เครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ทํางานกับที่ทํางาน ความแตกต่างและการใช้งานหลัก

ลองจินตนาการถึงอุปกรณ์โรงงานที่ซับซ้อน ที่ถูกออกแบบให้มีประสิทธิภาพสูงสุด แต่มักจะล้มเหลว เพราะภัยอันตรายที่มองไม่เห็น ที่แอบอยู่ในระบบพลังงานสถานการณ์นี้ไม่ใช่สมมุติ แต่เป็นโจทย์จริงที่หลายบริษัทอุตสาหกรรมต้องเผชิญเมื่อมาตรฐานคุณภาพพลังงานเข้มข้นมากขึ้น และความต้องการของอุปกรณ์ความแม่นยําสูงเพิ่มขึ้น การเลือกทางแก้ไขการลดความรุนแรงที่เหมาะสมกลายเป็นสิ่งสําคัญบทความนี้วิเคราะห์ลักษณะทางเทคนิค, ข้อดีและข้อจํากัดของ Active Harmonic Filters (AHF) เมื่อเทียบกับ Passive Harmonic Filters (PHF) ซึ่งเสริมด้วยการศึกษากรณีในโลกจริงเพื่อนําไปสู่การตัดสินใจในการสร้างที่มั่นคงระบบพลังงานที่น่าเชื่อถือ.

การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานที่แพร่หลายได้เพิ่มการปนเปื้อนแอร์มอนิกในเครือไฟฟ้าขึ้นอย่างมาก แอร์มอนิกส์ทําให้คุณภาพของพลังงานเสื่อมลงการเปิดเครื่องป้องกันที่ผิด, และแม้กระทั่งคุกคามความมั่นคงของระบบโดยทั่วไป ส่งผลว่าการลดความเสียหายแบบฮาร์มอนิก ได้กลายเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการปฏิบัติงานอุตสาหกรรมที่ทันสมัยการเลือกแนวทางที่ดีที่สุดเป็นโจทย์ที่สําคัญสําหรับบริษัท.

เครื่องกรองฮาร์มอนิกที่ทํางาน ใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน เพื่อต่อต้านฮาร์มอนิกอย่างไดนามิก โดยการติดตามกระแสฮาร์มอนิกอย่างต่อเนื่องในเวลาจริงAHFs สร้างกระแสการชดเชยของขนาดเท่ากัน แต่ตรงข้ามระยะ, ทําให้การบิดเบือนฮาร์มอนิกมีประสิทธิภาพ แนวทางที่ทํางานนี้ทําให้ AHF สามารถปรับตัวให้กับความแตกต่างของภาระและยับยั้งความถี่ฮาร์มอนิกที่กว้างขวางรวมถึงความพึ่งพาจากไฟฟ้าภายนอกที่มั่นคง, การสูญเสียพลังงานที่เนื้อหาและการลดความสามารถในการทํางานในสภาพแวดล้อมความแรงกระตุ้นการบิดเบือนฮาร์มอนิกรวมสูง (THDv)

ฟังก์ชันหลักของ AHF อยู่ที่ความสามารถของพวกเขาในการผลิตกระแสการชดเชยอย่างมีกิจกรรมขณะที่วงจรควบคุมภายในคํานวณค่าชดเชยที่ต้องการอินเวอร์เตอร์จะเปลี่ยนพลังงาน DC ให้เป็นกระแสชดเชย AC โดยฉีดมันเข้าไปในกริด เพื่อยกเลิกฮาร์โมนิกการชดเชยแบบไดนามิคนี้ทําให้ AHF สามารถรักษาประสิทธิภาพได้ตลอดภาระที่แตกต่างกันและความถี่ฮาร์มอนิกหลายๆ.

ลักษณะสําคัญของ AHF ได้แก่

• การชดเชยแบบไดนามิก:การปรับเวลาจริงให้กับความเปลี่ยนแปลงของภาระ เพื่อรักษาการยับยั้งฮาร์มอนิกที่คงที่
• การลดความเสียหายในช่วงความสว่างการยับยั้งระดับความถี่ของฮาร์โมนิกหลายครั้งพร้อมกัน
• สามารถเขียนโปรแกรมได้:ปริมาตรและฟังก์ชันที่สามารถปรับแต่งได้ สําหรับการใช้งานที่หลากหลาย
• การออกแบบที่คอมแพคต์ขนาดของน้ําที่ลดลงเมื่อเทียบกับกรอง passive ทําให้การติดตั้งง่ายขึ้น

