Inomax فعال فیلتر هارمونیک معدن و فاضلاب فیلتر هارمونیک شنایدر

مقدمه برای فیلترهای هارمونیک

فیلترهای هارمونیک، مانند ابرقهرمانان، سیستم های انرژی شما را محافظت می کنند. آنها با هارمونیک های مضر مبارزه می کنند که می توانند کیفیت منبع انرژی شما را خراب کنند.دو نوع اصلی از این محافظ وجود دارد: فیلترهای هارمونیک فعال و فیلترهای هارمونیک منفعل.

درک هارمونیک ها و تاثیر آن بر سیستم های برق

هارمونیک ها در سیستم های برق به جریان ها یا ولتاژ هایی اشاره دارند که فرکانس های آنها چند برابر فرکانس اصلی قدرت است. به عنوان مثال اگر فرکانس پایه 60 هرتز باشد،هارمونيک دوم در 120 هرتز خواهد بود، و سوم در 180 هرتز. برق تامین شده به یک ملک ممکن است همیشه "صاف" نباشد و ملک ها می توانند هارمونیک را تجربه کنند. این هارمونیک ها از بارهای غیر خطی می آیند،مانند دستگاه های الکترونیکی که جریان را به جای یک موج صاف در پالس ها جذب می کنند.

این تغییر ناگهانی در جریان جریان جریان هارمونیک را به سیستم برق شما وارد می کند که می تواند مشکلات کیفیت برق را ایجاد کند.عدم تعادل ولتاژ یا جریان در میان فاز های الکتریکیشما می توانید این مشکلات را از طریق نشانه هایی مانند چراغ های لامپ، ترانسفورماتورهای گرم،و كاهش كننده هايى كه بسيار مى روند.

حالت هارمونیک ها در سیستم شما توسط Total Harmonic Distortion (THD) نشان داده می شود، که اندازه گیری تمام اثرات هارمونیک است.معمولاً تا ضرب 50 فرکانس پایه سیستم برق اندازه گیری می شود، که 3kHz یا بر اساس برخی دستورالعمل ها، ضرب 40 (2.4kHz) است.

کیفیت ضعیف قدرت ناشی از هارمونیک ها می تواند باعث چندین مشکل شود، مانند:

مصرف برق افزایش یافته که منجر به افزایش هزینه های نصب و خدمات می شود.
گرم شدن تجهیزات
کاهش سودآوری.
آسیب احتمالی به تجهیزات شما
گرم شدن بیش از حد در هادی های خنثی و ترانسفورماتورهای توزیع.
کاهش قابلیت اطمینان و عمر تجهیزات.
درخواست های نگهداری و زمان توقف بیشتر.
افزایش هزینه برق

این فرکانس های اضافی موج سینوس AC را در یک مدار الکتریکی تحریف می کنند و می توانند عواقب جدی داشته باشند، از جمله کاهش عمر تجهیزات شما.حالا که ما اثرات هارمونیک ها را بر روی سیستم های برق شما بحث کردیم، بیایید درباره ی اینکه فیلترهای هارمونیک چگونه می توانند به حل این مشکلات کمک کنند، صحبت کنیم..

اصول فیلتر هارمونیک فعال

فیلترهای هارمونیک فعال (AHF) پاسخی مدرن به مشکل تحریف هارمونیک در سیستم های برق ارائه می دهند. آنها از فناوری پیشرفته برای تشخیص و مطالعه هارمونیک در شبکه استفاده می کنند.سپس یک واحد پردازش مرکزی (CPU) یک جریان هارمونیک تولید می کند که با طیف اندازه گیری شده مخالف استاین جریان ضد فعال را در زمان واقعی وارد سیستم می کند و به طور موثر تمام هارمونی های موجود را خنثی می کند.

