เครื่องกรองฮาร์มอนิกแบบปาสิฟประสิทธิภาพสูงขนาดเล็ก สําหรับ VFD และ VSD Frequency Drive

การแนะนําสําหรับฟิลเตอร์ฮาร์มอนิกส์

เครื่องกรองฮาร์โมนิก เหมือนกับซูเปอร์ฮีโร่ พวกมันป้องกันระบบพลังงานของคุณ มันต่อสู้กับฮาร์โมนิกที่อันตรายมีตัวป้องกันประเภทหลักสองอย่าง: เครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ทํางานและ เครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ทํางาน

การ เข้าใจ อาร์มอนิกส์ และ ผล กระทบ ของ มัน ต่อ ระบบ พลังงาน

ฮาร์โมนิกในระบบพลังงานไฟฟ้าหมายถึงกระแสไฟฟ้าหรือความแรงดันที่มีความถี่เป็นจํานวนเต็มของความถี่พลังงานพื้นฐาน เช่น ถ้าความถี่ฐานคือ 60 Hzและฮาร์มอนิกที่สองจะอยู่ที่ 120 Hz, และที่สามที่ 180 Hz. ไฟฟ้าที่ส่งไปยังทรัพย์สินอาจไม่ 'สะอาด'เสมอไป, และทรัพย์สินสามารถมีอาร์มอนิกส์. อาร์มอนิกส์เหล่านี้มาจากภาระที่ไม่เป็นเส้น,เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กระแสไฟฟ้าในแบบกระแทก แทนที่จะใช้กระแสคลื่นเรียบ.

การเปลี่ยนแปลงกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสความไม่สมดุลของแรงดันหรือกระแสผ่านช่วงไฟฟ้าคุณสามารถสังเกตปัญหาเหล่านี้ได้จากสัญญาณ เช่น ไฟสับ, แทรนฟอร์มร้อนเกินและเรือที่บุกบุกบุกบ่อย ๆ.

สถานะของฮาร์มอนิกในระบบของคุณ เป็นตัวแทนของ Total Harmonic Distortion (THD) ซึ่งเป็นวัดของผลฮาร์มอนิกทั้งหมดปกติจะวัดได้ถึง 50 ของความถี่ฐานของระบบพลังงาน, ซึ่งเท่ากับ 3kHz หรือตามแนวทางบางอย่าง, คูณที่ 40 (2.4kHz)

คุณภาพพลังงานที่ไม่ดีเนื่องจากฮาร์มอนิกส์สามารถทําให้เกิดปัญหาหลายอย่าง เช่น

การใช้พลังงานเพิ่มขึ้น ส่งผลให้มีค่าชําระการติดตั้งและค่าบริการสูงขึ้น
อุปกรณ์ร้อนเกิน
ลดผลกําไร
ความเสียหายในอุปกรณ์ของคุณ
การอุ่นเกินในสายประสานและเครื่องแปลงการกระจาย
ความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของอุปกรณ์ลดลง
ความต้องการในการบํารุงรักษาและเวลาหยุดทํางานเพิ่มขึ้น
ค่าไฟฟ้าสูงขึ้น

ความถี่เพิ่มเติมเหล่านี้ทําให้คลื่นไซน์ของ AC ในวงจรไฟฟ้าบิดเบือน และอาจมีผลร้ายแรง รวมถึงการลดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ของคุณตอนนี้เราได้หารือถึงผลกระทบของฮาร์มอนิกส์บนระบบพลังงานของคุณ ลองหารือเกี่ยวกับวิธีการกรองฮาร์มอนิกส์สามารถช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้.

หลักการของเครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ทํางาน

เครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ทํางาน (AHFs) เป็นคําตอบที่ทันสมัยต่อปัญหาของการบิดเบือนฮาร์มอนิกในระบบพลังงาน โดยใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยในการตรวจจับและศึกษาฮาร์มอนิกในเครือข่ายหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) จากนั้นผลิตกระแสฮาร์มอนิกที่ต่อต้านสายสีที่วัดมันนํากระแสต่อต้านนี้เข้าไปในระบบในเวลาจริง ทําให้เกิดการตัดความสับสนทั้งหมด

เราสามารถแบ่งฟิลเตอร์ที่ทํางานออกเป็นสามประเภท แต่ละชนิดมีข้อดีที่แตกต่างกัน

เครื่องกรองการเคลื่อนที่:

มันเชื่อมต่อขนานกับภาระและประเมินกระแสฮาร์มอนิกจากภาระ มันสร้างกระแสชําระค่าซึ่งทําให้ส่วนประกอบฮาร์มอนิกเสื่อม
เครื่องกรองประสิทธิภาพชุด:

