S neustálym pokrokom priemyselnej automatizácie sa vzduchové kompresory s premenlivou frekvenciou postupne stali hlavnými produktmi na trhu a frekvenčné pohony (VFD) tiež získali rozsiahle uplatnenie. VFD vo vzduchových kompresoroch s premenlivou frekvenciou upravuje výstupné napätie a frekvenciu prepínaním svojich interných IGBT, čím poskytuje motoru požadované napájacie napätie na základe jeho skutočných potrieb, aby sa dosiahla úspora energie a regulácia rýchlosti. Nebezpečenstvá spôsobené rozšíreným používaním VFD by sa však nemali prehliadať. V motorovom poli môžu VFD potenciálne poškodiť motory a do určitej miery narušiť normálne prevádzkové podmienky.
Aj keď sú energeticky -úsporné úpravy dosiahnuté VFD vo vzduchových kompresoroch s premenlivou frekvenciou{1}} významné, problém harmonického znečistenia z týchto pohonov je čoraz závažnejší. Rôzne podniky sa počas implementácie VFD stretávajú s rôznymi výzvami. Stručne povedané, harmonické predovšetkým spôsobujú poškodenie určitých zariadení, čo si vyžaduje inštaláciu filtračných zariadení, ako sú reaktory, na zmiernenie problému,-ktorý tiež predstavuje príležitosti pre aplikácie s meďou. Nižšie uvádzame podrobnosti o tom, ktoré zariadenie je náchylné na harmonické poškodenie.
Aké škody môžu spôsobiť harmonické kmity meniča?
1. Transformátory
Súčasné harmonické zvyšujú straty medi, zatiaľ čo harmonické napätie zvyšuje straty železa. Kombinovaný efekt zvyšuje teploty transformátora, ohrozuje integritu izolácie a znižuje rezervu kapacity. Harmonické prvky môžu tiež vyvolať rezonanciu medzi vinutiami transformátora a medzi{2}}vodičovou kapacitou alebo spôsobiť magnetickú saturáciu/skreslenie jadra a generovať šum.
2. Elektromotory
Harmonický výkon primárne ovplyvňuje motory indukovaním dodatočného zahrievania, čo vedie k zvýšenému nárastu teploty. Motory často vyžadujú zníženie výkonu. Skreslené tvary výstupných vĺn zvyšujú opakujúce sa špičkové napätia, čo ohrozuje izoláciu motora. Harmonické tiež spôsobujú pulzáciu krútiaceho momentu a zvýšenú hladinu hluku.
3. Spínací prístroj
Harmonické prúdy indukujú extrémne vysoké di/dt prúdové rýchlosti počas spúšťania rozvádzača, čím zvyšujú prechodné špičky obnovovacieho napätia a potenciálne ohrozujú integritu izolácie.
4. Banky výkonových kondenzátorov
Štandardné špecifikácie obmedzujú preťaženie kondenzátora na 35 % menovitého prúdu. Harmonické efekty však často spôsobujú vážne preťaženie počas prevádzky. Keď impedancia kondenzátora klesá so zvyšujúcou sa frekvenciou, harmonické spôsobujú, že kondenzátory fungujú ako prúdové lapače a odoberajú nadmerné prúdy. To vedie k prehriatiu, zvýšenému dielektrickému namáhaniu a potenciálnemu poškodeniu. Keď impedancia kondenzátora a vedenia rezonuje, dochádza ku skratom-indukovaným vibráciami, nadprúdu a vytváraniu hluku.
5. Meracie prístroje
Meracie prístroje, ako sú elektromery, zažívajú na svojich indukčných rotoroch dodatočný elektromagnetický krútiaci moment v dôsledku harmonických, čo spôsobuje chyby merania a znižuje presnosť.
6. Ochranné zariadenia
Harmonické v prúde generujú dodatočný krútiaci moment, menia prevádzkové charakteristiky ochranných zariadení a potenciálne spôsobujú falošné vypnutie.
Iné zariadenia, ako sú osvetľovacie systémy, komunikačné zariadenia, počítačové vybavenie a systémy diaľkového{0}}ovládania s nosnou frekvenciou, sú tiež náchylné na harmonické rušenie, ktoré môže narušiť normálnu prevádzku alebo skrátiť životnosť.
7. Výkonové elektronické zariadenia
V rôznych aplikáciách elektronické zariadenia často slúžia ako zdroje harmonického prúdu a sú veľmi citlivé na harmonické skreslenie, čo vedie k poruchám.