rețea margele Ferita este o inductoare toroidale alternativă, sunt de dimensiuni mai mici, oferă o mai mare eficiență și o mai bună toleranță atunci când este utilizat în control pentru tensiunea Vcore de bază.
Articolul discuta principalele aspecte ale proiectării sistemelor de putere joasă. Problemele asociate cu modul de așteptare, proiectarea subsistemului de memorie, ceasul de sistem și utilizarea de ceas de timp real, precum și organizarea puterii de interfață USB.
creșterea tinuous de sarcini neliniare în eletropitaniya de rețea, la care, de exemplu, includ unități de stocare de viteză variabilă, face necesară pentru a monitoriza calitatea energiei electrice și a fiabilității funcționării echipamentelor. În acest sens, cea mai mare parte a efortului de dezvoltare axat pe problema reducerii armonicilor care conduce la congestionarea rețelei, reduce fiabilitatea utilizării echipamentelor și duce la pierderi de energie.
Utilizarea pentru această sarcină activă și pasivă tehnologie de filtrare armonică este justificată. Cu toate acestea, dificultatea constă în selectarea și punerea în aplicare a filtrului de armonici, depinde de succesul în atingerea caracteristicilor dorite.
Sarcina de rețea cauzate de armonici, a crescut semnificativ în ultimii ani. Cauza curenților armonici sunt sarcini neliniare, adică loturile care consumă sursă de alimentare de curent nesinusoidal atunci când se aplică o tensiune sinusoidală. Acești curenți armonici curg, împreună cu curenții sinusoidelnymi activi determină pierderi suplimentare în sistemul electric și poate duce la supraîncălzire.
În prezent, sunt luate măsuri pentru a reduce nivelul de armonici, în scopul de a rezolva această problemă și pentru a îndeplini standardele naționale și internaționale, la fiecare nivel al infrastructurii de rețea. În acest articol ne vom concentra în întregime pe discuțiile privind utilizarea instalațiilor de joasă tensiune în filtre armonice active și pasive.
Luați în considerare cu șase impulsuri redresor pod. Redresorul trifazat este cel mai des utilizat în convertoare de putere, cum ar fi unitatea electrică reglabilă, care este utilizat pe scară largă de mai mulți ani.
Cea mai comună topologie redresor cu șase impulsuri prezentat în Figura 1. în topologie A nici un element magnetic pentru netezire curent. Topologia B utilizează Lac inductanță în circuitul de curent alternativ este de obicei sub forma unui miez laminat reactorului. In topologia C are un inductor de LDC încorporat, care este adesea integrat în servomotoarele de mare putere. In toate cele trei rețele electrice topologii, care cuprinde o impedanță de intrare, este indicat în stânga. încărcare dreapta Situat indicat în schema «P = const», consumă o putere constantă activă din DC / AC-convertor și unitatea de, de exemplu, de 20 kW.
Fig. 1. (redresoare șase impulsuri punte) convenționale topologie sarcină neliniare: A - fără de accelerație; B - AC Lac reactor; C - cu inductivitățile canal de LDC VDC
Fig. 2. intrare curentul i (curba alb) și ia activă (verde) și ib reactivă (roșu) componente în topologii A, B și C din Figura 1. Toate valorile indicate sunt RMS curent
curenți sinusoidali (curbe albe în figura 2), curentul de la sursa de tensiune sinusoidală poate fi descompus în două componente ortogonale ia (activ) și ib (reactiv): i = ia + ib.
ia activ curent (curba verde) - componenta sinusoidală care este în fază cu tensiunea, reflectând transferul puterii reale de la sursă la sarcină.
ib reactivă curent (roșu) - componentă diferită de curent fiind diferența dintre curbele albe și verzi. El este responsabil pentru transferul de putere reactivă între sarcină și sursa. Spectrul constă dintr-un curent de armonici reactive și componentele reactive ale frecvenței fundamentale. Cu toate acestea, componentele reactive ale modelului de semnal 2 este neglijabilă. ib curent reactiv este compus în principal din 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23 și armonicile de 25, în cazul în care componentele cu o frecvență mai mare (mai puțin de 25- a doua armonică) este, de asemenea, foarte mic.
curent reactiv duce la pierderi suplimentare în rețeaua de alimentare și determină o scădere de tensiune non-sinusoidală pe linia imepedanse, care, ca urmare, determină o denaturare tensiune și degradează calitatea energiei electrice. Astfel, impactul negativ curentul reactiv pe rețea și ar trebui să fie eliminate, dacă este posibil.
Separarea curentului non-sinusoidal (furnizat de o sursă de tensiune sinusoidală) pentru componentele active și reactive a fost propus pentru prima dată de către S. Fries (S. Fryze) în 1932 g.
