Aké sú komponenty hybridného aktívneho filtra?

Ako dodávateľa hybridných aktívnych filtrov sa ma často pýtajú na kľúčové komponenty, ktoré tvoria tieto sofistikované zariadenia. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do rôznych komponentov hybridného aktívneho filtra, vysvetlím ich funkcie a to, ako spolupracujú pri poskytovaní účinného zmiernenia harmonických a zlepšenia kvality napájania.

1. Výkonový elektronický prevodník

Výkonový elektronický menič je srdcom hybridného aktívneho filtra. Je zodpovedný za generovanie kompenzačných prúdov, ktoré sa vstrekujú do energetického systému, aby pôsobili proti harmonickým prúdom. Najbežnejšie používaným typom výkonového elektronického meniča v hybridných aktívnych filtroch je invertor zdroja napätia (VSI).

VSI pozostáva zo série výkonových polovodičových zariadení, ako sú izolované bipolárne tranzistory (IGBT). Tieto IGBT sú riadené technikou Pulse Width Modulation (PWM). Signál PWM určuje schému spínania IGBT, ktorá zase riadi veľkosť a fázu výstupného napätia VSI. Úpravou výstupného napätia môže VSI generovať požadované kompenzačné prúdy.

Výkonový elektronický prevodník musí mať rýchlu odozvu, aby mohol sledovať rýchlo sa meniace harmonické prúdy v napájacom systéme. Musí byť tiež schopný zvládnuť vysoké úrovne výkonu, pretože sa vyžaduje vstrekovanie značného množstva kompenzačného prúdu.

2. Riadiaci systém

Riadiaci systém hybridného aktívneho filtra zohráva kľúčovú úlohu pri jeho prevádzke. Je zodpovedný za detekciu harmonických prúdov v napájacom systéme a výpočet vhodných kompenzačných prúdov, ktoré má generovať výkonový elektronický menič.

Riadiaci systém typicky pozostáva z jednotky na detekciu harmonických a jednotky na generovanie referencie prúdu. Jednotka na detekciu harmonických používa rôzne techniky, ako je napríklad rýchla Fourierova transformácia (FFT), na analýzu aktuálneho tvaru vlny v napájacom systéme a identifikáciu harmonických zložiek. Po zistení harmonických zložiek jednotka na generovanie referenčného prúdu vypočíta referenčné prúdy, ktoré by mal generovať výkonový elektronický menič, aby sa vyrovnali harmonické prúdy.

Okrem detekcie harmonického prúdu a výpočtu referenčného prúdu musí riadiaci systém zabezpečiť aj stabilitu a spoľahlivosť hybridného aktívneho filtra. Monitoruje prevádzkové podmienky filtra, ako je teplota výkonových polovodičových zariadení a napätie medziobvodu, a ak sa zistia akékoľvek abnormálne podmienky, podnikne príslušné opatrenia.

3. Komponenty pasívneho filtra

Hybridné aktívne filtre kombinujú výhody aktívnych a pasívnych filtrov. Komponenty pasívneho filtra sú dôležitou súčasťou hybridného aktívneho filtra. Používajú sa hlavne na zabezpečenie nízkoimpedančnej cesty pre harmonické prúdy pri špecifických frekvenciách.

Medzi najbežnejšie komponenty pasívnych filtrov patria tlmivky a kondenzátory. Tieto komponenty sú zapojené v rôznych konfiguráciách, napríklad sériovo alebo paralelne, aby vytvorili rezonančné obvody. Každý rezonančný obvod je naladený na špecifickú harmonickú frekvenciu, aby mohol efektívne absorbovať harmonické prúdy pri tejto frekvencii.

Pasívne filtre majú tú výhodu, že sú relatívne jednoduché a nákladovo efektívne. Zvládnu veľké množstvo harmonického prúdu bez toho, aby spotrebovali značné množstvo energie. Majú však obmedzenia z hľadiska ich frekvenčnej selektivity a adaptability. Ich kombináciou s aktívnymi filtrami dokáže Hybrid Active Filter prekonať tieto obmedzenia a poskytnúť lepší výkon.

4. DC - Link Capacitor

Kondenzátor jednosmerného medziobvodu je dôležitou súčasťou výkonového elektronického prevodníka hybridného aktívneho filtra. Zapája sa medzi vstupný usmerňovač a výstupný menič meniča.

Hlavnou funkciou jednosmerného medziobvodového kondenzátora je uchovávať energiu a udržiavať stabilné jednosmerné napätie. Počas prevádzky výkonového elektronického meniča nie je prúd, ktorý ním preteká, konštantný. Kondenzátor jednosmerného medziobvodu poskytuje vyrovnávaciu pamäť na vyrovnanie kolísania prúdu a napätia. Pomáha zabezpečiť, aby napätie na meniči zostalo stabilné, čo je nevyhnutné pre správnu činnosť meniča.

