A VF Control VFD-k szállítójaként gyakran találkozom vásárlói kérdésekkel e meghajtók harmonikus tartalmával kapcsolatban. Ebben a blogbejegyzésben kitérek arra, hogy mi az a harmonikus tartalom, miért számít ez a VF Control VFD-kben, és hogyan befolyásolja rendszerei általános teljesítményét.
Harmonikusok megértése
Kezdésként tisztázzuk, mik azok a harmonikusok. Egy elektromos rendszerben az alapfrekvencia a váltakozó áram (AC) fő frekvenciája, jellemzően 50 vagy 60 Hz, régiótól függően. A harmonikusok olyan frekvenciák, amelyek ennek az alapfrekvenciának egész számú többszörösei. Például a 2. harmonikus az alapfrekvencia kétszerese, a 3. harmonikus az alapfrekvencia háromszorosa, és így tovább.
Felharmonikusok keletkeznek elektromos rendszerekben, ha nem lineáris terhelések vannak jelen. A nem lineáris terhelés az, ahol a felvett áram nem arányos a rákapcsolt feszültséggel. A VF Control VFD-k ebbe a kategóriába tartoznak. Amikor a VFD a bejövő váltakozó áramot egyenárammá alakítja, majd változtatható frekvencián vissza váltóárammá, nemlinearitásokat vezet be az áram hullámformájába, ami viszont harmonikusokat generál.
Harmonikusok generálása VF-vezérlő VFD-kben
A VF Control VFD-k teljesítményelektronikai eszközöket, például diódákat, tirisztorokat és szigetelt kapu bipoláris tranzisztorokat (IGBT) használnak. Ezek az eszközök nagy frekvencián kapcsolják be és ki az elektromos áramot a kimeneti feszültség és frekvencia szabályozására. A kapcsolási folyamat során az áram hullámalakja eltér a tiszta szinuszhullámtól, ami harmonikusok keletkezését eredményezi.
A VFD egyenirányító része, amely a váltakozó áramot egyenárammá alakítja, a harmonikusok fő forrása. A legtöbb VFD hatimpulzusos egyenirányítót használ, amely jelentős mennyiségű 5., 7., 11. és 13. harmonikust generál. Minél nagyobb a harmonikus sorrendje, annál kisebb az amplitúdója, de még ezek az alacsonyabb amplitúdójú harmonikusok is hatással lehetnek a rendszerre.
Miért számít a harmonikus tartalom?
A VF Control VFD harmonikus tartalma számos negatív hatással lehet az elektromos rendszerre és a csatlakoztatott berendezésekre:
1. A berendezés túlmelegedése
A felharmonikusok további melegedést okoznak az elektromos berendezésekben, például transzformátorokban, motorokban és kábelekben. A felharmonikusok miatti többletáram növeli az ellenállási veszteséget (I²R veszteség) ezekben az alkatrészekben. Ez idővel a szigetelés idő előtti elöregedéséhez, a berendezés élettartamának csökkenéséhez, sőt a berendezés meghibásodásához is vezethet.
2. Feszültségtorzítás
A felharmonikusok feszültségtorzulást okozhatnak az elektromos rendszerben. Ha az áram hullámalakja a harmonikusok miatt torzul, az feszültségesést hoz létre a rendszer impedanciáján. Ez a feszültségesés harmonikus komponenseket tartalmaz, amelyek befolyásolhatják más, ugyanahhoz a tápegységhez csatlakoztatott érzékeny berendezések teljesítményét. Például számítógépek, kommunikációs eszközök és egyéb elektronikus berendezések hibás működést tapasztalhatnak feszültségtorzulás miatt.
3. Zavar más berendezésekkel
A felharmonikusok elektromágneses interferenciát (EMI) is okozhatnak más elektromos és elektronikus berendezésekkel. A harmonikusok nagyfrekvenciás komponensei elektromágneses energiát sugározhatnak, ami zavarhatja a közeli berendezések, például rádióvevők, érzékelők és vezérlőrendszerek normál működését.
Harmonikus tartalom mérése
A VF Control VFD harmonikus tartalmának értékeléséhez általában több paramétert használnak:
1. Teljes harmonikus torzítás (THD):
A THD az áram vagy feszültség hullámforma harmonikusok miatti általános torzításának mértéke. Százalékban van kifejezve, és az összes harmonikus komponens négyzetes átlagának (RMS) értékének az alapkomponens RMS értékéhez viszonyított arányát jelenti. Az alacsonyabb THD érték tisztább hullámformát jelez, kisebb harmonikus torzítással.
