ضرر التوافقيات لمحولات التردد ، مخطط التحكم التوافقي لمحولات التردد

تستخدم محولات التردد على نطاق واسع في صناعة أنظمة النقل متغيرة السرعة في الإنتاج الصناعي.نظرًا لخصائص تبديل الطاقة لدائرة مقوم العاكس ، يتم إنشاء حمل نظام منفصل نموذجي على مصدر طاقة التحويل الخاص به.يعمل محول التردد عادةً في وقت واحد مع الأجهزة الأخرى مثل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاستشعار في الموقع.يتم تثبيت هذه الأجهزة في الغالب في مكان قريب وقد تؤثر على بعضها البعض.لذلك ، تعد المعدات الإلكترونية للطاقة التي يمثلها محول التردد أحد المصادر التوافقية المهمة في شبكة الطاقة العامة ، وأصبح التلوث التوافقي الناتج عن المعدات الإلكترونية للطاقة هو العقبة الرئيسية أمام تطوير تكنولوجيا الطاقة الإلكترونية نفسها.

1.1 ما هي التوافقيات
السبب الجذري للتوافقيات هو تحميل النظام المنفصل.عندما يتدفق التيار عبر الحمل ، لا توجد علاقة خطية مع الجهد المطبق ، ويتدفق تيار آخر غير الموجة الجيبية ، مما يولد توافقيات أعلى.الترددات التوافقية هي مضاعفات عددية للتردد الأساسي.وفقًا لمبدأ التحليل لعالم الرياضيات الفرنسي فورييه (إم فورييه) ، يمكن تحلل أي شكل موجة متكرر إلى مكونات موجة جيبية بما في ذلك التردد الأساسي والتوافقيات لسلسلة من مضاعفات التردد الأساسية.التوافقيات هي أشكال موجية جيبية ، وغالبًا ما يكون لكل شكل موجة جيبية تردد وسعة وزاوية طور مختلفة.يمكن تقسيم التوافقيات إلى مدروجات فردية وزوجية ، والأرقام الثالثة والخامسة والسابع مدروجات فردية ، والأرقام الثانية والرابعة عشر والسادسة والثامنة هي توافقيات زوجية.على سبيل المثال ، عندما تكون الموجة الأساسية 50 هرتز ، يكون التوافقي الثاني 10 هرتز ، والثالث التوافقي 150 هرتز.بشكل عام ، التوافقيات الفردية أكثر ضررًا من التوافقيات حتى.في نظام متوازن من ثلاث مراحل ، بسبب التناظر ، تم التخلص من التوافقيات ولا يوجد سوى التوافقيات الفردية.بالنسبة لحمل المعدل ثلاثي الأطوار ، يكون التيار التوافقي 6n 1 متناسقًا ، مثل 5 ، 7 ، 11 ، 13 ، 17 ، 19 ، إلخ. يتسبب مفتاح البداية الناعم في التوافقيات الخامسة والسابعة.
1.2 المعايير ذات الصلة للتحكم التوافقي
يجب أن ينتبه التحكم التوافقي في العاكس إلى المعايير التالية: معايير مقاومة التداخل: EN50082-1 ​​، -2 ، EN61800-3: معايير الإشعاع: EN5008l-1 ، -2 ، EN61800-3.خاصة IEC10003 و IEC1800-3 (EN61800-3) و IEC555 (EN60555) و IEEE519-1992.
تحدد المعايير العامة لمكافحة التداخل EN50081 و EN50082 ومعيار محول التردد EN61800 (1ECl800-3) مستويات الإشعاع ومقاومة التداخل للمعدات التي تعمل في بيئات مختلفة.تحدد المعايير المذكورة أعلاه مستويات الإشعاع المقبولة في ظل ظروف بيئية مختلفة: المستوى L ، لا يوجد حد للإشعاع.إنه مناسب للمستخدمين الذين يستخدمون مبتدئين لينة في بيئات طبيعية غير متأثرة والمستخدمين الذين يحلون قيود مصدر الإشعاع بأنفسهم.الفئة h هي الحد المحدد بواسطة EN61800-3 ، البيئة الأولى: التوزيع المحدود ، البيئة الثانية.كخيار لمرشح التردد اللاسلكي ، يمكن أن يجعل المُجهز بفلتر التردد اللاسلكي المشغل الناعم يلبي المستوى التجاري ، والذي يستخدم عادةً في بيئة غير صناعية.
2 تدابير التحكم التوافقية
يمكن إدارة مشاكل التوافقية ، ويمكن قمع تداخل الإشعاع وتداخل نظام إمداد الطاقة ، ويمكن اعتماد تدابير تقنية مثل التدريع والعزل والتأريض والتصفية.
(1) تطبيق مرشح سلبي أو مرشح نشط ؛
(2) ارفع المحول ، وقلل من الممانعة المميزة للدائرة ، وافصل خط الكهرباء ؛
(3) استخدام بداية ناعمة خضراء ، لا تلوث تيار النبض.
