Kao dobavljač VF Control VFD-a, često nailazim na pitanja kupaca o harmonijskom sadržaju ovih pogona. U ovom postu na blogu ću se pozabaviti šta je harmonični sadržaj, zašto je važan u VF Control VFD-ovima i kako utiče na ukupne performanse vaših sistema.
Razumevanje harmonika
Za početak, razjasnimo šta su harmonici. U električnom sistemu, osnovna frekvencija je glavna frekvencija naizmjenične struje (AC), obično 50 ili 60 Hz ovisno o regiji. Harmonici su frekvencije koje su cjelobrojni višekratnici ove osnovne frekvencije. Na primjer, 2. harmonik je dvostruko veći od osnovne frekvencije, 3. harmonik je tri puta veći od osnovne frekvencije i tako dalje.
Harmonici se stvaraju u električnim sistemima kada su prisutna nelinearna opterećenja. Nelinearno opterećenje je ono kod kojeg povučena struja nije proporcionalna primijenjenom naponu. VF Control VFD spadaju u ovu kategoriju. Kada VFD pretvara dolaznu AC snagu u DC, a zatim nazad u AC na promjenjivoj frekvenciji, on uvodi nelinearnosti u strujni valni oblik, koji zauzvrat stvaraju harmonike.
Generiranje harmonika u VF upravljačkim VFD-ovima
VF Control VFD koriste energetske elektronske uređaje kao što su diode, tiristori i izolovani bipolarni tranzistori (IGBT). Ovi uređaji uključuju i isključuju električnu struju na visokim frekvencijama kako bi kontrolirali izlazni napon i frekvenciju. Tokom procesa prebacivanja, trenutni talasni oblik odstupa od čistog sinusnog vala, što rezultira stvaranjem harmonika.
Ispravljački dio VFD-a, koji pretvara AC u DC, glavni je izvor harmonika. Većina VFD-a koristi ispravljač sa šest impulsa, koji generiše značajne količine 5., 7., 11. i 13. harmonika. Što je veći red harmonika, to je manja njegova amplituda, ali čak i ovi harmonici manje amplitude mogu imati uticaj na sistem.
Zašto je Harmonic Content bitan
Sadržaj harmonika u VF Control VFD može imati nekoliko negativnih efekata na električni sistem i priključenu opremu:
1. Pregrijavanje opreme
Harmonici uzrokuju dodatno zagrijavanje u električnoj opremi kao što su transformatori, motori i kablovi. Dodatna struja zbog harmonika povećava otporne gubitke (I²R gubitke) u ovim komponentama. S vremenom to može dovesti do preranog starenja izolacije, smanjenog vijeka trajanja opreme, pa čak i kvara opreme.
2. Izobličenje napona
Harmonici mogu uzrokovati izobličenje napona u električnom sistemu. Kada je trenutni talasni oblik izobličen zbog harmonika, on stvara pad napona na impedansi sistema. Ovaj pad napona sadrži harmonijske komponente, koje mogu uticati na performanse druge osjetljive opreme spojene na isto napajanje. Na primjer, računari, komunikacioni uređaji i druga elektronska oprema mogu imati kvarove zbog izobličenja napona.
3. Interferencija s drugom opremom
Harmonici također mogu uzrokovati elektromagnetne smetnje (EMI) s drugom električnom i elektronskom opremom. Visokofrekventne komponente harmonika mogu emitovati elektromagnetnu energiju, koja može ometati normalan rad obližnje opreme kao što su radio prijemnici, senzori i kontrolni sistemi.
Mjerenje harmonijskog sadržaja
Za procjenu sadržaja harmonika u VF Control VFD-u, obično se koristi nekoliko parametara:
1. Totalna harmonijska distorzija (THD):
THD je mjera ukupnog izobličenja valnog oblika struje ili napona zbog harmonika. Izražava se u procentima i predstavlja omjer korijenske - srednje kvadratne (RMS) vrijednosti svih harmonijskih komponenti i RMS vrijednosti osnovne komponente. Niža THD vrijednost ukazuje na čistiji talasni oblik sa manje harmonijskog izobličenja.