ข้อดี:

• ผลประกอบที่ดีกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีอัตราการเปลี่ยนแปลงภาระที่สําคัญ
• การลดความรุนแรงแบบครบวงจรของความถี่ฮาร์มอนิกหลายๆ ระดับ
• การตั้งค่าแบบยืดหยุ่นผ่านการปรับซอฟต์แวร์
• การติดตั้งที่ประหยัดพื้นที่

จํากัด:

• การลงทุนเบื้องต้นที่สูงกว่า เมื่อเทียบกับการแก้ไขแบบปาสิฟ
• การใช้พลังงานในการดําเนินงาน (โดยทั่วไป 3% ในสภาพอุดมสมบูรณ์ โดยอาจสูงขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ)
• ความพึ่งพาจากไฟฟ้าที่มั่นคงเพื่อการทํางานอย่างถูกต้อง
• ความเสื่อมของผลงานในสภาพแวดล้อม THDv สูง (มักไม่แนะนําเกิน 10% THDv)
• พลังงานการผลิตฮาร์มอนิกรองในระหว่างการทํางาน
• ประสิทธิภาพที่จํากัดต่อแหล่งฮาร์มอนิกส์ด้านล่าง

AHFs ดีเยี่ยมใน:

• อุปกรณ์ที่มีแหล่งฮาร์มอนิกที่ปูนและภาระที่เปลี่ยนแปลง (เช่น ศูนย์ข้อมูล, การผลิตความแม่นยํา)
• สภาพแวดล้อมที่ต้องการคุณภาพพลังงานที่พิเศษ (เช่น การผลิตครึ่งตัวนํา, สิ่งอํานวยความสะดวกทางการแพทย์
• อุปกรณ์พลังงานที่เกิดจากแหล่งที่ปรับปรุงใหม่ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายที่ต้องการความสอดคล้องแบบฮาร์มอนิกอย่างเคร่งครัด

เครื่องกรองฮาร์มอนิคปาซิฟ ใช้องค์ประกอบปาซิฟ (อินดูเตอร์, คอนเดสเตอร์, รีเซสเตอร์) เพื่อสร้างวงจรสะท้อนที่ดูดซึมความถี่ฮาร์มอนิคเฉพาะ,และความน่าเชื่อถือในการใช้งาน อย่างไรก็ตาม พวกเขาต้องการการออกแบบที่กําหนดเองสําหรับภาระเฉพาะเจาะจงและแสดงความสามารถในการปรับปรุงความแตกต่างของภาระน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการแก้ไขที่ทํางาน

PHFs ใช้วงจรสะท้อน LC ที่มีอุปสรรคต่ําในความถี่ฮาร์โมนิกที่เป้าหมาย โดยสามารถดูดซึมองค์ประกอบเหล่านั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพการตั้งค่าแบบปกติรวมถึงสาขาเสียงดังหลายสาขาสําหรับฮาร์โมนิกที่แตกต่างกัน. g., 5th, 7th, 11th และ 13th harmonics)

ลักษณะสําคัญของ PHF ได้แก่

• การดูดซึมความถี่ฮาร์มอนิกเฉพาะอย่างมีประสิทธิภาพ
• ความสามารถในการแก้ไขปัจจัยกําลังที่บูรณาการ
• การก่อสร้างที่เรียบง่ายกว่า ด้วยต้นทุนที่ต่ํากว่า
• การใช้งานที่น่าเชื่อถือ ด้วยการบํารุงรักษาอย่างน้อย

ข้อดี:

• การลงทุนเบื้องต้นต่ํากว่า
• ความน่าเชื่อถือที่พิสูจน์ได้ ด้วยการบํารุงรักษาอย่างน้อย
• การปรับปรุงปัจจัยพลังงานพร้อมกัน
• การดูดซึมฮาร์มอนิกที่มีประสิทธิภาพ
• ความสามารถในการเก็บพลังงานที่ทําให้ความดันความสับสนมั่นคง

จํากัด:

• จําเป็นต้องออกแบบตามความต้องการ สําหรับโปรไฟล์ฮาร์มอนิกเฉพาะเจาะจง
• ความรู้สึกของผลประกอบการต่อการเปลี่ยนแปลงภาระ
• รอยเท้าทางกายภาพที่ใหญ่กว่า
• ปัญหาการสะท้อนเสียงที่อาจเกิดขึ้น หากออกแบบไม่ถูกต้อง