2.1 استخدام عوامل التصفية السلبية أو النشطة
المرشحات السلبية مناسبة لتغيير الممانعة المميزة لمصادر الطاقة المحولة بترددات خاصة ، وهي مناسبة للأنظمة المستقرة التي لا تتغير.المرشحات النشطة مناسبة لتعويض أحمال النظام المنفصلة.
المرشحات السلبية مناسبة للطرق التقليدية.ظهر المرشح السلبي أولاً بسبب هيكله البسيط والواضح ، والاستثمار المنخفض في المشروع ، وموثوقية التشغيل العالية ، وانخفاض تكلفة التشغيل.يظلون الوسيلة الرئيسية لقمع التيارات النبضية.مرشح LC هو جهاز قمع توافقي سلبي تقليدي عالي الترتيب.إنه مزيج مناسب من مكثفات المرشح والمفاعلات والمقاومات ، ومتصل بالتوازي مع المصدر التوافقي عالي الترتيب.بالإضافة إلى وظيفة التصفية ، فإنه يحتوي أيضًا على وظيفة تعويض غير صالحة.مثل هذه الأجهزة لها بعض العيوب التي لا يمكن التغلب عليها.من السهل جدًا تحميل المفتاح بشكل زائد ، وسيحترق عند التحميل الزائد ، مما يؤدي إلى تجاوز عامل الطاقة المعيار والتعويض والعقاب.بالإضافة إلى ذلك ، فإن المرشحات السلبية خارجة عن السيطرة ، لذا بمرور الوقت ، ستؤدي التغييرات الإضافية في التقصف أو حمل الشبكة إلى تغيير صدى السلسلة وتقليل تأثير المرشح.الأهم من ذلك ، أن المرشح السلبي يمكنه فقط تصفية مكون واحد متناسق عالي الترتيب (إذا كان هناك مرشح ، يمكنه فقط تصفية التوافقي الثالث) ، بحيث إذا تم ترشيح ترددات توافقية مختلفة عالية الترتيب ، يمكن استخدام مرشحات مختلفة لزيادة استثمار المعدات.
هناك العديد من أنواع المرشحات النشطة في مختلف دول العالم ، والتي يمكنها تتبع وتعويض التيارات النبضية ذات الترددات والسعات المختلفة ، ولن تتأثر خصائص التعويض بالمعاوقة المميزة لشبكة الطاقة.وُلدت النظرية الأساسية لمرشحات هندسة الطاقة النشطة في الستينيات ، وتبعها تحسين تكنولوجيا الدوائر المتكاملة للتحكم الكامل في طاقة الخرج الكبيرة والمتوسطة والصغيرة ، وتحسين نظام التحكم في تعديل عرض النبضة ، والتوافقيات القائمة على نظرية الحمل التفاعلي للسرعة اللحظية.أدى الاقتراح الواضح لطريقة مراقبة السرعة اللحظية الحالية إلى التطور السريع لمرشحات هندسة الطاقة النشطة.مفهومها الأساسي هو مراقبة التيار التوافقي الناشئ من هدف التعويض ، وتخلق معدات التعويض نطاقًا تردديًا لتيار التعويض بنفس الحجم والقطبية المعاكسة للتيار التوافقي ، وذلك لتعويض التيار النبضي الناجم عن تيار النبضة مصدر الخط الأصلي ، ومن ثم جعل التيار لشبكة الطاقة يتم تضمين الحصص الأساسية فقط.الجزء الرئيسي هو مولد الموجة التوافقية ونظام التحكم الآلي ، أي أنه يعمل من خلال تقنية معالجة الصور الرقمية التي تتحكم في الصمام الثلاثي لطبقة العزل السريع.
في هذه المرحلة ، في جانب التحكم الخاص بالتيار النبضي ، ظهرت المرشحات السلبية والمرشحات النشطة في شكل تطبيقات تكميلية ومختلطة ، مع الاستفادة الكاملة من مزايا المرشحات النشطة مثل الهيكل البسيط والواضح ، وسهولة الصيانة ، والتكلفة المنخفضة ، وحسن أداء التعويض.يتخلص من عيوب الحجم الكبير والتكلفة المتزايدة للمرشح النشط ، ويجمع الاثنين معًا لجعل برنامج النظام بأكمله يحصل على أداء ممتاز.
