- Ano ang Harmonics sa Electrical System?
- Bakit kinakailangan na alisin ang Harmonics sa Power System?
- Uri ng Mga Filter ng Harmonics
- Mga Passive Harmonic Filter
- Mga Aktibong Filter ng Harmonic
- Paano pumili ng Mga Harmonic Filter
Ano ang Harmonics sa Electrical System?
Sa mga system ng kuryente, ang mga harmonika ay tinukoy bilang positibong integer multiplier ng pangunahing dalas. Ang Harmonic ay isang boltahe o kasalukuyang nangyayari sa isang maramihang mga pangunahing dalas. Ito ay madalas na itinuturing na ingay sa linya ng kuryente.
Ang mga harmonika sa sistema ng kuryente ay maaaring maiuri sa dalawang uri: kasalukuyang mga harmonika at boltahe na pagsasama.
Ang kasalukuyang mga harmonika na sapilitan ng di-linear na pagkarga tulad ng VSDs (variable speed drive). Ang mga hindi linya na pag-load ay nakakakuha ng kasalukuyang mula sa linya ng kuryente na wala sa isang perpektong sinusoidal waveform. Ang nonsinusoidal kasalukuyang waveform ay maaaring maging isang kumplikadong serye ng simpleng sinusoidal na maaaring mag-oscillate sa isang integer, maraming ng pangunahing linya ng dalas ng lakas.
Sa karamihan ng mga kaso, ang mga harmonika ng boltahe ay sanhi ng kasalukuyang mga harmonika. Nangyayari ang pagkakaayos ng Boltahe dahil sa distort ng boltahe na ginawa ng epekto ng kasalukuyang mga maharmonya na may pinagmulan ng impedance.
Ipinapakita ng imahe sa itaas ang nababagabag na kasalukuyang form ng alon sa buong di-linear na pagkarga. Dito ang baluktot na kasalukuyang form ng alon ay hindi sumusunod sa sinusoidal alon. Ipinapakita nito ang kasalukuyang mga harmonika sa sistema ng kuryente.
Bakit kinakailangan na alisin ang Harmonics sa Power System?
Ang kasalukuyang at ang mga boltahe na harmonika ay direktang proporsyonal sa maingay na paglipat ng kuryente sa Load. Ang iba't ibang kagamitan sa sambahayan at tanggapan ay responsable para sa mga harmonika sa sistema ng kuryente. Ang mga harmonika ng system ng kuryente ay madalas na nagdaragdag ng kasalukuyang pag-load. Ang iba`t ibang mga instrumento, tulad ng mga ilaw na Fluorescent sa mga pabrika o sa bahay o opisina, ay apektado ng mga harmonika at nagdurusa mula sa iba't ibang mga malfunction. Ang mga motor ay labis na apektado ng mga harmonika ng system ng kuryente.
Minsan ang mga harmonika sa mga system ng kuryente ay maaaring maging lubhang mapanganib at dagdagan ang kuryente na naihatid sa mga instrumento na hahantong sa pagtaas ng temperatura sa Load at maaaring paikliin ang buhay ng instrumento.
Upang mapagtagumpayan ang mga harmonika ng system ng kuryente, kailangang muling buuin ng isang tao ang koneksyon ng kuryente upang magmaneho ng mga hindi linya na pag-load at upang ipakilala ang mga pansala ng harmonika sa sistema ng kuryente.
Uri ng Mga Filter ng Harmonics
Ang mga Harmonics ay nag-filter ng napakahusay upang maprotektahan ang mga mamahaling kagamitan sa elektrisidad mula sa mga pangit na output na kuryente dahil sa mga harmonika. Mayroong iba't ibang mga uri ng mga filter ng harmonika na magagamit sa merkado ng elektrisidad at electronics depende sa na-rate na lakas, inilapat na boltahe, solong yugto o tatlong yugto at iba pang mga parameter na umaasa sa pag-load.
Gayunpaman, mayroong dalawang pangunahing uri ng mga filter ng harmonika na magagamit na mga Passive Harmonic Filter at Active Harmonic Filter.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawang uri ng mga maharmonya na filter ay ang mga sangkap na ginamit para sa disenyo ng filter. Ang mga passive harmonic filters ay gumagamit ng mga simpleng passive na sangkap higit sa lahat resistors, inductors, at capacitors. Samantalang ang mga aktibong harmonic filter ay gumagamit ng mga aktibong sangkap tulad ng iba't ibang uri ng BJTs, IGBTs, MOSFETs at integrated circuit.