เครื่องนี้เชื่อมต่อกันเป็นชุดกับระบบพลังงาน และฉีดความกระตุ้นที่ยกเลิกความกระตุ้นฮาร์มอนิกในระบบ
ประโยชน์หลักของเครื่องกรองที่ทํางานอยู่ที่ความสามารถในการเพิ่มปัจจัยพลังงานทําให้มันเป็นทางออกที่ซับซ้อนสําหรับการกรองฮาร์มอนิกเครื่องกรองที่ทํางานสามารถปรับตัวให้กับการเปลี่ยนแปลงอิทธิพลของฮาร์มอนิกส์ และกรองออกหลายความถี่ฮาร์มอนิกส์พร้อมกันพวกมันใช้อิเล็กทรอนิกส์พลังงานที่ซับซ้อน และอัลการิทึมควบคุม เพื่อลดความสับสนแบบไดนามิก, การฉีดกระแสการชดเชยในระบบพลังงาน

เครื่องกรองที่ทํางานมีข้อดีหลายอย่างเหนือจาก เครื่องกรองที่ไม่ทํางาน:

พวกมันสามารถกําจัดเสียงฮาร์โมนิกหลายเสียงได้พร้อมกัน
พวกมันปรับตัวให้กับการเปลี่ยนแปลงของความถี่ของระบบพลังงาน และสเป็คตรัมฮาร์มอนิกส์
พวกมันไม่ได้สร้างปัญหาการสะท้อนในระบบพลังงาน ไม่เหมือนกับกรองอัดอัด
พวกมันผลิตกระแสการชดเชยกลับอย่างมีกิจกรรม ซึ่งยกเลิกองค์ประกอบฮาร์มอนิกต่างๆ ทําให้ปริมาตรคุณภาพของพลังงาน เช่น การควบคุมความตึงเครียดและความไม่สมดุล
AHFs หรือที่รู้จักกันในชื่อ Active Power Filters (APFs) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานสายพันธุ์ใหม่ โดยใช้อุปกรณ์ DSP ความเร็วสูง

พวกมันยับยั้งความตึงกันอย่างมีประสิทธิภาพ และชดเชยพลังปฏิกิริยา AHF เป็นตัวปรับตัว และสามารถตอบสนองกับความถี่ความตึงกันในช่วงที่กว้างทําให้พวกเขาเป็นทางออกที่หลากหลายสําหรับการตั้งค่าระบบพลังงานต่างๆ. ความสับสนของความแรงดันและฮาร์มอนิกส์สามารถก่อให้เกิดการรบกวนของเครือข่ายและส่งผลให้มีการอุ่นร้อนเกินและเพิ่มขึ้นบัญชีพลังงานผลิตผลที่ดีกว่า 5% ความสับสนฮาร์มอนิกรวม (THD) ทั่วช่วงภาระ, ปรับปรุงปัจจัยกําลังและสมดุลภาระบนทั้งสามระยะถ้าจําเป็น

ด้วยลักษณะที่ปรับตัวและเทคโนโลยีที่เหนือกว่าของพวกมัน เครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ทํางาน ให้คําตอบที่มีประสิทธิภาพต่อโจทย์ที่เกิดจากการบิดเบือนฮาร์มอนิกในระบบพลังงานตอนนี้เราจะดูพื้นฐานของ Passive Harmonic Filters และการเปรียบเทียบกับ Active Harmonic Filters.

พื้นฐานของเครื่องกรองฮาร์มอนิคปาสิฟ

เครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ไม่ทํางาน (PHFs) ใช้หลักการของทฤษฎีวงจรไฟฟ้าพื้นฐาน โดยใช้ตัวต่อต้าน, เครื่องผลักดัน และ เครื่องประกอบความหนาในการกําจัดความถี่ที่ไม่ต้องการส่วนประกอบเหล่านี้ทํางานร่วมกันในวิธีที่แตกต่างกัน เพื่อสร้างผลการกรองเฉพาะ.

ความสําเร็จของ PHF ในการกําจัดฮาร์โมนิก ขึ้นอยู่กับการออกแบบและตําแหน่งของมันในระบบพลังงานและความจุในการสร้างผลการกรองที่ต้องการสําหรับการกําจัดฮาร์มอนิกที่ดีที่สุด คุณควรวางกรองใกล้แหล่งฮาร์มอนิก

งานของ PHF คือการอนุญาตความถี่บางอย่าง และปิดความถี่อื่นๆ โดยใช้ปฏิกิริยาอันโดดเด่นของตัวประกอบความถี่และตัวประกอบความถี่ที่แตกต่างกันในระบบพลังงานPHF ถูกออกแบบมาเพื่อ "จับ" ความถี่ฮาร์โมนิก, โดยปล่อยให้ความถี่ฐานเท่านั้นผ่านไป โดยทําให้อุปสรรคของกรองสูงในความถี่ฮาร์โมนิก และต่ําในความถี่ฐาน

