مقاومة الارتداء مرشح الطاقة السلبية سهلة التثبيت والتشغيل

مقدمة للفلاتر الهارمونية

المرشحات الهارمونية، مثل الأبطال الخارقين، تحمي أنظمة الطاقة الخاصة بك. إنها تحارب الهارمونات الضارة التي يمكن أن تضر بجودة مصدر الطاقة الخاص بك.هناك نوعان رئيسيان من هذه الحماية: مرشحات هارمونية نشطة ومرشحات هارمونية سلبية.

فهم الهرمونيات وتأثيرها على أنظمة الطاقة

الهرمونيات في أنظمة الطاقة الكهربائية تشير إلى التيارات أو الجهد مع الترددات التي هي مضاعفات كاملة لتردد الطاقة الأساسية. على سبيل المثال ، إذا كانت التردد الأساسي هو 60 هرتز ،الهارموني الثاني سيكون عند 120 هرتز، والثالثة عند 180 هرتز. قد لا تكون الكهرباء المقدمة إلى خاصية "نظيفة" دائمًا ، ويمكن أن تواجه الخصائص هارمونيات. هذه الهارمونيات تأتي من الأحمال غير الخطية ،مثل الأجهزة الإلكترونية التي تستقطب التيار في النبضات بدلاً من موجة سلسة.

هذا التغيير المفاجئ في التدفق الحالي يضخ تيارات متناغمة في نظام الطاقة الخاص بك، والتي يمكن أن تسبب العديد من مشاكل جودة الطاقة.عدم التوازن في الجهد أو التيار عبر المراحل الكهربائيةيمكن ملاحظة هذه المشاكل من خلال علامات مثل أضواء لامعة، تحمية المحولات،" والكاسحات " المكسرات " التي تتحرك كثيرا "..

حالة الارتباطات في نظامك تمثل بواسطة التشوه الهرموني الكلي (THD) ، مقياس لجميع التأثيرات الهرمونية.عادةً ما يتم قياسه إلى مضاعف 50 من تردد نظام الطاقة، وهو 3kHz أو، وفقا لبعض المبادئ التوجيهية، مضاعفة 40 (2.4kHz).

يمكن أن تسبب جودة الطاقة السيئة بسبب الهارمونيات العديد من المشاكل ، مثل:

زيادة استهلاك الطاقة مما يؤدي إلى ارتفاع فواتير التثبيت والخدمات العامة.
ارتفاع درجة حرارة المعدات
انخفاض الربحية
أضرار محتملة بمعداتك
ارتفاع درجة حرارة الموصلات المحايدة ومحولات التوزيع.
انخفاض موثوقية المعدات ومدة عمرها.
زيادة طلبات الصيانة والوقت المتوقف.
ارتفاع تكاليف الكهرباء

هذه الترددات الإضافية تشوه موجة الصين AC في الدائرة الكهربائية ويمكن أن يكون لها عواقب خطيرة، بما في ذلك تقليل عمر معداتك.الآن بعد أن ناقشنا تأثيرات الهرمونيات على أنظمة الطاقة الخاصة بك دعونا نناقش كيف يمكن أن مرشحات الهرمونية تساعد في معالجة هذه القضايا.

أساسيات المرشح الهارموني النشط

تقدم المرشحات الهارمونية النشطة (AHFs) إجابة حديثة لمشكلة التشوهات الهارمونية في أنظمة الطاقة. فهي تستخدم تقنية متطورة للكشف عن الهارمونات في الشبكة ودراستها.وحدة المعالجة المركزية (CPU) ثم توليد تيار متناغم الذي يعارض الطيف المقاسإنه يُدخّل هذا التيار المضاد إلى النظام في الوقت الحقيقي، ويحدّث فعلياً عن جميع الهرمونيات القائمة.

