ماژول های فیلتر هارمونیک فعال دیواری و رک

هارمونیک ها چیست؟

هارمونیک ها به فرکانس های اضافی موجود در یک سیستم الکتریکی اطلاق می شود که مضرب فرکانس اصلی هستند. در یک سیستم قدرت ایده آل، فرکانس اصلی معمولاً 50 یا 60 هرتز است، بسته به منطقه. اما به دلیل وجود بارهای غیر خطی و سایر اختلالات، هارمونیک ها را می توان وارد سیستم کرد.

هارمونیک از بارهای غیر خطی

بارهای خطی، مانند دستگاه های الکترونیکی قدرت (به عنوان مثال، یکسو کننده ها، اینورترها، درایوهای فرکانس متغیر)، می توانند باعث ایجاد اعوجاج در شکل موج جریان و در نتیجه جریان های هارمونیک شوند. این جریان های هارمونیک حاوی فرکانس هایی هستند که مضرب صحیح فرکانس اصلی هستند. برای مثال هارمونیک دوم دو برابر فرکانس اصلی، هارمونیک سوم سه برابر فرکانس اصلی و غیره است.

اثرات هارمونیک چیست؟

هارمونیک ها اجزای فرکانسی هستند که مضرب صحیح فرکانس اصلی در سیستم الکتریکی هستند. در سیستم های قدرت، هارمونیک ها می توانند توسط بارهای غیرخطی مانند دستگاه های الکترونیکی قدرت، درایوهای سرعت متغیر و انواع خاصی از روشنایی ایجاد شوند. این بارهای غیرخطی شکل موج های جریان غیر سینوسی را ترسیم می کنند که منجر به اعوجاج هارمونیک در شکل موج ولتاژ و جریان سیستم قدرت می شود.

رایج‌ترین دستگاه‌های تولیدکننده هارمونیک در زیر فهرست شده‌اند: منابع تغذیه سوئیچینگ، دستگاه‌های جوشکاری، UPS، مبدل‌های فرکانس قدیمی با فناوری مبدل توان تریستوری، درایوهای موتور، مبدل‌های با یکسوکننده‌های کنترل‌شده، کنترل‌کننده DC برای درایوهای DC، کوره‌های القایی.

رایج ترین دستگاه های تولید هارمونیک از بارهای غیر خطی

اثرات هارمونیک چیست؟

اثرات هارمونیک ها را می توان به چند حوزه طبقه بندی کرد:

● گرمای بیش از حد تجهیزات: جریان های هارمونیک که از طریق ترانسفورماتورها، کابل ها و سایر اجزا جریان می یابند می توانند به دلیل تلفات اضافی مربوط به هارمونیک ها باعث افزایش گرمایش شوند. این می تواند منجر به کاهش طول عمر تجهیزات، افزایش هزینه های نگهداری و حتی خرابی تجهیزات شود.

● اعوجاج جریان و ولتاژ: جریان های هارمونیک می توانند باعث اعوجاج ولتاژ شوند که منجر به تغییر شکل موج ولتاژ تغذیه می شود. این می تواند تجهیزات الکترونیکی حساس را تحت تأثیر قرار دهد و باعث خرابی و افزایش نرخ خطا شود. جریان های هارمونیک همچنین می توانند از طریق هادی خنثی جریان داشته باشند که منجر به اعوجاج جریان خنثی و گرمایش اضافی در هادی خنثی می شود.

● رزونانس: هارمونیک ها می توانند با امپدانس سیستم تعامل داشته باشند و شرایط تشدید ایجاد کنند، جایی که پاسخ سیستم به فرکانس های خاص تقویت می شود. رزونانس می تواند منجر به افزایش اعوجاج ولتاژ و جریان، آسیب به تجهیزات و بی ثباتی سیستم شود.

● تخریب کیفیت توان: هارمونیک ها می توانند منجر به کیفیت پایین توان، از جمله کاهش ضریب توان، افزایش اعوجاج هارمونیک کل (THD) و تقارن شکل موج مخدوش شوند. این مسائل می تواند منجر به افزایش تلفات انرژی، کاهش راندمان سیستم و افزایش هزینه های برق شود.

