"Jo-lineariteti do të thotë se është e vështirë për t'u zgjidhur," tha dikur Arthur Mattuck, një matematikan në Institutin e Teknologjisë në Massachusetts (MIT).Por duhet të adresohet kur aplikohet jolineariteti për ngarkesat elektrike, sepse gjeneron rryma harmonike dhe ndikon negativisht në shpërndarjen e energjisë - dhe është e kushtueshme.Këtu, Marek Lukaszczyk, Menaxher i Marketingut për Evropën dhe Lindjen e Mesme të WEG, një prodhues dhe furnizues global i teknologjisë së motorëve dhe ngasjeve, shpjegon se si të zbuten harmonikat në aplikimet e inverterit.
Llambat fluoreshente, furnizime me energji komutuese, furra me hark elektrik, ndreqës dhe konvertues të frekuencës.Të gjitha këto janë shembuj të pajisjeve me ngarkesa jolineare, që do të thotë se pajisja thith tensionin dhe rrymën në formën e pulseve të shkurtra të papritura.Ato janë të ndryshme nga pajisjet që kanë ngarkesa lineare - të tilla si motorët, ngrohësit e hapësirës, ​​transformatorët që janë me energji dhe llambat inkandeshente.Për ngarkesat lineare, marrëdhënia midis formës së valës së tensionit dhe rrymës është sinusoidale, dhe rryma në çdo kohë është proporcionale me tensionin e shprehur nga ligji i Ohm-it.
Një problem me të gjitha ngarkesat jolineare është se ato gjenerojnë rryma harmonike.Harmonikët janë përbërës të frekuencës që zakonisht janë më të larta se frekuenca themelore e furnizimit me energji elektrike, midis 50 ose 60 Hertz (Hz), dhe i shtohen rrymës themelore.Këto rryma shtesë do të shkaktojnë shtrembërim të formës së valës së tensionit të sistemit dhe do të zvogëlojnë faktorin e tij të fuqisë.
Rrymat harmonike që rrjedhin në sistemin elektrik mund të prodhojnë efekte të tjera të padëshirueshme, të tilla si shtrembërimi i tensionit në pikat e ndërlidhjes me ngarkesa të tjera dhe mbinxehja e kabllove.Në këto raste, matja e shtrembërimit total harmonik (THD) mund të na tregojë se sa nga shtrembërimi i tensionit ose rrymës shkaktohet nga harmonikët.
Në këtë artikull, ne do të studiojmë se si të zvogëlojmë harmonikat në aplikimet e inverterit bazuar në rekomandimet e industrisë për monitorimin dhe interpretimin e saktë të fenomeneve që shkaktojnë probleme të cilësisë së energjisë.
MB përdor Rekomandimin Inxhinierik (EREC) G5 të Shoqatës së Rrjetit të Energjisë (ENA) si një praktikë e mirë për menaxhimin e shtrembërimit të tensionit harmonik në sistemet e transmetimit dhe rrjetet e shpërndarjes.Në Bashkimin Evropian, këto rekomandime zakonisht përmbahen në direktivat e përputhshmërisë elektromagnetike (EMC), të cilat përfshijnë standarde të ndryshme të Komisionit Ndërkombëtar Elektroteknik (IEC), siç është IEC 60050. IEEE 519 është zakonisht një standard i Amerikës së Veriut, por vlen të përmendet se IEEE 519 fokusohet në sistemet e shpërndarjes dhe jo në pajisjet individuale.
Pasi nivelet harmonike përcaktohen me simulim ose matje, ka shumë mënyra për t'i minimizuar ato për t'i mbajtur ato brenda kufijve të pranueshëm.Por cili është kufiri i pranueshëm?
Meqenëse nuk është ekonomikisht e mundshme ose e pamundur të eliminohen të gjitha harmonikët, ekzistojnë dy standarde ndërkombëtare EMC që kufizojnë shtrembërimin e tensionit të furnizimit me energji elektrike duke specifikuar vlerën maksimale të rrymës harmonike.Ato janë standardi IEC 61000-3-2, i përshtatshëm për pajisjet me një rrymë nominale deri në 16 A (A) dhe ≤ 75 A për fazë, dhe standardi IEC 61000-3-12, i përshtatshëm për pajisjet mbi 16 A.