يمكننا تصنيف المرشحات النشطة إلى ثلاثة أنواع ، كل منها له فوائده الفريدة:

مرشحات نشطة للشنت:

يتم توصيلها بالتوازي مع الحمل وتقدير التيار الهارموني من الحمل. وتوليد تيار تعويضي يحيد المكون الهارموني.
المرشحات النشطة في السلسلة:

يتم توصيلها بسلسلة إلى نظام الكهرباء وإدخال الجهد الذي يلغي الجهد الهارموني في النظام. وهذا يضمن أن يحصل الحمل على جهد مستقر.
تكمن الفوائد الرئيسية للمصفحات النشطة في قدرتها على تعزيز عامل الطاقة.مما يجعلها حلًا متطورًا لتحرير الهارموناتيمكن للفلاتر النشطة التكيف مع التأثيرات الهارمونية المتغيرة وتصفية ترددات هارمونية متعددة في وقت واحد.يستخدمون إلكترونيات طاقة متطورة وخوارزميات التحكم للحد من التشوهات الهارمونية، يضخ التيارات المكافئة في نظام الكهرباء. وهذا يؤدي إلى إمدادات طاقة أكثر نظافة وأكثر استقرارا.

تمتلك المرشحات النشطة العديد من المزايا على المرشحات السلبية:

بإمكانهم القضاء على العديد من الهرمونيات في وقت واحد
يتكيفون مع التغيرات في تردد نظام الطاقة والطيف الهارموني.
لا يخلقون مشاكل في الرنين في نظام الطاقة، على عكس المرشحات السلبية.
أنها تولد بنشاط تيار تعويض عكسي يلغي مختلف المكونات الهارمونية ، وبالتالي تحسين معايير جودة الطاقة مثل تنظيم الجهد وعدم التوازن.
أجهزة التحكم في الطاقة، المعروفة أيضًا باسم مرشحات الطاقة النشطة (APFs) ، تمثل نوعًا جديدًا من المعدات الإلكترونية القوية.

فهي تقمع الترددات الهارمونية بشكل فعال وتعويض الطاقة التفاعلية.مما يجعلها حلًا متعدد الاستخدامات لمختلف تكوينات نظام الطاقةتقلبات الجهد والهرمونيات يمكن أن تؤدي إلى اضطرابات الشبكة وتؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الطاقة وتصاعد فواتير الطاقة.التي تنتج نتيجة أفضل من 5٪ من التشوه الهارموني الكلي (THD) عبر نطاق الحمل، تحسين عامل الطاقة وتوازن الحمل على جميع المراحل الثلاثة إذا لزم الأمر.

مع طبيعتها التكيفية والتكنولوجيا المتقدمة، والمرشحات الهرمونية النشطة توفر حلًا فعالًا للتحديات التي يطرحها التشوهات الهرمونية في نظم الطاقة.سوف ننظر الآن في أساسيات المرشحات الهرمونية السلبية ومقارنة مع المرشحات الهرمونية النشطة.

أساسيات المرشح الهارموني السلبي

تعمل المرشحات الهارمونية السلبية (PHFs) على مبادئ نظرية الدوائر الكهربائية الأساسية. إنها تستخدم المقاومات والحوافز والمكثفات للقضاء على الترددات غير المرغوب فيها.هذه المكونات تعمل معا بطرق مختلفة لخلق تأثير تصفية محدد.

يعتمد نجاح PHF في إزالة الهارمونيات بشكل كبير على تصميمه وموقعه داخل نظام الطاقة. يتضمن التصميم اختيار القيم الصحيحة للمقاومة ، الحثية ،والقدرة لخلق تأثير التصفية المطلوبللحصول على أفضل إزالة هارمونية، يجب أن تضع المرشح بالقرب من المصدر الهارموني.

وظيفة PHF هي السماح بترددات معينة وحجب أخرى. فإنه يحقق ذلك باستخدام الاستجابات الفريدة للمكثفات والمحفزات للترددات المختلفة. في أنظمة الطاقة،تم تصميم أجهزة PHF لـ "إمساك" الترددات الهارمونية، مما يسمح فقط للتردد الأساسي بالمرور. يتم تحقيق ذلك عن طريق جعل عائق المرشح مرتفعًا في الترددات الهارمونية ومنخفضًا في التردد الأساسي.

