ตัวกรองพลังงานที่ใช้งานอยู่คืออะไร

Active Power Filter (APF) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังรูปแบบใหม่ที่ใช้ในการระงับฮาร์โมนิคแบบไดนามิกและชดเชยพลังงานรีแอกทีฟ ซึ่งสามารถชดเชยฮาร์โมนิกและการเปลี่ยนแปลงพลังงานรีแอกทีฟในขนาดและความถี่ได้

สาเหตุที่เรียกตัวกรองแบบแอคทีฟว่าแอคทีฟตามชื่อ อุปกรณ์จำเป็นต้องจัดหาแหล่งจ่ายไฟ (เพื่อชดเชยฮาร์โมนิคของวงจรหลัก) และการใช้งานสามารถเอาชนะข้อบกพร่องของฮาร์มอนิกแบบดั้งเดิมได้

วิธีการปราบปรามและชดเชยพลังงานปฏิกิริยา เช่น ตัวกรอง LC (แบบดั้งเดิมสามารถแก้ไขได้เท่านั้น) ตระหนักถึงการชดเชยการติดตามแบบไดนามิก และสามารถชดเชยทั้งฮาร์โมนิคและพลังงานปฏิกิริยา

ทฤษฎีกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟทันทีของวงจรสามเฟสเป็นทฤษฎีพื้นฐานหลักของการพัฒนา APF APF มีสองประเภท: แบบขนานและแบบอนุกรม โดยแบบแรกจะใช้มากกว่า ตัวกรองที่ใช้งานแบบขนานส่วนใหญ่จะควบคุมกระแส

ฮาร์โมนิกส์และฟิลเตอร์แอคทีฟซีรีย์ส่วนใหญ่ใช้เพื่อควบคุมปัญหาที่เกิดจากฮาร์โมนิกแรงดันไฟฟ้า เมื่อเปรียบเทียบกับตัวกรองแบบพาสซีฟ ตัวกรองแบบแอคทีฟมีผลการรักษาที่ดี และส่วนใหญ่สามารถกรองฮาร์โมนิกหลายตัวขึ้นไปพร้อมกันได้ ซึ่งจะไม่ทำให้เกิดการสั่นพ้อง แต่ราคาค่อนข้างสูง

พื้นฐานของตัวกรองพลังงานที่ใช้งานอยู่

ตัวกรองกำลังแบบแอคทีฟเป็นอุปกรณ์พิเศษรูปแบบใหม่สำหรับการควบคุมฮาร์มอนิกกำลังที่ผลิตจากเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังสมัยใหม่และเทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลที่ใช้อุปกรณ์ DSP ความเร็วสูง ประกอบด้วยสองส่วนหลัก:
วงจรการทำงานของกระแสคำสั่งและวงจรการสร้างกระแสชดเชย วงจรการทำงานของกระแสคำสั่งจะตรวจสอบกระแสในสายแบบเรียลไทม์ แปลงสัญญาณกระแสแอนะล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัล ส่งไปยังตัว
ประมวลผลสัญญาณดิจิทัลความเร็วสูง (DSP) เพื่อประมวลผลสัญญาณ แยกฮาร์โมนิกออกจากสัญญาณพื้นฐาน และส่งพัลส์ขับเคลื่อนไปยังวงจรสร้างกระแสชดเชยในรูปแบบของสัญญาณพัลส์ไวด์ธมอดูเลชั่น (PWM) ขับเคลื่อนโมดูลพลังงาน IGBT หรือ IPM สร้างกระแสชดเชยเท่ากับแอมพลิจูดของกระแสฮาร์มอนิกของระบบส่งกำลัง และขั้วตรงข้ามและฉีดเข้าไปในโครงข่ายไฟฟ้า ชดเชยหรือยกเลิกกระแสฮาร์มอนิก และ

