Защо се използват активни хармонични филтри за пречистване на захранването?

В съвременните индустриални и търговски системи за захранване не-линейните товари като честотни преобразуватели, LED осветление, серво задвижвания и UPS стават все по-често срещани. Тези устройства подобряват ефективността и точността на управление, като същевременно генерират голямо количество хармоничен ток. Хармоничното замърсяване е като "токсини" в електрическата мрежа, причинявайки изкривяване на напрежението, прегряване на оборудването, неизправности и дори трайни повреди.

И така, защо активните хармонични филтри (APF) се използват специално за пречистване на захранващи устройства? Какви са основните принципи и предимства на този подход?

I. Опасностите от хармониците: Защо е необходимо „пречистването“?

За да разберете ролята на APF, първо трябва да разберете опасностите от хармониците. Хармониците са високо-честотни компоненти, които са цели числа, кратни на основната честота (50/60 Hz). Тяхното присъствие може да доведе до:

1. Повишена консумация на енергия и генериране на топлина: Това води до прегряване на трансформатори, кабели и двигатели, ускорява стареенето на изолацията и значително увеличава загубите на енергия.

2. Причиняване на неизправности в оборудването: Нарушаване на нормалната работа или причиняване на неправилни действия на прецизни електронни устройства (като PLC, медицински инструменти); което води до свръхтоков резонанс и изгаряне на кондензаторите.

3. Заплаха за сигурността на системата: Причинява тока на неутралната линия да бъде прекалено висок, дори да надвишава фазовия ток, като по този начин увеличава риска от пожар; води до изкривяване на формата на вълната на напрежението, което засяга качеството на електроенергията на цялата електрическа мрежа.

II. Защо да изберете активни филтри за пречистване?

1. Ефектът на филтриране е изключителен и динамичната реакция е бърза.

APF може едновременно да филтрира различни хармоници, вариращи от 2-ри до 51-ви ред или дори по-високи. Степента на филтриране обикновено е над 97%.

Скоростта на реакция е изключително бърза (обикновено в рамките на 100 μs) и може идеално да компенсира хармониците, генерирани от бързо променящи се товари (като преси, машини за заваряване), постигайки проследяване и отмяна в-реално време.

2. Силно адаптивен, без да предизвиква резонанс

Пасивният филтър може да образува паралелен резонанс с импеданса на мрежата, като по този начин усилва определен хармоник и причинява инцидент. Въпреки това, APF е контролиран източник на ток и неговите характеристики няма да резонират с мрежата, което го прави изключително безопасен.

Той може автоматично да проследява промените в хармониците на мрежата и адаптивно да ги компенсира. Няма нужда да се тревожите за повреда поради промени в натоварването или промени в структурата на мрежата.

3. Мулти-функционален, универсален за използване

В допълнение към потискането на хармониците, APF обикновено има и функциите за компенсиране на реактивната мощност (подобряване на фактора на мощността) и балансиране на три{0}}фазни товари. Едно устройство може да реши множество проблеми с качеството на електрическата енергия и има изключително висока-ефективност на разходите.