फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर्सला हार्मोनिक्सची हानी, फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरची हार्मोनिक कंट्रोल स्कीम

औद्योगिक उत्पादनामध्ये व्हेरिएबल स्पीड ट्रांसमिशन सिस्टीम उद्योगात फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.इन्व्हर्टर रेक्टिफायर सर्किटच्या पॉवर स्विचिंग वैशिष्ट्यांमुळे, त्याच्या स्विचिंग पॉवर सप्लायवर एक विशिष्ट स्वतंत्र सिस्टम लोड तयार केला जातो.फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर सहसा साइटवरील संगणक आणि सेन्सर सारख्या इतर उपकरणांसह एकाच वेळी कार्य करते.ही उपकरणे बहुतेक जवळ स्थापित केलेली असतात आणि एकमेकांवर परिणाम करू शकतात.म्हणूनच, फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरद्वारे दर्शविलेले पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हे सार्वजनिक पॉवर ग्रिडमधील एक महत्त्वाचे हार्मोनिक स्त्रोत आहे आणि पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांद्वारे तयार होणारे हार्मोनिक प्रदूषण हा पॉवर इलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी मुख्य अडथळा बनला आहे.

१.१ हार्मोनिक्स म्हणजे काय
हार्मोनिक्सचे मूळ कारण वेगळे सिस्टम लोडिंग आहे.जेव्हा लोडमधून विद्युत् प्रवाह वाहतो, तेव्हा लागू व्होल्टेजशी कोणताही रेखीय संबंध नसतो आणि साइन वेव्ह व्यतिरिक्त एक करंट वाहतो, ज्यामुळे उच्च हार्मोनिक्स तयार होतात.हार्मोनिक फ्रिक्वेन्सी या मूलभूत वारंवारतेच्या पूर्णांक गुणाकार असतात.फ्रेंच गणितज्ञ फूरियर (M.Fourier) यांच्या विश्लेषणाच्या तत्त्वानुसार, कोणत्याही पुनरावृत्ती होणार्‍या वेव्हफॉर्मचे मूलभूत वारंवारता आणि मूलभूत वारंवारता गुणकांच्या मालिकेतील हार्मोनिक्ससह साइन वेव्ह घटकांमध्ये विघटन केले जाऊ शकते.हार्मोनिक्स हे साइनसॉइडल वेव्हफॉर्म्स आहेत आणि प्रत्येक साइनसॉइडल वेव्हफॉर्ममध्ये अनेकदा भिन्न वारंवारता, मोठेपणा आणि फेज कोन असतो.हार्मोनिक्स सम आणि विषम हार्मोनिक्समध्ये विभागले जाऊ शकतात, तिसरा, पाचवा आणि सातवा क्रमांक विषम हार्मोनिक्स आहेत आणि दुसरा, चौदावा, सहावा आणि आठवा क्रमांक सम हार्मोनिक्स आहेत.उदाहरणार्थ, जेव्हा मूलभूत लहर 50Hz असते, तेव्हा दुसरी हार्मोनिक 10Hz असते आणि तिसरी हार्मोनिक 150Hz असते.सर्वसाधारणपणे, सम हार्मोनिक्सपेक्षा विषम हार्मोनिक्स अधिक हानीकारक असतात.समतोल थ्री-फेज सिस्टममध्ये, सममितीमुळे, अगदी हार्मोनिक्स काढून टाकले गेले आहेत आणि फक्त विषम हार्मोनिक्स अस्तित्वात आहेत.थ्री-फेज रेक्टिफायर लोडसाठी, हार्मोनिक प्रवाह 6n 1 हार्मोनिक आहे, जसे की 5, 7, 11, 13, 17, 19, इ. सॉफ्ट स्टार्टर की 5 व्या आणि 7 व्या हार्मोनिक्सला कारणीभूत ठरते.