ما می توانیم فیلترهای فعال را به سه نوع طبقه بندی کنیم، هر کدام با مزایای منحصر به فرد خود:

فیلترهای فعال شنت:

این ها موازی با بار متصل می شوند و جریان هارمونیک را از بار تخمین می زنند. آنها یک جریان جبران کننده تولید می کنند که جزء هارمونیک را خنثی می کند.
فیلترهای فعال سری:

این ها به صورت سری به سیستم برق متصل می شوند و ولتاژ را وارد می کنند که ولتاژ هارمونیک را در سیستم لغو می کند. این امر تضمین می کند که بار ولتاژ پایدار دریافت کند.
مزایای اصلی فیلترهای فعال در توانایی آنها برای افزایش عامل قدرت است. آنها قدرت واکنش ظرفیت و تحرک را فراهم می کنند.که آنها را به یک راه حل پیچیده برای فیلتر کردن هارمونیک تبدیل می کند.فیلترهای فعال می توانند با تغییر تأثیرات هارمونیک سازگار شوند و همزمان فرکانس های هارمونیک متعدد را فیلتر کنند.اونا از الکترونيک هاي قدرتي و الگوریتم هاي کنترلي استفاده ميکنن تا به طور پويا انحراف هارمونيکي رو کاهش بدناین باعث می شود یک منبع برق تمیز و پایدارتر باشد.

فیلترهای فعال چندین مزیت نسبت به فیلترهای منفعل دارند:

اونا ميتونن همزمان چند تا هارمونيک رو از بين ببرن
آنها به تغییرات در فرکانس سیستم برق و طیف هارمونیکی تطبیق می یابند.
اونها مشکل رزونانس در سیستم برق ایجاد نمیکنن برخلاف فیلترهای منفعل
آنها به طور فعال یک جریان جبران معکوس تولید می کنند که اجزای هارمونیک مختلف را لغو می کند و در نتیجه پارامترهای کیفیت قدرت مانند تنظیم ولتاژ و عدم تعادل را بهبود می بخشد.
AHF ها، که به عنوان فیلترهای قدرت فعال (APF) نیز شناخته می شوند، یک نسل جدید از تجهیزات الکترونیکی قدرت را نشان می دهند. آنها از دستگاه های DSP با سرعت بالا استفاده می کنند.

آنها به طور فعال هارمونیک ها را سرکوب می کنند و قدرت واکنش را جبران می کنند. AHF ها سازگار هستند و می توانند به طیف گسترده ای از فرکانس های هارمونیک پاسخ دهند،که آنها را به یک راه حل متنوع برای پیکربندی های مختلف سیستم قدرت تبدیل می کند.نوسانات ولتاژ و هارمونیک می تواند باعث اختلال شبکه شود و منجر به گرم شدن بیش از حد و افزایش صورتحساب انرژی شود.تولید یک نتیجه بهتر از 5٪ Total Harmonic Distortion (THD) در سراسر محدوده بار، بهبود فاکتور قدرت و تعادل بار در هر سه فاز در صورت لزوم.

فیلترهای هارمونیک فعال با ماهیت سازگاری و تکنولوژی برتر خود، راه حل موثری برای چالش های ناشی از تحریف هارمونیک در سیستم های برق فراهم می کنند.ما در حال حاضر به اساس فیلترهای هارمونیک منفعل و مقایسه آنها با فیلترهای هارمونیک فعال نگاه خواهیم کرد.

اصول فیلتر هارمونیک منفعل

فیلترهای هارمونیک منفعل (PHF) بر اساس اصول نظریه مدار الکتریکی کار می کنند. آنها از مقاومت ها، محرک ها و خازن ها برای حذف فرکانس های ناخواسته استفاده می کنند.این اجزا به روش های مختلف با هم کار می کنند تا اثر فیلتر کردن خاصی ایجاد کنند..

موفقیت PHF در حذف هارمونیک ها به شدت به طراحی و موقعیت آن در سیستم برق بستگی دارد. طراحی شامل انتخاب مقادیر مناسب مقاومت، جلب و جذب،و ظرفیت برای ایجاد اثر فیلتر مطلوببرای بهترین حذف هارمونیک، باید فیلتر را نزدیک منبع هارمونیک قرار دهید.

