هارمونیک های درایوهای فرکانس متغیر چه خطراتی می توانند ایجاد کنند؟

با پیشرفت مداوم اتوماسیون صنعتی، کمپرسورهای هوا با فرکانس متغیر به تدریج به محصولات اصلی در بازار تبدیل شده‌اند و درایوهای فرکانس متغیر (VFD) نیز کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. VFD در کمپرسورهای هوا با فرکانس متغیر ولتاژ و فرکانس خروجی را با سوئیچ IGBT های داخلی خود تنظیم می کند و ولتاژ برق مورد نیاز موتور را بر اساس نیازهای واقعی خود برای دستیابی به صرفه جویی در انرژی و تنظیم سرعت فراهم می کند. با این حال، خطرات ناشی از استفاده گسترده از VFD ها را نباید نادیده گرفت. در زمینه موتور، VFD ها ممکن است به طور بالقوه به موتورها آسیب برسانند و شرایط عادی عملکرد را تا حدی مختل کنند.

در حالی که بهبودهای{0}}صرفه جویی در انرژی توسط VFDها در کمپرسورهای هوای فرکانس متغیر{1} قابل توجه است، مسئله آلودگی هارمونیک ناشی از این درایوها به طور فزاینده ای جدی شده است. شرکت های مختلف در طول اجرای VFD با چالش های متفاوتی مواجه می شوند. به طور خلاصه، هارمونیک ها در درجه اول به تجهیزات خاصی آسیب می رسانند و نیاز به نصب دستگاه های فیلتر کننده مانند راکتورها برای کاهش مشکل دارند-که همچنین فرصت هایی را برای کاربردهای مس ایجاد می کند. در زیر، به جزئیات می پردازیم که کدام تجهیزات مستعد آسیب هارمونیک هستند.

هارمونیک های اینورتر چه آسیب هایی می توانند داشته باشند؟

1. ترانسفورماتور

هارمونیک های جریان باعث افزایش تلفات مس می شوند در حالی که هارمونیک های ولتاژ تلفات آهن را افزایش می دهند. اثر ترکیبی، دمای ترانسفورماتور را افزایش می دهد، یکپارچگی عایق را به خطر می اندازد و حاشیه ظرفیت را کاهش می دهد. هارمونیک‌ها همچنین ممکن است رزونانس بین سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور و ظرفیت بین{2}}سیم را القا کنند یا باعث اشباع/اعوجاج مغناطیسی هسته و ایجاد نویز شوند.

2. موتورهای الکتریکی

خروجی هارمونیک در درجه اول با القای حرارت اضافی بر موتورها تأثیر می گذارد که منجر به افزایش دما می شود. موتورها اغلب نیاز به کاهش قیمت دارند. شکل موج خروجی تحریف شده پیک ولتاژهای تکراری را افزایش می دهد و عایق موتور را به خطر می اندازد. هارمونیک ها همچنین باعث ایجاد ضربان های گشتاور و افزایش سطح نویز می شوند.

3. کلید

جریان‌های هارمونیک در هنگام راه‌اندازی تابلو برق نرخ‌های جریان di/dt بسیار بالایی را القا می‌کنند، پیک‌های ولتاژ بازیابی گذرا را بالا می‌برند و به طور بالقوه یکپارچگی عایق را به خطر می‌اندازند.

4. بانک های خازنی قدرت

مشخصات استاندارد اضافه بار خازن را تا 35 درصد جریان نامی محدود می کند. با این حال، اثرات هارمونیک اغلب باعث اضافه بارهای شدید در طول عملیات می شود. همانطور که امپدانس خازن با افزایش فرکانس کاهش می یابد، هارمونیک ها باعث می شوند که خازن ها به عنوان تله جریان عمل کنند و جریان های بیش از حد را بکشند. این منجر به گرمای بیش از حد، افزایش استرس دی الکتریک و آسیب احتمالی می شود. هنگامی که خازن و امپدانس خط طنین انداز می شوند، مدارهای کوتاه ناشی از ارتعاش-، جریان اضافه و تولید نویز رخ می دهد.

5. ابزار اندازه گیری

ابزارهای اندازه گیری مانند کنتورهای انرژی الکتریکی به دلیل هارمونیک ها، گشتاور الکترومغناطیسی بیشتری را روی روتورهای القایی خود تجربه می کنند که باعث خطاهای اندازه گیری و کاهش دقت می شود.

6. وسایل حفاظتی

هارمونیک‌ها در جریان، گشتاور اضافی تولید می‌کنند که ویژگی‌های عملیاتی دستگاه‌های حفاظتی را تغییر می‌دهند و به طور بالقوه باعث خاموش شدن کاذب می‌شوند.

سایر تجهیزات مانند سیستم‌های روشنایی، دستگاه‌های ارتباطی، تجهیزات رایانه‌ای و سیستم‌های کنترل از راه دور فرکانس حامل{0}} نیز در معرض تداخل هارمونیک هستند که می‌تواند عملکرد عادی را مختل کند یا عمر مفید را کوتاه کند.

7. تجهیزات الکترونیکی قدرت

در کاربردهای مختلف، دستگاه های الکترونیکی اغلب به عنوان منابع جریان هارمونیک عمل می کنند و به اعوجاج هارمونیک بسیار حساس هستند که منجر به اختلال در عملکرد می شود.