Massaçusets Texnologiya İnstitutunun (MIT) riyaziyyatçısı Artur Mettuk bir dəfə dedi: "Qeyri-xəttilik onu həll etməyin çətin olması deməkdir".Ancaq qeyri-xəttilik elektrik yüklərinə tətbiq edildikdə bu məsələyə diqqət yetirilməlidir, çünki o, harmonik cərəyanlar yaradır və enerji paylanmasına mənfi təsir göstərir və bu, baha başa gəlir.Burada motor və sürücü texnologiyalarının qlobal istehsalçısı və təchizatçısı olan WEG-in Avropa və Yaxın Şərq üzrə Marketinq Meneceri Marek Lukaszczyk inverter tətbiqlərində harmoniklərin necə azaldılmasını izah edir.
Floresan lampalar, keçid enerji təchizatı, elektrik qövs sobaları, rektifikatorlar və tezlik çeviriciləri.Bütün bunlar qeyri-xətti yükləri olan cihazların nümunələridir, yəni cihaz gərginlik və cərəyanı qəfil qısa impulslar şəklində qəbul edir.Onlar xətti yükü olan cihazlardan, məsələn, mühərriklər, yer qızdırıcıları, enerjili transformatorlar və közərmə lampalarından fərqlidir.Xətti yüklər üçün gərginlik və cərəyan dalğa formaları arasındakı əlaqə sinusoidaldır və istənilən vaxt cərəyan Ohm qanunu ilə ifadə edilən gərginliyə mütənasibdir.
Bütün qeyri-xətti yüklərin bir problemi onların harmonik cərəyanlar yaratmasıdır.Harmoniklər adətən enerji təchizatının əsas tezliyindən daha yüksək olan, 50 və ya 60 Hertz (Hz) arasında olan və əsas cərəyana əlavə olunan tezlik komponentləridir.Bu əlavə cərəyanlar sistemin gərginlik dalğa formasının pozulmasına səbəb olacaq və onun güc faktorunu azaldacaq.
Elektrik sistemində axan harmonik cərəyanlar, digər yüklərlə qarşılıqlı əlaqə nöqtələrində gərginliyin pozulması və kabellərin həddindən artıq istiləşməsi kimi digər arzuolunmaz təsirlər yarada bilər.Bu hallarda, ümumi harmonik təhrif (THD) ölçülməsi bizə gərginliyin və ya cərəyan təhrifinin nə qədər harmoniklərdən qaynaqlandığını söyləyə bilər.
Bu yazıda biz enerji keyfiyyəti problemlərinə səbəb olan hadisələrin düzgün monitorinqi və şərhi üçün sənaye tövsiyələrinə əsaslanaraq inverter tətbiqlərində harmoniklərin necə azaldılmasını öyrənəcəyik.
Böyük Britaniya Enerji Şəbəkəsi Assosiasiyasının (ENA) Mühəndislik Tövsiyəsindən (EREC) G5 ötürmə sistemlərində və paylayıcı şəbəkələrdə harmonik gərginliyin təhrifinin idarə edilməsi üçün yaxşı təcrübə kimi istifadə edir.Avropa Birliyində bu tövsiyələr adətən IEC 60050 kimi müxtəlif Beynəlxalq Elektrotexniki Komissiyasının (IEC) standartlarını özündə əks etdirən elektromaqnit uyğunluğu (EMC) direktivlərində olur. IEEE 519 adətən Şimali Amerika standartıdır, lakin qeyd etmək lazımdır ki, IEEE 519 fərdi cihazlara deyil, paylama sistemlərinə diqqət yetirir.
Harmonik səviyyələr simulyasiya və ya ölçmə yolu ilə müəyyən edildikdən sonra, onları məqbul hədlərdə saxlamaq üçün onları minimuma endirməyin bir çox yolu var.Bəs məqbul hədd nədir?