มี PHF หลายชนิด แต่ละชนิดมีปฏิกิริยาที่แตกต่างกันต่อความถี่และการตั้งวงจร

เครื่องกรองปรับเสียงเพียงครั้งเดียว
เครื่องกรองปรับสองครั้ง
เครื่องกรองผ่านสูง
แม้ว่า PHF จะง่ายและมีค่าใช้จ่ายที่ประหยัด แต่มันไม่มีความยืดหยุ่นของ Active Harmonic Filters (AHF) การเปลี่ยนแปลงในการทํางานของระบบยังสามารถส่งผลกระทบต่อผลงานของมันได้

PHFs ใช้ส่วนประกอบที่ไม่ทํางาน เช่น รัคเตอร์และคอนเดเซนเตอร์ ซึ่งถูกปรับให้เข้ากับความถี่เฉพาะ เพื่อกรองส่วนฮาร์มอนิกเฉพาะหนึ่ง และลดฮาร์มอนิกที่เกิดขึ้นพวกมันยังชดเชยพลังงานปฏิกิริยา, ปรับปรุงปัจจัยพลังงาน. ลองเปรียบเทียบมันกับตัวแทนที่ทํางาน

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ
ปัจจัยหลายอย่างสามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพของ Filters Active Harmonic (AHFs) และ Passive Harmonic Filters (PHFs) ทั้งสอง รวมถึงความถี่ฮาร์มอนิกเฉพาะในระบบ สภาพความอ้วน,ทั้ง AHF และ PHF มีบทบาทสําคัญในการลดฮาร์โมนิกในระบบพลังงาน แต่พวกเขาทํางานต่างกันและให้ประสิทธิภาพระดับที่แตกต่างกันลองดูว่าความแตกต่างเหล่านี้ จะส่งผลต่อประสิทธิภาพของพวกมันอย่างไร.

นี่คือความแตกต่างหลักระหว่าง AHFs และ PHFs:

AHFs สามารถลดความถี่หลายครั้งพร้อมกัน
PHFs ปกติกรองฮาร์โมนิกแต่ละตัว
AHFs สามารถปรับตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพต่อการเปลี่ยนแปลงในกระแสฮาร์มอนิกของเครือไฟฟ้า ภายในช่วงที่กําหนดไว้
PHF สามารถลดฮาร์โมนิกของลําดับคงที่เท่านั้น (3)5,7) ภายในช่วงความถี่ที่แน่นอน
เมื่อพูดถึงความปลอดภัย AHFs หลีกเลี่ยงการอุดหนุนเมื่อบรรลุขีดจํากัดของกรองที่ทํางาน ไม่เหมือนกับ PHFs นอกจากนี้ถ้า AHF ล้มเหลว มันจะไม่ส่งผลกระทบต่อมอเตอร์ที่มันปรับปรุงพลังงานให้ซึ่งนําเราไปสู่ข้อพิจารณาที่สําคัญ เมื่อเปรียบเทียบทั้งสอง.

ดังนั้น ขณะที่ทั้ง AHF และ PHF เล่นบทบาทของพวกเขาและนําเสนอประโยชน์ มันชัดเจนว่า AHF ให้ประสิทธิภาพและความปลอดภัยที่สูงกว่าในการจัดการกับความบิดเบือนของระบบพลังงาน

การเปรียบเทียบค่าใช้จ่าย

การตัดสินใจระหว่าง Active Harmonic Filters (AHFs) และ Passive Harmonic Filters (PHFs) เป็นสิ่งสําคัญสําหรับธุรกิจของคุณ เพราะมันมีผลต่อค่าใช้จ่ายที่แตกต่างกัน

มองแรก AHFs อาจดูแพงกว่าสําหรับการใช้งานเครื่องขับขี่เดียว แต่ประสิทธิภาพการใช้จ่ายของพวกเขาเพิ่มขึ้นเมื่อจํานวนของภาระที่ไม่ใช่เส้นตรงเพิ่มขึ้นเกิดขึ้นเพราะ AHF หนึ่งสามารถแก้ไขภาระหลายทําให้มันเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าต่องบประมาณในระยะยาว

