daya melebihi standar, kompensasi dan hukuman.Selain itu, filter pasif berada di luar kendali, sehingga seiring waktu, penggetasan tambahan atau perubahan beban jaringan akan mengubah resonansi seri dan mengurangi efek filter.Lebih penting lagi, filter pasif hanya dapat menyaring satu komponen harmonik tingkat tinggi (jika ada filter, maka hanya dapat menyaring harmonik ketiga), sehingga jika frekuensi harmonik tingkat tinggi yang berbeda disaring, filter yang berbeda dapat digunakan untuk meningkatkan investasi peralatan.
Ada banyak jenis filter aktif di berbagai negara di dunia, yang dapat melacak dan mengkompensasi arus pulsa dengan frekuensi dan amplitudo berbeda, dan karakteristik kompensasi tidak akan terpengaruh oleh impedansi karakteristik jaringan listrik.Teori dasar filter rekayasa daya aktif lahir pada tahun 1960-an, diikuti oleh peningkatan teknologi sirkuit terpadu kontrol penuh daya keluaran besar, sedang dan kecil, peningkatan sistem kontrol modulasi lebar pulsa, dan harmonik berdasarkan pada teori beban reaktif kecepatan sesaat.Usulan yang jelas dari metode pemantauan kecepatan sesaat saat ini telah menyebabkan perkembangan pesat filter rekayasa tenaga aktif.Konsep dasarnya adalah memantau arus harmonik yang berasal dari target kompensasi, dan peralatan kompensasi menciptakan pita frekuensi arus kompensasi dengan ukuran yang sama dan polaritas berlawanan dengan arus harmonik, sehingga dapat mengimbangi arus pulsa yang disebabkan oleh arus pulsa. sumber jalur asli, dan kemudian membuat arus jaringan listrik Hanya porsi mendasar yang disertakan.Bagian utamanya adalah pembangkit gelombang harmonik dan sistem kendali otomatis, yaitu bekerja melalui teknologi pemrosesan gambar digital yang mengontrol triode lapisan isolasi cepat.
Pada tahap ini, dalam aspek kontrol arus pulsa khusus, filter pasif dan filter aktif telah muncul dalam bentuk aplikasi komplementer dan campuran, memanfaatkan sepenuhnya keunggulan filter aktif seperti struktur sederhana dan jelas, perawatan mudah, biaya rendah , dan kinerja kompensasi yang baik.Ini menghilangkan cacat volume besar dan peningkatan biaya filter aktif, dan menggabungkan keduanya untuk membuat seluruh perangkat lunak sistem memperoleh kinerja yang sangat baik.
2.2 Kurangi impedansi loop dan potong metode saluran transmisi
Akar penyebab timbulnya harmonisa adalah karena penggunaan beban non linier, oleh karena itu solusi dasarnya adalah dengan memisahkan saluran listrik dari beban pembangkit harmonik dari saluran listrik dari beban peka harmonik.Arus terdistorsi yang dihasilkan oleh beban nonlinier menghasilkan penurunan tegangan terdistorsi pada impedansi kabel, dan bentuk gelombang tegangan terdistorsi yang disintesis diterapkan ke beban lain yang terhubung ke saluran yang sama, di mana arus harmonik yang lebih tinggi mengalir.Oleh karena itu, tindakan untuk mengurangi kerusakan arus pulsa juga dapat dipertahankan dengan meningkatkan luas penampang kabel dan mengurangi impedansi loop.Saat ini, metode seperti peningkatan kapasitas trafo, peningkatan luas penampang kabel, terutama peningkatan luas penampang kabel netral, dan pemilihan komponen pelindung seperti pemutus arus dan sekering banyak digunakan di Tiongkok.Namun metode ini tidak dapat menghilangkan harmonisa secara mendasar, tetapi mengurangi karakteristik dan fungsi proteksi, meningkatkan investasi, dan meningkatkan bahaya tersembunyi pada sistem penyediaan tenaga listrik.Hubungkan beban linier dan beban nonlinier dari catu daya yang sama
Titik stopkontak (PCC) mulai menyuplai daya ke rangkaian secara individual, sehingga tegangan di luar rangka dari beban diskrit tidak dapat ditransfer ke beban linier.Ini adalah solusi ideal untuk masalah harmonik saat ini.
2.3 Menerapkan daya inverter hijau zamrud tanpa polusi harmonis
Standar kualitas inverter hijau adalah arus masukan dan keluaran adalah gelombang sinus, faktor daya masukan dapat dikontrol, faktor daya dapat diatur ke 1 pada beban apa pun, dan frekuensi keluaran frekuensi daya dapat dikontrol secara sewenang-wenang.Reaktor AC internal pada konverter frekuensi dapat menekan harmonisa dengan baik dan melindungi jembatan penyearah dari pengaruh gelombang tajam sesaat dari tegangan catu daya.Praktek menunjukkan bahwa arus harmonik tanpa reaktor jelas lebih tinggi dibandingkan dengan reaktor.Untuk mengurangi interferensi yang disebabkan oleh polusi harmonik, filter kebisingan dipasang pada rangkaian keluaran konverter frekuensi.Bila konverter frekuensi memungkinkan, frekuensi pembawa konverter frekuensi dikurangi.Selain itu, pada konverter frekuensi daya tinggi, biasanya digunakan penyearah 12-pulsa atau 18-pulsa, sehingga mengurangi kandungan harmonik dalam catu daya dengan menghilangkan harmonik rendah.Misal 12 pulsa maka harmonik yang paling rendah adalah harmonik ke 11, 13, 23, dan 25.Demikian pula untuk 18 pulsa tunggal, harmonik yang sedikit adalah harmonik ke-17 dan ke-19.
Teknologi harmonik rendah yang digunakan pada soft starter dapat diringkas sebagai berikut:
(1) Perkalian seri modul catu daya inverter memilih 2 atau sekitar 2 modul catu daya inverter yang terhubung seri, dan menghilangkan komponen harmonik sesuai dengan akumulasi bentuk gelombang.
(2) Rangkaian penyearah bertambah.Soft starter modulasi lebar pulsa menggunakan penyearah 121-pulsa, 18-pulsa, atau 24-pulsa untuk mengurangi arus pulsa.
(3) Penggunaan kembali modul daya inverter secara seri, dengan menggunakan 30 modul daya inverter seri pulsa tunggal dan menggunakan kembali rangkaian daya, arus pulsa dapat dikurangi.
(4) Gunakan metode modulasi konversi frekuensi DC baru, seperti modulasi berlian dari bahan vektor tegangan kerja.Saat ini, banyak produsen inverter sangat mementingkan masalah harmonik, dan secara teknis memastikan penghijauan inverter selama desain, dan secara mendasar memecahkan masalah harmonik.
3 Kesimpulan
Secara umum kita dapat memahami dengan jelas penyebab harmonisa.Dalam hal operasi sebenarnya, orang dapat memilih filter pasif dan filter aktif untuk mengurangi impedansi karakteristik loop, memutus jalur relatif transmisi harmonik, mengembangkan dan menerapkan starter lunak hijau tanpa polusi harmonik, dan mengubah harmonik lunak yang dihasilkan oleh starter dikontrol dalam rentang kecil.
Waktu posting: 13 April-2023