Bütün harmonikləri aradan qaldırmaq iqtisadi cəhətdən mümkün olmadığından və ya qeyri-mümkün olduğundan, harmonik cərəyanın maksimum dəyərini təyin etməklə enerji təchizatı gərginliyinin təhrifini məhdudlaşdıran iki EMC beynəlxalq standartı mövcuddur.Bunlar IEC 61000-3-2 standartıdır, nominal cərəyanı 16 A (A) və hər bir faza üçün ≤ 75 A olan avadanlıq üçün uyğundur və 16 A-dan yuxarı avadanlıq üçün uyğun olan IEC 61000-3-12 standartıdır.
Gərginlik harmoniklərinin həddi ümumi birləşmə nöqtəsinin (PCC) THD-ni (V) ≤ 5% səviyyəsində saxlamaq üçün olmalıdır.PCC, enerji paylama sisteminin elektrik keçiricilərinin müştəri keçiricilərinə və müştəri ilə enerji paylama sistemi arasında hər hansı bir enerji ötürülməsinə qoşulduğu nöqtədir.
≤ 5% tövsiyəsi bir çox tətbiqlər üçün yeganə tələb kimi istifadə edilmişdir.Buna görə bir çox hallarda maksimum gərginlik təhrifi tövsiyəsini yerinə yetirmək üçün yalnız 6 impulslu rektifikator və giriş reaktivi və ya birbaşa cərəyan (DC) keçid induktoru olan bir çeviricidən istifadə etmək kifayətdir.Əlbəttə ki, keçiddə heç bir induktor olmayan 6 impulslu çevirici ilə müqayisədə, DC keçid induktoru olan bir çeviricidən istifadə (məsələn, WEG-in öz CFW11, CFW700 və CFW500) harmonik şüalanmanı əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.
Əks halda, inverter tətbiqlərində sistem harmonikasını azaltmaq üçün burada təqdim edəcəyimiz bir neçə başqa variant var.
Harmonikləri azaltmaq üçün bir həll yolu 12 impulslu rektifikatoru olan bir çeviricidən istifadə etməkdir.Ancaq bu üsul adətən yalnız transformator artıq quraşdırıldıqda istifadə olunur;eyni DC keçidinə qoşulmuş çoxlu çeviricilər üçün;və ya yeni quraşdırma inverterə ayrılmış transformator tələb edirsə.Bundan əlavə, bu həll adətən 500 kilovatdan (kVt) çox olan güc üçün uyğundur.
Başqa bir üsul, girişdə passiv filtr olan 6 impulslu aktiv cərəyan (AC) sürücü çeviricisindən istifadə etməkdir.Bu üsul müxtəlif gərginlik səviyyələrini koordinasiya edə bilər - orta (MV), yüksək gərginlik (HV) və əlavə yüksək gərginlik (EHV) arasında harmonik gərginliklər - və uyğunluğu dəstəkləyir və müştərilərin həssas avadanlıqlarına mənfi təsirləri aradan qaldırır.Bu harmonikləri azaltmaq üçün ənənəvi bir həll olsa da, istilik itkisini artıracaq və güc amilini azaldacaq.
Bu, bizi harmonikləri azaltmağın daha sərfəli üsuluna gətirir: 18 impulslu rektifikatoru olan bir çeviricidən və ya xüsusilə 18 impulslu rektifikator və faza dəyişdirici transformator vasitəsilə DC bağlantısı ilə təchiz edilmiş DC-AC sürücüsündən istifadə edin.Nəbz rektifikatoru 12 nəbz və ya 18 impuls olmasından asılı olmayaraq eyni həlldir.Bu harmonikləri azaltmaq üçün ənənəvi bir həll olsa da, yüksək qiymətə görə, adətən yalnız transformator quraşdırıldıqda və ya yeni quraşdırma üçün çevirici üçün xüsusi transformator tələb olunduqda istifadə olunur.Gücü adətən 500 kVt-dan çoxdur.