Fig. 3. Domeniul armonic de topologii de rețea de curent i A, B și C (armonicelor [%] - armonic,%; armonica ordine - armonici; Armonice I1 - armonici actuale; 5lea-5lea; 7a-7lea; 11 - 11; 13 - 13)
În figura 3, în plus față de armonice (bare albastre) prezentate prin limitarea EN61000-3-12 standard, (cutiile albe) și totală reală distorsiune armonică (THD), precum și a armonicelor individuale (a 5-a, a 7-a, a 11-a, 13 lea) și distorsiune armonică parțial ponderată (parțial ponderată distorsiune armonică - PWHD). Valorile de pe un fond roșu indică o nepotrivire, și pe un fond verde - pentru conformitatea cu standardul. Pe marginea din dreapta a figurii se vede un cursor care este folosit pentru a selecta parametrul RSCE (în acest exemplu RSCE = 120).
Rădăcina valori medii pătrate curenților i, printre altele, ib, notate I, la, Ib, legați unul de celălalt prin formula I2 = la2 + IB2.
Este cunoscut faptul că curentul reactiv Ib poate lua o gamă largă de valori în funcție de topologia utilizată. În acest exemplu, valorile RMS actuale sunt egale cu 45,5 A, A și 17,4 A 13,9 (vezi. Fig. 2). curent reactiv are un efect semnificativ asupra input I. curent În acest exemplu, valoarea efectivă a curentului electric variază în funcție de topologia (pentru aceeași valoare puterea de ieșire) în intervalul 53.4. 31,1 A. Numai activ curent Ia are aproximativ aceeași valoare (28,0 și 27,8 A, respectiv).
Din cele de mai sus, se poate concluziona că valoarea efectivă a activă Ia curent (proporțional cu puterea activă consumată de sursa de tensiune) poate, în cazul unor sarcini neliniare, cum ar fi redresoare cu șase impulsuri, pentru a fi introduse mult mai mic curent I. Cu alte cuvinte, este imposibil să se determine un curent Ia activ dacă știm doar valoarea curentă de intrare. Cel mai simplu mod de a obține această valoare se calculează puterea activă consumată de la rețea prin formula:
unde P - putere activă din rețeaua de alimentare cu trei faze; Up-n - rms de fază la zero de tensiune.
Valoarea puterii P activă se calculează cu formula:
în cazul în care PM - puterea activă consumată de motor; η - randamentul puterii de tracțiune (valoare tipică - 0,96).
Ideal armonic filtru - un dispozitiv care este capabil să elimine complet componenta reactivă a curentului prin eliminarea ib corecție de fază armonică curentului armonic și fundamental. Ca urmare, acest tip de filtru transformă un curent sinusoidal de rețea într-un curent sinusoidal și astfel o sarcină neliniare - liniară, consumând numai componenta activă ia. Dacă, în plus, presupunem că filtrul funcționează fără pierderi de putere activă de rețea nu se schimbă de la prezența sa, ca și component activ, printre altele, să nu crească.
Mulți producători fac filtrele de rețea, care include compania filtre ECOsine Schaffner. Ei au fost recent propuse pentru aplicații cu intrare de șase-puls redresor este o soluție modernă, care, prin caracteristicile sale mai aproape de filtrul ideal pentru suprimarea armonice. Curenții armonici în aceste filtre se reduce la nivelul de distorsiune armonică totală curent (distorsiune armonică totală curent - THID) 3,5-5,0%, adică aproape complet eliminate. O valoare ECOsine eficiența filtrului 98,5-99,4% (în funcție de model) înseamnă că nu au aproape nici o pierdere se face.
Filtre ECOsine în serie între sursa de alimentare și de intrare a sarcinii neliniare, indiferent de topologia redresor.
Fig. 4. rețea curentul i (curba alb) și ia activă (verde) și ib reactivă (roșu) componentele din topologii A, B și C cu filtru de intrare ECOsine
Figura 4 prezintă forma semnalului curentului de intrare într-o singură fază atunci când sunt utilizate filtre ECOsine pentru toate cele trei topologii redresor.
Atunci când este utilizat pe o cu șase impulsuri de intrare redresor filtru pasiv serial pentru suprimarea armonice, de exemplu ECOsine, se obțin următoarele rezultate importante.
1. După cum se vede în figura 4, este practic absentă în semnalele ib componenta curentului reactiv (curba roșie). Valoarea efectivă a curentului reactiv cu și fără filtru sunt prezentate în tabelul 1.
