The aktif harmonik filtre çalışma prensibi Kapalı bir kontrol döngüsü kullanır: bozuk yük akımını ölçer, istenmeyen bileşenleri hesaplar, bir güç dönüştürücüsüne komut verir ve belirli bir otobanda karşılık gelen akım enjekte eder. Bu sınırda, yük akımı ve filtre akımı kaynak akımını belirler, algılama, referans oluşturma, akım takibi ve paralel şönt enjeksiyonunu bir çalışma zincirinde bağlar.
Bir Şönt Aktif Harmonik Filtre Güç Sisteminde Neleri Değiştirir
Bir şönt aktif harmonik filtresi, yükle paralel olarak karşılık gelen akım sağlar, böylece seçilen istenmeyen akımın ne kadarının kaynak tarafındaki otobanda seyahat etmesi gerektiğini azaltır.
Doğrusal olmayan bir yük, akımı sinüzoidal bir besleme gerilimine doğru orantılı çekmez. Örneğin, bir VFD'deki doğrultucu ön ucu, akımı darbeler halinde çekebilir, bu nedenle yük akım dalga formu temel bileşen ve harmonik bileşenler içerir.
Harmonik akım, temel üzerindeki dalga formu bileşenleriyle ilişkili olan kısımdır. Şönt aktif filtre, tüm bunları sağlamak yerine seçilen bileşenlerin kontrollü bir karşılığını sağlar.
Şönt AHF, yükle yan yana bağlanan kontrollü bir akım kaynağıdır. Tüm yük akımını seri olarak taşımaz; karşılık gelen otobanda başka bir akım yolu ekler.
An aktif güç filtresi, veya APF, sabit pasif bir ağ yerine kontrollü güç elektronikleri kullanır; bu makale şönt akım formuna odaklanmaktadır.
Akım dengesini okumadan önce işaretleme konvansiyonunu seçin. Kaynak akımını ve filtre akımını, karşılık gelen otobanda giriş yapan ve yük yönüne çıkan olarak tanımlayın.
i_kaynak + i_filtresi = i_yük
Eşdeğer olarak, i_kaynak = i_yükleme - i_filtre. Hedeflenmiş bir yük bileşeni için, bu dalçık referans kuralı, filtre bileşenine yük bileşeniyle aynı cebirsel işaret atar; çıkarma, bu bileşeni yerel olarak sağlayan filtreyi temsil eder.
Bir tesis otobüsüne bağlı birkaç VFD doğrultucusunu düşünün. Sürücüler, süreçlerinin talep ettiği akımı çekmeye devam ederken, AHF seçili harmonik ve reaktif akım bileşenlerini yerel olarak sağlar; yukarı akım iletkenleri ise o otobüsteki kalan toplamı taşır.
| Miktar veya fonksiyonel iş | Neyi temsil ettiği | Neden ayrı kalması gerektiği |
|---|---|---|
| Ölçülen yük akımı | Tanımlı bir sınırda sensör tarafından gözlemlenen akım sinyali | Bu, denetleyiciye giriş olup, kendisi düzeltme değildir |
| Telafi-akım referansı | Denetleyicinin zamanla değişen hedefi | Çeviricinin bir sonraki üretmesi gerekeni söylüyor |
| DC-otobüs regülasyonu | Çeviricinin kullanılabilir DC enerji durumunu koruma görevi | Akım sentezini destekler, ancak enjekte edilen AC akımı değildir |
| Gerçek filtre akımı | Anahtarlamalı çevirici tarafından üretilen akım | Otobüsü etkileyecek kadar yakından referansı takip etmelidir |
| Sonuçlanan kaynak akımı | Seçilen sınırın tedarik tarafında görülen toplam | İşte tazminat hedefinin değerlendirildiği yer |
Ölçüm, komut, dönüştürücü akım ve kaynak akımı, AHF çalışma prensibi boyunca ayrı miktarlar olarak kalır.
