Odată cu progresul continuu al automatizării industriale, compresoarele de aer cu frecvență variabilă au devenit treptat produse de bază pe piață, iar variatoarele de frecvență (VFD) au câștigat, de asemenea, aplicații extinse. VFD în compresoarele de aer cu frecvență variabilă ajustează tensiunea și frecvența de ieșire prin comutarea IGBT-urilor sale interne, furnizând motorului tensiunea de putere necesară în funcție de nevoile sale reale pentru a realiza economii de energie și reglarea vitezei. Cu toate acestea, pericolele generate de utilizarea pe scară largă a VFD nu trebuie trecute cu vederea. În domeniul motoarelor, VFD-urile pot deteriora motoarele și pot perturba într-o oarecare măsură condițiile normale de funcționare.
În timp ce modernizările de-economisire a energiei realizate de VFD în compresoarele de aer cu-frecvență variabilă sunt semnificative, problema poluării armonice de la aceste variatoare a devenit din ce în ce mai gravă. Diferitele întreprinderi se confruntă cu provocări diferite în timpul implementării VFD. Pe scurt, armonicile cauzează în primul rând daune anumitor echipamente, necesitând instalarea de dispozitive de filtrare, cum ar fi reactoare, pentru a atenua problema-care prezintă, de asemenea, oportunități pentru aplicațiile din cupru. Mai jos, detaliem ce echipament este susceptibil la deteriorarea armonică.
Ce rău pot cauza armonicile invertorului?
1. Transformatoare
Armonicele de curent cresc pierderile de cupru, în timp ce armonicile de tensiune cresc pierderile de fier. Efectul combinat crește temperatura transformatorului, compromițând integritatea izolației și reducând marja de capacitate. De asemenea, armonicele pot induce rezonanță între înfășurările transformatorului și capacitatea inter-fire sau pot provoca saturație/distorsiune magnetică a miezului, generând zgomot.
2. Motoare electrice
Ieșirea armonică afectează în primul rând motoarele prin inducerea de încălzire suplimentară, ceea ce duce la creșterea temperaturii. Motoarele necesită adesea derating. Formele de undă de ieșire distorsionate cresc tensiunile de vârf repetitive, compromițând izolarea motorului. Armonicele provoacă, de asemenea, pulsații de cuplu și niveluri de zgomot crescute.
3. Aparatură de comutare
Curenții armonici induc rate de curent di/dt extrem de mari în timpul pornirii aparatului de distribuție, ridicând vârfurile de tensiune de recuperare tranzitorii și compromițând potențial integritatea izolației.
4. Banci de condensatoare de putere
Specificațiile standard limitează suprasarcina condensatorului la 35% din curentul nominal. Cu toate acestea, efectele armonice cauzează frecvent supraîncărcări severe în timpul funcționării. Pe măsură ce impedanța condensatorului scade odată cu creșterea frecvenței, armonicile fac ca condensatorii să acționeze ca capcane de curent, atragând curenți excesivi. Acest lucru duce la supraîncălzire, stres dielectric crescut și daune potențiale. Atunci când impedanțele condensatorului și ale liniei rezonează, apar scurtcircuite, supracurent și zgomot induse de vibrații-.
5. Instrumente de măsurare
Instrumentele de măsurare, cum ar fi contoarele de energie electrică, experimentează un cuplu electromagnetic suplimentar pe rotoarele lor de inducție din cauza armonicilor, provocând erori de măsurare și precizie redusă.
6. Dispozitive de protecție
Armonicele din curent generează un cuplu suplimentar, modificând caracteristicile operaționale ale dispozitivelor de protecție și provocând potențial declanșări false.
Alte echipamente, cum ar fi sistemele de iluminat, dispozitivele de comunicație, echipamentele informatice și sistemele de control la distanță cu frecvență purtătoare{0}}sunt de asemenea susceptibile la interferențe armonice, care pot perturba funcționarea normală sau pot scurta durata de viață.
7. Echipamente electronice de putere
În diverse aplicații, dispozitivele electronice servesc adesea ca surse de curent armonic și sunt foarte sensibile la distorsiunile armonice, ceea ce duce la defecțiuni.