Tabelul 1. Valoarea efectivă a curentului reactiv
Rezultatele indica un mod clar de a rezolva problema - pentru a selecta corect parametrii armonici parametrii filtrului ale sarcinii neliniare trebuie luate în considerare, fără acest filtru. Compararea acestor două tabele de date (a se vedea. Tabelul. 4 și 5) indică faptul că curentul de linie al sarcinii neliniare nu este adecvată atunci când se selectează, de exemplu, armonic ECOsine filtru alimentat de la Schaffner, deoarece parametrii variază în funcție de topologie.
De fapt, doar valoarea curentă activă Ia și puterea activă P sunt aceleași în toate cele trei topologii, ceea ce le face potrivite la selectarea unui filtru. Din păcate, de obicei, în sarcinile specificațiilor liniare (de exemplu, elementele de acționare) nu este specificat activ curent Ia (care este de fapt o intrare nominală filtru curent armonic). Numai prin valorile utilizabile fără nici o limitare în selectarea unui filtru de armonici pasiv, puterea activă P este sarcină neliniară.
Pentru a simplifica selectarea dezvoltator filtrului pentru unitatea controlată, producătorii specificați puterea nominală ca unitate, iar valoarea curentului de intrare a filtrului.
Spre deosebire de filtru pasiv supresia armonice, filtre active sunt conectate în rețea paralele (filtru de șunt). De notat că Figura 5 prezintă numai topologia B si C. O topologie nu este recomandată deoarece Filtrele de șuntare activă necesită utilizarea elementelor magnetice în sarcină din motive economice, care devin evidente atunci când se studiază Figura 2. în absența elementelor magnetice (topologie A) necesară curentului de corectare a filtrului activ ar fi atât de mare încât mărimea filtrului ar crește în mod semnificativ.
Dacă pentru simplitate considerată filtru de șunt ideală topologii B și C în Figura 5, este ușor de înțeles că
- corespunde liniei din curentul IA Figura 2 (B și C);
- reglarea filtrului de curent corespunde ib curentul reactiv în figura 2 (B și C);
- curentul de intrare al redresorului corespunde curentului de intrare i în figura 2 (B și C).
Aceste concluzii sunt corecte, cu condiția ca Zline impedanta de rețea este neglijabilă în comparație cu impedanța Lac (topologie B) și de LDC (C topologia). În exemplul nostru, această condiție este îndeplinită în totalitate.
La selectarea filtru activ armonic pentru a rezolva problema, similar cu cel pentru versiunea pasivă a acestui dispozitiv. Dimensiunea filtrului se determină pe baza curenților active și reactive și redresor de putere fără filtru.
Tabelul 6 listează parametrii de bază topologie B și C (fără filtru). Indicatorul numai într-adevăr util este reactiv componenta Ib, care descrie cel mai important parametru al filtrului activ - curent de ajustare.
Spre deosebire de filtru armonic pasiv, cu diferite filtru activ - diferite topologii și C. corecție necesară curentului pentru primul dintre ele este ARMS 17,4, iar pentru al doilea - doar ARMS 13,9. Pentru completitudine, trebuie amintit că corecția actuală în topologia A, fără elemente magnetice este 45,5 ARMS. Din păcate, magnitudinea curentului reactiv, de regulă, nu este indicată în caracteristicile tehnice ale sarcinii neliniare.
Calculul acestei valori se efectuează în conformitate cu următoarea formulă:
,
unde am - valoarea efectivă a liniei de încărcare de curent, fără filtru de armonici neliniare; P - puterea activă consumată de sarcină; Up-n - tensiune de fază zero.
Toate aceste valori sunt în mod normal specificate în caracteristicile tehnice ale sarcinii neliniare. In exemplul nostru Ib topologii B și C, respectiv, sunt
;
.
Rezultatele exact sunt de acord cu valorile prezentate în figura 2 și calculate folosind FFT.
Selectarea corectă a filtrelor armonice pasive și active pot fi dificilă din cauza numărului de parametri necunoscuți ai sarcinii neliniare. Cu toate acestea, selectarea dimensiunea corectă filtru este esențială pentru atingerea unui echilibru optim între preț și calitate, adică necesară reducerea armonicilor de curent cu un efort minim pentru a oferi filtrare. Având în vedere că unele dispozitive electrice periferice, cum ar fi filtrele EMI, reactoare de rețea sau filtre de ieșire sunt proiectate și selectate în funcție de linia de curent I, este de multe ori consideră că acest parametru este, de asemenea, adecvat, în cazul filtrelor armonice. Cu toate acestea, procedura de selecție corespunzătoare astfel de filtre este o sarcină de putere activă P înregistrată, și ar trebui să se bazeze pe reactiv componenta curentă Ib când selectarea unui filtru de armonici activ.