● تداخل: هارمونیک ها می توانند باعث تداخل الکترومغناطیسی (EMI) در سیستم های ارتباطی شوند که بر عملکرد تجهیزات حساس مانند سیستم های مخابراتی، سیستم های صوتی/تصویری و شبکه های داده تاثیر می گذارد.

برای کاهش اثرات هارمونیک ها می توان اقدامات مختلفی از جمله استفاده از فیلتر هارمونیک، طراحی و راه اندازی سیستم های قدرت با اعوجاج هارمونیک کم و رعایت استانداردها و دستورالعمل های مربوطه برای کنترل هارمونیک انجام داد.

فیلتر هارمونیک فعال Intone Power-AHF

فیلتر هارمونیک فعال Intone Power AHF یک راه حل کامل و جامع برای مسائل کیفیت توان شبکه برق، مانند توان راکتیو هارمونیکی و عدم تعادل بار سه فاز است. Intone Power AHF که به صورت موازی با شبکه برق قرار دارد، می‌تواند موج هارمونیک را در شبکه برق به موقع تشخیص دهد، جریان جبران فاز معکوس را از طریق مبدل تولید کند و به صورت پویا موج هارمونیک را در شبکه برق فیلتر کند.

فیلترهای هارمونیک فعال Intone Power-AHF یک محصول الکترونیک قدرت استاتیک است که از منطق دیجیتال و نیمه‌هادی‌های IGBT برای سنتز شکل موج جریانی که به شبکه الکتریکی تزریق می‌شود تا جریان‌های هارمونیکی ناشی از بارهای غیرخطی را حذف کند، استفاده می‌کند. AHF از ترانسفورماتورهای جریان برای اندازه‌گیری جریان بار و تعیین محتوای جریان هارمونیکی موجود استفاده می‌کند. عملکرد AHF تحت تأثیر اشکال مختلف بار و ساختارهای شبکه برق قرار نمی‌گیرد. و نوسان هارمونیکی همراه با سیستم ایجاد نمی‌کند، بنابراین کنترل هارمونیک را تحت بارهای متنوع به طور کامل انجام می‌دهد.

ساختار توپولوژی داخلی فیلتر هارمونیک فعال

AHF همچنین توانایی تصحیح ضریب قدرت جابجایی ضعیف (DPF) و تعادل جریان اصلی را دارد. تصحیح DPF می تواند برای بارهای پیشرو (خازنی) یا عقب مانده (القایی) که باعث DPF ضعیف می شود، ارائه شود. تعادل جریان اصلی با اندازه گیری جریان توالی منفی موجود و تزریق منفی معکوس به دست می آید. جریان توالی برای متعادل کردن جریان برای شبکه بالادست. در همین حال، Intone Power-AHF عملکرد کنترل عدم تعادل جریان بار سه فاز را دارد، بنابراین به طور جامع مسائل مختلف کیفیت توان را در شبکه برق کنترل می کند.

توابع اصلی

● ترکیب روش FFT و تئوری توان لحظه ای

● چند منظوره – ترکیبی از کاهش هارمونیک، تصحیح ضریب توان (هم قدرت القایی و هم توان خازنی) و جبران عدم تعادل

● محدوده فیلتر هارمونیک گسترده: از هارمونیک های مرتبه 2 تا 51

● تصحیح عدم تعادل عالی: هر دو دنباله منفی و صفر، جریان خنثی را کاهش می دهد

● راندمان فیلتر هارمونیک بالا > 98.4٪

عملکردهای اصلی فیلتر هارمونیک فعال

● زمان پاسخ سریع: کمتر از 5 میلی ثانیه

● پایداری بالا – از رزونانس به دلیل حذف خودکار هارمونیک اجتناب کنید

● دامنه وسیع ولتاژ ورودی و فرکانس با محیط های الکتریکی خشن سازگار است.

