주파수 변환기는 산업 생산의 가변 속도 전송 시스템 산업에서 널리 사용됩니다.인버터 정류기 회로의 전원 스위칭 특성으로 인해 스위칭 전원 공급 장치에서 일반적인 이산 시스템 부하가 생성됩니다.주파수 변환기는 일반적으로 현장의 컴퓨터 및 센서와 같은 다른 장치와 동시에 작동합니다.이러한 장치는 대부분 근처에 설치되며 서로 영향을 줄 수 있습니다.따라서 주파수 변환기로 대표되는 전력 전자 장비는 공공 전력망에서 중요한 고조파 소스 중 하나이며 전력 전자 장비에서 발생하는 고조파 오염은 전력 전자 기술 자체의 발전에 주요 장애물이 되었습니다.
1.1 고조파란?
고조파의 근본 원인은 이산 시스템 부하입니다.부하에 전류가 흐르면 인가 전압과 선형관계가 없고 정현파 이외의 전류가 흐르면서 고조파가 발생한다.고조파 주파수는 기본 주파수의 정수배입니다.프랑스 수학자 Fourier(M.Fourier)의 분석 원리에 따르면 어떤 반복 파형도 기본 주파수와 일련의 기본 주파수 배수의 고조파를 포함하는 사인파 성분으로 분해될 수 있습니다.고조파는 정현파이며 각 정현파는 주파수, 진폭 및 위상각이 다른 경우가 많습니다.고조파는 짝수 고조파와 홀수 고조파로 나눌 수 있으며, 3, 5, 7번째 숫자는 홀수 고조파, 2, 14, 6, 8번째 숫자는 짝수 고조파입니다.예를 들어 기본파가 50Hz일 때 2차 고조파는 10Hz, 3차 고조파는 150Hz이다.일반적으로 홀수 고조파는 짝수 고조파보다 더 손상됩니다.균형 잡힌 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 규격
인버터 고조파 제어는 다음 표준에 주의를 기울여야 합니다. 간섭 방지 표준: EN50082-1, -2, EN61800-3: 방사 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 서로 다른 환경에서 작동하는 장비의 방사 및 간섭 방지 수준을 정의합니다.위에서 언급한 표준은 서로 다른 환경 조건에서 허용 가능한 방사선 수준을 정의합니다: 수준 L, 방사선 제한 없음.영향을 받지 않는 자연 환경에서 소프트 스타터를 사용하는 사용자와 스스로 방사원 제한을 해결하는 사용자에게 적합합니다.클래스 h는 EN61800-3, 첫 번째 환경: 제한 분포, 두 번째 환경에 지정된 제한입니다.무선 주파수 필터 옵션으로 무선 주파수 필터를 장착하면 비산업 환경에서 일반적으로 사용되는 상용 수준의 소프트 스타터를 만들 수 있습니다.
2 고조파 제어 대책
고조파 문제를 관리하고 방사 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 낮추고 전력선을 분리하십시오.
(3) 녹색 소프트 스타터를 사용하고 펄스 전류 오염이 없습니다.
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.활성 필터는 개별 시스템 부하를 보상하는 데 적합합니다.
수동 필터는 전통적인 방법에 적합합니다.수동 필터는 구조가 간단하고 명확하고 프로젝트 투자가 적고 작동 신뢰성이 높고 작동 비용이 낮기 때문에 처음 등장했습니다.그들은 펄스 전류를 억제하는 핵심 수단으로 남아 있습니다.LC 필터는 전통적인 수동형 고차 고조파 억제 장치입니다.필터 커패시터, 리액터 및 저항의 적절한 조합이며 상위 고조파 소스와 병렬로 연결됩니다.필터링 기능 외에도 잘못된 보상 기능도 있습니다.이러한 장치에는 극복할 수 없는 몇 가지 단점이 있습니다.키는 과부하가 걸리기 쉽고 과부하되면 소손되어 역률이 표준, 보상 및 처벌을 초과하게 됩니다.또한 수동 필터는 제어할 수 없으므로 시간이 지남에 따라 추가 취성 또는 네트워크 부하 변경이 직렬 공진을 변경하고 필터 효과를 감소시킵니다.더 중요한 것은 수동 필터는 하나의 고차 고조파 성분만 필터링할 수 있으므로(필터가 있는 경우 세 번째 고조파만 필터링할 수 있음) 다른 고차 고조파 주파수를 필터링하면 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 1960 년대에 탄생했으며, 이후 대, 중, 소형 출력 전력 전체 제어 집적 회로 기술의 개선, 펄스 폭 변조 제어 시스템의 개선 및 고조파 기반 순간 속도 반응 부하 이론.현재 순간 속도 모니터링 방법의 명확한 제안은 능동 전력 엔지니어링 필터의 급속한 개발로 이어졌습니다.기본 개념은 보상 대상에서 발생하는 고조파 전류를 모니터링하는 것이며 보상 장비는 고조파 전류와 동일한 크기와 반대 극성으로 보상 전류의 주파수 대역을 생성하여 펄스 전류로 인한 펄스 전류를 상쇄합니다. 원래 라인의 소스, 그리고 전력 네트워크의 전류를 만듭니다. 기본 서빙만 포함됩니다.주요 부분은 조화파 발생기와 자동 제어 시스템, 즉 급속 절연층 삼극관을 제어하는 디지털 영상 처리 기술을 통해 작동합니다.
