Konverter frekuensi banyak digunakan dalam industri sistem transmisi kecepatan variabel dalam produksi industri.Karena karakteristik switching daya dari rangkaian penyearah inverter, beban sistem diskrit tipikal dihasilkan pada catu daya switchingnya.Konverter frekuensi biasanya beroperasi secara bersamaan dengan perangkat lain seperti komputer dan sensor di lokasi.Perangkat ini sebagian besar dipasang di sekitar dan dapat memengaruhi satu sama lain.Oleh karena itu, peralatan elektronika daya yang diwakili oleh konverter frekuensi merupakan salah satu sumber harmonik penting dalam jaringan listrik publik, dan polusi harmonik 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 pemuatan 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 Prancis Fourier (M.Fourier), setiap bentuk gelombang berulang dapat diuraikan menjadi komponen gelombang sinus termasuk frekuensi fundamental dan harmonik dari rangkaian kelipatan frekuensi fundamental.Harmonik adalah bentuk gelombang sinusoidal, dan setiap bentuk gelombang sinusoidal seringkali memiliki frekuensi, amplitudo, dan sudut fase yang berbeda.Harmonik dapat dibagi menjadi harmonik genap dan ganjil, angka ketiga, kelima dan ketujuh adalah harmonik ganjil, dan angka kedua, keempat belas, keenam dan kedelapan adalah 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 fase seimbang, karena simetri, harmonik genap dihilangkan dan hanya harmonik ganjil yang ada.Untuk beban penyearah tiga fasa, arus harmonik adalah harmonik 6n 1, seperti 5, 7, 11, 13, 17, 19, dll. Tombol soft starter menyebabkan harmonik ke-5 dan ke-7.
1.2 Standar yang relevan untuk kontrol 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 dan standar konverter frekuensi EN61800 (1ECl800-3) menentukan tingkat radiasi dan anti-interferensi peralatan yang beroperasi di lingkungan yang berbeda.Standar yang disebutkan di atas menentukan tingkat radiasi yang dapat diterima di bawah 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 memecahkan batasan sumber radiasi sendiri.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 Langkah-langkah kontrol harmonik
Masalah harmonik dapat dikelola, interferensi radiasi dan interferensi sistem catu daya dapat ditekan, dan langkah-langkah teknis seperti perisai, isolasi, pentanahan, dan penyaringan dapat diadopsi.
(1) Menerapkan 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 catu daya switching 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 operasi yang tinggi, dan biaya operasi yang rendah.Mereka tetap menjadi sarana utama untuk menekan arus berdenyut.Filter LC adalah perangkat penekan harmonik orde tinggi pasif tradisional.Ini adalah kombinasi yang tepat dari kapasitor filter, reaktor dan resistor, dan dihubungkan secara paralel dengan sumber harmonik orde tinggi.Selain fungsi pemfilteran, ini juga memiliki fungsi kompensasi yang tidak valid.Perangkat semacam itu memiliki beberapa kelemahan yang tidak dapat diatasi.Kuncinya sangat mudah kelebihan beban, dan akan terbakar saat kelebihan beban, yang akan menyebabkan faktor daya melebihi standar, kompensasi dan hukuman.Selain itu, filter pasif berada di luar kendali, sehingga seiring waktu, embrittlement tambahan atau perubahan beban jaringan akan mengubah resonansi rangkaian dan mengurangi efek filter.Lebih penting lagi, filter pasif hanya dapat memfilter satu komponen harmonik orde tinggi (jika ada filter, itu hanya dapat memfilter harmonik ketiga), sehingga jika frekuensi harmonik orde 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 yang berbeda, dan karakteristik kompensasi tidak akan terpengaruh oleh impedansi karakteristik jaringan listrik.Teori dasar filter rekayasa daya aktif lahir pada 1960-an, diikuti oleh peningkatan teknologi sirkuit terpadu kontrol penuh daya besar, menengah dan kecil, peningkatan sistem kontrol modulasi lebar pulsa, dan harmonik berdasarkan teori beban reaktif kecepatan sesaat.Proposal 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 berlawanan polaritas dengan arus harmonik, sehingga mengimbangi arus pulsa yang disebabkan oleh arus pulsa sumber dari jalur asli, dan kemudian membuat arus dari jaringan listrik Hanya porsi mendasar yang disertakan.Bagian utama adalah generator gelombang harmonik dan sistem kontrol 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 pelengkap 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 meningkatkan biaya filter aktif, dan menggabungkan keduanya bersama-sama untuk membuat seluruh perangkat lunak sistem memperoleh kinerja yang sangat baik.