● عاری از اضافه بار به دلیل خروجی محدود کننده جریان خودکار

● صفحه نمایش لمسی 7 اینچی یا 10 اینچی HMI برای برنامه ریزی و نظارت بر پارامترهای مختلف الکتریکی، PQ، هشدارها و گزارش ها

● عملیات متصل موازی موجود: 12 ماژول را می توان به صورت موازی متصل کرد

● کاربرد انعطاف پذیر: طراحی مدولار تعبیه شده در محفظه های استاندارد یا سفارشی

● سازگاری با محیط: دمای 10 درجه سانتیگراد تا 50 درجه سانتیگراد (بدون کاهش)

● نصب و نگهداری آسان – نصب پلاگین ماژول های AHF برای جایگزینی یا گسترش

● حفاظت سخت‌افزاری: حفاظت در برابر اضافه ولتاژ باس V؛ حفاظت در برابر اضافه ولتاژ

● حفاظت نرم افزار: حفاظت AC آنی بیش از جریان؛ حفاظت AC واقعی بیش از جریان. V Bus محافظت در برابر ولتاژ، حفاظت AC بیش از ولتاژ، حفاظت AC تحت ولتاژ، حفاظت در برابر درجه حرارت.

ماژول های رک و دیواری

ماژول های رک فیلتر هارمونیک فعال Intone Power به واحدهای AHF اشاره دارند که برای نصب در یک قفسه یا کابینت طراحی شده اند. این ماژول ها معمولاً شامل اجزای لازم مانند الکترونیک قدرت، مدار کنترل و سیستم های خنک کننده برای انجام عملکرد جبران توان راکتیو هستند. ماژول های نصب شده روی قفسه معمولاً در کاربردهای صنعتی، مراکز داده و تاسیسات الکتریکی در مقیاس بزرگ که در آن چندین واحد AHF مورد نیاز است استفاده می شود.

ماژول های رک فیلتر هارمونیک فعال

ماژول های دیواری Active Harmonic Filter برای نصب مستقیم روی دیوار یا سطح نصب طراحی شده اند. آنها واحدهای فشرده ای هستند که اجزای لازم را در یک محفظه واحد ادغام می کنند و آنها را برای کاربردهای کوچکتر یا مکان هایی که فضا محدود است مناسب می کند. ماژول های AHF دیواری معمولا در ساختمان های تجاری، ادارات و تاسیسات الکتریکی کوچکتر استفاده می شوند.

ماژول های دیواری فیلتر هارمونیک فعال

پشتیبانی از ماژول های Intone Power-AHF: 15A,25A,30A,50A,75A,100A,125A,150A از 220V تا 690V برای شبکه های 50Hz و 60Hz.

هر دو ماژول AHF رک و دیواری، هدف یکسانی از جبران توان راکتیو و تثبیت ولتاژ دارند. انتخاب بین این دو بستگی به نیازهای خاص نصب، فضای موجود و سایر عوامل مانند مقیاس پذیری و نیازهای توسعه پذیری دارد.

مزایای فیلتر هارمونیک فعال

بهبود کیفیت برق

بارزترین مزیت فیلترهای هارمونیک فعال افزایش کیفیت توان است. این فیلترها با کاهش فعال هارمونیک ها و اصلاح فاکتورهای قدرت، تضمین می کنند که منبع الکتریکی پایدار و تمیز است. این منجر به کاهش قابل توجهی در اعوجاج ولتاژ، حداقل خطر خرابی تجهیزات و بهبود عملکرد کلی دستگاه های حساس می شود.

بهره وری انرژی

فیلترهای هارمونیک فعال می توانند به چندین روش به بهبود بهره وری انرژی کمک کنند. با کاهش نیاز به توان راکتیو از شبکه، تلفات انرژی را کاهش می دهند. علاوه بر این، آنها با حفظ ضریب قدرت نزدیک به واحد، تجهیزات را قادر می‌سازند تا کارآمدتر عمل کنند. این به کاهش صورت‌حساب‌های انرژی و کاهش ردپای زیست‌محیطی تبدیل می‌شود.