2. Egyéni harmonikus amplitúdók:
A THD mellett fontos az egyes harmonikusok amplitúdóinak mérése is. Ez segít a problémákat okozó konkrét harmonikusok azonosításában és a megfelelő enyhítő intézkedések meghatározásában.
Harmonikus tartalom mérséklése
VF Control VFD beszállítóként számos megoldást kínálunk meghajtóink harmonikus tartalmának csökkentésére:
1. Passzív szűrők
A passzív szűrők a legelterjedtebb harmonikuscsökkentési módszerek. Ezek a szűrők induktorokból, kondenzátorokból és ellenállásokból állnak, amelyek meghatározott konfigurációban vannak csatlakoztatva a harmonikus áramok elnyelésére vagy blokkolására. A passzív szűrők úgy tervezhetők, hogy meghatározott harmonikusokat célozzanak meg, vagy csökkentsék a teljes THD-t.
2. Aktív szűrők
Az aktív szűrők fejlettebbek, és a passzív szűrőkhöz képest jobb harmonikus csillapítást biztosítanak. Ezek a szűrők teljesítményelektronikát használnak a harmonikus árammal egyenlő nagyságú, de fázisában ellentétes kompenzáló áram létrehozására. Ez hatékonyan megszünteti a harmonikus áramot a rendszerben.
3. Több impulzus egyenirányítók
A szabványos hatimpulzusos egyenirányítók helyett többimpulzusos egyenirányítók, például 12 impulzusos vagy 18 impulzusos egyenirányítók használhatók. Ezek az egyenirányítók csökkentik a harmonikus tartalmat azáltal, hogy növelik az impulzusok számát az egyenirányító folyamatban, ami tisztább egyenfeszültséget és alacsonyabb harmonikus áramokat eredményez.
A rendszer teljesítményére gyakorolt hatás
A VF Control VFD harmonikus tartalma jelentősen befolyásolhatja a teljes rendszer teljesítményét. A harmonikus tartalom csökkentésével javíthatjuk az elektromos rendszer hatásfokát, csökkenthetjük az energiafogyasztást, növelhetjük a csatlakoztatott berendezések megbízhatóságát. Például egy tisztább tápegységgel (alacsonyabb harmonikus tartalommal) működő motor gördülékenyebben, kevesebb vibrációval és zajjal működik, élettartama pedig hosszabb lesz.
Alkalmazások és szempontok
A VF Control VFD-ket számos alkalmazásban használják, beleértve az ipari gépeket, a HVAC-rendszereket és a megújuló energiarendszereket. Minden alkalmazásnál gondosan mérlegelni kell a harmonikus tartalmat. Például egy érzékeny ipari folyamatban még kis mértékű harmonikus torzítás is termékminőségi problémákat okozhat. A HVAC rendszerben a magas harmonikus tartalom megnövekedett energiafogyasztáshoz és a berendezés idő előtti meghibásodásához vezethet.
A VF Control VFD kiválasztásakor egy adott alkalmazáshoz fontos figyelembe venni a rendszer harmonikus követelményeit. Egyes alkalmazások nagyon alacsony THD-vel rendelkező VFD-t igényelhetnek, míg mások jobban tűrik a harmonikus torzítást. Szakértői csapatunk segíthet kiválasztani a megfelelő VFD és harmonikus hatáscsökkentő megoldást az Ön egyedi igényeinek megfelelően.
Kapcsolódó termékek
Ha többet szeretne megtudni a VF Control VFD-kről és a kapcsolódó termékekről, látogassa meg a következő linkeket:
Vásárlásért és konzultációért vegye fel a kapcsolatot
Ha egy VF Control VFD vásárlását fontolgatja, vagy további információra van szüksége a harmonikus mérsékléssel kapcsolatban, javasoljuk, hogy forduljon hozzánk. Tapasztalt értékesítési csapatunk részletes termékinformációkkal, műszaki támogatással, valamint a beszerzési folyamatban nyújt segítséget. Legyen szó kis projektről vagy nagyszabású ipari alkalmazásról, nálunk megtaláljuk a megfelelő megoldásokat.
Hivatkozások
- "Energiaminőség az elektromos rendszerekben", Math HJ Bollen
- "Változó frekvenciájú meghajtók: kiválasztás, alkalmazás és karbantartás", Dan M. Ionel és Giri K. Venkataramanan