2.2 Kurangi impedansi loop dan potong metode saluran transmisi
Akar penyebab timbulnya harmonik adalah karena penggunaan beban non-linear, oleh karena itu, solusi dasarnya adalah memisahkan saluran listrik dari beban penghasil 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, langkah-langkah untuk mengurangi kerusakan arus pulsa juga dapat dipertahankan dengan meningkatkan luas penampang kabel dan mengurangi impedansi loop.Saat ini, metode seperti meningkatkan kapasitas trafo, meningkatkan luas penampang kabel, terutama meningkatkan luas penampang kabel netral, dan memilih komponen pelindung seperti pemutus sirkuit dan sekering banyak digunakan di Cina.Namun, metode ini tidak dapat menghilangkan harmonik secara mendasar, tetapi mengurangi karakteristik dan fungsi perlindungan, meningkatkan investasi, dan meningkatkan bahaya tersembunyi dalam sistem catu daya.Hubungkan beban linier dan beban non-linier dari catu daya yang sama
Points of outlet (PCCs) mulai menyuplai daya ke sirkuit satu per satu, sehingga tegangan out-of-frame dari beban diskrit tidak dapat ditransfer ke beban linier.Ini adalah solusi ideal untuk masalah harmonik saat ini.
2.3 Terapkan daya inverter hijau zamrud tanpa polusi harmonik
Standar kualitas inverter hijau adalah bahwa arus input dan output adalah gelombang sinus, faktor daya input dapat dikontrol, faktor daya dapat diatur ke 1 di bawah beban apa pun, dan frekuensi output dari frekuensi daya dapat dikontrol secara sewenang-wenang.Reaktor AC built-in dari konverter frekuensi dapat menekan harmonik dengan baik dan melindungi jembatan penyearah dari pengaruh gelombang curam sesaat dari tegangan catu daya.Praktik menunjukkan bahwa arus harmonik tanpa reaktor jelas lebih tinggi daripada dengan reaktor.Untuk mengurangi interferensi yang disebabkan oleh polusi harmonik, filter derau dipasang di rangkaian keluaran konverter frekuensi.Ketika konverter frekuensi mengizinkan, frekuensi pembawa dari konverter frekuensi berkurang.Selain itu, konverter frekuensi daya tinggi biasanya menggunakan penyearah 12-pulsa atau 18-pulsa, sehingga mengurangi kandungan harmonik dalam catu daya dengan menghilangkan harmonik rendah.Misalnya 12 pulsa, harmonik terendah adalah harmonik ke-11, ke-13, ke-23, dan ke-25.Demikian pula, untuk 18 pulsa tunggal, beberapa harmonik adalah harmonik ke-17 dan ke-19.
Teknologi harmonik rendah yang digunakan dalam soft starter dapat diringkas sebagai berikut:
(1) Penggandaan 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 intan dari bahan vektor tegangan kerja.Saat ini, banyak produsen inverter sangat mementingkan masalah harmonik, dan secara teknis memastikan penghijauan inverter selama desain, dan secara fundamental menyelesaikan masalah harmonik.
3 Kesimpulan
Secara umum, kita dapat dengan jelas memahami penyebab harmonik.Dalam hal operasi aktual, orang dapat memilih filter pasif dan filter aktif untuk mengurangi impedansi karakteristik loop, memotong jalur relatif transmisi harmonik, mengembangkan dan menerapkan starter lembut hijau tanpa polusi harmonik, dan memutar lembut Harmonik yang dihasilkan oleh starter dikendalikan dalam jarak kecil.
Waktu posting: Apr-13-2023