PHFs ทํางานดีที่สุดใน:

• สภาพแวดล้อมที่มีแหล่งฮาร์มอนิกที่มั่นคงและภาระที่คง (เช่น เครื่องขับเคลื่อนความถี่แปรปรวนขนาดใหญ่ เครื่องปรับ)
• การใช้งานที่ต้องการการลดความรุนแรงแบบฮาร์มอนิกและการแก้ไขปัจจัยกําลังร่วมกัน
• อุปกรณ์ที่มีความรู้สึกต่อค่าใช้จ่าย

โรงงานผลิตรถยนต์ที่มีอุปกรณ์ทําความร้อนที่ควบคุมด้วยไทริสเตอร์ ในตอนแรกใช้ AHF กับ STATCOM สําหรับการลดความรุนแรงและการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาสร้างฮาร์มอนิกเพิ่มเติมที่ทําให้ความวัดไม่สมดุลและเครื่องมือเดินทางหลังจากเปลี่ยนไปใช้ PHF โครงการนี้สามารถแก้ปัญหาความสอดคล้องได้อย่างสําเร็จ และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

โรงงานบรรจุสินค้าผู้บริโภคที่ใช้อุปกรณ์ขับเคลื่อนความถี่แปร ได้ติดตั้ง AHFs แต่ยังคงมีปัญหาเกี่ยวกับการขับเคลื่อนและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์บ่อย ๆการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่า AHF สร้างสภาพที่สะท้อนเมื่อทํางานกับเครื่องจักรบรรจุที่อยู่ลําพังเพียงเมื่อภาระเชิงเส้น (มอเตอร์ระดับความเร็วคงที่) ได้ถูกนํามาใช้ AHF ได้ทํางานอย่างถูกต้อง

การเลือกระหว่าง AHF และ PHF ต้องพิจารณาอย่างละเอียด

• ลักษณะของแหล่งฮาร์โมนิก (ชนิด, ความถี่, ความใหญ่)
• รูปแบบภาระ (ความเปลี่ยนแปลง, ความต้องการคุณภาพพลังงาน)
• ปริมาตรของเครือข่าย (อาการขัดขวาง, ระดับแรงดัน, ความจุในการตัดสั้น)
• จํากัดงบประมาณ (ค่าเริ่มต้นและค่าดําเนินงาน)
• ความพร้อมของพื้นที่ทางกายภาพ

โดยทั่วไป, PHF เหมาะกับสภาพแวดล้อมฮาร์มอนิกที่มั่นคงที่มีภาระที่คงอยู่, ในขณะที่ AHF ให้บริการที่ดีกว่ากับการใช้งานที่มีแหล่งฮาร์มอนิกที่ปูนและความแตกต่างของภาระที่สําคัญ.ในกรณีการบิดเบือนฮาร์มอนิกสูง, PHFs มักจะพิสูจน์ว่ามีความน่าเชื่อถือมากขึ้น การแก้ไขแบบ Hybrid ที่รวมเทคโนโลยีทั้งสองสามารถนําจุดแข็งของแต่ละอย่างไปใช้ในการทํางานที่ดีที่สุด

การลดความรุนแรงแบบมีประสิทธิภาพยังคงเป็นสิ่งสําคัญในการรับประกันคุณภาพพลังงานและความน่าเชื่อถือของระบบ ทั้ง AHF และ PHF มีข้อดีที่แตกต่างกันสําหรับสภาพการปฏิบัติงานที่แตกต่างกันธุรกิจต้องประเมินความต้องการเฉพาะเจาะจงของพวกเขาอย่างละเอียด เพื่อนําทางแก้ไขที่เหมาะสมที่สุดการบริหารงานที่สมบูรณ์แบบจะเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ลดการสูญเสียพลังงาน และในที่สุดจะเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

การพัฒนาในอนาคตในด้านอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน รวมถึงอุปกรณ์ครึ่งประสาทระยะยาวและอัลการิทึมควบคุมที่ฉลาด สัญญาว่าจะมีเทคโนโลยีลดความรุนแรงของฮาร์มอนิกส์ที่ทันสมัยมากขึ้นนวัตกรรมเหล่านี้จะให้ทางเลือกเพิ่มเติมสําหรับการสร้างที่ฉลาด, ระบบพลังงานที่ประสิทธิภาพมากขึ้น