Veľkosť a menovitý výkon kondenzátora jednosmerného medziobvodu sa starostlivo vyberá na základe menovitého výkonu hybridného aktívneho filtra a požiadaviek riadiaceho systému. Väčší kondenzátor môže poskytnúť viac energie a lepšiu stabilitu napätia, ale tiež zvyšuje cenu a veľkosť filtra.

5. Transformátor rozhrania

Transformátor rozhrania sa používa na pripojenie hybridného aktívneho filtra k napájaciemu systému. Slúži na niekoľko dôležitých účelov.

Po prvé, poskytuje elektrickú izoláciu medzi napájacím systémom a aktívnym filtrom. Táto izolácia pomáha chrániť aktívny filter pred vysokonapäťovými prepätiami a poruchami v napájacom systéme a tiež zabraňuje tomu, aby rušenie z aktívneho filtra ovplyvňovalo napájací systém.

Po druhé, transformátor rozhrania možno použiť na prispôsobenie úrovní napätia medzi napájacím systémom a aktívnym filtrom. Výstupné napätie výkonového elektronického meniča nemusí byť rovnaké ako napätie napájacieho systému. Transformátor rozhrania môže zvýšiť alebo znížiť napätie, aby sa zabezpečilo správne pripojenie.

Napokon, transformátor rozhrania môže tiež pomôcť zlepšiť výkon hybridného aktívneho filtra znížením harmonického skreslenia v napájacom systéme. Môže pôsobiť ako súčasť celkového filtračného obvodu a ďalej zvyšovať filtračný efekt.

Princíp činnosti hybridných aktívnych filtrov

Všetky tieto komponenty pracujú v harmónii, aby sa dosiahla efektívna harmonická kompenzácia. Jednotka detekcie harmonických v riadiacom systéme nepretržite monitoruje prúd v elektrizačnej sústave a identifikuje harmonické zložky. Na základe zistených harmonických informácií jednotka na generovanie referenčných prúdov vypočíta referenčné prúdy.

Výkonový elektronický menič potom generuje kompenzačné prúdy podľa referenčných prúdov. Tieto kompenzačné prúdy sa vstrekujú do energetického systému cez transformátor rozhrania. Medzitým pasívne filtračné komponenty absorbujú harmonické prúdy na svojich vyladených frekvenciách. Kondenzátor jednosmerného medziobvodu zabezpečuje stabilnú prevádzku výkonového elektronického meniča.

Výhody hybridných aktívnych filtrov

Hybridné aktívne filtre ponúkajú niekoľko výhod oproti tradičným aktívnym alebo pasívnym filtrom. Môžu poskytnúť vysoký stupeň harmonickej kompenzácie v širokom rozsahu frekvencií. Ich kombinácia aktívnych a pasívnych komponentov im umožňuje zvládnuť veľké množstvo harmonického prúdu s relatívne nízkymi nákladmi. V porovnaní s pasívnymi filtrami sú tiež lepšie prispôsobiteľné meniacim sa podmienkam energetického systému.

Ak hľadáte riešenie na zlepšenie kvality napájania vášho elektrického systému zmiernením harmonických,Aktívny harmonický filter,AC harmonický filteraFilter aktívneho výkonusú vynikajúce voľby. Naše hybridné aktívne filtre s dobre navrhnutými komponentmi dokážu splniť vaše špecifické požiadavky.

Kontaktujte nás ohľadom nákupu

Chápeme, že každý energetický systém je jedinečný a môžete mať špecifické požiadavky na zmiernenie harmonických. Či už máte do činenia s malou priemyselnou aplikáciou alebo rozsiahlym komerčným energetickým systémom, náš tím odborníkov vám môže poskytnúť profesionálne poradenstvo a prispôsobené riešenia.

Ak máte záujem o naše hybridné aktívne filtre a chceli by ste prediskutovať podrobnosti o kúpe, neváhajte nás kontaktovať. Zaviazali sme sa poskytovať vám vysokokvalitné produkty a vynikajúce popredajné služby.

Referencie

• Hingorani, NG a Gyugyi, L. (2000). Pochopenie FAKTA: koncepcie a technológie flexibilných AC prenosových systémov. IEEE Press.
• Akagi, H., Kanazawa, Y., & Nabae, A. (1984). Okamžité kompenzátory jalového výkonu obsahujúce spínacie zariadenia bez komponentov na akumuláciu energie. IEEE Transactions on Industry Applications, 20(3), 625 - 630.