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有源電力濾波器能解決變頻器在應用中給電機帶來影響:
電動機的效率降低和溫升的問題
不論那種形式的變頻器,在運行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動機在非正弦電壓、電流下運行。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),高次諧波會引起電動機定子銅耗、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。因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應的同步轉(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)子導條后,便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應所產(chǎn)生的附加銅耗。2、降低用電設備發(fā)熱,減少絕緣老化,從而提高設備的使用壽命,減少設備的維護費用。這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動機運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有源濾波器技術特點:
1、APF內(nèi)部均采用國際zhu名品牌、性能先進的元器件。
2、獨立于電網(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,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)置諧波補償、無功補償、不平衡補償?shù)榷喾N補償功能,用戶可自行設定選擇補償功能。
5、裝置永不過流,在濾波的同時,能完全避免過補償??筛鶕?jù)負荷變化,自動合理限制補償電流,既具有良好的補償性能,又可保證裝置安全可靠工作。
有源濾波器的優(yōu)勢和市場需求
電力電子裝置和非線性負載的普遍使用,使大量諧波電流注入電網(wǎng),導致電網(wǎng)諧波污染:嚴重威脅電網(wǎng)和用電設備的安全運行及正常使用。因此,對電力諧波進行有效治理設備的需求日益增加。
無源電力濾波器(PPF)來解決電力諧波問題存在許多缺點。如PPF針對特定頻率的諧波,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行諧波治理是今后的一個發(fā)展趨勢。功率因數(shù)是電能品質(zhì)的主要指標,影響功率因數(shù)的因素:諧波諧振,無功,三相不平衡。
有源電力濾波器(APF)是一種用于動態(tài)**諧波、補償無功的新型電力電子裝置,能對頻率和大小都變化的諧波和無功進行補償,正好填補PPF的缺點,獲得比PPF更好的補償特性,是一種理想的電力諧波治理裝置?,F(xiàn)如今,國際上已開始在工業(yè)和民用設備上使用APF,并且單機裝置的容量逐步提高,其應用領域從補償用戶自身的諧波向改善整個電力系統(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)是通過電流互感器檢測負載電流,并且通過內(nèi)部的計算提取出有關負載電流的諧波成分。
與傳統(tǒng)的PPF相比,APF具有明顯的性能優(yōu)勢,下表為APF與PPF的主要技術性能對比。APF技術是電力諧波治理技術的重要發(fā)展方向,安裝APF可以有效濾除系統(tǒng)中的電力諧波,消除由于諧波導致的各種問題。APF有源濾波器通過外部CT實時采集電流信號送至信號調(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方面:
(1)消除各次電壓、電流諧波對電網(wǎng)的污染和干擾,滿足標準的要求。
(2)改善電壓質(zhì)量,提高設備運行安全性和可靠性,降低設備溫升和損耗。
(3)提高系統(tǒng)功率因數(shù),提高線路和電力設備利用率。
(4)防止系統(tǒng)共振,提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性,預防設備故障,保障系統(tǒng)安全。
(5)降低電力損耗、提高設備效率,節(jié)約電能。