1.2 हार्मोनिक नियंत्रणासाठी संबंधित मानके
इन्व्हर्टर हार्मोनिक कंट्रोलने खालील मानकांकडे लक्ष दिले पाहिजे: हस्तक्षेप विरोधी मानके: EN50082-1, -2, EN61800-3: रेडिएशन मानके: EN5008l-1, -2, EN61800-3.विशेषतः IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) आणि IEEE519-1992.
सामान्य हस्तक्षेप विरोधी मानके EN50081 आणि EN50082 आणि वारंवारता कनवर्टर मानक EN61800 (1ECl800-3) विविध वातावरणात कार्यरत उपकरणांचे रेडिएशन आणि हस्तक्षेप विरोधी स्तर परिभाषित करतात.वर नमूद केलेली मानके भिन्न पर्यावरणीय परिस्थितीत स्वीकार्य रेडिएशन पातळी परिभाषित करतात: स्तर L, रेडिएशन मर्यादा नाही.अप्रभावित नैसर्गिक वातावरणात सॉफ्ट स्टार्टर वापरणाऱ्या वापरकर्त्यांसाठी आणि रेडिएशन स्रोत निर्बंध स्वतः सोडवणाऱ्या वापरकर्त्यांसाठी हे योग्य आहे.वर्ग h ही EN61800-3 द्वारे निर्दिष्ट केलेली मर्यादा आहे, प्रथम वातावरण: मर्यादा वितरण, दुसरे वातावरण.रेडिओ फ्रिक्वेंसी फिल्टरसाठी पर्याय म्हणून, रेडिओ फ्रिक्वेंसी फिल्टरसह सुसज्ज सॉफ्ट स्टार्टर व्यावसायिक स्तरावर पोहोचू शकतो, जे सहसा गैर-औद्योगिक वातावरणात वापरले जाते.
2 हार्मोनिक नियंत्रण उपाय
हार्मोनिक समस्या व्यवस्थापित केल्या जाऊ शकतात, रेडिएशन हस्तक्षेप आणि वीज पुरवठा यंत्रणेतील हस्तक्षेप दडपला जाऊ शकतो आणि शील्डिंग, अलगाव, ग्राउंडिंग आणि फिल्टरिंग यासारख्या तांत्रिक उपायांचा अवलंब केला जाऊ शकतो.
(1) निष्क्रिय फिल्टर किंवा सक्रिय फिल्टर लागू करा;
(2) ट्रान्सफॉर्मर उचला, सर्किटचा वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधा कमी करा आणि पॉवर लाइन डिस्कनेक्ट करा;
(3) ग्रीन सॉफ्ट स्टार्टर वापरा, नाडी चालू प्रदूषण नाही.
2.1 निष्क्रिय किंवा सक्रिय फिल्टर वापरणे
निष्क्रिय फिल्टर्स विशेष फ्रिक्वेन्सीवर वीज पुरवठा स्विच करण्याच्या वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधा बदलण्यासाठी योग्य आहेत आणि स्थिर असलेल्या आणि बदलत नसलेल्या प्रणालींसाठी योग्य आहेत.सक्रिय फिल्टर स्वतंत्र सिस्टम भारांची भरपाई करण्यासाठी योग्य आहेत.