Aktif harmonik filtre diyagramı olarak okunduğunda, sıra ölçülen yük-akım sinyalinden kontrolcü referansına, gerçek filtre akımına ve sonuçta kaynak akımına doğru ilerler.
Adım 1: CT Yük Akım Sinyalini Yakalar
Akım trafosu, kontrolcüye belirli bir elektriksel sınırda akımın bir temsilini sağlar; CT kendisi harmonikleri kaldırmaz veya düzeltici akım enjekte etmez.
Akım trafosu yerleştirmesi, kontrolcünün ne görebileceğine karar verir. Bir besleyici CT ve ana-şebeke CT, sensör donanımı aynı olsa bile farklı tazminat sınırlarını temsil eder.
Polarite ve faz uyumu, istenen sinyal yönünü korur. The aktif harmonik filtre CT yerleştirme ve kablolama kılavuzu bu kararları oran, yönlendirme ve devreye alma kanıtıyla tek hat diyagramında bağlar.
Bir satıcı blok diyagramını okuyan yeni bir kullanıcı için, net ayrım basittir: CT'den kontrolcüye ok, bilgidir. Dönüştürücüden şebekeye olan ağır akım yolu ise tazmin edici eylemdir.
Adım 2: Kontrolcü Bir Telafi Akımı Referansı Oluşturur
Kontrolcü, ölçülen elektriksel nicelikleri işler ve bir tazminat-akım referansı oluşturur: güç aşamasının bir sonraki sağlayacağı hedef dalga formu.
Donanım açısından, bir dijital sinyal işlemcisi veya başka bir gerçek zamanlı kontrolcü, sensör girişini referans akıma dönüştürür. Bu referans, henüz filtre dalında akan fiziksel akım değil, bir komuttur.
O iş, “harmonikaları tespit etmek”ten daha hassastır. Kontrolcü, yapılandırılmış hedefiyle ilişkili akım bileşenlerini ayırtmalı, gereken işaretle bir referans oluşturmalı ve yük değiştikçe komutu güncellemeye devam etmelidir.
Farklı tasarımlar senkron referans çerçevesi yöntemleri, anlık p-q yöntemleri, spektral analiz veya başka bir kontrol mimarisi kullanabilir. Bu algoritma isimleri, hedefi hesaplama yollarını tanımlar; ölçüm, referans oluşturma ve akım takibi gibi ortak fonksiyonel diziyi değiştirmezler.
Bir mühendis, etiketlenmiş bir blok diyagramı karşılaştırırken dq0 başka bir etiketlenmiş p-q ile iki ayrı soru sormalıdır. Hangi akım hedefi hesaplanıyor ve dönüştürücü, beklenen yük ve güç koşulları altında bu referansı nasıl takip ediyor?
Telafi-sinyali tahmini, DC-çubu regülasyonu ve dönüştürücü akım kontrolü ilişkili ama farklı işlerdir. Birlikte, iç algoritma ve donanım uygulaması farklı olsa da aktif güç filtresi çalışma prensibini oluştururlar.
Adım 3: DC Otobanda ve IGBT Dönüştürücü Filtre Akımı Üretir
DC-çubu kontrolü, dijital referansı gerçek AC filtre akımına dönüştüren anahtarlamalı dönüştürücüye destek sağlar.
DC-çubu, dönüştürücünün düzenlenmiş iç enerji tamponudur. Güç aşamasına akımı şekillendirmek için gereken elektriksel alanı sağlar, ayrıca ayrı bir kontrol fonksiyonu DC-bağlantı voltajını işletme hedefine yakın tutar.
IGBT invertörü, sadece kabin için elektronik bir açma/kapama anahtarı değildir. Yarıiletken bacaklar, akım kontrolü altında anahtarlar, böylece dönüştürücü çıkışı değişen telafi-akım komutunu takip eder.
