În calitate de furnizor de VFD Control VFD, întâmpin adesea întrebări din partea clienților cu privire la conținutul armonic al acestor unități. În această postare pe blog, voi aprofunda ce este conținutul armonic, de ce este important în VF Control VFD și cum afectează acesta performanța generală a sistemelor dvs.
Înțelegerea armonicilor
Pentru început, să clarificăm ce sunt armonicile. Într-un sistem electric, frecvența fundamentală este frecvența principală a curentului alternativ (AC), de obicei 50 sau 60 Hz, în funcție de regiune. Armonicele sunt frecvențe care sunt multipli întregi ai acestei frecvențe fundamentale. De exemplu, a 2-a armonică este de două ori mai mare decât frecvența fundamentală, a 3-a armonică este de trei ori mai mare decât frecvența fundamentală și așa mai departe.
Armonicele sunt generate în sistemele electrice atunci când sunt prezente sarcini neliniare. O sarcină neliniară este aceea în care curentul absorbit nu este proporțional cu tensiunea aplicată. VF Control VFD se încadrează în această categorie. Când un VFD convertește puterea de intrare AC în DC și apoi înapoi la AC la o frecvență variabilă, introduce neliniarități în forma de undă curentă, care la rândul lor generează armonici.
Generarea de armonici în VFD-urile de control VF
VF-urile de control VFD folosesc dispozitive electronice de putere, cum ar fi diode, tiristoare și tranzistoare bipolare cu poartă izolată (IGBT). Aceste dispozitive pornesc și opresc curentul electric la frecvențe înalte pentru a controla tensiunea și frecvența de ieșire. În timpul procesului de comutare, forma de undă curentă deviază de la o undă sinusoidală pură, rezultând generarea de armonici.
Secțiunea redresorului unui VFD, care convertește AC în DC, este o sursă majoră de armonici. Majoritatea VFD-urilor folosesc un redresor cu șase impulsuri, care generează cantități semnificative de armonici a 5-a, a 7-a, a 11-a și a 13-a. Cu cât este mai mare ordinea armonicii, cu atât este mai mică amplitudinea acesteia, dar chiar și aceste armonici cu amplitudine mai mică pot avea un impact asupra sistemului.
De ce contează conținutul armonic
Conținutul de armonici dintr-un VFD de control VF poate avea mai multe efecte negative asupra sistemului electric și echipamentelor conectate:
1. Supraîncălzirea echipamentului
Armonicele provoacă încălzire suplimentară în echipamentele electrice, cum ar fi transformatoare, motoare și cabluri. Curentul suplimentar datorat armonicilor crește pierderile rezistive (pierderi I²R) în aceste componente. În timp, acest lucru poate duce la îmbătrânirea prematură a izolației, la reducerea duratei de viață a echipamentului și chiar la defecțiunea echipamentului.
2. Distorsiunea de tensiune
Armonicele pot provoca distorsiuni de tensiune în sistemul electric. Când forma de undă curentă este distorsionată din cauza armonicilor, se creează o cădere de tensiune pe impedanța sistemului. Această cădere de tensiune conține componente armonice, care pot afecta performanța altor echipamente sensibile conectate la aceeași sursă de alimentare. De exemplu, computerele, dispozitivele de comunicație și alte echipamente electronice pot prezenta defecțiuni din cauza distorsiunii de tensiune.
3. Interferențe cu alte echipamente
Armonicele pot provoca, de asemenea, interferențe electromagnetice (EMI) cu alte echipamente electrice și electronice. Componentele de înaltă frecvență ale armonicilor pot radia energie electromagnetică, care poate interfera cu funcționarea normală a echipamentelor din apropiere, cum ar fi receptoarele radio, senzorii și sistemele de control.
Măsurarea conținutului armonic
Pentru a evalua conținutul de armonici într-un VFD de control VF, mai mulți parametri sunt utilizați în mod obișnuit:
1. Distorsiunea armonică totală (THD):
THD este o măsură a distorsiunii generale a formei de undă de curent sau tensiune din cauza armonicilor. Este exprimat ca procent și reprezintă raportul dintre valoarea rădăcină - medie - pătrată (RMS) a tuturor componentelor armonice și valoarea RMS a componentei fundamentale. O valoare mai mică a THD indică o formă de undă mai curată, cu mai puțină distorsiune armonică.