पारंपारिक पद्धतींसाठी निष्क्रिय फिल्टर योग्य आहेत.निष्क्रिय फिल्टर प्रथम दिसला कारण त्याची साधी आणि स्पष्ट रचना, कमी प्रकल्प गुंतवणूक, उच्च ऑपरेशन विश्वसनीयता आणि कमी ऑपरेशन खर्च.ते स्पंदित प्रवाह दाबण्याचे मुख्य साधन आहेत.LC फिल्टर हे पारंपारिक निष्क्रिय उच्च-ऑर्डर हार्मोनिक सप्रेशन डिव्हाइस आहे.हे फिल्टर कॅपेसिटर, अणुभट्ट्या आणि प्रतिरोधकांचे योग्य संयोजन आहे आणि उच्च-ऑर्डर हार्मोनिक स्त्रोताशी समांतर जोडलेले आहे.फिल्टरिंग फंक्शन व्यतिरिक्त, यात अवैध नुकसान भरपाई कार्य देखील आहे.अशा उपकरणांमध्ये काही दुर्गम कमतरता आहेत.की ओव्हरलोड करणे खूप सोपे आहे, आणि ओव्हरलोड केल्यावर ती जळून जाईल, ज्यामुळे पॉवर फॅक्टर मानक, नुकसानभरपाई आणि शिक्षेपेक्षा जास्त होईल.याव्यतिरिक्त, निष्क्रिय फिल्टर्स नियंत्रणाबाहेर आहेत, त्यामुळे कालांतराने, अतिरिक्त एम्ब्रिटलमेंट किंवा नेटवर्क लोड बदल मालिका अनुनाद बदलतील आणि फिल्टर प्रभाव कमी करतील.अधिक महत्त्वाचे म्हणजे, निष्क्रिय फिल्टर केवळ एक उच्च-ऑर्डर हार्मोनिक घटक फिल्टर करू शकतो (जर फिल्टर असेल तर ते फक्त तिसरे हार्मोनिक फिल्टर करू शकते), जेणेकरून भिन्न उच्च-ऑर्डर हार्मोनिक फ्रिक्वेन्सी फिल्टर केल्या गेल्या असल्यास, भिन्न फिल्टर वाढवण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. उपकरणे गुंतवणूक.
जगातील विविध देशांमध्ये अनेक प्रकारचे सक्रिय फिल्टर आहेत, जे वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सी आणि अॅम्प्लिट्यूड्सच्या नाडी प्रवाहांचा मागोवा घेऊ शकतात आणि त्याची भरपाई करू शकतात आणि नुकसान भरपाईची वैशिष्ट्ये पॉवर ग्रिडच्या वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधामुळे प्रभावित होणार नाहीत.सक्रिय उर्जा अभियांत्रिकी फिल्टरचा मूलभूत सिद्धांत 1960 मध्ये जन्माला आला, त्यानंतर मोठ्या, मध्यम आणि लहान आउटपुट पॉवर फुल-कंट्रोल इंटिग्रेटेड सर्किट तंत्रज्ञानामध्ये सुधारणा, पल्स रुंदी मॉड्युलेशन कंट्रोल सिस्टममध्ये सुधारणा आणि हार्मोनिक्सच्या आधारे तात्काळ गती प्रतिक्रियाशील लोड सिद्धांत.सध्याच्या तात्काळ गती निरीक्षण पद्धतीच्या स्पष्ट प्रस्तावामुळे सक्रिय पॉवर अभियांत्रिकी फिल्टरचा जलद विकास झाला आहे.त्याची मूळ संकल्पना नुकसानभरपाईच्या लक्ष्यापासून उद्भवलेल्या हार्मोनिक प्रवाहाचे निरीक्षण करणे आहे आणि नुकसान भरपाई उपकरणे हार्मोनिक करंटच्या समान आकार आणि विरुद्ध ध्रुवीयतेसह भरपाई करंटचा वारंवारता बँड तयार करतात, ज्यामुळे नाडी प्रवाहामुळे होणारा नाडी प्रवाह ऑफसेट करता येतो. मूळ ओळीचा स्त्रोत, आणि नंतर पॉवर नेटवर्कचा प्रवाह बनवा फक्त मूलभूत सर्विंग समाविष्ट आहेत.मुख्य भाग हार्मोनिक वेव्ह जनरेटर आणि स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली आहे, म्हणजेच ते डिजिटल इमेज प्रोसेसिंग तंत्रज्ञानाद्वारे कार्य करते जे जलद इन्सुलेटिंग लेयर ट्रायोड नियंत्रित करते.