Tulad ng mga pansala ng harmonika ay ang mga kagamitang pangkaligtasan sa linya ng elektrikal dapat silang kumpirmahin ang mga pamantayan sa kaligtasan ng internasyonal tulad ng IEEE, EN, AS, BS at marka ng mga laboratoryo ng underwriter.
Gayundin, ang mga filter ng harmonika ay maaaring idisenyo sa iba't ibang mga order. Tulad ng isang pangatlong order na maharmonya ng mga filter ay maaaring salain ang dalas na kung saan ay ang pangatlong maramihang mga pangunahing kadahilanan.
Mga Passive Harmonic Filter
Ang mga passive harmonic filters ay ang pinaka-karaniwan at ang madaling magagamit na pagsasayaw na maharmonya. Ito ay abot-kayang filter upang sugpuin ang maayos na kaguluhan sa linya ng kuryente.
Tulad ng tinalakay dati, ang mga passive harmonic filters ay gumagamit ng karaniwang mga passive na sangkap tulad ng resistors inductors at capacitors. Ang mga passive na bahagi ay ginagamit upang bumuo ng isang circuit ng tank. Ang circuit ng tanke ay dinisenyo sa isang espesyal na paraan upang maaari itong mapatakbo sa parehong dalas ng resonance patungkol sa mga hindi ginustong harmonika. Hinaharang ng passive harmonic filters ang mga hindi nais na harmonika na maipasa. Ang passive harmonic filter ay nagko-convert ang harmonic current sa init at pinoprotektahan ang end device o load. Maaaring i-tune ang filter sa isang tiyak na dalas na kailangang maalis bilang mga harmonika.
Higit sa lahat mayroong apat na uri ng passive harmonic filters na ginagamit:
1. Mataas na filter ng pass
2. Filter ng bandpass
3. C type filter at
4. Filter ng serye.
HIGH pass filter
Ginagamit ang matataas na passive harmonic filters upang maalis ang mas mataas na pagkakasunud-sunod ng pagkakasunud-sunod at magkaroon ng kakayahang umangkop na kontrol sa malawak na saklaw ng mga frequency. Ang pangunahing disenyo ng mataas na pass ng harmonic filter ay gumagamit ng tatlong mga passive na sangkap, risistor, capacitor, at inductor.
Sa imahe sa itaas, maaari nating makita ang pangunahing konstruksyon ng isang passive high pass na harmonic filter. Ipinapakita ng konstruksyon ang risistor at ang inductor ay nasa parallel na koneksyon ng isang kapasitor sa serye. Gumagawa ang filter ng mga flat impedance na katangian sa saklaw ng mataas na dalas. Ang mataas na dalas ay bumabawas ng pagkawala ng kuryente.
Ang ganitong uri ng mga filter ay pangunahing ginagamit para sa pag-filter ng ika- 5 / ika -6 o mas mataas na kasalukuyang order. Kadalasan ang iba't ibang mga filter ay pinagsama sa mataas na pass na maharmonya na mga filter upang maalis ang pagkawala ng kuryente kapag ginamit sa mababang aplikasyon o mababang-dalas ng mga aplikasyon.
Ang curve ng impedance na may dalas ay maaaring ipakita sa larawan sa ibaba.
Filter ng bandpass
Ang filter ng harmonika ng bandpass ay isang filter na doble na naka-tune. Ang filter ng harmonika ng bandpass ay binubuo ng dalawang capacitor, dalawang inductor, at isang solong risistor. Ginagamit din ito para sa mataas na pagkakasunud-sunod ng mga layunin sa pagsasala ng maayos. Gumagana ang filter na ito sa pagsasama ng parallel na resonance ng karaniwang bandpass filter kasama ang serye ng resonance ng inductor at capacitor na pinagsama.
Sa imahe sa itaas, ipinapakita ang pangunahing eskematiko ng filter ng bandpass. Ang filter circuit ay may dalawang bahagi, sa unang bahagi ang isang capacitor C2 at inductor L2 ay konektado sa serye samantalang sa ikalawang bahagi ang isang risistor, isang inductor, at isang capacitor ay konektado sa parallel. Ang unang bahagi at ang pangalawang bahagi ay konektado din sa serye.
Ang mga katangian ng impedance na may dalas ay maaaring ipakita sa graph sa ibaba.
Filter ng uri ng C
Ang uri ng filter ng C ay ginagamit para sa mababang pagkakasunud-sunod tulad ng mga layunin sa pagsala ng pangalawa o pangatlong order na pagkakasunud-sunod ng pagsasala. Ang mga filter ng uri ng C ay may mas mababang pagkawala kaysa sa katumbas na bandpass o ang filter ng serye.
