„Ólínuleiki þýðir að það er erfitt að leysa,“ sagði Arthur Mattuck, stærðfræðingur við Massachusetts Institute of Technology (MIT), einu sinni.En það ætti að taka á því þegar ólínuleiki er beitt á rafmagnsálag, vegna þess að það myndar harmoniska strauma og hefur neikvæð áhrif á orkudreifingu - og það er kostnaðarsamt.Hér útskýrir Marek Lukaszczyk, markaðsstjóri WEG í Evrópu og Mið-Austurlöndum, sem er alþjóðlegur framleiðandi og birgir mótor- og driftækni, hvernig hægt er að draga úr harmonikum í inverter forritum.
Flúrlampar, skiptiaflgjafar, ljósbogaofnar, afriðlarar og tíðnibreytar.Allt eru þetta dæmi um tæki með ólínulegt álag, sem þýðir að tækið gleypir spennu og straum í formi skyndilegra stuttra púlsa.Þau eru frábrugðin tækjum sem hafa línulegt álag — eins og mótorar, rýmishitarar, spennubreytar sem eru með orku og glóperur.Fyrir línulegt álag er sambandið á milli spennu- og straumbylgjuforma sinusoidal og straumurinn á hverjum tíma er í réttu hlutfalli við spennuna sem gefin er upp með lögmáli Ohms.
Eitt vandamál með öll ólínuleg álag er að þau mynda harmoniska strauma.Harmonics eru tíðniþættir sem eru venjulega hærri en grunntíðni aflgjafans, á milli 50 og 60 Hertz (Hz), og bætast við grunnstrauminn.Þessir aukastraumar munu valda röskun á spennubylgjuformi kerfisins og draga úr aflstuðul þess.
Harmónískir straumar sem streyma í rafkerfinu geta valdið öðrum óæskilegum áhrifum, svo sem spennuröskun á samtengingarstöðum við annað álag og ofhitnun strengja.Í þessum tilfellum getur heildarharmónísk röskun (THD) mæling sagt okkur hversu mikið af spennu- eða straumröskun stafar af harmonikum.
Í þessari grein munum við rannsaka hvernig á að draga úr harmonikum í inverter forritum byggt á ráðleggingum iðnaðarins um rétta vöktun og túlkun á fyrirbærum sem valda vandamálum með orkugæði.
Bretland notar Engineering Recommendation (EREC) G5 frá Energy Network Association (ENA) sem góð vinnubrögð til að stjórna harmonic spennu röskun í flutningskerfum og dreifikerfi.Í Evrópusambandinu eru þessar ráðleggingar venjulega að finna í tilskipunum um rafsegulsamhæfi (EMC) sem innihalda ýmsa staðla Alþjóða raftækniráðsins (IEC), eins og IEC 60050. IEEE 519 er venjulega norður-amerískur staðall, en rétt er að taka fram að IEEE 519 leggur áherslu á dreifikerfi frekar en einstök tæki.
Þegar harmonikustigin eru ákvörðuð með uppgerð eða mælingu eru margar leiðir til að lágmarka þau til að halda þeim innan viðunandi marka.En hver eru ásættanleg mörk?
Þar sem það er ekki hagkvæmt eða ómögulegt að útrýma öllum harmonikum eru tveir alþjóðlegir EMC staðlar sem takmarka röskun á aflgjafaspennu með því að tilgreina hámarksgildi harmonic straumsins.Þeir eru IEC 61000-3-2 staðallinn, hentugur fyrir búnað með málstraum allt að 16 A (A) og ≤ 75 A á fasa, og IEC 61000-3-12 staðallinn, hentugur fyrir búnað yfir 16 A.
Takmörk á spennuharmoníkum ættu að vera að halda THD (V) á punkti sameiginlegrar tengingar (PCC) við ≤ 5%.PCC er staðurinn þar sem rafleiðarar rafdreifikerfisins eru tengdir leiðurum viðskiptavina og hvers kyns aflflutningur milli viðskiptavinarins og rafdreifikerfisins.
Meðmæli um ≤ 5% hafa verið notuð sem eina krafan fyrir margar umsóknir.Þetta er ástæðan fyrir því að í mörgum tilfellum nægir bara að nota inverter með 6 púlsa afriðli og inntaksviðbragði eða jafnstraums (DC) hlekkjaspólu til að uppfylla ráðleggingar um hámarksspennuröskun.Auðvitað, samanborið við 6 púlsa inverter án inductor í hlekknum, getur notkun inverter með DC hlekkja inductor (eins og WEG eigin CFW11, CFW700 og CFW500) dregið verulega úr harmonic geislun.
Annars eru nokkrir aðrir möguleikar til að draga úr kerfisharmoníkum í inverter forritum, sem við munum kynna hér.
Ein lausn til að draga úr harmonikum er að nota inverter með 12 púlsa afriðli.Hins vegar er þessi aðferð venjulega aðeins notuð þegar spennir er þegar uppsettur;fyrir marga invertera sem eru tengdir við sama DC hlekkinn;eða ef ný uppsetning þarfnast spenni sem er tileinkaður inverterinu.Að auki hentar þessi lausn fyrir afl sem er venjulega meira en 500 kílóvött (kW).