Kufiri në harmonikat e tensionit duhet të jetë ruajtja e THD (V) të pikës së bashkimit të përbashkët (PCC) në ≤ 5%.PCC është pika ku përçuesit elektrikë të sistemit të shpërndarjes së energjisë janë të lidhur me përçuesit e konsumatorit dhe çdo transmetim të energjisë midis klientit dhe sistemit të shpërndarjes së energjisë.
Një rekomandim prej ≤ 5% është përdorur si kërkesa e vetme për shumë aplikacione.Kjo është arsyeja pse në shumë raste, mjafton vetëm përdorimi i një inverteri me një ndreqës me 6 impuls dhe reaktancë hyrëse ose induktor i lidhjes së rrymës direkte (DC) për të përmbushur rekomandimin e shtrembërimit maksimal të tensionit.Sigurisht, krahasuar me një inverter me 6 puls pa induktor në lidhje, përdorimi i një inverteri me një induktor të lidhjes DC (siç është vetë CFW11, CFW700 dhe CFW500 i WEG) mund të reduktojë ndjeshëm rrezatimin harmonik.
Përndryshe, ekzistojnë disa opsione të tjera për reduktimin e harmonikave të sistemit në aplikacionet e inverterit, të cilat do t'i prezantojmë këtu.
Një zgjidhje për të reduktuar harmonikat është përdorimi i një inverter me një ndreqës 12-pulsesh.Megjithatë, kjo metodë zakonisht përdoret vetëm kur një transformator është instaluar tashmë;për inverterë të shumtë të lidhur në të njëjtën lidhje DC;ose nëse një instalim i ri kërkon një transformator të dedikuar për inverterin.Përveç kësaj, kjo zgjidhje është e përshtatshme për fuqinë që zakonisht është më e madhe se 500 kilovat (kW).
Një metodë tjetër është përdorimi i një inverter me rrymë aktive me 6 puls (AC) me një filtër pasiv në hyrje.Kjo metodë mund të koordinojë nivele të ndryshme të tensionit - tensione harmonike midis tensionit të mesëm (MV), tensionit të lartë (HV) dhe tensionit ekstra të lartë (EHV) - dhe mbështet përputhshmërinë dhe eliminon efektet negative në pajisjet e ndjeshme të klientëve.Edhe pse kjo është një zgjidhje tradicionale për të reduktuar harmonikat, ajo do të rrisë humbjen e nxehtësisë dhe do të zvogëlojë faktorin e fuqisë.
Kjo na sjell në një mënyrë më ekonomike për të reduktuar harmonikët: përdorni një inverter me një ndreqës me 18 puls, ose veçanërisht një makinë DC-AC të mundësuar nga një lidhje DC përmes një ndreqësi me 18 puls dhe një transformator që zhvendos fazën.Ndreqësi i pulsit është e njëjta zgjidhje pavarësisht nëse është 12-puls ose 18-puls.Megjithëse kjo është një zgjidhje tradicionale për të reduktuar harmonikat, për shkak të kostos së saj të lartë, zakonisht përdoret vetëm kur është instaluar një transformator ose kur kërkohet një transformator i veçantë për inverterin për një instalim të ri.Fuqia zakonisht është më e madhe se 500 kW.
Disa metoda të shtypjes harmonike rrisin humbjen e nxehtësisë dhe reduktojnë faktorin e fuqisë, ndërsa metodat e tjera mund të përmirësojnë performancën e sistemit.Një zgjidhje e mirë që rekomandojmë është përdorimi i filtrave aktivë WEG me disqet AC me 6 puls.Kjo është një zgjidhje e shkëlqyer për të eliminuar harmonikat e krijuara nga pajisje të ndryshme
Së fundi, kur energjia mund të rigjenerohet në rrjet, ose kur motorë të shumtë drejtohen nga një lidhje e vetme DC, një zgjidhje tjetër është tërheqëse.Kjo do të thotë, përdoret një makinë rigjeneruese aktive e përparme (AFE) dhe filtri LCL.Në këtë rast, drejtuesi ka një ndreqës aktiv në hyrje dhe përputhet me kufijtë e rekomanduar.