کار PHF این است که فرکانس های خاصی را اجازه دهد و فرکانس های دیگر را مسدود کند. این کار را با استفاده از پاسخ های منحصر به فرد خازن ها و محرک ها به فرکانس های مختلف انجام می دهد.PHF ها برای "گرفتن" فرکانس های هارمونیک طراحی شده انداین کار با ایجاد مقاومت بالا در فرکانس های هارمونیک و پایین در فرکانس پایه انجام می شود.

انواع مختلفی از PHF وجود دارد که هر کدام با پاسخ منحصر به فرد خود به فرکانس و تنظیمات مدار وجود دارد. این موارد شامل:

فیلترهای تک تن
فیلترهای دو طرفه
فیلترهای عبور بالا
اگرچه PHF ها نسبتاً ساده و مقرون به صرفه هستند، اما انعطاف پذیری فیلترهای هارمونیک فعال (AHF) را ارائه نمی دهند. تغییرات در عملکرد سیستم نیز می تواند بر عملکرد آنها تأثیر بگذارد.

PHF ها از اجزای منفعل مانند راکتورها و خازن ها استفاده می کنند، که به فرکانس خاصی تنظیم شده اند تا بخش هارمونیکی خاص را فیلتر کنند و هارمونیک های حاصل را کاهش دهند.اونا همچنین قدرت واکنش را جبران می کنندحالا این ها را با همتایان فعالشان مقایسه کنیم.

مقایسه کارایی
عوامل متعددی می توانند بر کارایی فیلترهای هارمونیک فعال (AHF) و فیلترهای هارمونیک منفعل (PHF) تأثیر بگذارند، از جمله فرکانس های هارمونیک خاص در سیستم، شرایط بار,هر دو AHF و PHF نقش مهمی در کاهش هارمونیک ها در سیستم های برق دارند، اما عملکرد آنها متفاوت است و سطوح کارایی متفاوتی را ارائه می دهند.بیایید بررسی کنیم که این تفاوت ها چگونه بر کارایی آنها تاثیر می گذارد.

در اینجا برخی از تفاوت های کلیدی بین AHF ها و PHF ها وجود دارد:

AHF ها می توانند چند فرکانس را همزمان کاهش دهند.
PHF ها معمولاً هارمونیک های فردی را فیلتر می کنند.
AHF ها می توانند به طور فعال با تغییرات در جریان هارمونیک شبکه برق در محدوده ای خاص سازگار شوند.
PHF ها فقط می توانند هارمونیک های سفارشات ثابت را کاهش دهند.5،7) در محدوده فرکانسی مشخص.
در مورد ایمنی ، AHF ها در هنگام رسیدن به محدودیت فیلتر فعال ، برخلاف PHF ها از اضافه بار جلوگیری می کنند. علاوه بر این ، اگر AHF ناتوان شود ، بر موتورهایی که برای آنها قدرت را بهینه می کند تأثیر نمی گذارد.این ما را به یک ملاحظه مهم در هنگام مقایسه دو می آورد.

بنابراین، در حالی که هر دو AHF و PHF نقش خود را بازی می کنند و مزایای خود را ارائه می دهند، روشن است که AHF ها در مدیریت تحریفات سیستم برق بهره وری و ایمنی برتر را ارائه می دهند.

مقایسه هزینه ها

تصمیم گیری بین فیلترهای هارمونیک فعال (AHF) و فیلترهای هارمونیک منفعل (PHF) برای کسب و کار شما حیاتی است زیرا آنها با پیامدهای هزینه های مختلف همراه هستند. بیایید هزینه های آنها را بررسی کنیم.

در نگاه اول، AHF ها ممکن است برای یک برنامه تک محرک گران تر به نظر برسند. با این حال، هزینه های آنها با افزایش تعداد بارهای غیر خطی افزایش می یابد.این اتفاق می افتد زیرا یک AHF می تواند بار های متعدد را اصلاح کند، بنابراین در دراز مدت انتخاب مقرون به صرفه تر است.