مزایای فیلتر هارمونیک فعال

مزایای فیلتر هارمونیک فعال

وجود هارمونیک ها می تواند برای تجهیزات الکتریکی مضر باشد. می تواند منجر به گرمای بیش از حد، کاهش طول عمر تجهیزات و در برخی موارد، خرابی فاجعه بار شود. فیلترهای هارمونیک فعال نقش مهمی در محافظت از تجهیزات در برابر این اثرات مضر ایفا می کنند و تضمین می کنند که دارایی های تاسیسات در شرایط کاری خوب باقی می مانند.

انطباق با استانداردها

بسیاری از کشورها و مناطق قوانین و استانداردهای سختگیرانه ای برای تضمین کیفیت برق دارند. فیلترهای هارمونیک فعال با کنترل موثر ضریب توان و اعوجاج هارمونیک به تسهیلات کمک می کنند تا این نیازها را برآورده کنند. انطباق نه تنها از جریمه های احتمالی جلوگیری می کند، بلکه منبع تغذیه مطمئن و پایدار را نیز تضمین می کند.

صرفه جویی در هزینه

در حالی که هزینه اولیه مرتبط با نصب فیلترهای هارمونیک فعال مانند SVG وجود دارد، صرفه جویی در هزینه طولانی مدت می تواند قابل توجه باشد. صورت‌حساب‌های کمتر انرژی، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش طول عمر تجهیزات، همگی به بازده سرمایه‌گذاری کمک می‌کنند.

کاربردهای معمولی فیلترهای هارمونیک فعال

فیلترهای هارمونیک فعال، کاربردهایی را در صنایع و تأسیسات مختلفی پیدا می‌کنند که کیفیت و کارایی نیرو در آنها حیاتی است. برخی از برنامه های معمولی عبارتند از:

تاسیسات تولیدی

محیط‌های تولیدی اغلب دارای بارهای غیرخطی زیادی هستند، مانند درایوهای فرکانس متغیر، جوشکارها و ماشین‌های CNC. این بارها برای ایجاد هارمونیک هایی که می توانند منجر به مشکلات کیفیت توان شوند، شناخته شده اند. فیلترهای هارمونیک فعال برای اطمینان از کیفیت توان پایدار، به حداقل رساندن زمان خرابی تجهیزات و بهینه سازی مصرف انرژی استفاده می شود.

فیلتر هارمونیک فعال در تاسیسات تولیدی

مراکز داده

مراکز داده نسبت به اختلالات کیفیت برق بسیار حساس هستند. هر گونه اختلال در منبع تغذیه می تواند منجر به از دست دادن اطلاعات و خرابی سیستم شود. فیلترهای هارمونیک فعال برای محافظت در برابر اعوجاج ولتاژ و اطمینان از عملکرد مداوم زیرساخت های مهم فناوری اطلاعات استفاده می شود.

فیلتر هارمونیک فعال در مرکز داده

ساختمان های تجاری

در ساختمان‌های تجاری، بارهای متعددی از جمله روشنایی، سیستم‌های HVAC و آسانسورها وجود دارد که می‌تواند باعث مشکلات کیفیت برق شود. فیلترهای هارمونیک فعال به حفظ کیفیت برق، کاهش هزینه های انرژی و محافظت از سیستم های ساختمان کمک می کند.

فیلتر هارمونیک فعال در سیستم HVAC

سیستم های انرژی تجدیدپذیر

همانطور که منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشید و باد رایج تر می شوند، فیلترهای هارمونیک فعال نقشی حیاتی در تضمین کیفیت برق تولید شده و وارد شده به شبکه ایفا می کنند. آنها به تنظیم خروجی این منابع انرژی متناوب کمک می کنند و آنها را قابل اعتمادتر و کارآمدتر می کنند.

فیلتر هارمونیک فعال در ایستگاه شارژر EV

کارخانه های بزرگ صنعتی

کارخانه‌های صنعتی بزرگ با طیف وسیعی از ماشین‌آلات و فرآیندها اغلب با چالش‌های مرتبط با کیفیت برق مواجه هستند. فیلترهای هارمونیک فعال برای مدیریت فاکتورهای قدرت و کاهش هارمونیک ها استفاده می شود که منجر به بهبود راندمان و محافظت از تجهیزات می شود.

فیلتر هارمونیک فعال در کوره های قوس الکتریکی