2. Pojedinačne harmonijske amplitude:
Pored THD-a, važno je izmjeriti i amplitude pojedinačnih harmonika. Ovo pomaže u identifikaciji specifičnih harmonika koji uzrokuju probleme i u određivanju odgovarajućih mjera za ublažavanje.
Ublažavanje harmoničnog sadržaja
Kao dobavljač VF Control VFD, nudimo nekoliko rješenja za ublažavanje harmonijskog sadržaja u našim pretvaračima:
1. Pasivni filteri
Pasivni filteri su najčešća metoda ublažavanja harmonika. Ovi filteri se sastoje od induktora, kondenzatora i otpornika povezanih u specifičnoj konfiguraciji da apsorbuju ili blokiraju harmonijske struje. Pasivni filteri mogu biti dizajnirani da ciljaju specifične harmonike ili da smanje ukupni THD.
2. Aktivni filteri
Aktivni filteri su napredniji i mogu pružiti bolje ublažavanje harmonika u odnosu na pasivne filtere. Ovi filteri koriste energetsku elektroniku za generiranje kompenzacijske struje koja je jednaka po veličini, ali suprotna po fazi od harmoničke struje. Ovo efikasno poništava harmonijsku struju u sistemu.
3. Višestruki impulsni ispravljači
Umjesto korištenja standardnog šestopulsnog ispravljača, mogu se koristiti višeimpulsni ispravljači kao što su 12-pulsni ili 18-impulsni ispravljači. Ovi ispravljači smanjuju sadržaj harmonika povećanjem broja impulsa u procesu ispravljanja, što rezultira čistijim istosmjernim naponom i nižim harmonijskim strujama.
Uticaj na performanse sistema
Sadržaj harmonika u VF Control VFD može značajno utjecati na performanse cijelog sistema. Smanjenjem sadržaja harmonika možemo poboljšati efikasnost električnog sistema, smanjiti potrošnju energije i povećati pouzdanost priključene opreme. Na primjer, motor koji radi s čistijim napajanjem (niži sadržaj harmonika) će raditi glatko, s manje vibracija i buke i imat će duži vijek trajanja.
Primjene i razmatranja
VF Control VFD se koriste u širokom spektru aplikacija, uključujući industrijske mašine, HVAC sisteme i sisteme obnovljive energije. U svakoj aplikaciji potrebno je pažljivo razmotriti harmonijski sadržaj. Na primjer, u osjetljivom industrijskom procesu, čak i mala količina harmonijskog izobličenja može uzrokovati probleme s kvalitetom proizvoda. U HVAC sistemu, visok sadržaj harmonika može dovesti do povećane potrošnje energije i preranog kvara opreme.
Prilikom odabira VF Control VFD-a za određenu primjenu, važno je uzeti u obzir harmonijske zahtjeve sistema. Neke aplikacije mogu zahtijevati VFD s vrlo niskim THD-om, dok druge mogu biti tolerantnije na harmonijsko izobličenje. Naš tim stručnjaka može vam pomoći da odaberete pravo VFD i rješenje za ublažavanje harmonika za vaše specifične potrebe.
Povezani proizvodi
Ako ste zainteresirani da saznate više o VF Control VFD-ima i srodnim proizvodima, možete posjetiti sljedeće linkove:
Kontakt za kupovinu i konsultacije
Ako razmišljate o kupovini VF Control VFD-a ili trebate više informacija o ublažavanju harmonika, preporučujemo vam da nam se obratite. Naš iskusni prodajni tim može vam pružiti detaljne informacije o proizvodu, tehničku podršku i pomoći vam u procesu nabavke. Bilo da imate mali projekat ili veliku industrijsku primjenu, imamo prava rješenja za vas.
Reference
- "Kvalitet električne energije u električnim sistemima" Math HJ Bollen
- "Pretvornici promjenjive frekvencije: izbor, primjena i održavanje" od Dan M. Ionel i Giri K. Venkataramanan