주파수 변환기는 산업 생산의 가변 속도 변속기 시스템 산업에서 널리 사용됩니다.인버터 정류기 회로의 전력 스위칭 특성으로 인해 스위칭 전원 공급 장치에서 일반적인 개별 시스템 부하가 생성됩니다.주파수 변환기는 일반적으로 현장의 컴퓨터 및 센서와 같은 다른 장치와 동시에 작동합니다.이러한 장치는 대부분 근처에 설치되어 서로 영향을 미칠 수 있습니다.따라서 주파수 변환기로 대표되는 전력 전자 장비는 공공 전력망의 중요한 고조파 소스 중 하나이며, 전력 전자 장비에서 발생하는 고조파 오염은 전력 전자 기술 자체의 발전에 주요 장애물이 되었습니다.
1.1 고조파란 무엇인가
고조파의 근본 원인은 이산 시스템 부하입니다.부하에 전류가 흐르면 인가전압과 선형관계가 없고, 정현파 이외의 전류가 흘러 고조파가 발생하게 됩니다.고조파 주파수는 기본 주파수의 정수배입니다.프랑스 수학자 푸리에(M.Fourier)의 분석 원리에 따르면 모든 반복 파형은 기본 주파수와 일련의 기본 주파수 배수의 고조파를 포함하는 사인파 성분으로 분해될 수 있습니다.고조파는 정현파이며 각 정현파 파형은 종종 서로 다른 주파수, 진폭 및 위상 각도를 갖습니다.고조파는 짝수 고조파와 홀수 고조파로 나눌 수 있으며, 3번째, 5번째, 7번째 숫자는 홀수 고조파이고, 2번째, 14번째, 6번째, 8번째 숫자는 짝수 고조파입니다.예를 들어 기본파가 50Hz라면 2차 고조파는 10Hz, 3차 고조파는 150Hz가 됩니다.일반적으로 홀수 고조파는 짝수 고조파보다 더 해롭습니다.평형 3상 시스템에서는 대칭으로 인해 짝수 고조파가 제거되고 홀수 고조파만 존재합니다.3상 정류기 부하의 경우 고조파 전류는 5, 7, 11, 13, 17, 19 등과 같은 6n 1 고조파입니다. 소프트 스타터 키는 5차 및 7차 고조파를 발생시킵니다.
1.2 고조파 제어 관련 표준
인버터 고조파 제어는 다음 표준에 주의해야 합니다. 간섭 방지 표준: EN50082-1, -2, EN61800-3: 방사선 표준: EN5008l-1, -2, EN61800-3.특히 IEC10003, IEC1800-3(EN61800-3), IEC555(EN60555) 및 IEEE519-1992.
일반 간섭 방지 표준 EN50081 및 EN50082와 주파수 변환기 표준 EN61800(1ECl800-3)은 다양한 환경에서 작동하는 장비의 방사선 및 간섭 방지 수준을 정의합니다.위에서 언급한 표준은 다양한 환경 조건에서 허용 가능한 방사선 수준을 정의합니다. 수준 L, 방사선 제한 없음.영향을 받지 않는 자연 환경에서 소프트스타터를 사용하는 사용자와 방사선원 제한을 스스로 해결하는 사용자에게 적합합니다.클래스 h는 EN61800-3, 첫 번째 환경: 한계 분포, 두 번째 환경에 지정된 제한입니다.무선 주파수 필터 옵션으로 무선 주파수 필터를 장착하면 소프트스타터가 일반적으로 비산업 환경에서 사용되는 상용 수준을 충족할 수 있습니다.
2 고조파 제어 조치
고조파 문제를 관리하고 방사선 간섭 및 전원 공급 시스템 간섭을 억제할 수 있으며 차폐, 격리, 접지 및 필터링과 같은 기술적 조치를 채택할 수 있습니다.
(1) 수동 필터 또는 능동 필터를 적용합니다.
(2) 변압기를 들어 올리고 회로의 특성 임피던스를 줄인 다음 전력선을 분리합니다.
(3) 펄스 전류 오염이 없는 녹색 소프트 스타터를 사용하십시오.