2. Amplitudini armonice individuale:
Pe lângă THD, este de asemenea important să se măsoare amplitudinile armonicilor individuale. Acest lucru ajută la identificarea armonicilor specifice care cauzează probleme și la determinarea măsurilor de atenuare adecvate.
Atenuarea conținutului armonic
În calitate de furnizor VF Control VFD, oferim mai multe soluții pentru a atenua conținutul de armonici din unitățile noastre:
1. Filtre pasive
Filtrele pasive sunt cea mai comună metodă de atenuare a armonicilor. Aceste filtre constau din inductori, condensatori și rezistențe conectate într-o configurație specifică pentru a absorbi sau bloca curenții armonici. Filtrele pasive pot fi proiectate pentru a viza anumite armonici sau pentru a reduce THD-ul general.
2. Filtre active
Filtrele active sunt mai avansate și pot oferi o mai bună atenuare armonică în comparație cu filtrele pasive. Aceste filtre folosesc electronica de putere pentru a genera un curent de compensare care este egal în mărime, dar opus în fază curentului armonic. Acest lucru anulează efectiv curentul armonic din sistem.
3. Multi - Redresoare de impulsuri
În loc să utilizați un redresor standard cu șase impulsuri, pot fi utilizate redresoare cu mai multe impulsuri, cum ar fi redresoare cu 12 impulsuri sau 18 impulsuri. Aceste redresoare reduc conținutul de armonici prin creșterea numărului de impulsuri în procesul de redresare, ceea ce are ca rezultat o tensiune DC mai curată și curenți armonici mai mici.
Impactul asupra performanței sistemului
Conținutul de armonici dintr-un VFD Control VF poate avea un impact semnificativ asupra performanței întregului sistem. Prin reducerea conținutului de armonici, putem îmbunătăți eficiența sistemului electric, reduce consumul de energie și crește fiabilitatea echipamentelor conectate. De exemplu, un motor care funcționează cu o sursă de alimentare mai curată (conținut mai scăzut de armonici) va funcționa mai bine, cu mai puține vibrații și zgomot și va avea o durată de viață mai lungă.
Aplicații și considerații
VF Control VFD-urile sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații, inclusiv mașini industriale, sisteme HVAC și sisteme de energie regenerabilă. În fiecare aplicație, conținutul armonic trebuie luat în considerare cu atenție. De exemplu, într-un proces industrial sensibil, chiar și o cantitate mică de distorsiuni armonice poate cauza probleme de calitate a produsului. Într-un sistem HVAC, conținutul ridicat de armonici poate duce la un consum crescut de energie și la defecțiunea prematură a echipamentului.
Atunci când selectați un VFD de control VF pentru o anumită aplicație, este important să luați în considerare cerințele armonice ale sistemului. Unele aplicații pot necesita un VFD cu un THD foarte scăzut, în timp ce altele pot fi mai tolerante la distorsiunea armonică. Echipa noastră de experți vă poate ajuta să alegeți soluția potrivită de VFD și de atenuare a armonicilor pentru nevoile dumneavoastră specifice.
Produse înrudite
Dacă sunteți interesat să aflați mai multe despre VF Control VFD și despre produsele conexe, puteți vizita următoarele link-uri:
- Unitate de frecvență variabilă VFD
- Controlere de motoare cu frecvență variabilă
- VFD monofazat la trifazat
Contact pentru achizitie si consultanta
Dacă vă gândiți să achiziționați un VF Control VFD sau aveți nevoie de mai multe informații despre atenuarea armonicilor, vă încurajăm să ne contactați. Echipa noastră de vânzări cu experiență vă poate oferi informații detaliate despre produse, asistență tehnică și vă poate ajuta cu procesul de achiziție. Indiferent dacă aveți un proiect la scară mică sau o aplicație industrială la scară largă, avem soluțiile potrivite pentru dvs.
Referințe
- „Calitatea puterii în sistemele electrice” de Math HJ Bollen
- „Variable Frequency Drives: Selection, Application, and Maintenance” de Dan M. Ionel și Giri K. Venkataramanan