高調波の歪みは、ファンポンプ変動周波数駆動（VFD）を扱う際に理解するための重要な側面です。ファンポンプVFDの専用サプライヤーとして、私はこれらの重要なデバイスの性能と寿命に対する高調波の歪みの影響を直接目撃しました。このブログでは、ハーモニックの歪み、ファンポンプVFDへの影響、そしてその効果をどのように軽減できるかを掘り下げます。
高調波の歪みを理解する
まず、高調波の歪みを定義しましょう。理想的な電気システムでは、電圧と電流波形は純粋な正弦波です。ただし、実際の世界のシナリオでは、特にVFDのような非線形負荷を備えたシステムでは、波形は純粋な正弦型から逸脱します。高調波は、基本周波数の整数倍数である周波数です（たとえば、50 -Hzの電力システムでは、2番目の高調波は100 Hz、3番目は150 Hzなど）。
高調波の歪みは、これらの高調波周波数が電気システムに存在すると発生し、電流と電圧の波形が歪んでいます。通常、総高調波歪み（THD）の割合として測定されます。 THDは、すべての高調波成分のパワーの合計と基本コンポーネントのパワーの比を表す数値です。
ファンポンプVFDで高調波の歪みが重要な理由
機器の性能への影響
ファンポンプVFDの場合、高調波の歪みは、パフォーマンスにいくつかの有害な影響を与える可能性があります。歪んだ電流と電圧の波形により、モーターの動作が効率が低下する可能性があります。この非効率性は、モーターが同じレベルの出力を達成するために一生懸命働かなければならないため、エネルギー消費の増加につながります。さらに、高調波の存在は、モーター巻線やVFDの他の成分の加熱の増加につながる可能性があります。時間が経つにつれて、この過度の熱は断熱材を分解し、機器の寿命を減らし、早期故障の可能性を高めることができます。
他の電気機器との互換性
ファンポンプVFDによって生成される高調波の歪みは、同じ電力システムに接続された他の電気機器に問題を引き起こす可能性もあります。歪んだ波形は、コンピューター、通信機器、制御システムなど、敏感な電子デバイスの通常の動作を妨げる可能性があります。この干渉は、これらのデバイスに誤動作、データエラー、さらには損傷さえもたらす可能性があります。
電力品質とユーティリティの要件
多くのユーティリティ企業は、顧客が電源グリッドに注入することが許可されている高調波の歪みのレベルに関して厳しい規制を持っています。ファンポンプVFDからの高レベルの高調波歪みは、これらの規制に違反し、終了 - ユーザーの罰則につながる可能性があります。さらに、高調波による電力品質が低いと、伝送および流通システムの損失の増加など、ユーティリティ会社自体に問題が発生する可能性があります。
ファンポンプVFDの高調波歪みの原因
非線形負荷特性
ファンポンプVFDの高調波歪みの主な原因は、非線形負荷特性です。 VFDは通常、ダイオード、サイリスタ、絶縁-Gateバイポーラトランジスタ（IGBT）などの電力電子デバイスを使用して、着信AC電力をDC電力に変換し、変数-Fericurem AC電源に戻します。これらの電子電子デバイスは線形ではありません。つまり、電圧と電流の関係は比例しません。その結果、オンとオフのときに高調波を生成します。
パルス幅変調（PWM）
高調波歪みのもう1つの原因は、VFDで使用されるパルス幅変調（PWM）技術です。 PWMは、VFDの出力電圧と周波数を制御する一般的な方法です。電子電子デバイスのオンとオフを迅速に切り替えることにより、PWMは変数 - 周波数出力を作成できます。ただし、PWMの高い周波数スイッチングも高調波を生成し、システムの全体的な高調波の歪みに寄与する可能性があります。
ファンポンプVFDの高調波歪みを軽減します
パッシブフィルター
高調波の歪みを緩和するための最も一般的な方法の1つは、パッシブフィルターの使用です。パッシブフィルターは、インダクタ、コンデンサ、抵抗器で構成される電気回路です。これらは、基本的な周波数が通過できるようにしながら、特定の高調波周波数をブロックまたは減衰させるように設計されています。シングルチューニングフィルター、ハイパスフィルター、バンドパスフィルターなど、それぞれ独自の利点と短所を備えたパスフィルターなど、さまざまな種類のパッシブフィルターがあります。
アクティブフィルター
アクティブフィルターは、高調波の歪みを減らすためのもう1つのオプションです。パッシブフィルターとは異なり、アクティブフィルターは電源電子デバイスを使用して、大きさが等しいが、高調波電流とは反対の補償電流を生成します。この補償電流は、高調波電流をキャンセルし、システムの全体的な高調波の歪みを効果的に減らします。アクティブフィルターはパッシブフィルターよりも高価ですが、パフォーマンスが向上し、柔軟性が向上します。
マルチ - パルスVFD
マルチパルスVFDは、VFDの整流器セクションのパルスの数を増やすことにより、高調波の歪みを減らすように設計されています。標準6-パルスVFDは、比較的高いレベルの高調波歪みを生成します。対照的に、12-パルス、18-パルス、さらには24パルスVFDは、入力電流の高調波含有量を大幅に減らすことができます。これらのマルチパルスVFDは、追加の変圧器と整流器回路を使用して、より正弦波電流波形を作成します。
ファンポンプVFDサプライヤーとしてのソリューション
ファンポンプVFDのサプライヤーとして、高調波の歪みの問題に対処するためのさまざまな製品とソリューションを提供しています。私たちの15KW VFD高度なパワーエレクトロニクステクノロジーを使用して、高調波生成を最小限に抑えるために設計されています。高品質の入力フィルターや最適化されたPWMアルゴリズムなどの機能が組み込まれ、高調波の歪みのレベルを低下させます。
さらに、提供します周波数ドライブコントローラーVFDと調和して機能するように特別に設計されたソリューション。これらのコントローラーは、検出された高調波歪みのレベルに基づいてVFDの動作を調整し、最適なパフォーマンスと電力品質基準へのコンプライアンスを確保するようにプログラムできます。
屋外アプリケーションにVFDを必要とする顧客向けに、私たち屋外VFD低レベルの高調波歪みを維持しながら、厳しい環境条件に耐えるように構築されています。過熱を防ぎ、信頼できる動作を確保するために、堅牢なエンクロージャーと高度な冷却システムが装備されています。
結論
ハーモニック歪みは、ファンポンプVFDの世界では複雑ですが重要な問題です。その原因、効果、および緩和戦略を理解することは、これらのデバイスの効率的かつ信頼性の高い動作を確保するために重要です。サプライヤーとして、私たちは、高調波の歪みを最小限に抑え、最も厳格な電力品質要件を満たす高品質のファンポンプVFDを顧客に提供することを約束しています。
ファンポンプVFDについて詳しく知りたい場合や、高調波の歪みについて質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。特定のニーズについて話し合い、アプリケーションに最適なソリューションを提供することを楽しみにしています。
参照
- ブラウン、彼、およびホームズ、DG（2002）。カスタム電源デバイスを使用した電力品質の向上。ワイリー-IEEEプレス。
- Mohan、N.、Undeland、TM、＆Robbins、WP（2012）。パワーエレクトロニクス：コンバーター、アプリケーション、および設計。ワイリー。
- IEEE Standard 519-2014、IEEEは、電力システムにおける高調波制御のための推奨慣行と要件を推奨しています。