برعکس، PHF ها معمولاً برای کاربردهایی با بار بزرگ، تک، غیرخطی مقرون به صرفه تر هستند. هزینه سرمایه برای یک AHF معمولاً بالاتر از PHF است.اگر خروجی ثابت از اهمیت بالایی برخوردار باشدبا وجود هزینه های اولیه بالاتر، AHF ها می توانند هزینه های انرژی را به طور قابل توجهی کاهش دهند و تولید مداوم را تضمین کنند و درآمد خالص کسب و کار شما را افزایش دهند.

شما باید عوامل مانند فرکانس های هارمونیک خاص در سیستم خود، شرایط بار و طراحی و قرار دادن فیلترها را در هنگام تصمیم گیری بین AHF و PHF در نظر بگیرید.

در حالی که شما باید سرمایه گذاری اولیه و هزینه های نگهداری آینده را در نظر بگیرید، همچنین مهم است که نیازهای خاص سیستم برق خود را در هنگام تصمیم گیری بین AHF و PHF در نظر بگیرید.بیایید تمرکز خود را به جنبه نگهداری از این فیلترها تغییر دهیم.

نگهداری

هر دو فیلتر هارمونیک فعال و غیرفعال دارای مزایا و معایب منحصر به فرد در مورد نگهداری هستند. هارمونیک های خارجی می توانند بر فیلترهای هارمونیک غیرفعال (PHF) تأثیر بگذارند.باعث گرم شدن بیش از حد و ایجاد چالش در اندازه گیری به دلیل غیر قابل پیش بینی تاثیر آنها.

برخی از PHF های مدرن، که تکنسین ها در سمت سرد پانل های فرعی الکتریکی متصل به هم و کاربردهای زمینی نصب می کنند، منفعل و محرک هستند.این دستگاه ها نیازی به اجزای الکتریکی شخص ثالث ندارند.، حذف نیاز به نگهداری.

فیلترهای هارمونیک فعال (AHFs) ، همچنین به عنوان واحدهای اصلاح هارمونیک (HCUs) شناخته می شوند، یک راه حل پیچیده تر برای مدیریت تحریفات سیستم برق را ارائه می دهند.AHF ها می توانند با طیف گسترده ای از فرکانس های هارمونیک سازگار و واکنش نشان دهنداین قابلیت سازگاری آنها را به یک راه حل انعطاف پذیر برای پیکربندی های مختلف سیستم قدرت تبدیل می کند.

یک سیستم فیلتر هارمونیک فعال شامل سه بخش اصلی است:

-يه ماژول که هارمونيک رو تشخیص ميده
-ماژول کنترل
- ماژول پل اينورتر

با این حال، نگهداری از AHF ها ساده نیست. در حالی که AHF ها به طور کلی پیچیده تر و سازگارتر از PHF ها هستند،پیچیدگی آنها و گنجاندن الکترونیک قدرت ممکن است نیاز به تعمیرات مکرر داشته باشدفرکانس خاص این تعمیر و نگهداری تا حد زیادی به مدل AHF و دستورالعمل های سازنده بستگی دارد.

از سوی دیگر، فیلترهای منفعل از یک روش آهسته تر به نام تغییر کانتاکتور استفاده می کنند. هر گونه تغییر در فرکانس فیلترهای منفعل می تواند نقطه رزونانس را تغییر دهد،کاهش اثر فیلتر کردن هارمونیک.

از نظر هزینه های عملیاتی:

فیلترهای هارمونیک فعال ممکن است به دلیل نیاز به نظارت و نگهداری مداوم هزینه های بیشتری داشته باشند.بررسی و تنظیمات منظم برای اطمینان از عملکرد بهینه فیلتر در حالی که شرایط سیستم برق در طول زمان تغییر می کند بسیار مهم است.
نصب یک فیلتر هارمونیک منفعل در هر درایو می تواند یک روش جبران کمتر مزاحم باشد زیرا نیازی به نگهداری مداوم ندارد.
پس از بحث در مورد جنبه های نگهداری، در نظر گرفتن بعدی سازگاری و انعطاف پذیری این فیلترها است.