Üretim hattınızın en yüksek verimlilikte çalıştığını düşünün, fakat görünmez bir güç sessizce ekipmanların performansını ve uzun ömürlülüğünü azaltıyor.Değişken Frekanslı Sürücüler (VFD) modern sanayide vazgeçilmez hale geldi, taşıyıcı kemerlerden otomatik ambalaj hatlarına kadar her şeyi enerji tasarrufuyla güçlendiriyor.Bu cihazların ürettiği harmonik kirlilik, dikkat edilmesini gerektiren önemli bir zorluk oluşturuyor..
VFD Temellerini Anlamak
Endüstriyel uygulamalarda, VFD'ler enerji tasarrufu, optimize edilmiş süreç kontrolü, uzadılmış bileşen ömrü,ve işlevsel güvenlik özellikleri ile makinelerin güvenliğinin artırılmasıStandart bir VFD sistemi üç temel bileşenden oluşur:
- Diyot Köprüsü Düzelticisi:Tipik olarak gelen AC voltajını DC voltajına dönüştüren tam dalga 6 impulslu düzleyici.
- DC otobüsü:Düzleştirilmiş voltajı düzeltmek ve voltaj depolamasını sağlamak için DC kondansatörleri kullanır.
- IGBT Inverter:Motorları çalıştırmak için Pulse Width Modulation (PWM) aracılığıyla değişken frekans ve voltaj çıkışı üretir.
Giriş aşamasında 6 impulslu düzleyici kullanan herhangi bir VFD, potansiyel olarak elektrik şebekesine harmonik akımlar ve gerilim bozukluğu getirebilir.Bu fenomen, bu düzleyici tarafından oluşturulan doğrusal olmayan yük özelliklerinden kaynaklanmaktadır..
Harmonik Distorsiyonun Mekanikleri
AC voltajına bağlandığında, doğrusal yükler (resistif, endüktif veya kapasitif) voltaj dalga biçimine benzer akım dalga biçimleri çekir.VFD'ler gibi doğrusal olmayan yükler, voltaj dalga biçiminden sapmış sinüzoidal olmayan akım dalga biçimleri üretir.
VFD sistemlerinde, gelen AC voltajı DC otobüs voltajını aştığında - tipik olarak sinüs dalgasının zirvesine yakın olduğunda - akım sadece DC otobüs kondansatörlerine akar.Bu doğrusal olmayan kapasitif akım ana giriş voltaj hatlarında akım darbeleri yaratırHarmonik bozulma yaratıyor.
Harmonik Bozulmanın Sonuçları
Enerji sistemlerindeki harmonik kirlilik, çoklu operasyonel zorluklara yol açabilir:
- İletişim devrelerinde müdahale
- Transformörün aşırı ısınması
- Çaprazların yanlış çalıştırılması
- Tarafsız iletken aşırı yüklenme
- Kondensatör bankaları arızalı
IEEE 519 Harmonik Standartları
Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE), bu endişeleri gidermek için uyumlu seviyeler standartları oluşturdu.Sistemin kısa devre akım kapasitesine (SCCR) göre kabul edilebilir akım ve voltaj harmonik seviyelerini tanımlar..
Standart, ortak bir bağlantı noktası (PCC) kavramını tanıtır.PCC tipik olarak transformatörün yüksek voltajlı tarafında bulunur.Paylaşılan hizmetli transformatörleri kullanan ticari tesisler genellikle düşük voltaj tarafında ölçer.
Harmonik Filtrelerle Temizlenme
Harmonik sorunlar için çeşitli çözümler arasında, harmonik filtreler performans ve maliyet etkinliği arasında optimum denge sunar.Bu cihazlar, endüstriyel uygulamalarda güvenilir güç kalitesini sağlayarak IEEE 519 standartlarına uygun olmak için özel olarak tasarlanmıştır..
Modern harmonik filtreler sağlam performans özellikleri göstermektedir:
- Başlatma artışlarını yönetmek için 60 saniye boyunca % 150 mevcut aşırı yükleme kapasitesi
- Tam yükleme verimliliği %99'a kadar, hassas mühendislik yoluyla
- Uzun ömürlü yüksek performanslı üç fazlı kondansatörler
- Bölünmüş bileşen tasarımları ile esnek montaj seçenekleri
Anahtarlı çözümler gerektiren daha büyük uygulamalar için, önceden kablolu NEMA 1 kablosu kurulumunu kolaylaştırmak için fabrika seçenekleri olarak mevcuttur.
Harmonik Filtreleri Ne Zaman Düşünebilirsiniz?
Endüstriyel operasyonlar, aşağıdakilerle karşılaştığında, uyumlu filtre uygulamasını değerlendirmelidir:
- VFD ile çalışan 10 HP'den fazla yük
- PCC'de toplam Harmonik Distorsiyon (THD) ölçümleri %8'in üzerinde
- Açıklanamayan sık sık çıkışlar veya transformatörlerin aşırı ısınması
Harmonik standartlara uymak, sadece ekipmanları korumakla kalmaz, ayrıca sistemlere ek sürücüler dahil edildiğinde gelecekteki ölçeklenebilirliği de sağlar.