การบิดเบือนฮาร์มอนิกเป็นสิ่งสำคัญที่จะเข้าใจเมื่อต้องรับมือกับไดรฟ์ความถี่ตัวแปรพัดลม (VFDs) ในฐานะซัพพลายเออร์ของ Fan Pump VFDs โดยเฉพาะฉันได้เห็นผลกระทบของการบิดเบือนฮาร์มอนิกโดยตรงต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนานของอุปกรณ์ที่จำเป็นเหล่านี้ ในบล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกว่าการบิดเบือนฮาร์มอนิกคืออะไรความหมายของมันสำหรับพัดลมปั๊ม VFDs และวิธีที่เราสามารถลดผลกระทบของมันได้
เข้าใจการบิดเบือนฮาร์มอนิก
ในการเริ่มต้นให้กำหนดความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิก ในระบบไฟฟ้าในอุดมคติแรงดันไฟฟ้าและรูปคลื่นปัจจุบันเป็นคลื่นไซน์บริสุทธิ์ อย่างไรก็ตามในสถานการณ์จริง - โลกโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่มีโหลดเชิงเส้นที่ไม่ใช่เชิงเส้นเช่น VFDS รูปแบบของคลื่นจะเบี่ยงเบนจากรูปร่างไซน์บริสุทธิ์ ฮาร์มอนิกส์เป็นความถี่ที่เป็นทวีคูณจำนวนเต็มของความถี่พื้นฐาน (เช่นในระบบพลังงาน 50 - Hz ฮาร์มอนิกที่ 2 คือ 100 Hz, 3 คือ 150 Hz และอื่น ๆ )
การบิดเบือนฮาร์มอนิกเกิดขึ้นเมื่อความถี่ฮาร์มอนิกเหล่านี้มีอยู่ในระบบไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าและคลื่นแรงดันไฟฟ้าที่บิดเบี้ยว โดยทั่วไปแล้วจะวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ของการบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมด (THD) THD เป็นค่าตัวเลขที่แสดงถึงอัตราส่วนของผลรวมของพลังของส่วนประกอบฮาร์มอนิกทั้งหมดต่อพลังขององค์ประกอบพื้นฐาน
เหตุใดการบิดเบือนฮาร์มอนิกจึงมีความสำคัญในพัดลมปั๊ม VFDS
ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์
สำหรับพัดลมปั๊ม VFDs การบิดเบือนฮาร์มอนิกอาจมีผลกระทบที่เป็นอันตรายหลายประการต่อประสิทธิภาพ รูปคลื่นกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่บิดเบี้ยวสามารถทำให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพน้อยลง ความไร้ประสิทธิภาพนี้แปลเป็นการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากมอเตอร์ต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อให้ได้ผลผลิตในระดับเดียวกัน นอกจากนี้การปรากฏตัวของฮาร์มอนิกสามารถนำไปสู่การเพิ่มความร้อนในขดลวดมอเตอร์และส่วนประกอบอื่น ๆ ของ VFD เมื่อเวลาผ่านไปความร้อนที่มากเกินไปนี้สามารถลดวัสดุฉนวนลดอายุการใช้งานของอุปกรณ์และเพิ่มโอกาสของความล้มเหลวก่อนวัยอันควร
ความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ
การบิดเบือนฮาร์มอนิกที่เกิดจากพัดลมปั๊ม VFDs ยังสามารถทำให้เกิดปัญหาสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ที่เชื่อมต่อกับระบบพลังงานเดียวกัน รูปคลื่นที่บิดเบี้ยวสามารถรบกวนการทำงานปกติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนเช่นคอมพิวเตอร์อุปกรณ์การสื่อสารและระบบควบคุม สัญญาณรบกวนนี้อาจส่งผลให้เกิดความผิดพลาดข้อผิดพลาดข้อมูลและแม้แต่ความเสียหายต่ออุปกรณ์เหล่านี้
ข้อกำหนดด้านคุณภาพพลังงานและยูทิลิตี้