กำจัดฮาร์โมนิคกำลังอย่างแข็งขัน

ตัวกรองพลังงานแบบแอคทีฟทำงานอย่างไร

ตัวกรองที่ใช้งานอยู่คือการใช้หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าเพื่อรวบรวมกระแสบนสาย DC หลังจากการสุ่มตัวอย่าง สัญญาณปัจจุบันที่ได้รับจะถูกประมวลผลโดยอัลกอริธึมการแยกฮาร์มอนิกเพื่อให้ได้สัญญาณอ้างอิงฮาร์มอนิก เป็นสัญญาณมอดูเลต เมื่อเทียบกับคลื่นสามเหลี่ยม เพื่อรับสัญญาณสวิตชิ่ง ให้ใช้สัญญาณสวิตซ์ควบคุมบริดจ์เฟสเดียวตามหลักการของเทคโนโลยี สัญญาณสวิตชิ่งของแขนบริดจ์บนและล่างจะกลับกัน และกระแสฮาร์มอนิกจะเท่ากับขนาด ของสัญญาณฮาร์มอนิกบนเส้นและทิศทางตรงกันข้ามสามารถรับได้ และกระแสฮาร์มอนิกบนเส้นจะถูกยกเลิก นี่คือส่วนควบคุมการป้อนล่วงหน้า ส่วนประกอบฮาร์มอนิกของกระแสไฟด้านหลังจุดเข้าใช้งานของตัวกรองที่ใช้งานอยู่จะถูกป้อนกลับเป็นอินพุตของตัวควบคุมเพื่อปรับข้อผิดพลาดของการควบคุมฟีดไปข้างหน้า:

อันตรายหลักของฮาร์โมนิกส์:
1. เพิ่มภาระของสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงาน ลดตัวประกอบกำลังของระบบ ลดกำลังการผลิตและประสิทธิภาพของการผลิตไฟฟ้า ระบบส่ง และอุปกรณ์ไฟฟ้า และทำให้อุปกรณ์สิ้นเปลือง สิ้นเปลืองสาย และสูญเสียพลังงาน
2. ทำให้เกิดเสียงสะท้อนและการขยายกระแสฮาร์มอนิกของตัวเก็บประจุชดเชยพลังงานปฏิกิริยา ส่งผลให้เกิดความเสียหายหรือความล้มเหลวของธนาคารตัวเก็บประจุเนื่องจากกระแสเกินหรือแรงดันไฟฟ้าเกิน
3. มอเตอร์สั่นสะเทือนเนื่องจากแรงบิดแบบเร้าใจ ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์และอายุการใช้งานของมอเตอร์
4. เนื่องจากกระแสไหลวนและผลกระทบของผิวหนัง มอเตอร์ หม้อแปลง สายส่ง ฯลฯ จะทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานเพิ่มเติมและความร้อนสูงเกินไป สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้า และเร่งการเสื่อมสภาพของฉนวน
5. แรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกช่วยเพิ่มความแรงของสนามไฟฟ้าของตัวกลางฉนวนในรูปแบบของสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด และลดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
6. กระแสฮาร์มอนิกลำดับศูนย์ (หลายเท่าของ 3) จะทำให้เส้นกึ่งกลางของระบบสี่สายสามเฟสโอเวอร์โหลด และสร้างกระแสหมุนเวียนในขดลวดหม้อแปลงของการเชื่อมต่อสามเหลี่ยม เพื่อให้กระแส
คดเคี้ยว เกินค่าที่กำหนดและอาจทำให้เกิดอุบัติเหตุได้ในกรณีร้ายแรง 7. ฮาร์โมนิคจะเปลี่ยนลักษณะการทำงานของรีเลย์ป้องกัน ทำให้เกิดความผิดปกติของอุปกรณ์ป้องกันรีเลย์ และทำให้การทำงานของอุปกรณ์อัตโนมัติ เช่น การป้องกันรีเลย์ไม่เป็นระเบียบ
8. การเปลี่ยนแปลงฮาร์มอนิกจะเปลี่ยนอัตราการเปลี่ยนแปลงและค่าสูงสุดของแรงดันหรือกระแส ชะลอการดับของส่วนโค้ง และส่งผลต่อความสามารถในการทำลายของเบรกเกอร์
9. ทำให้เครื่องมือวัดแสง โดยเฉพาะเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด
10. รบกวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง อุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรม และอุปกรณ์สื่อสารที่อยู่ใกล้เคียง และส่งผลต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์