Harmonik bozulma, fan pompası değişken frekans sürücüleri (VFD'ler) ile uğraşırken anlamak için kritik bir konudur. Fan pompası VFD'lerinin özel bir tedarikçisi olarak, harmonik bozulmanın bu temel cihazların performansı ve uzun ömürlülüğü üzerindeki etkisine ilk elden tanık oldum. Bu blogda, harmonik bozulmanın ne olduğunu, fan pompası VFD'leri için etkilerini ve etkilerini nasıl azaltabileceğimizi araştıracağım.
Harmonik bozulmayı anlamak
Başlamak için harmonik bozulmayı tanımlayalım. İdeal bir elektrik sisteminde, voltaj ve akım dalga formları saf sinüs dalgalarıdır. Bununla birlikte, gerçek dünya senaryolarında, özellikle VFD'ler gibi doğrusal olmayan yüklere sahip sistemlerde, dalga formları saf sinüs şeklinden sapar. Harmonikler, temel frekansın tamsayı katları olan frekanslardır (örneğin, 50 - Hz güç sisteminde, 2. harmonik 100 Hz, 3'ü 150 Hz, vb.).
Harmonik bozulma, bu harmonik frekanslar elektrik sisteminde mevcut olduğunda ortaya çıkar ve akım ve voltaj dalga formlarının çarpıtılmasına neden olur. Tipik olarak toplam harmonik bozulmanın (THD) yüzdesi olarak ölçülür. THD, tüm harmonik bileşenlerin güçlerinin toplamının temel bileşenin gücüne oranını temsil eden sayısal bir değerdir.
Fan Pompası VFD'lerinde Armonik Bozulma Neden Önemlidir?
Ekipman performansı üzerindeki etki
Fan pompası VFD'leri için harmonik bozulmanın performans üzerinde birkaç zararlı etkisi olabilir. Çarpıştırılmış akım ve voltaj dalga formları, motorun daha az verimli çalışmasına neden olabilir. Motor aynı çıktı seviyesine ulaşmak için daha fazla çalışması gerektiğinden, bu verimsizlik artan enerji tüketimine dönüşür. Ek olarak, harmoniklerin varlığı, VFD'nin motor sargılarında ve diğer bileşenlerinde artan ısıtmaya yol açabilir. Zamanla, bu aşırı ısı yalıtım malzemelerini bozabilir, ekipmanın ömrünü azaltabilir ve erken başarısızlık olasılığını artırabilir.
Diğer elektrikli ekipmanlarla uyumluluk
Fan pompası VFD'leri tarafından üretilen harmonik bozulma, aynı güç sistemine bağlı diğer elektrikli ekipmanlar için de sorunlara neden olabilir. Yatılmış dalga formları, bilgisayarlar, iletişim ekipmanları ve kontrol sistemleri gibi hassas elektronik cihazların normal çalışmasına müdahale edebilir. Bu parazit arızalar, veri hataları ve hatta bu cihazlara zarar verebilir.
Güç kalitesi ve yardımcı program gereksinimleri
Birçok kamu hizmeti şirketi, müşterilerin güç şebekesine enjekte etmelerine izin verilen harmonik bozulma seviyesi konusunda katı düzenlemelere sahiptir. Fan pompası VFD'lerinden yüksek seviyelerde harmonik bozulma bu düzenlemeleri ihlal edebilir ve bu da son kullanıcı için cezalara yol açabilir. Ayrıca, harmonikler nedeniyle zayıf güç kalitesi, şanzıman ve dağıtım sistemindeki artan kayıplar gibi kamu hizmeti şirketinin kendisi için sorunlara neden olabilir.
Fan Pompası VFD'lerinde harmonik bozulma kaynakları
Doğrusal olmayan yük özellikleri
Fan pompası VFD'lerinde birincil harmonik bozulma kaynağı, doğrusal olmayan yük özellikleridir. VFD'ler tipik olarak, gelen AC gücünü DC gücüne dönüştürmek ve daha sonra değişken frekans AC gücüne geri döndürmek için diyotlar, tristörler ve yalıtımlı - kapı bipolar transistörleri (IGBT'ler) gibi güç elektronik cihazları kullanır. Bu güç elektronik cihazlar doğrusal değildir, yani voltaj ve akım arasındaki ilişki orantılı değildir. Sonuç olarak, açılıp kapandıklarında harmonikler üretirler.
Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM)
Harmonik bozulmanın bir başka kaynağı, VFD'lerde kullanılan darbe genişliği modülasyonu (PWM) tekniğidir. PWM, VFD'nin çıkış voltajını ve frekansını kontrol etmek için yaygın bir yöntemdir. Güç elektronik cihazlarını hızla açıp kapatarak PWM, değişken - frekans çıkışı oluşturabilir. Bununla birlikte, PWM'nin yüksek frekans anahtarlaması, sistemin genel harmonik bozulmasına katkıda bulunabilecek harmonikler de üretir.
