Frekvensomvandlare används i stor utsträckning inom industrin för överföringssystem med variabel hastighet i industriell produktion.På grund av kraftomkopplingsegenskaperna hos växelriktarens likriktarkrets genereras en typisk diskret systembelastning på dess switchande strömförsörjning.Frekvensomformaren fungerar vanligtvis samtidigt med andra enheter som datorer och sensorer på plats.Dessa enheter installeras oftast i närheten och kan påverka varandra.Därför är den kraftelektroniska utrustningen som representeras av frekvensomvandlaren en av de viktiga harmoniska källorna i det offentliga elnätet, och den harmoniska föroreningen som genereras av kraftelektronisk utrustning har blivit det största hindret för utvecklingen av själva kraftelektroniken.
1.1 Vad är övertoner
Grundorsaken till övertoner är diskret systembelastning.När en ström flyter genom lasten finns det inget linjärt samband med den pålagda spänningen, och en annan ström än en sinusvåg flödar, vilket genererar högre övertoner.Harmoniska frekvenser är heltalsmultiplar av grundfrekvensen.Enligt den franska matematikern Fouriers (M.Fourier) analysprincip kan vilken som helst repetitiv vågform delas upp i sinusvågskomponenter inklusive grundfrekvens och övertoner av en serie grundfrekvensmultiplar.Övertoner är sinusformade vågformer, och varje sinusformad vågform har ofta olika frekvens, amplitud och fasvinkel.Övertoner kan delas in i jämna och udda övertoner, de tredje, femte och sjunde talen är udda övertoner, och de andra, fjortonde, sjätte och åttonde talen är jämna övertoner.Till exempel, när grundvågen är 50 Hz, är den andra övertonen 10 Hz och den tredje övertonen 150 Hz.I allmänhet är udda övertoner mer skadliga än jämna övertoner.I ett balanserat trefassystem, på grund av symmetri, har jämna övertoner eliminerats och endast udda övertoner existerar.För trefaslikriktarbelastningen är övertonsströmmen 6n 1 överton, såsom 5, 7, 11, 13, 17, 19, etc. Mjukstarttangenten orsakar den 5:e och 7:e övertonen.
1.2 Relevanta standarder för övertonskontroll
Inverter harmonisk kontroll bör vara uppmärksam på följande standarder: anti-interferensstandarder: EN50082-1, -2, EN61800-3: strålningsstandarder: EN5008l-1, -2, EN61800-3.Speciellt IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) och IEEE519-1992.
De allmänna antistörningsstandarderna EN50081 och EN50082 och frekvensomvandlarstandarden EN61800 (1ECl800-3) definierar strålnings- och antistörningsnivåerna för utrustning som arbetar i olika miljöer.De ovan nämnda standarderna definierar acceptabla strålningsnivåer under olika miljöförhållanden: nivå L, ingen strålningsgräns.Den är lämplig för användare som använder mjukstartare i opåverkade naturliga miljöer och användare som själva löser begränsningar av strålkällor.Klass h är gränsen specificerad av EN61800-3, första miljö: gränsfördelning, andra miljö.Som ett alternativ för radiofrekvensfilter, utrustad med radiofrekvensfilter kan mjukstartaren uppfylla den kommersiella nivån, som vanligtvis används i icke-industriell miljö.
2 Harmoniska kontrollåtgärder
Harmoniska problem kan hanteras, strålningsstörningar och strömförsörjningsstörningar kan undertryckas och tekniska åtgärder som skärmning, isolering, jordning och filtrering kan vidtas.
(1) Använd passivt filter eller aktivt filter;
(2) Lyft transformatorn, minska kretsens karakteristiska impedans och koppla bort kraftledningen;
(3) Använd grön mjukstartare, ingen pulsströmförorening.
2.1 Använda passiva eller aktiva filter
Passiva filter är lämpliga för att ändra den karakteristiska impedansen för switchande strömförsörjning vid speciella frekvenser och är lämpliga för system som är stabila och inte förändras.Aktiva filter är lämpliga för att kompensera diskreta systembelastningar.
Passiva filter är lämpliga för traditionella metoder.Det passiva filtret dök upp först på grund av dess enkla och tydliga struktur, låga projektinvesteringar, höga driftsäkerhet och låga driftkostnad.De förblir nyckelmedlet för att undertrycka pulsade strömmar.LC-filtret är en traditionell passiv högordsövertonsdämpningsanordning.Det är en lämplig kombination av filterkondensatorer, reaktorer och resistorer och är parallellkopplad med den övertonskällan av hög ordning.Förutom filtreringsfunktionen har den även en ogiltig kompensationsfunktion.Sådana anordningar har några oöverstigliga nackdelar.Nyckeln är mycket lätt att överbelasta, och den kommer att brinna ut när den överbelastas, vilket gör att effektfaktorn överskrider standarden, kompensation och straff.Dessutom är passiva filter utom kontroll, så med tiden kommer ytterligare försprödning eller förändringar i nätverksbelastningen att ändra serieresonansen och minska filtereffekten.Ännu viktigare är att det passiva filtret bara kan filtrera en övertonskomponent av hög ordning (om det finns ett filter kan det bara filtrera den tredje övertonen), så att om olika övertonsfrekvenser av hög ordning filtreras, kan olika filter användas för att öka investeringar i utrustning.