Për invertorët pa lidhje DC - të tilla si inverterët CFW500, CFW300, CFW100 dhe MW500 të vetë WEG - çelësi për reduktimin e harmonikëve është reaktanca e rrjetit.Kjo jo vetëm që zgjidh problemin harmonik, por zgjidh edhe problemin e energjisë që ruhet në pjesën reaktive të inverterit dhe bëhet joefektive.Me ndihmën e reaktancës së rrjetit, një inverter njëfazor me frekuencë të lartë i ngarkuar nga një rrjet rezonant mund të përdoret për të realizuar reaktancën e kontrollueshme.Avantazhi i kësaj metode është se energjia e ruajtur në elementin e reaktancës është më e ulët dhe shtrembërimi harmonik është më i ulët.
Ka mënyra të tjera praktike për t'u marrë me harmonikat.Njëra është rritja e numrit të ngarkesave lineare në raport me ngarkesat jolineare.Një metodë tjetër është ndarja e sistemeve të furnizimit me energji elektrike për ngarkesa lineare dhe jolineare në mënyrë që të ketë kufij të ndryshëm të tensionit THD midis 5% dhe 10%.Kjo metodë përputhet me rekomandimet e sipërpërmendura inxhinierike (EREC) G5 dhe EREC G97, e cila përdoret për të vlerësuar shtrembërimin e tensionit harmonik të impianteve dhe pajisjeve jolineare dhe rezonante.
Një metodë tjetër është përdorimi i një ndreqësi me një numër më të madh pulsesh dhe futja e tij në një transformator me faza të shumta dytësore.Transformatorët me shumë dredha-dredha me mbështjellje të shumta primare ose dytësore mund të lidhen me njëri-tjetrin në një lloj të veçantë konfigurimi për të siguruar nivelin e kërkuar të tensionit të daljes ose për të drejtuar ngarkesa të shumta në dalje, duke ofruar kështu më shumë opsione në sistemin e shpërndarjes së energjisë dhe fleksibilitetit.
Së fundi, ekziston funksionimi i makinës rigjeneruese të AFE të përmendur më lart.Disqet bazë AC nuk janë të rinovueshme, që do të thotë se nuk mund ta kthejnë energjinë në burimin e energjisë - kjo nuk është veçanërisht e mjaftueshme, sepse në disa aplikacione, rikuperimi i energjisë së kthyer është një kërkesë specifike.Nëse energjia rigjeneruese duhet të kthehet në burimin e energjisë AC, ky është roli i makinës rigjeneruese.Ndreqësit e thjeshtë zëvendësohen nga invertorët AFE dhe energjia mund të rikuperohet në këtë mënyrë.
Këto metoda ofrojnë një shumëllojshmëri opsionesh për të luftuar harmonikat dhe janë të përshtatshme për lloje të ndryshme të sistemeve të shpërndarjes së energjisë.Por ato gjithashtu mund të kursejnë energji dhe kosto në mënyrë të konsiderueshme në aplikime të ndryshme dhe në përputhje me standardet ndërkombëtare.Këta shembuj tregojnë se për sa kohë që përdoret teknologjia e saktë e inverterit, problemi i jolinearitetit nuk do të jetë i vështirë për t'u zgjidhur.
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
Procesi dhe kontrolli Sot nuk është përgjegjës për përmbajtjen e artikujve dhe imazheve të paraqitura ose të prodhuara nga jashtë.Klikoni këtu për të na dërguar një email duke na informuar për çdo gabim ose lëshim të përmbajtur në këtë artikull.