2.2 تقليل مقاومة الحلقة وقطع طريقة خط النقل
يرجع السبب الجذري للتوليد التوافقي إلى استخدام الأحمال غير الخطية ، وبالتالي ، فإن الحل الأساسي هو فصل خطوط الطاقة للأحمال المولِّدة التوافقية عن خطوط الطاقة للأحمال الحساسة التوافقية.ينتج التيار المشوه الناتج عن الحمل غير الخطي انخفاضًا مشوهًا في الجهد على مقاومة الكبل ، ويتم تطبيق شكل موجة الجهد المشوه المركب على الأحمال الأخرى المتصلة بنفس الخط ، حيث تتدفق التيارات التوافقية الأعلى.لذلك ، يمكن أيضًا الحفاظ على تدابير تقليل الضرر الحالي النبضي عن طريق زيادة مساحة المقطع العرضي للكابل وتقليل مقاومة الحلقة.في الوقت الحاضر ، تستخدم على نطاق واسع في الصين طرق مثل زيادة سعة المحولات ، وزيادة مساحة المقطع العرضي للكابلات ، وخاصة زيادة مساحة المقطع العرضي للكابلات المحايدة ، واختيار المكونات الواقية مثل قواطع الدوائر الكهربائية والصمامات.ومع ذلك ، لا يمكن لهذه الطريقة أن تلغي التوافقيات بشكل أساسي ، ولكنها تقلل من خصائص ووظائف الحماية ، وتزيد من الاستثمار ، وتزيد من المخاطر الخفية في نظام إمداد الطاقة.قم بتوصيل الأحمال الخطية والأحمال غير الخطية من نفس مصدر الطاقة
تبدأ نقاط المخرج (PCCs) في إمداد الدائرة بالطاقة بشكل فردي ، لذلك لا يمكن نقل الجهد خارج الإطار من الأحمال المنفصلة إلى الحمل الخطي.هذا هو الحل الأمثل لمشكلة التوافقية الحالية.
2.3 قم بتطبيق طاقة العاكس الزمرد الأخضر بدون تلوث متناسق
معيار الجودة للعاكس الأخضر هو أن تيارات الإدخال والإخراج عبارة عن موجات جيبية ، ويمكن التحكم في عامل طاقة الإدخال ، ويمكن ضبط عامل الطاقة على 1 تحت أي حمل ، ويمكن التحكم في تردد خرج تردد الطاقة بشكل تعسفي.يمكن لمفاعل التيار المتردد المدمج لمحول التردد أن يقمع التوافقيات ويحمي جسر المعدل من تأثير الموجة الحادة الفورية لجهد إمداد الطاقة.تدل الممارسة على أن التيار التوافقي بدون مفاعل أعلى بشكل واضح من ذلك مع المفاعل.من أجل تقليل التداخل الناجم عن التلوث التوافقي ، يتم تثبيت مرشح ضوضاء في دائرة الإخراج لمحول التردد.عندما يسمح محول التردد ، يتم تقليل تردد الموجة الحاملة لمحول التردد.بالإضافة إلى ذلك ، في محولات التردد عالية الطاقة ، عادةً ما يتم استخدام تصحيح 12 نبضة أو 18 نبضة ، وبالتالي تقليل المحتوى التوافقي في مصدر الطاقة عن طريق التخلص من التوافقيات المنخفضة.على سبيل المثال ، 12 نبضة ، أدنى التوافقيات هي التوافقيات 11 و 13 و 23 و 25.وبالمثل ، بالنسبة لـ 18 نبضة فردية ، فإن التوافقيات القليلة هي التوافقيات 17 و 19.
يمكن تلخيص التقنية التوافقية المنخفضة المستخدمة في البداية الناعمة على النحو التالي:
(1) يحدد الضرب المتسلسل لوحدة إمداد الطاقة العاكس 2 أو حوالي 2 من وحدات إمداد طاقة العاكس المتصلة بالسلسلة ، ويزيل المكونات التوافقية وفقًا لتراكم شكل الموجة.
(2) دائرة المعدل تزيد.تستخدم البداية الناعمة لتعديل عرض النبضة مقومات ذات 121 نبضة أو 18 نبضة أو 24 نبضة لتقليل التيارات النبضية.
(3) إعادة استخدام وحدات طاقة العاكس في سلسلة ، باستخدام 30 وحدة طاقة عاكس سلسلة أحادية النبضة وإعادة استخدام دائرة الطاقة ، يمكن تقليل تيار النبض.
(4) استخدم طريقة جديدة لتعديل تحويل تردد التيار المستمر ، مثل التعديل الماسي لمادة ناقل جهد التشغيل.في الوقت الحاضر ، يعلق العديد من مصنعي العاكس أهمية كبيرة على مشكلة التوافقية ، ويضمنون تقنيًا تخضير العاكس أثناء التصميم ، ويحلون المشكلة التوافقية بشكل أساسي.
3 - الخلاصة
بشكل عام ، يمكننا أن نفهم سبب التوافقيات بوضوح.فيما يتعلق بالتشغيل الفعلي ، يمكن للأشخاص اختيار المرشحات السلبية والمرشحات النشطة لتقليل الممانعة المميزة للحلقة ، وقطع المسار النسبي للانتقال التوافقي ، وتطوير وتطبيق بادئات خضراء ناعمة دون تلوث متناسق ، وتحويل التوافقيات الناعمة الناتجة عن يتم التحكم في المبدئ ضمن نطاق صغير.