Bu nedenle, bir AHF’nin “harmonikaları depoladığı” ifadesi yanlış bir zihinsel model verir. Kontrolcü, istenen bir akımı tahmin eder ve dönüştürücü, bu akımı sentezlerken elektrik enerjisini AC sistemle sürekli değiş tokuş eder; yakalanmış harmonik dalga biçimlerinin boşaltılmayı bekleyen bir deposu yoktur.
Akım takibi, komut ve eylem arasında döngüyü kapatır. Kontrolcü, elektriksel yanıtı gözlemler, dönüştürücü anahtarını ayarlar ve yük değiştikçe komutu günceller, böylece gerçek filtre akımı referansa uygun şekilde takip eder, sabit bir dalga formu değil.
Adım 4: Filtre Akımı ve Yük Akımı Seçilen Otobanda Toplanır
Yukarıda tanımlanan şekilde tüm dal çizgileri yönlendirilmişse, iptal edilme seçilen bara üzerinde akım toplamı yoluyla gerçekleşir: filtre, seçilen yük akım bileşenlerini aynı cebirsel işaretle tekrarlar, böylece filtre akımını çıkarmak, kaynak akımına katkılarını azaltır.
Varsayalım ki yük akımı temel bir bileşen ve birkaç harmonik bileşen içeriyor. Kaynak, hala süreç tarafından talep edilen temel gücü sağlar, ancak filtre dalı, seçilen istenmeyen bileşenlerin kontrollü bir karşıtını taşıyabilir.
Tanıdık “eşit ve zıt” ifadesi, yük ve filtre akımlarının ortak bir küresel referans yönü kullanılarak çizildiği varsayımına dayanır. Burada kullanılan dal referans konvansiyonu altında, iki bileşen değeri aynı cebirsel işarete sahiptir çünkü yük ve filtre dal okları, bara göre zıt yönlerde gösterilir.
Ortak bağlanma noktası veya PCC, kaynak, yük ve filtre akımları arasındaki ilişkiyi değerlendiren kabul edilen elektriksel sınırdır. Basitçe söylemek gerekirse, bu bara, sorunun şu hale geldiği yerdir: tedarik şu anda hangi akımı görüyor?
Akım dengesi, aynı zamanda harmoniklerin nereye gittiğiyle ilgili ortak topluluk sorusuna da cevap verir. Filtre, bir bozulma paketini başka bir yere taşımak yerine, seçilen bileşenleri azaltan kontrollü bir akım üretir ve bu akım, kaynak tarafındaki toplamı azaltır.
Yük değiştiğinde, ölçülen dalga formu değişir, referans yeniden hesaplanır ve dönüştürücü çıkışı takip eder. Dinamik güncelleme, kontrollü aktif akım kaynağı ile sabit ayarlı ağ arasındaki belirleyici farktır.
Aktif İptal Neden Pasif Filtrelemeden Farklıdır
Aktif ve pasif harmonik filtreler farklı fiziksel mekanizmalarla çalışır: bir AHF değişen akımı ölçer ve üretirken, pasif bir filtre endüktörler, kapasitörler ve direnç kullanarak frekansa bağlı empedans yolları oluşturur.
Bu ayrım, tanıdık soruyu çözümler: “Harmonik filtreler aynı zamanda kapasitör bankası mı?” Bir kapasitör bankası reaktif güç sağlayabilir ve ayarlı pasif bir filtre kapasitörler içerebilir, ancak ikisi de yukarıda tanımlanan kontrollü dönüştürücüye otomatik olarak dönüşmez.