Ang mga filter ng uri ng C ay binubuo ng 4 na mga passive na bahagi - dalawang capacitor, isang inductor, at isang solong risistor.
Sa imahe sa itaas, ipinapakita ang pangunahing pagtatayo ng filter ng uri ng c. Ang isang kapasitor ay konektado sa serye ng isang inductor na muling konektado kahanay sa risistor. Ang tatlong bahagi ng parallel na koneksyon ay muling konektado sa serye na may pangalawang kapasitor.
Pinipigilan ng risistor ang pangunahing kasalukuyang nilikha ng oscillated inductor at capacitor.
Ang Impedance curve ay ipinapakita sa larawan sa ibaba-
Filter ng serye
Ang filter ng serye ay tinatawag bilang solong nakatutok na harmonic suppressor passive filter. Ang filter na ito ay may pinaka-simpleng mga katangian ng konstruksyon. Tatlong mga passive bahagi lamang - isang solong capacitor, inductor, at risistor ang ginagamit sa serye. Tinatanggal ng filter na ito ang solong dalas.
Ang pagtatayo ng filter na ito ay maaaring ipakita sa imahe sa ibaba kung saan ang 3 mga passive na bahagi ay konektado sa serye upang mabuo ang solong nakaayos na serye na harmonic filter.
Ang katangiang Impedance ay ipinapakita sa imaheng nasa ibaba -
Mga Aktibong Filter ng Harmonic
Tulad ng napag-usapan dati, ang mga passive harmonics filter ay mabuti upang maalis ang mga harmonika na nauugnay sa linya ng kuryente. Gayunpaman, ang disenyo ng passive harmonic filter ay talagang kumplikado at dapat na idinisenyo ng taga-disenyo ang mga passive harmonic filters alinsunod sa mga reaktibo na kinakailangan ng kuryente ng pagkarga. Sa ganitong kaso, ang disenyo ng passive filter ay napakahirap at humantong ito sa isang mahinang pagpapatakbo ng factor ng kuryente para sa ilang mga kundisyon ng pag-load.
Sa bagay na ito, ang mga aktibong filter ay mas mahusay na hawakan ang mga linya ng kuryente na walang mga reaktibo na pagtitiwala ng kuryente ng pangunahing dalas.
Gumagamit ang mga aktibong harmonic filter ng isang mahusay na pamamaraan kung saan ang filter ay gumagamit ng mga self-generated harmonic na bahagi at itinuturo ito sa linya ng kuryente na nagkansela sa mga hindi nais na harmonika.
Mayroong iba't ibang mga uri ng mga aktibong filter na magagamit na gumagamit ng iba't ibang mga topology upang matanggal ang mga harmonika sa linya ng kuryente.
Ang pinaka-karaniwang aktibong disenyo ng mga pagsasayaw ng harmonik ay gumagamit ng mga sumusunod na pangunahing bagay tulad ng
1. Inverter ng mapagkukunan ng boltahe gamit ang iba't ibang mga switch ng kuryente
2.Sampling at kontrolin ang sanggunian mula sa linya ng kuryente
3. Sistema ng PWM na tumuturo sa PWM na nagpapaputok ng pulso sa system bilang mga harmonika.
Gumagamit ang filter ng Aktibong Harmoniko ng iba't ibang uri ng mga switch ng semiconductor na nangangailangan ng lakas upang gumana.
Paano pumili ng Mga Harmonic Filter
Ang pagtukoy ng perpektong filter na magkatugma ay medyo nakakalito. Kailangang makilala ng isa ang dalas ng pagsabay sa tunog kung saan kailangang i-tono ang mga filter. Sa ilang mga kaso, nabigo ang pagpapatakbo ng filter upang maihatid ang layunin dahil lamang sa maling pag-tune sa isang tiyak na pangunahing dalas kung saan wala ang mga harmonika.
Ang unang mahalagang hakbang ay upang makilala ang pagkakasunud - sunod ng pagkakasunud - sunod at nakasalalay sa pagkakasunud-sunod ng pagkakasunod-sunod na kailangang mapili ang filter. Upang maalis ang solong dalas na harmonic distortion series na harmonic filters ay mabisa ngunit sa ilang mga kaso ay kailangang gamitin ang mga double tuned na harmonika filter.
Ang mga pagkalugi sa kabuuan ng mga filter ay kailangan ding mabayaran kung saan lubos na nakasalalay sa pagpili ng filter. Minsan para sa isang mataas na antas ng mga hindi linear na pag-load, kinakailangan at aktibo ang parehong uri ng mga maharmonya na filter.