2.1 수동 또는 능동 필터 사용
패시브 필터는 특정 주파수에서 스위칭 전원 공급 장치의 특성 임피던스를 변경하는 데 적합하며 안정적이고 변경되지 않는 시스템에 적합합니다.능동 필터는 개별 시스템 부하를 보상하는 데 적합합니다.
수동 필터는 전통적인 방법에 적합합니다.패시브 필터는 구조가 간단하고 명확하며 프로젝트 투자 비용이 낮고 작동 신뢰성이 높으며 운영 비용이 저렴하기 때문에 먼저 등장했습니다.이는 펄스 전류를 억제하는 주요 수단으로 남아 있습니다.LC 필터는 전통적인 수동 고차 고조파 억제 장치입니다.필터 커패시터, 리액터, 저항기의 적절한 조합으로 고차 고조파 소스와 병렬로 연결됩니다.필터링 기능 외에도 잘못된 보상 기능도 있습니다.이러한 장치에는 극복할 수 없는 몇 가지 단점이 있습니다.열쇠는 과부하가 걸리기 쉽고 과부하가 걸리면 소손되어 역률이 표준, 보상 및 처벌을 초과하게 됩니다.또한 수동 필터는 제어할 수 없으므로 시간이 지남에 따라 추가적인 취약성 또는 네트워크 부하 변경으로 인해 직렬 공진이 변경되고 필터 효과가 감소합니다.더 중요한 것은 수동 필터는 하나의 고차 고조파 성분만 필터링할 수 있으므로(필터가 있는 경우 3차 고조파만 필터링할 수 있음), 서로 다른 고차 고조파 주파수를 필터링하는 경우 서로 다른 필터를 사용하여 증가시킬 수 있습니다. 장비 투자.
세계 여러 나라에는 다양한 주파수와 진폭의 펄스 전류를 추적하고 보상할 수 있는 다양한 종류의 능동 필터가 있으며, 보상 특성은 전력망의 특성 임피던스에 영향을 받지 않습니다.유효 전력 공학 필터의 기본 이론은 1960년대에 탄생했으며, 이후 대, 중, 소 출력 전력 전체 제어 집적 회로 기술의 개선, 펄스 폭 변조 제어 시스템의 개선 및 이에 기반한 고조파가 이어졌습니다. 순간속도 무효부하 이론.현재의 순간 속도 모니터링 방법의 명확한 제안은 유효 전력 엔지니어링 필터의 급속한 개발로 이어졌습니다.기본 개념은 보상 대상에서 발생하는 고조파 전류를 모니터링하는 것이며, 보상 장비는 고조파 전류와 동일한 크기, 반대 극성의 보상 전류의 주파수 대역을 생성하여 펄스 전류로 인한 펄스 전류를 상쇄합니다. 원래 라인의 소스를 만들고 전력망의 전류를 만듭니다. 기본 제공량만 포함됩니다.주요 부분은 고조파 발생기 및 자동 제어 시스템, 즉 고속 절연층 삼극관을 제어하는 디지털 영상 처리 기술을 통해 작동합니다.
현 단계에서는 특수 펄스 전류 제어 측면에서 수동형 필터와 능동형 필터가 보완적, 혼합적용 형태로 등장하여 구조가 간단하고 명확하며 유지보수가 용이하고 비용이 저렴하다는 능동형 필터의 장점을 최대한 활용하고 있다. , 그리고 좋은 보상 성과.이는 능동 필터의 대용량 결함과 비용 증가를 제거하고 이 둘을 결합하여 전체 시스템 소프트웨어가 우수한 성능을 얻을 수 있도록 합니다.
