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有源電力濾波器能解決變頻器在應(yīng)用中給電機(jī)帶來(lái)影響:
電動(dòng)機(jī)的效率降低和溫升的問(wèn)題
不論那種形式的變頻器,在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。據(jù)資料介紹,以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例,其低次諧波基本為零,剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為:2u 1(u為調(diào)制比),高次諧波會(huì)引起電動(dòng)機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,z為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)是以接近于基波頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的,因此,高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后,便會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。2、降低用電設(shè)備發(fā)熱,減少絕緣老化,從而提高設(shè)備的使用壽命,減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。這些損耗都會(huì)使電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下,其溫升一般要增加10%-20%。
APF有源濾波器技術(shù)特點(diǎn):
1、APF內(nèi)部均采用國(guó)際zhu名品牌、性能先進(jìn)的元器件。
2、獨(dú)立于電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗之外,不受電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗影響,不發(fā)生諧振與諧波電壓放大,安全性好。
3、控制器采用了DSP和FPGA芯片,采用矢量篩選技術(shù),可全部濾除2次到50次諧波,或選擇濾除特定次數(shù)諧波。
4、內(nèi)置諧波補(bǔ)償、無(wú)功補(bǔ)償、不平衡補(bǔ)償?shù)榷喾N補(bǔ)償功能,用戶可自行設(shè)定選擇補(bǔ)償功能。
5、裝置永不過(guò)流,在濾波的同時(shí),能完全避免過(guò)補(bǔ)償??筛鶕?jù)負(fù)荷變化,自動(dòng)合理限制補(bǔ)償電流,既具有良好的補(bǔ)償性能,又可保證裝置安全可靠工作。
有源濾波器的優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)需求
電力電子裝置和非線性負(fù)載的普遍使用,使大量諧波電流注入電網(wǎng),導(dǎo)致電網(wǎng)諧波污染:嚴(yán)重威脅電網(wǎng)和用電設(shè)備的安全運(yùn)行及正常使用。因此,對(duì)電力諧波進(jìn)行有效治理設(shè)備的需求日益增加。
無(wú)源電力濾波器(PPF)來(lái)解決電力諧波問(wèn)題存在許多缺點(diǎn)。如PPF針對(duì)特定頻率的諧波,只能濾除特定次數(shù)諧波;PPF存在著與電網(wǎng)發(fā)生諧振的可能性,并且對(duì)電網(wǎng)阻抗和頻率變化十分敏感;PPF體積大、損耗多等。而利用有源電力濾波器進(jìn)行諧波治理是今后的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。功率因數(shù)是電能品質(zhì)的主要指標(biāo),影響功率因數(shù)的因素:諧波諧振,無(wú)功,三相不平衡。
有源電力濾波器(APF)是一種用于動(dòng)態(tài)**諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置,能對(duì)頻率和大小都變化的諧波和無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償,正好填補(bǔ)PPF的缺點(diǎn),獲得比PPF更好的補(bǔ)償特性,是一種理想的電力諧波治理裝置。現(xiàn)如今,國(guó)際上已開(kāi)始在工業(yè)和民用設(shè)備上使用APF,并且單機(jī)裝置的容量逐步提高,其應(yīng)用領(lǐng)域從補(bǔ)償用戶自身的諧波向改善整個(gè)電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的方向發(fā)展。電力有源濾波器(APF)的原理:有源電力濾波器(APF)是通過(guò)電流互感器檢測(cè)負(fù)載電流,并且通過(guò)內(nèi)部的計(jì)算提取出有關(guān)負(fù)載電流的諧波成分。
與傳統(tǒng)的PPF相比,APF具有明顯的性能優(yōu)勢(shì),下表為APF與PPF的主要技術(shù)性能對(duì)比。APF技術(shù)是電力諧波治理技術(shù)的重要發(fā)展方向,安裝APF可以有效濾除系統(tǒng)中的電力諧波,消除由于諧波導(dǎo)致的各種問(wèn)題。APF有源濾波器通過(guò)外部CT實(shí)時(shí)采集電流信號(hào)送至信號(hào)調(diào)理電路,然后再送至FPGA控制器。安裝、使用APF的意義主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)消除各次電壓、電流諧波對(duì)電網(wǎng)的污染和干擾,滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(2)改善電壓質(zhì)量,提高設(shè)備運(yùn)行安全性和可靠性,降低設(shè)備溫升和損耗。
(3)提高系統(tǒng)功率因數(shù),提高線路和電力設(shè)備利用率。
(4)防止系統(tǒng)共振,提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性,預(yù)防設(shè)備故障,保障系統(tǒng)安全。
(5)降低電力損耗、提高設(shè)備效率,節(jié)約電能。