บริษัท ยูทิลิตี้หลายแห่งมีกฎระเบียบที่เข้มงวดเกี่ยวกับระดับของการบิดเบือนฮาร์มอนิกที่ลูกค้าได้รับอนุญาตให้ฉีดเข้าไปในกริดพลังงาน การบิดเบือนฮาร์มอนิกระดับสูงจากพัดลมปั๊ม VFD สามารถละเมิดกฎระเบียบเหล่านี้ได้ซึ่งนำไปสู่การลงโทษสำหรับผู้ใช้ ยิ่งไปกว่านั้นคุณภาพพลังงานที่ไม่ดีเนื่องจากฮาร์มอนิกสามารถทำให้เกิดปัญหากับ บริษัท ยูทิลิตี้เองเช่นการสูญเสียที่เพิ่มขึ้นในระบบการส่งและการกระจาย
แหล่งที่มาของการบิดเบือนฮาร์มอนิกในปั๊มพัดลม VFDS
ลักษณะการโหลดเชิงเส้นที่ไม่ใช่เชิงเส้น
แหล่งที่มาหลักของการบิดเบือนฮาร์มอนิกในพัดลมปั๊ม VFDs คือลักษณะการโหลดเชิงเส้นที่ไม่ใช่เชิงเส้น โดยทั่วไปแล้ว VFDs จะใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานเช่นไดโอด, ไทริสเตอร์และฉนวน - เกทสองขั้วสองขั้ว (IGBTS) เพื่อแปลงพลังงาน AC ที่เข้ามาเป็นพลังงาน DC แล้วกลับสู่พลังงาน AC ความถี่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานเหล่านี้ไม่ใช่เชิงเส้นซึ่งหมายความว่าความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าไม่ได้เป็นสัดส่วน เป็นผลให้พวกเขาสร้างฮาร์มอนิกเมื่อพวกเขาเปิดและปิด
การปรับความกว้างพัลส์ (PWM)
แหล่งที่มาของการบิดเบือนฮาร์มอนิกอีกประการหนึ่งคือเทคนิคการปรับความกว้างพัลส์ (PWM) ที่ใช้ใน VFDS PWM เป็นวิธีการทั่วไปในการควบคุมแรงดันเอาต์พุตและความถี่ของ VFD โดยการสลับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เปิดและปิดอย่างรวดเร็ว PWM สามารถสร้างเอาต์พุตความถี่ตัวแปร อย่างไรก็ตามการสลับความถี่สูงของ PWM ยังสร้างฮาร์มอนิกส์ซึ่งสามารถนำไปสู่การบิดเบือนฮาร์มอนิกโดยรวมของระบบ
บรรเทาการบิดเบือนฮาร์มอนิกในปั๊มพัดลม VFDS
ตัวกรองแบบพาสซีฟ
หนึ่งในวิธีที่พบบ่อยที่สุดในการบรรเทาการบิดเบือนฮาร์มอนิกคือการใช้ตัวกรองแบบพาสซีฟ ตัวกรองแบบพาสซีฟเป็นวงจรไฟฟ้าที่ประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน พวกเขาได้รับการออกแบบมาเพื่อปิดกั้นหรือลดทอนความถี่ฮาร์มอนิกเฉพาะในขณะที่อนุญาตให้ความถี่พื้นฐานผ่าน มีตัวกรองแบบพาสซีฟประเภทต่าง ๆ เช่นตัวกรองเดี่ยว - ปรับตัวกรองสูงและตัวกรองวงดนตรีแต่ละตัวมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง
ตัวกรองที่ใช้งานอยู่
ตัวกรองที่ใช้งานอยู่เป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการลดการบิดเบือนฮาร์มอนิก ซึ่งแตกต่างจากตัวกรองแบบพาสซีฟตัวกรองที่ใช้งานอยู่ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานเพื่อสร้างกระแสชดเชยที่มีขนาดเท่ากัน แต่ตรงกันข้ามในเฟสกับกระแสฮาร์มอนิก การชดเชยปัจจุบันจะยกเลิกกระแสฮาร์มอนิกลดการบิดเบือนฮาร์มอนิกโดยรวมของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวกรองที่ใช้งานมีราคาแพงกว่าตัวกรองแบบพาสซีฟ แต่ให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและมีความยืดหยุ่นมากขึ้น
Multi - พัลส์ VFDS