या टप्प्यावर, विशेष पल्स वर्तमान नियंत्रणाच्या पैलूमध्ये, निष्क्रिय फिल्टर आणि सक्रिय फिल्टर पूरक आणि मिश्रित अनुप्रयोगांच्या स्वरूपात दिसू लागले आहेत, सक्रिय फिल्टरच्या फायद्यांचा पूर्ण वापर करून जसे की साधी आणि स्पष्ट रचना, सुलभ देखभाल, कमी खर्च. , आणि चांगली भरपाई कामगिरी.हे मोठ्या प्रमाणातील दोष आणि सक्रिय फिल्टरच्या वाढीव किंमतीपासून मुक्त होते आणि संपूर्ण सिस्टम सॉफ्टवेअरला उत्कृष्ट कार्यप्रदर्शन प्राप्त करण्यासाठी दोन्ही एकत्र करते.
2.2 लूपचा प्रतिबाधा कमी करा आणि ट्रान्समिशन लाइन पद्धत कापून टाका
हार्मोनिक निर्मितीचे मूळ कारण नॉन-लिनियर लोड्सच्या वापरामुळे आहे, म्हणून, हार्मोनिक-जनरेटिंग लोड्सच्या पॉवर लाइन्स हार्मोनिक-सेन्सिटिव्ह लोड्सच्या पॉवर लाइन्सपासून वेगळे करणे हा मूळ उपाय आहे.नॉनलाइनर लोडद्वारे निर्माण होणारा विकृत प्रवाह केबलच्या प्रतिबाधावर एक विकृत व्होल्टेज ड्रॉप तयार करतो आणि संश्लेषित विकृत व्होल्टेज वेव्हफॉर्म त्याच रेषेशी जोडलेल्या इतर भारांवर लागू केले जाते, जेथे उच्च हार्मोनिक प्रवाह वाहतात.म्हणून, केबलचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र वाढवून आणि लूप प्रतिबाधा कमी करून नाडीचे वर्तमान नुकसान कमी करण्यासाठी उपाय देखील राखले जाऊ शकतात.सध्या चीनमध्ये ट्रान्सफॉर्मरची क्षमता वाढवणे, केबल्सचे क्रॉस-सेक्शनल एरिया वाढवणे, विशेषतः न्यूट्रल केबल्सचे क्रॉस-सेक्शनल एरिया वाढवणे आणि सर्किट ब्रेकर्स आणि फ्यूज यांसारखे संरक्षणात्मक घटक निवडणे यासारख्या पद्धती चीनमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात.तथापि, ही पद्धत मूलभूतपणे हार्मोनिक्स काढून टाकू शकत नाही, परंतु संरक्षण वैशिष्ट्ये आणि कार्ये कमी करते, गुंतवणूक वाढवते आणि वीज पुरवठा प्रणालीमध्ये लपलेले धोके वाढवते.समान वीज पुरवठ्यापासून रेखीय भार आणि नॉन-लिनियर लोड कनेक्ट करा
पॉइंट्स ऑफ आउटलेट (PCCs) सर्किटला स्वतंत्रपणे वीजपुरवठा करण्यास प्रारंभ करतात, त्यामुळे स्वतंत्र लोड्समधून फ्रेम-बाहेरचे व्होल्टेज रेखीय लोडमध्ये हस्तांतरित केले जाऊ शकत नाही.सध्याच्या हार्मोनिक समस्येवर हा एक आदर्श उपाय आहे.