| Karşılaştırma noktası | Paralel aktif harmonik filtre | Ayarlı pasif harmonik filtre |
|---|---|---|
| Bağlantı ve çalışma | Paralel bağlanır ve komut verilen akımı enjekte eder | Pasif bileşenler aracılığıyla frekansa bağlı empedans yolu sağlar |
| Değişen yük tepkisi | Değişen akım referansını yeniden hesaplar ve takip eder | Ayarlaması bileşen değerleri ve sistem etkileşimi ile belirlenir |
| Ana kontrol edilen miktar | Dönüştürücü akımı hesaplanan referansa göre takip eder | Ağ empedansı seçilen frekansların yolunu şekillendirir |
| Birincil tasarım bağımlılığı | Ölçüm sınırı, kontrolcü hedefi, akım kapasitesi, dönüştürücü dinamikleri ve entegrasyon | Tuning frekansı, bileşen derecelendirmeleri, ağ empedansı, rezonans ve anahtarlama koşulları |
Aktif ve pasif ekipmanlar, her biri farklı elektriksel mekanizma aracılığıyla çalıştığı için bir tesiste koordine edilebilir.
Tam bir seçim kararı için—ayarlama, rezonans, yük değiştirme davranışı ve kurulum ticari kararları dahil—kullan aktif harmonik filtre ile pasif harmonik filtre karşılaştırması.
“Eşit ve Zıt”ın Garantilemediği Şeyler
“Eşit ve zıt” ifadesi, her iki akımın da bir küresel referans yönünü paylaştığı fiziksel bileşen ilişkisini tanımlar; yukarıda kullanılan dal branş okları için cebirsel kural değildir. Kalan bozulma, algılama, mevcut telafi akımı, denetleyici yanıtı, ağ koşulları ve yük durumu gibi faktörlere bağlıdır.
Bir ölçüm panelindeki sayaç okuması, ölçüm noktası ve çalışma durumu ile değişir. Bu nedenle, bir paneldeki sonuç, farklı bir PCC veya farklı bir yük durumu için karar veremez.
Önemli: Bir paneldeki daha düşük harmonik akım okuması, CT yerleştirme, filtre kapasitesi veya bir PCC kabul hedefinin kararlaştırıldığına dair kanıt değildir—sonucu tanımlanmış ölçüm sınırına, temsil edilen çalışma durumuna, mevcut telafi akımına ve kabul edilen yöntemle ilişkilendiriniz.
Toplam harmonik bozulma veya THD, dalga formu harmonik içeriğinin kullanışlı bir özetidir. Bu, CT’nin nerede olması gerektiği, hangi akım değeri gerektirdiği veya sözleşmeye uygun bir sınırın karşılanıp karşılanmadığı konusunda tek başına bir cevap değildir.
Kullan CT yerleştirme ve kablolama kılavuzu bir ölçüm/denetim sınırını tanımlamak için, ölçümün temsil edici olarak kabul edilmeden önce. Bu sınır belirlendikten sonra, APF boyutlandırma hesaplama kılavuzu ölçülen talebi kapasite girdilerine dönüştürür ve AHF seçim kılavuzu bu girdileri ekipman ve kabul kriterlerine uygular.
Doğru bir kontrol döngüsü modeli, ekipman seçimi için gereken saha verilerini sağlamaz. Temsilci günlükler, tek satırlık diyagram, kurulum kısıtlamaları ve tanımlanmış kabul noktası, bir sonraki kararı tamamlar.
CNBYG AHF/APF Ürün Ailesi Zinciri Nasıl Uygular
CNBYG AHF/APF ürün ailesi, yukarıda tanımlanan aynı fonksiyonel zinciri takip eder: dış CT algılama, hedef akım bileşenlerinin dijital çıkarımı ve IGBT tabanlı dengeleme akımının üretimi ve enjeksiyonu.
The CNBYG AHF/APF ürün ailesi duvara montajlı ve rack montajlı formlarda sunulur. Bu formlar arasında, dış CT girişi dijital işleme besler, bu da invertör akımını şebekeye enjekte eder.
Bir CNBYG serisi veya derecesini karşılaştırmadan önce, elektrik sınırını, temsilci harmonik akım profilini, sistem gerilimini ve konfigürasyonunu, yük durumlarını, mevcut kompansasyon ekipmanını, kurulum koşullarını ve kabul hedefini tanımlayın.