هناك أنواع مختلفة من PHF ، كل منها له استجابة فريدة من نوعها للتردد وإعدادات الدوائر. وتشمل هذه:

مرشحات ذات تنسيق واحد
مرشحات مزدوجة
مرشحات مرتفعة
على الرغم من أن PHFs بسيطة نسبيًا وفعالة من حيث التكلفة ، إلا أنها لا تقدم مرونة المرشحات الهرمونية النشطة (AHFs). يمكن أن تؤثر التغييرات في تشغيل النظام أيضًا على أدائها.

تستخدم أجهزة PHF مكونات سلبية مثل المفاعلات والمكثفات، والتي يتم ضبطها على تردد محدد لتحليل جزء هارموني معين وتقليل الهارمونات الناتجة.كما أنها تعوض عن الطاقة التفاعلية، تحسين عامل القوة. دعونا الآن مقارنة هذه إلى نظرائها النشطة.

مقارنة الكفاءة
العديد من العوامل يمكن أن تؤثر على كفاءة كل من المرشحات الهرمونية النشطة (AHFs) والمرشحات الهرمونية السلبية (PHFs) ، بما في ذلك الترددات الهرمونية المحددة في النظام، وظروف الحمل,و تصميم وموقع المرشحات. كلا من AHFs و PHFs يلعب دورا حاسما في تقليل الهرمونيات في أنظمة الطاقة، لكنها تعمل بشكل مختلف وتقدم مستويات متفاوتة من الكفاءة.دعونا نستكشف كيف تؤثر هذه الاختلافات على كفاءتهم.

إليك بعض الاختلافات الرئيسية بين AHFs و PHFs:

يمكن أن تقلل أجهزة التردد من ترددات متعددة في وقت واحد
عادة ما تقوم أجهزة PHF بتصفية الهارمونيات الفردية.
يمكن لـ AHFs التكيف بنشاط مع التغيرات في التيار الهارموني لشبكة الكهرباء ضمن نطاق معين.
PHFs يمكن أن تقلل فقط الهرمونيات من أوامر ثابتة (3)5في نطاق تردد معين.
عندما يتعلق الأمر بالسلامة ، تتجنب AHFs الإفراط في الحمل عندما يتم الوصول إلى حد الفلتر النشط ، على عكس PHFs. علاوة على ذلك ، إذا أصبح AHF غير قادر ، فلن يؤثر ذلك على المحركات التي يُحسّن الطاقة لها.هذا يقودنا إلى اعتبار مهم عند مقارنة الاثنين.

وبالتالي، في حين أن كلا من AHFs وPHFs تلعب أدوارها وتقدم فوائد، فمن الواضح أن AHFs تقدم كفاءة عالية والسلامة في إدارة تشوهات نظام الطاقة.

مقارنة التكاليف

إن الاختيار بين المرشحات الهرمونية النشطة (AHFs) والمرشحات الهرمونية السلبية (PHFs) أمر حيوي لعملك لأنها تأتي مع آثار مختلفة على التكاليف. دعونا ندرس تكاليفها.

للوهلة الأولى، قد تبدو أجهزة التشغيل الالكتروني المعدنية أكثر تكلفة لتطبيق محرك واحد. ومع ذلك، تزداد فعاليتها من حيث التكلفة مع زيادة عدد الأحمال غير الخطية.هذا يحدث لأن واحد AHF يمكن تصحيح الأحمال المتعددة، مما يجعلها خيار أكثر ملاءمة للميزانية على المدى الطويل.

وعلى العكس من ذلك ، فإن PHF عادة ما تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة للتطبيقات ذات الحمل الكبير والوحيد وغير الخطي. إنفاق رأس المال لـ AHF واحد عادة ما يكون أعلى من PHF. ولكن ،إذا كان الناتج الثابت يحمل أهمية قصوىعلى الرغم من ارتفاع التكلفة الأولية ، يمكن أن تقلل AHFs بشكل كبير من نفقات الطاقة وتضمن إنتاج ثابت ، مما يعزز صافي دخل عملك.