2.2 루프의 임피던스를 줄이고 전송선로를 차단하는 방식
고조파 발생의 근본 원인은 비선형 부하의 사용으로 인한 것이므로 기본 솔루션은 고조파 발생 부하의 전력선을 고조파에 민감한 부하의 전력선과 분리하는 것입니다.비선형 부하에 의해 발생된 왜곡된 전류는 케이블의 임피던스에 왜곡된 전압 강하를 발생시키며, 합성된 왜곡된 전압 파형은 동일한 선로에 연결된 다른 부하에 인가되어 더 높은 고조파 전류가 흐릅니다.따라서 케이블의 단면적을 늘리고 루프 임피던스를 줄여 펄스 전류 손상을 줄이는 대책도 유지할 수 있습니다.현재 중국에서는 변압기 용량 증가, 케이블 단면적 증가, 특히 중성 케이블 단면적 증가, 회로 차단기 및 퓨즈와 같은 보호 부품 선택과 같은 방법이 널리 사용되고 있습니다.그러나 이 방법은 고조파를 근본적으로 제거할 수는 없으나, 보호특성과 기능을 저하시키고, 투자를 증가시키며, 전원계통에 숨겨진 위험을 증가시킨다.동일한 전원 공급 장치의 선형 부하와 비선형 부하 연결
PCC(Points of Outlet)는 회로에 개별적으로 전원을 공급하기 시작하므로 개별 부하의 프레임 외부 전압을 선형 부하로 전송할 수 없습니다.이는 현재 고조파 문제에 대한 이상적인 솔루션입니다.
2.3 고조파 공해가 없는 에메랄드그린 인버터 전원 적용
그린 인버터의 품질 기준은 입력 및 출력 전류가 사인파이고 입력 역률을 제어할 수 있으며 모든 부하에서 역률을 1로 설정할 수 있으며 전원 주파수의 출력 주파수를 임의로 제어할 수 있다는 것입니다.주파수 변환기에 내장된 AC 리액터는 고조파를 효과적으로 억제하고 전원 공급 장치 전압의 순간적인 급격한 파동의 영향으로부터 정류기 브리지를 보호할 수 있습니다.실습에 따르면 리액터가 없는 고조파 전류는 리액터가 있는 것보다 분명히 높습니다.고조파 오염으로 인한 간섭을 줄이기 위해 주파수 변환기의 출력 회로에 노이즈 필터가 설치됩니다.주파수 변환기가 허용하면 주파수 변환기의 반송파 주파수가 감소합니다.또한 고전력 주파수 변환기에서는 일반적으로 12펄스 또는 18펄스 정류가 사용되므로 낮은 고조파를 제거하여 전원 공급 장치의 고조파 함량을 줄입니다.예를 들어 12펄스의 경우 가장 낮은 고조파는 11차, 13차, 23차, 25차 고조파입니다.마찬가지로 18개의 단일 펄스의 경우 소수의 고조파는 17차 및 19차 고조파입니다.
소프트스타터에 사용되는 저고조파 기술은 다음과 같이 요약할 수 있습니다.
(1) 인버터 전원 모듈의 직렬 체배는 직렬 연결된 인버터 전원 모듈을 2개 또는 2개 정도 선택하고, 파형 축적에 따른 고조파 성분을 제거합니다.
(2) 정류회로가 증가한다.펄스 폭 변조 소프트 스타터는 121펄스, 18펄스 또는 24펄스 정류기를 사용하여 펄스 전류를 줄입니다.
(3) 인버터 전원 모듈의 직렬 재사용은 단일 펄스 직렬 인버터 전원 모듈을 30개 사용하고 전원 회로를 재사용함으로써 펄스 전류를 줄일 수 있습니다.
(4) 작동 전압 벡터 자료의 다이아몬드 변조와 같은 새로운 DC 주파수 변환 변조 방법을 사용하십시오.현재 많은 인버터 제조업체에서는 고조파 문제를 매우 중시하고 있으며, 설계 과정에서 인버터의 친환경화를 기술적으로 보장하고 고조파 문제를 근본적으로 해결하고 있습니다.
3 결론
일반적으로 고조파의 원인을 명확하게 이해할 수 있습니다.실제 작동 측면에서 루프의 특성 임피던스를 낮추고 고조파 전달의 상대 경로를 차단하기 위해 패시브 필터와 능동 필터를 선택할 수 있으며, 고조파 오염이 없는 그린 소프트 스타터를 개발 및 적용하고 소프트에 의해 발생되는 고조파를 전환시킬 수 있습니다. 스타터는 작은 범위 내에서 제어됩니다.
게시 시간: 2023년 4월 13일