The Güç Kalitesi Sistemi Merkez, ekipman seçmeden önce kullanılan ölçüm ve sistem bağlamını organize eder. CT, boyutlandırma ve seçim kılavuzları, bu kayıttan sonra bir sonraki detay seviyesini sağlar.
S.S.S.
Aktif harmonik filtre nasıl adım adım çalışır?
Belirlenmiş sınırda akımı ölçer, sinyali kompansasyon akım referansına işler, kontrollü bir dönüştürücü kullanarak filtre akımını üretir, bu akımı paralel enjekte eder ve yük değiştikçe komutu günceller. Kaynak ve filtre akımları şebekeye doğru tanımlandığında, kaynak yük akımından filtre katkısını çıkarır.
Pasif ve aktif harmonik filtre arasındaki fark nedir?
Pasif filtre, seçili frekanslarda şebeke empedansını şekillendirmek için ayarlanmış indüktörler, kapasitörler ve direnç kullanır. Aktif filtre, elektrik durumunu ölçer ve güç dönüştürücüsüne değişen kompansasyon akımı üretmesi için komut verir.
Neden kompansasyon akımına eşit ve zıt denir?
Bu ifade, fiziksel filtre bileşeninin hedef yük bileşenine zıt olduğu ortak küresel referans yönünü kullanır. Bu makalede kullanılan dal bağlantılarıyla, filtre bileşeni hedef yük bileşeninin aynı işaretli bir kopyasıdır ve i_kaynak = i_yükleme - i_filtre kaynak akımından çıkarılır.
Bir AHF tüm harmonikleri ortadan kaldırır mı?
Principle tek başına evrensel bir sonuç vermez. Kalan akım, ölçüm sınırı, hedef bileşenler, mevcut akım kapasitesi, denetleyici ve dönüştürücü yanıtı, yük durumu ve sistem entegrasyonuna bağlıdır.
Aktif harmonik filtre nerede bağlanır?
Ortak shunt AHF, akım enjekte edebileceği şekilde yük veya şebeke ile paralel bağlanır. Tam bağlantı noktası ve CT konumu, amaçlanan kompansasyon sınırı ve onaylı proje tasarımı ile uyumlu olmalıdır.
Aktif filtrelerin dört türü nelerdir?
Yaygın yüksek seviyeli sınıflandırma, shunt, seri, hibrit ve birleşik güç kalitesi düzenleyicisidir. Shunt filtreler öncelikle akımı paralel enjekte eder; seri filtreler voltaj enjekte eder, hibrit düzenlemeler aktif ve pasif fonksiyonları birleştirir ve UPQC, seri ve shunt fonksiyonlarını koordine eder.
Bir AHF güç faktörünü de düzeltebilir mi?
Bazı aktif filtre ürünleri, reaktif akım telafisi veya güç faktörü düzeltmesini yapılandırılmış bir fonksiyon olarak içerebilir. Bu fonksiyonun mevcut olup olmadığı ve kapasitenin nasıl paylaşıldığı, seçilen ürün ve uygulama için doğrulanmalıdır.
Bir AHF nasıl boyutlandırılır ve maliyeti nedir?
Boyutlandırma, hedef sınırda temsilci ölçülen harmonik akım talebiyle başlar, ardından voltaj, yük durumu, topoloji, montaj, termal koşullar ve kabul edilme amacı dikkate alınır. Maliyet, yalnızca çalışma prensibi diyagramına değil, gereken ekipman kapasitesine ve proje entegrasyonuna bağlıdır; bu kararı vermek için bağlantılı boyutlandırma ve seçim kılavuzlarını kullanın.
Kaynakça
Odaklanmış işletme kontrolleri için, okuyun bir aktif harmonik filtresinin THD'yi neden azaltmadığını; aktif harmonik filtre alarm arıza giderme; açık döngü ve kapalı döngü filtre kontrolü.