ในทางกลับกัน PHFs ปกติมีประสิทธิภาพต่อค่าใช้จ่ายมากขึ้นสําหรับการใช้งานที่มีภาระขนาดใหญ่, เดียว, ไม่เชิงเส้น การใช้จ่ายทุนสําหรับ AHF หนึ่งมักจะสูงกว่า PHF แต่ถ้าผลิตแบบคงที่มีความสําคัญมากที่สุด, AHFs เป็นทางออกที่เสนอ ถึงแม้ค่าเริ่มต้นจะสูงกว่า AHFs สามารถลดต้นทุนพลังงานได้อย่างสําคัญ และรับประกันผลิตที่คงที่ เพิ่มรายได้สุทธิของธุรกิจของคุณ

คุณควรพิจารณาปัจจัย เช่น ความถี่ฮาร์มอนิกเฉพาะในระบบของคุณ สภาพภาระ และการออกแบบและการวางเครื่องกรองเมื่อตัดสินใจระหว่าง AHF และ PHF

ขณะที่คุณต้องพิจารณาการลงทุนเบื้องต้นและค่ารักษาภายในอนาคต มันยังสําคัญที่จะพิจารณาความต้องการเฉพาะของระบบพลังงานของคุณเมื่อตัดสินใจระหว่าง AHFs และ PHFsลองเปลี่ยนความสนใจของเราไปยังด้านการบํารุงรักษาของกรองเหล่านี้.

การบํารุง

ทั้งฟิลเตอร์ฮาร์มอนิกที่ทํางานและฮาร์มอนิกที่ไม่ทํางาน มีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกันไปในเรื่องของการบํารุงรักษาส่งผลให้เกิดความร้อนเกิน และทําให้เกิดปัญหาในการปรับขนาด เนื่องจากผลกระทบของมันไม่สามารถคาดเดาได้.

PHF ใหม่บางชนิด ที่ช่างติดตั้งบนด้านเย็นของไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกันอย่างกว้างขวาง และการใช้งานบนพื้นดินอุปกรณ์เหล่านี้ไม่จําเป็นต้องมีส่วนประกอบไฟฟ้าของฝ่ายที่สามการกําจัดความจําเป็นในการบํารุงรักษา

เครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ทํางาน (AHFs) หรือที่รู้จักกันในนามหน่วยแก้ไขฮาร์มอนิก (HCU) ให้บริการทางออกที่ซับซ้อนมากขึ้นสําหรับการจัดการความบิดเบือนของระบบพลังงานAHFs สามารถปรับตัวและปฏิกิริยากับความถี่ฮาร์มอนิกที่กว้างขวางความสามารถในการปรับปรุงนี้ทําให้มันเป็นทางออกที่ยืดหยุ่นสําหรับการตั้งค่าระบบพลังงานที่หลากหลาย

ระบบกรองฮาร์มอนิกที่ทํางานประกอบด้วยสามส่วนหลัก:

- โมดูลที่ตรวจจับเสียงฮาร์โมนิก
- โมดูลควบคุม
- โมดูลสะพานอินเวอร์เตอร์

อย่างไรก็ตาม การรักษา AHFs ไม่ง่ายเท่านั้น ขณะที่ AHFs โดยทั่วไปมีความซับซ้อนและสามารถปรับปรุงได้มากกว่า PHFsความซับซ้อนของพวกเขาและการรวมอิเล็กทรอนิกส์พลังงานอาจต้องการการบํารุงรักษาบ่อยความถี่เฉพาะของการบํารุงรักษานี้ขึ้นอยู่กับรุ่น AHF และคําแนะนําของผู้ผลิต

ในทางกลับกัน, เครื่องกรอง passive ใช้วิธีที่ช้ากว่าที่เรียกว่าการสลับคอนแทคเตอร์. การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในความถี่ของเครื่องกรอง passive สามารถเปลี่ยนแปลงจุดเสียงลดอาการกรองฮาร์มอนิก.

ในแง่ของค่าใช้จ่ายในการดําเนินงาน

เครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ทํางานอาจมีต้นทุนสูงขึ้น เนื่องจากความจําเป็นในการติดตามและบํารุงรักษาอย่างต่อเนื่องการตรวจสอบและการปรับปรุงเป็นประจํามีความสําคัญในการรับประกันว่ากรองยังคงทํางานได้อย่างสมบูรณ์แบบ เมื่อสภาพของระบบพลังงานเปลี่ยนแปลงตามเวลา.
การติดตั้ง Passive Harmonic Filter บนแต่ละไดรฟ์สามารถเป็นวิธีการชําระค่าเสียที่ไม่รบกวนมากนัก เนื่องจากไม่ต้องการการบํารุงรักษาอย่างต่อเนื่อง
หลังจากการหารือด้านการบํารุงรักษา สิ่งต่อไปที่เราต้องพิจารณา คือความสามารถในการปรับปรุงและความยืดหยุ่นของเครื่องกรองเหล่านี้