Önnur aðferð er að nota 6 púlsa virkan straum (AC) drifbreyti með óvirka síu við inntakið.Þessi aðferð getur samræmt mismunandi spennustig - harmónískar spennur milli miðlungs (MV), háspennu (HV) og auka háspennu (EHV) - og styður eindrægni og útilokar skaðleg áhrif á viðkvæman búnað viðskiptavina.Þó að þetta sé hefðbundin lausn til að draga úr harmonikum mun það auka hitatap og draga úr aflstuðul.
Þetta færir okkur að hagkvæmari leið til að draga úr harmonikum: Notaðu inverter með 18 púlsa afriðli, eða sérstaklega DC-AC drif sem knúið er af DC hlekk í gegnum 18 púlsa afriðara og fasabreytibreyti.Púlsjafnari er sama lausn hvort sem það er 12 púls eða 18 púls.Þó þetta sé hefðbundin lausn til að draga úr harmonikum, vegna mikils kostnaðar, er hún venjulega aðeins notuð þegar spennir hefur verið settur upp eða sérstakan spennir fyrir inverterinn þarf fyrir nýja uppsetningu.Aflið er venjulega meira en 500 kW.
Sumar samræmdar bælingaraðferðir auka hitatap og draga úr aflstuðul, á meðan aðrar aðferðir geta bætt afköst kerfisins.Góð lausn sem við mælum með er að nota virkar WEG síur með 6 púls riðstraumsdrifum.Þetta er frábær lausn til að útrýma harmonikum sem myndast af ýmsum tækjum
Að lokum, þegar hægt er að endurnýja orku til netsins, eða þegar margir mótorar eru knúnir af einum DC hlekk, er önnur lausn aðlaðandi.Það er að segja, virkt framenda (AFE) endurnýjunardrif og LCL sía eru notuð.Í þessu tilviki er ökumaðurinn með virkan afriðara við inntakið og uppfyllir ráðlögð mörk.
Fyrir invertera án DC tengil-svo sem WEG eigin CFW500, CFW300, CFW100 og MW500 invertara - lykillinn að því að draga úr harmonikum er netviðbragðið.Þetta leysir ekki aðeins harmonic vandamálið, heldur leysir einnig vandamálið við að orka er geymd í hvarfgjarna hluta invertersins og verður óvirk.Með hjálp netviðbragðs er hægt að nota hátíðni einfasa inverter hlaðinn af resonant neti til að átta sig á stýranlegu viðbragði.Kosturinn við þessa aðferð er að orkan sem geymd er í hvarfefninu er lægri og harmoniska röskunin er minni.
Það eru aðrar hagnýtar leiðir til að takast á við harmonikk.Eitt er að fjölga línulegu álagi miðað við ólínulegt álag.Önnur aðferð er að aðgreina aflgjafakerfi fyrir línulegt og ólínulegt álag þannig að mismunandi spennu THD mörk séu á milli 5% og 10%.Þessi aðferð er í samræmi við ofangreindar verkfræðilegar ráðleggingar (EREC) G5 og EREC G97, sem eru notaðar til að meta harmóníska spennuröskun ólínulegra og resonant plantna og búnaðar.
Önnur aðferð er að nota afriðlara með meiri fjölda púlsa og fæða hann í spenni með mörgum aukaþrepum.Hægt er að tengja margvinda spennubreyta með mörgum aðal- eða aukavindum hver við annan í sérstakri gerð stillingar til að veita nauðsynlega úttaksspennustig eða til að keyra margar álag á úttakið og veita þannig fleiri valkosti í afldreifingu og sveigjanleikakerfi.
Að lokum er það endurnýjandi drifaðgerð AFE sem nefnd er hér að ofan.Grunn AC drif eru ekki endurnýjanleg, sem þýðir að þeir geta ekki skilað orku til aflgjafans - þetta er sérstaklega ekki nóg, vegna þess að í sumum forritum er endurheimt orkunnar sem skilað er sérstök krafa.Ef endurnýjunarorkuna þarf að skila til AC aflgjafans er þetta hlutverk endurnýjunardrifsins.Einfaldum afriðlum er skipt út fyrir AFE inverter og orku er hægt að endurheimta á þennan hátt.
Þessar aðferðir veita margvíslega möguleika til að berjast gegn harmonikum og henta fyrir mismunandi gerðir af orkudreifingarkerfum.En þeir geta líka sparað orku og kostnað verulega í ýmsum forritum og uppfyllt alþjóðlega staðla.Þessi dæmi sýna að svo lengi sem rétta inverter tæknin er notuð, verður ólínuleika vandamálið ekki erfitt að leysa.
For more information, please contact: WEG (UK) LtdBroad Ground RoadLakesideRedditch WorcestershireB98 8YPT Tel: +44 (0)1527 513800 Email: info-uk@weg.net Website: https://www.weg.net
Vinnsla og eftirlit Today ber ekki ábyrgð á innihaldi innsendra eða utanaðkomandi greina og mynda.Smelltu hér til að senda okkur tölvupóst til að upplýsa okkur um allar villur eða aðgerðaleysi í þessari grein.