يجب أن تأخذ بعين الاعتبار عوامل مثل الترددات الهارمونية المحددة في نظامك، وظروف الحمل، وتصميم ووضع المرشحات عند اتخاذ قرار بين AHFs وPHFs.

في حين يجب أن تأخذ في الاعتبار الاستثمار الأولي وتكاليف الصيانة المستقبلية، فمن المهم أيضا أن تأخذ في الاعتبار الاحتياجات المحددة لنظام الطاقة عند اتخاذ قرار بين AHFs وPHFs.دعونا نغير تركيزنا على الجانب الصيانة لهذه المرشحات.

الصيانة

كل من المرشحات الهارمونية النشطة والسلبية تقدم مزايا وعيوب فريدة من نوعها فيما يتعلق بالصيانة. يمكن أن تؤثر الهارمونيات الخارجية على المرشحات الهارمونية السلبية (PHFs) ،تسبب ارتفاع درجة حرارة وتشكل تحديات في الحجم بسبب عدم القدرة على التنبؤ بتأثيرها.

بعض أجهزة PHF الحديثة، التي يقوم الفنيون بتثبيتها على الجانب البارد من الألواح الفرعية الكهربائية المترابطة على نطاق واسع والتطبيقات الأرضية، هي سلبية وتحفيزية.هذه الأجهزة لا تتطلب أي مكونات كهربائية من طرف ثالث، مما يزيل الحاجة إلى الصيانة.

تقدم المرشحات الهارمونية النشطة (AHFs) ، والمعروفة أيضًا باسم وحدات تصحيح الهارمونية (HCUs) ، حلًا أكثر تطورًا لإدارة تشويهات نظام الطاقة. على عكس المرشحات السلبية ، توفر المرشحات الهارمونية النشطة (AHFs) حلًا أكثر تطورًا لإدارة تشويهات نظام الطاقة.يمكن لـ AHF أن تتكيف وتتفاعل مع مجموعة واسعة من الترددات الهارمونيةهذه القدرة على التكيف تجعلها حل مرن لمختلف تكوينات نظام الطاقة.

يتكون نظام الفلتر الهارموني النشط من ثلاثة أجزاء رئيسية:

- وحدة التي تكتشف التناغم
- وحدة تحكم
- وحدة جسر عاكس

ومع ذلك ، فإن الحفاظ على AHFs ليس بهذه البساطة. في حين أن AHFs عادة ما تكون أكثر تطورًا ومرونة من PHFs ،قد تتطلب تعقيداتها وإدماج إلكترونيات الطاقة صيانة أكثر تكرارًاتعتمد التردد المحدد لهذا الصيانة إلى حد كبير على نموذج AHF وإرشادات الشركة المصنعة.

من ناحية أخرى ، تستخدم المرشحات السلبية طريقة أبطأ تعرف باسم تبديل الجهاز. أي تغييرات في تردد المرشحات السلبية يمكن أن تغير نقطة الرنين ،يقلل من تأثير تصفية الهارمونية.

من حيث تكاليف التشغيل:

قد تتكبد المرشحات الهارمونية النشطة تكاليف أعلى بسبب الحاجة إلى مراقبة وصيانة مستمرة.فالتدقيقات والتعديلات المنتظمة ضرورية لضمان استمرار عمل المرشح بشكل مثالي مع تغير ظروف نظام الطاقة بمرور الوقت.
يمكن أن يكون تثبيت فلتر هارموني سلبي على كل محرك محرك طريقة تعويض أقل تدخلاً لأنه لا يتطلب أي صيانة مستمرة.
بعد مناقشة جوانب الصيانة، والاعتبار التالي هو قابلية التكيف والمرونة لهذه المرشحات.