Fan Pompası VFD'lerinde harmonik bozulmayı azaltma
Pasif filtreler
Harmonik bozulmayı azaltmak için en yaygın yöntemlerden biri pasif filtrelerin kullanılmasıdır. Pasif filtreler indüktörler, kapasitörler ve dirençlerden oluşan elektrik devreleridir. Temel frekansın geçmesine izin verirken spesifik harmonik frekansları engellemek veya zayıflatmak için tasarlanmıştır. Her biri kendi avantajları ve dezavantajları olan tek ayarlanmış filtreler, yüksek geçiş filtreleri ve bant filtreleri gibi farklı pasif filtre türleri vardır.
Aktif filtreler
Aktif filtreler harmonik bozulmayı azaltmak için başka bir seçenektir. Pasif filtrelerden farklı olarak, aktif filtreler, büyüklükte, ancak harmonik akıma karşı karşıt bir telafi akımı oluşturmak için güç elektronik cihazları kullanır. Bu telafi akımı, harmonik akımı iptal ederek sistemin genel harmonik bozulmasını etkili bir şekilde azaltır. Aktif filtreler pasif filtrelerden daha pahalıdır, ancak daha iyi performans ve daha fazla esneklik sağlar.
Çoklu Puls VFD'ler
Çoklu darbeli VFD'ler, VFD'nin doğrultucu bölümündeki darbe sayısını arttırarak harmonik bozulmayı azaltmak için tasarlanmıştır. Standart 6 - nabız VFD nispeten yüksek bir harmonik bozulma üretir. Buna karşılık, 12 - nabız, 18 - nabız ve hatta 24 - nabız VFD'leri, giriş akımının harmonik içeriğini önemli ölçüde azaltabilir. Bu çoklu darbeli VFD'ler, daha sinüzoidal bir akım dalga formu oluşturmak için ilave transformatörler ve doğrultucu devreler kullanır.
Fan Pompası VFD Tedarikçisi olarak çözümlerimiz
Fan pompası VFD'leri tedarikçisi olarak, harmonik bozulma konusunu ele almak için bir dizi ürün ve çözüm sunuyoruz. Bizim15kW VFDharmonik üretimi en aza indirmek için gelişmiş güç elektronik teknolojisi ile tasarlanmıştır. Harmonik bozulma seviyesini azaltmak için yüksek kaliteli giriş filtreleri ve optimize edilmiş PWM algoritmaları gibi özellikleri içerir.
Ayrıca sağlıyoruzFrekans sürücü denetleyicisiVFD'lerimizle uyum içinde çalışmak üzere özel olarak tasarlanmış çözümler. Bu denetleyiciler, VFD'nin çalışmasını tespit edilen harmonik bozulma seviyesine göre ayarlamak için programlanabilir, böylece optimum performans ve güç kalitesi standartlarına uyum sağlar.
Açık hava uygulamaları için VFD'lere ihtiyaç duyan müşteriler içinAçık VFDdüşük seviyelerde harmonik bozulma sürdürülürken sert çevre koşullarına dayanacak şekilde inşa edilmiştir. Aşırı ısınmayı önlemek ve güvenilir çalışmayı sağlamak için sağlam muhafazalar ve gelişmiş soğutma sistemleri ile donatılmıştır.
Çözüm
Harmonik bozulma, fan pompası VFD'leri dünyasında karmaşık ama önemli bir konudur. Nedenlerini, etkilerini ve azaltma stratejilerini anlamak, bu cihazların verimli ve güvenilir çalışmasını sağlamak için çok önemlidir. Bir tedarikçi olarak, müşterilerimize harmonik bozulmayı en aza indiren ve en katı güç kalitesi gereksinimlerini karşılayan yüksek kaliteli fan pompası VFD'leri sağlamaya kararlıyız.
Fan pompası VFD'lerimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız veya harmonik bozulma ile ilgili herhangi bir sorunuz varsa, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Özel ihtiyaçlarınızı tartışmayı ve uygulamalarınız için en iyi çözümleri sunmayı dört gözle bekliyoruz.
Referanslar
- Brown, He ve Holmes, DG (2002). Özel güç cihazlarını kullanarak güç kalitesi geliştirme. Wiley - IEEE Press.
- Mohan, N., Undeland, TM ve Robbins, WP (2012). Güç Elektroniği: Dönüştürücüler, Uygulamalar ve Tasarım. Wiley.
- IEEE Standart 519 - 2014, IEEE Elektrik Güç Sistemlerinde Harmonik Kontrol için Uygulamalar ve Gereksinimler Önerildi.