Multi -pulse VFDs ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการบิดเบือนฮาร์มอนิกโดยการเพิ่มจำนวนพัลส์ในส่วนเรียงกระแสของ VFD มาตรฐาน 6 - พัลส์ VFD สร้างการบิดเบือนฮาร์มอนิกในระดับค่อนข้างสูง ในทางตรงกันข้าม 12 - พัลส์, 18 - พัลส์หรือแม้กระทั่ง 24 - พัลส์ VFDs สามารถลดเนื้อหาฮาร์มอนิกของกระแสอินพุตได้อย่างมีนัยสำคัญ พัลส์พัลส์ VFD เหล่านี้ใช้หม้อแปลงเพิ่มเติมและวงจรวงจรเรียงกระแสเพื่อสร้างรูปคลื่นปัจจุบันที่เป็นไซน์
โซลูชั่นของเราในฐานะซัพพลายเออร์พัดลมปั๊ม VFD
ในฐานะซัพพลายเออร์ของพัดลมปั๊ม VFDs เรานำเสนอผลิตภัณฑ์และโซลูชั่นที่หลากหลายเพื่อแก้ไขปัญหาการบิดเบือนฮาร์มอนิก ของเรา15kW VFDได้รับการออกแบบด้วยเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์พลังงานขั้นสูงเพื่อลดการสร้างฮาร์มอนิก มันรวมคุณสมบัติเช่นตัวกรองอินพุตที่มีคุณภาพสูงและอัลกอริทึม PWM ที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อลดระดับการบิดเบือนฮาร์มอนิก
นอกจากนี้เราให้บริการตัวควบคุมไดรฟ์ความถี่โซลูชันที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อทำงานร่วมกับ VFD ของเรา คอนโทรลเลอร์เหล่านี้สามารถตั้งโปรแกรมเพื่อปรับการทำงานของ VFD ตามระดับที่ตรวจพบของการบิดเบือนฮาร์มอนิกเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่ดีที่สุดและการปฏิบัติตามมาตรฐานคุณภาพพลังงาน
สำหรับลูกค้าที่ต้องการ VFD สำหรับแอปพลิเคชันกลางแจ้งของเราVFD กลางแจ้งถูกสร้างขึ้นเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงในขณะที่ยังคงรักษาความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกในระดับต่ำ มันติดตั้งสิ่งกีดขวางที่แข็งแกร่งและระบบระบายความร้อนขั้นสูงเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการทำงานที่เชื่อถือได้
บทสรุป
การบิดเบือนฮาร์มอนิกเป็นปัญหาที่ซับซ้อน แต่สำคัญในโลกของ Fan Pump VFD การทำความเข้าใจสาเหตุผลกระทบและกลยุทธ์การบรรเทาเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองการทำงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ของอุปกรณ์เหล่านี้ ในฐานะซัพพลายเออร์เรามุ่งมั่นที่จะให้ลูกค้าด้วยปั๊มพัดลมที่มีคุณภาพสูง VFD ที่ลดการบิดเบือนฮาร์มอนิกและตอบสนองความต้องการด้านคุณภาพพลังงานที่เข้มงวดที่สุด
หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ VFD ของ Fan Pump ของเราหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการบิดเบือนฮาร์มอนิกโปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เราหวังว่าจะได้พูดคุยเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณและจัดหาโซลูชั่นที่ดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ
การอ้างอิง
- Brown, HE, & Holmes, DG (2002) การปรับปรุงคุณภาพพลังงานโดยใช้อุปกรณ์พลังงานที่กำหนดเอง Wiley - IEEE Press
- Mohan, N. , UNDELAND, TM, & Robbins, WP (2012) Power Electronics: ตัวแปลงแอปพลิเคชันและการออกแบบ ไวลีย์
- มาตรฐาน IEEE 519 - 2014, IEEE ที่แนะนำและข้อกำหนดสำหรับการควบคุมฮาร์มอนิกในระบบพลังงานไฟฟ้า