2.3 हार्मोनिक प्रदूषणाशिवाय एमराल्ड ग्रीन इन्व्हर्टर पॉवर लावा
ग्रीन इन्व्हर्टरचे गुणवत्ता मानक असे आहे की इनपुट आणि आउटपुट प्रवाह हे साइन वेव्ह आहेत, इनपुट पॉवर फॅक्टर कंट्रोल करण्यायोग्य आहे, पॉवर फॅक्टर कोणत्याही लोड अंतर्गत 1 वर सेट केला जाऊ शकतो आणि पॉवर फ्रिक्वेन्सीची आउटपुट वारंवारता अनियंत्रितपणे नियंत्रित केली जाऊ शकते.फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरचा अंगभूत एसी रिअॅक्टर हार्मोनिक्स चांगल्या प्रकारे दाबू शकतो आणि विद्युत पुरवठा व्होल्टेजच्या तात्काळ तीव्र लहरींच्या प्रभावापासून रेक्टिफायर ब्रिजचे संरक्षण करू शकतो.सराव दर्शवितो की अणुभट्टीशिवाय हार्मोनिक प्रवाह अणुभट्टीच्या तुलनेत स्पष्टपणे जास्त आहे.हार्मोनिक प्रदूषणामुळे होणारा हस्तक्षेप कमी करण्यासाठी, फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरच्या आउटपुट सर्किटमध्ये एक आवाज फिल्टर स्थापित केला जातो.जेव्हा फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर परवानगी देतो, तेव्हा फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरची वाहक वारंवारता कमी होते.याव्यतिरिक्त, उच्च-पॉवर फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर्समध्ये, 12-पल्स किंवा 18-पल्स रेक्टिफिकेशन सहसा वापरले जाते, ज्यामुळे कमी हार्मोनिक्स काढून टाकून वीज पुरवठ्यामध्ये हार्मोनिक सामग्री कमी होते.उदाहरणार्थ, 12 नाडी, सर्वात कमी हार्मोनिक्स म्हणजे 11वी, 13वी, 23वी आणि 25वी हार्मोनिक्स.त्याचप्रमाणे, 18 एकल नाडीसाठी, काही हार्मोनिक्स 17 व्या आणि 19 व्या हार्मोनिक्स आहेत.
सॉफ्ट स्टार्टर्समध्ये वापरलेले कमी हार्मोनिक तंत्रज्ञान खालीलप्रमाणे सारांशित केले जाऊ शकते:
(1) इन्व्हर्टर पॉवर सप्लाय मॉड्यूलचे मालिका गुणाकार 2 किंवा सुमारे 2 मालिका-कनेक्ट केलेले इन्व्हर्टर पॉवर सप्लाय मॉड्यूल्स निवडते आणि वेव्हफॉर्म संचयनानुसार हार्मोनिक घटक काढून टाकते.
(2) रेक्टिफायर सर्किट वाढते.पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन सॉफ्ट स्टार्टर्स नाडी प्रवाह कमी करण्यासाठी 121-पल्स, 18-पल्स किंवा 24-पल्स रेक्टिफायर्स वापरतात.
(३) मालिकेतील इन्व्हर्टर पॉवर मॉड्युल्सचा पुनर्वापर, ३० सिंगल-पल्स सीरिज इन्व्हर्टर पॉवर मॉड्युल वापरून आणि पॉवर सर्किटचा पुन्हा वापर करून, पल्स करंट कमी करता येतो.
(4) नवीन डीसी फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्जन मॉड्युलेशन पद्धत वापरा, जसे की वर्किंग व्होल्टेज व्हेक्टर सामग्रीचे डायमंड मॉड्युलेशन.सध्या, अनेक इन्व्हर्टर उत्पादक हार्मोनिक समस्येला खूप महत्त्व देतात आणि तांत्रिकदृष्ट्या डिझाइन दरम्यान इन्व्हर्टरची हिरवीगारी सुनिश्चित करतात आणि मूलभूतपणे हार्मोनिक समस्येचे निराकरण करतात.
3 निष्कर्ष
सर्वसाधारणपणे, आम्ही हार्मोनिक्सचे कारण स्पष्टपणे समजू शकतो.वास्तविक ऑपरेशनच्या संदर्भात, लोक लूपचा वैशिष्ट्यपूर्ण अडथळा कमी करण्यासाठी निष्क्रिय फिल्टर आणि सक्रिय फिल्टर निवडू शकतात, हार्मोनिक ट्रांसमिशनचा सापेक्ष मार्ग कापून टाकू शकतात, हार्मोनिक प्रदूषणाशिवाय ग्रीन सॉफ्ट स्टार्टर्स विकसित आणि लागू करू शकतात आणि सॉफ्ट हार्मोनिक्स बदलू शकतात. स्टार्टर एका लहान मर्यादेत नियंत्रित केले जातात.