이 단계에서 특수 펄스 전류 제어 측면에서 수동 필터와 능동 필터는 보완 및 혼합 응용 형태로 나타나 단순하고 명확한 구조, 쉬운 유지 관리, 저렴한 비용과 같은 능동 필터의 장점을 최대한 활용합니다. , 좋은 보상 성능.대량의 결함과 능동 필터의 비용 증가를 제거하고 두 가지를 결합하여 전체 시스템 소프트웨어가 우수한 성능을 얻도록 합니다.
2.2 루프의 임피던스를 줄이고 전송선 차단 방식
고조파 발생의 근본적인 원인은 비선형 부하의 사용에 기인하므로 고조파 발생 부하의 전원선과 고조파에 민감한 부하의 전원선을 분리하는 것이 기본적인 해결책입니다.비선형 부하에 의해 발생된 왜곡된 전류는 케이블의 임피던스에 왜곡된 전압 강하를 일으키고, 합성된 왜곡된 전압 파형은 더 높은 고조파 전류가 흐르는 동일한 선로에 연결된 다른 부하에 적용됩니다.따라서 케이블의 단면적을 늘리고 루프 임피던스를 줄임으로써 펄스 전류 손상을 줄이는 조치도 유지할 수 있습니다.현재 변압기 용량 증가, 케이블 단면적 증가, 특히 중성선의 단면적 증가, 회로 차단기 및 퓨즈와 같은 보호 부품 선택과 같은 방법이 중국에서 널리 사용됩니다.그러나 이 방법은 고조파를 근본적으로 제거할 수는 없지만 보호 특성 및 기능이 저하되고 투자가 증가하며 전원 공급 시스템에 숨겨진 위험이 증가합니다.동일한 전원 공급 장치의 선형 부하 및 비선형 부하 연결
콘센트 지점(PCC)은 개별적으로 회로에 전원을 공급하기 시작하므로 개별 부하의 프레임 외 전압이 선형 부하로 전달될 수 없습니다.이것은 현재 고조파 문제에 대한 이상적인 솔루션입니다.
2.3 고조파 공해 없는 에메랄드그린 인버터 전원 적용
녹색 인버터의 품질 기준은 입력 및 출력 전류가 사인파이고 입력 역률을 제어할 수 있으며 어떤 부하에서도 역률을 1로 설정할 수 있으며 전원 주파수의 출력 주파수를 임의로 제어할 수 있다는 것입니다.주파수 변환기의 내장형 AC 리액터는 고조파를 잘 억제하고 전원 전압의 순간 가파른 파동의 영향으로부터 정류기 브리지를 보호할 수 있습니다.실제로는 리액터가 없는 고조파 전류가 리액터가 있는 것보다 분명히 높다는 것을 보여줍니다.고조파 오염으로 인한 간섭을 줄이기 위해 주파수 변환기의 출력 회로에 노이즈 필터가 설치됩니다.주파수 변환기가 허용하면 주파수 변환기의 캐리어 주파수가 감소합니다.또한 고전력 주파수 변환기에서는 일반적으로 12펄스 또는 18펄스 정류가 사용되므로 낮은 고조파를 제거하여 전원 공급 장치의 고조파 성분을 줄입니다.예를 들어 12개의 펄스에서 가장 낮은 고조파는 11번째, 13번째, 23번째 및 25번째 고조파입니다.마찬가지로 18개의 단일 펄스에 대해 소수의 고조파는 17번째 및 19번째 고조파입니다.
소프트 스타터에 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 누적에 따라 고조파 성분을 제거합니다.
(2) 정류기 회로가 증가합니다.펄스 폭 변조 소프트 스타터는 121펄스, 18펄스 또는 24펄스 정류기를 사용하여 펄스 전류를 줄입니다.
(3) 인버터 전원 모듈을 직렬로 재사용, 30개의 단일 펄스 직렬 인버터 전원 모듈을 사용하고 전원 회로를 재사용하면 펄스 전류를 줄일 수 있습니다.
(4) 작동 전압 벡터 재료의 다이아몬드 변조와 같은 새로운 DC 주파수 변환 변조 방법을 사용하십시오.현재 많은 인버터 제조업체는 고조파 문제를 중시하고 설계 중에 인버터의 친환경성을 기술적으로 보장하고 근본적으로 고조파 문제를 해결합니다.
3 결론
일반적으로 고조파의 원인을 명확하게 이해할 수 있습니다.실제 작동 측면에서 사람들은 루프의 특성 임피던스를 줄이기 위해 수동 필터와 능동 필터를 선택하고 고조파 전송의 상대 경로를 차단하고 고조파 오염이없는 녹색 소프트 스타터를 개발 및 적용하고 소프트를 돌릴 수 있습니다. 스타터는 작은 범위 내에서 제어됩니다.
게시 시간: 2023년 4월 13일