Bəzi harmonik bastırma üsulları istilik itkisini artırır və güc faktorunu azaldır, digər üsullar isə sistemin işini yaxşılaşdıra bilər.Tövsiyə etdiyimiz yaxşı həll 6 impulslu AC sürücüləri ilə WEG aktiv filtrlərindən istifadə etməkdir.Bu, müxtəlif cihazlar tərəfindən yaranan harmonikləri aradan qaldırmaq üçün əla bir həlldir
Nəhayət, enerji şəbəkəyə bərpa oluna bildikdə və ya birdən çox mühərrik tək bir DC bağlantısı ilə idarə edildikdə, başqa bir həll cəlbedicidir.Yəni aktiv ön uç (AFE) bərpaedici sürücü və LCL filtri istifadə olunur.Bu halda, sürücü girişdə aktiv rektifikatora malikdir və tövsiyə olunan məhdudiyyətlərə uyğun gəlir.
WEG-nin öz CFW500, CFW300, CFW100 və MW500 çeviriciləri kimi DC keçidi olmayan çeviricilər üçün harmonikləri azaltmaq üçün açar şəbəkə reaktivliyidir.Bu, yalnız harmonik problemi həll etmir, həm də inverterin reaktiv hissəsində enerjinin yığılması və təsirsiz hala gəlməsi problemini həll edir.Şəbəkə reaktivliyinin köməyi ilə rezonans şəbəkəsi tərəfindən yüklənmiş yüksək tezlikli bir fazalı çevirici idarə olunan reaktivliyi həyata keçirmək üçün istifadə edilə bilər.Bu metodun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, reaktiv elementdə saxlanılan enerji daha azdır və harmonik təhrif daha azdır.
Harmoniklərlə mübarizə aparmağın başqa praktik yolları da var.Bunlardan biri qeyri-xətti yüklərə nisbətən xətti yüklərin sayını artırmaqdır.Başqa bir üsul, xətti və qeyri-xətti yüklər üçün enerji təchizatı sistemlərini ayırmaqdır ki, 5% ilə 10% arasında müxtəlif gərginlikli THD hədləri olsun.Bu üsul yuxarıda qeyd olunan mühəndislik tövsiyələrinə (EREC) G5 və EREC G97 uyğun gəlir, hansı ki, qeyri-xətti və rezonans qurğu və avadanlıqların harmonik gərginlik təhrifini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur.
Başqa bir üsul, daha çox sayda impulsları olan bir rektifikatordan istifadə etmək və onu çoxlu ikinci mərhələli transformatora verməkdir.Tələb olunan çıxış gərginliyi səviyyəsini təmin etmək və ya çıxışda çoxlu yükləri idarə etmək üçün çoxlu ilkin və ya ikincil sarımları olan çoxdolaqlı transformatorlar bir-birinə xüsusi konfiqurasiya növü ilə qoşula bilər, bununla da enerji paylanması və çeviklik sistemində daha çox seçim təmin edilir.
Nəhayət, yuxarıda qeyd olunan AFE-nin regenerativ sürücü əməliyyatı var.Əsas AC sürücüləri bərpa edilə bilməz, yəni onlar enerjini enerji mənbəyinə qaytara bilməzlər - bu xüsusilə kifayət deyil, çünki bəzi tətbiqlərdə qaytarılan enerjinin bərpası xüsusi tələbdir.Bərpaedici enerjinin AC enerji mənbəyinə qaytarılması lazımdırsa, bu, bərpaedici sürücünün roludur.Sadə rektifikatorlar AFE çeviriciləri ilə əvəz olunur və enerji bu yolla bərpa edilə bilər.
Bu üsullar harmoniklərlə mübarizə üçün müxtəlif variantlar təqdim edir və müxtəlif növ enerji paylama sistemləri üçün uyğundur.Lakin onlar həm də müxtəlif tətbiqlərdə enerjiyə və xərclərə əhəmiyyətli dərəcədə qənaət edə və beynəlxalq standartlara cavab verə bilərlər.Bu misallar göstərir ki, düzgün çevirici texnologiyasından istifadə olunduğu müddətcə qeyri-xətti problemi həll etmək çətin olmayacaq.
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
Proses və nəzarət Bu gün təqdim edilən və ya xaricdən hazırlanmış məqalə və şəkillərin məzmununa görə məsuliyyət daşımır.Bu məqalədə olan səhvlər və ya çatışmazlıqlar barədə bizə e-poçt göndərmək üçün bura klikləyin.