Det finns många typer av aktiva filter i olika länder i världen, som kan spåra och kompensera pulsströmmar med olika frekvenser och amplituder, och kompensationsegenskaperna kommer inte att påverkas av kraftnätets karakteristiska impedans.Den grundläggande teorin för filter för aktiv effektteknik föddes på 1960-talet, följt av förbättringen av den integrerade kretsteknologin med stor, medel och liten uteffekt, förbättringen av styrsystemet för pulsbreddsmodulering och övertonerna baserade på teori för momentan hastighet reaktiv belastning.Det tydliga förslaget av den nuvarande metoden för momentan hastighetsövervakning har lett till den snabba utvecklingen av filter för aktiva effektteknik.Dess grundläggande koncept är att övervaka den övertonsström som kommer från kompensationsmålet, och kompensationsutrustningen skapar ett frekvensband av kompensationsström med samma storlek och motsatt polaritet som den övertonsström, för att kompensera pulsströmmen som orsakas av pulsströmmen källan till den ursprungliga linjen, och sedan göra strömmen av kraftnätet Endast grundläggande portioner ingår.Huvuddelen är den harmoniska våggeneratorn och det automatiska styrsystemet, det vill säga det fungerar genom den digitala bildbehandlingstekniken som styr den snabba isolerande lagertrioden.
I detta skede, i aspekten av speciell pulsströmstyrning, har passiva filter och aktiva filter dykt upp i form av kompletterande och blandade applikationer, som fullt ut utnyttjar fördelarna med aktiva filter som enkel och tydlig struktur, enkelt underhåll, låg kostnad , och bra kompensationsprestanda.Det tar bort defekterna med stora volymer och ökade kostnader för det aktiva filtret, och kombinerar de två för att få hela systemprogramvaran att få utmärkt prestanda.
2.2 Minska slingans impedans och skär av transmissionslinjemetoden
Grundorsaken till övertonsgenerering beror på användningen av icke-linjära belastningar, därför är den grundläggande lösningen att separera kraftledningarna för de övertonsgenererande belastningarna från kraftledningarna för de övertonskänsliga belastningarna.Den förvrängda strömmen som genereras av den olinjära belastningen producerar ett förvrängt spänningsfall på impedansen hos kabeln, och den syntetiserade förvrängda spänningsvågformen appliceras på andra belastningar anslutna till samma linje, där högre övertonsströmmar flyter.Därför kan åtgärder för att minska pulsströmskada också upprätthållas genom att öka kabelns tvärsnittsarea och minska slingimpedansen.För närvarande används metoder som att öka transformatorkapaciteten, öka kablars tvärsnittsarea, särskilt att öka tvärsnittsarean för neutrala kablar och välja skyddskomponenter som strömbrytare och säkringar i stor utsträckning i Kina.Denna metod kan dock inte i grunden eliminera övertoner, utan minskar skyddsegenskaperna och funktionerna, ökar investeringarna och ökar dolda faror i strömförsörjningssystemet.Anslut linjära och icke-linjära laster från samma strömförsörjning
Points of outlet (PCC) börjar leverera ström till kretsen individuellt, så spänningen utanför ramen från diskreta belastningar kan inte överföras till den linjära belastningen.Detta är en idealisk lösning på det aktuella harmoniska problemet.
2.3 Applicera smaragdgrön inverterkraft utan harmonisk förorening
Kvalitetsstandarden för den gröna växelriktaren är att ingångs- och utgångsströmmarna är sinusvågor, ingångseffektfaktorn är kontrollerbar, effektfaktorn kan ställas in på 1 under vilken belastning som helst, och utfrekvensen för effektfrekvensen kan styras godtyckligt.Frekvensomformarens inbyggda växelströmsreaktor kan väl undertrycka övertonerna och skydda likriktarbryggan från påverkan av den momentana branta vågen av strömförsörjningsspänningen.Övning visar att den harmoniska strömmen utan reaktor uppenbarligen är högre än den med reaktor.För att minska störningarna som orsakas av övertonsföroreningar installeras ett brusfilter i frekvensomformarens utgångskrets.När frekvensomformaren tillåter, reduceras bärvågsfrekvensen för frekvensomformaren.I högeffektsfrekvensomvandlare används dessutom vanligtvis 12-puls eller 18-puls likriktning, vilket minskar övertonsinnehållet i strömförsörjningen genom att eliminera låga övertoner.Till exempel, 12 pulser, de lägsta övertonerna är 11:e, 13:e, 23:e och 25:e övertonerna.På liknande sätt, för 18 enstaka pulser, är de få övertonerna 17:e och 19:e övertonerna.
Den lågharmoniska tekniken som används i mjukstartare kan sammanfattas enligt följande:
(1) Seriemultiplikationen av växelriktarens strömförsörjningsmodul väljer 2 eller cirka 2 serieanslutna växelriktarströmförsörjningsmoduler och eliminerar de övertonskomponenter i enlighet med vågformsackumuleringen.
(2) Likriktarkretsen ökar.Mjukstartare för pulsbreddsmodulering använder 121-puls, 18-puls eller 24-puls likriktare för att reducera pulsströmmar.
(3) Återanvändning av inverterkraftsmoduler i serie, genom att använda 30 enkelpulsserier inverterkraftmoduler och återanvändning av strömkretsen, kan pulsströmmen reduceras.
(4) Använd en ny DC-frekvensomvandlingsmoduleringsmetod, såsom diamantmodulering av arbetsspänningsvektormaterialet.För närvarande lägger många växelriktartillverkare stor vikt vid det harmoniska problemet och säkerställer tekniskt att växelriktaren blir grönare under designen och löser i grunden det harmoniska problemet.
3 Slutsats
I allmänhet kan vi tydligt förstå orsaken till övertoner.När det gäller faktisk drift kan människor välja passiva filter och aktiva filter för att minska slingans karakteristiska impedans, skära av den relativa vägen för harmonisk överföring, utveckla och applicera gröna mjukstartare utan harmonisk förorening och vända den mjuka övertonerna som genereras av startmotorn styrs inom ett litet område.
Posttid: 2023-apr-13