ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરને હાર્મોનિકસનું નુકસાન, ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરની હાર્મોનિક કંટ્રોલ સ્કીમ

ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં ચલ સ્પીડ ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ ઉદ્યોગમાં ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.ઇન્વર્ટર રેક્ટિફાયર સર્કિટની પાવર સ્વિચિંગ લાક્ષણિકતાઓને કારણે, તેના સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય પર એક વિશિષ્ટ અલગ સિસ્ટમ લોડ જનરેટ થાય છે.ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર સામાન્ય રીતે અન્ય ઉપકરણો જેમ કે કોમ્પ્યુટર અને સાઇટ પર સેન્સર સાથે એકસાથે કામ કરે છે.આ ઉપકરણો મોટે ભાગે નજીકમાં ઇન્સ્ટોલ કરેલા હોય છે અને એકબીજાને અસર કરી શકે છે.તેથી, ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર દ્વારા રજૂ કરાયેલ પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનો એ જાહેર પાવર ગ્રીડમાં એક મહત્વપૂર્ણ હાર્મોનિક સ્ત્રોત છે, અને પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનો દ્વારા ઉત્પન્ન થતું હાર્મોનિક પ્રદૂષણ પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક તકનીકના વિકાસમાં મુખ્ય અવરોધ બની ગયું છે.

1.1 હાર્મોનિક્સ શું છે
હાર્મોનિક્સનું મૂળ કારણ અલગ સિસ્ટમ લોડિંગ છે.જ્યારે લોડમાંથી પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે લાગુ વોલ્ટેજ સાથે કોઈ રેખીય સંબંધ નથી, અને સાઈન વેવ સિવાયનો પ્રવાહ વહે છે, જે ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ ઉત્પન્ન કરે છે.હાર્મોનિક ફ્રીક્વન્સી એ મૂળભૂત આવર્તનના પૂર્ણાંક ગુણાંક છે.ફ્રેન્ચ ગણિતશાસ્ત્રી ફૌરિયર (M.Fourier)ના વિશ્લેષણના સિદ્ધાંત અનુસાર, કોઈપણ પુનરાવર્તિત તરંગનું મૂળભૂત આવર્તન અને મૂળભૂત આવર્તન ગુણાંકની શ્રેણીના હાર્મોનિક્સ સહિત સાઈન વેવ ઘટકોમાં વિઘટન થઈ શકે છે.હાર્મોનિક્સ એ સાઈનસાઈડલ વેવફોર્મ છે, અને દરેક સાઈનસાઈડલ વેવફોર્મ ઘણીવાર અલગ ફ્રીક્વન્સી, કંપનવિસ્તાર અને તબક્કા કોણ ધરાવે છે.હાર્મોનિક્સને સમ અને વિષમ હાર્મોનિક્સમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, ત્રીજી, પાંચમી અને સાતમી સંખ્યાઓ વિષમ હાર્મોનિક્સ છે, અને બીજી, ચૌદમી, છઠ્ઠી અને આઠમી સંખ્યાઓ સમાન હાર્મોનિક છે.ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે મૂળભૂત તરંગ 50Hz છે, ત્યારે બીજી હાર્મોનિક 10Hz છે અને ત્રીજી હાર્મોનિક 150Hz છે.સામાન્ય રીતે, વિચિત્ર હાર્મોનિક્સ સમ હાર્મોનિક્સ કરતાં વધુ નુકસાનકારક હોય છે.સંતુલિત થ્રી-ફેઝ સિસ્ટમમાં, સમપ્રમાણતાને કારણે, હાર્મોનિક્સ પણ દૂર કરવામાં આવ્યા છે અને માત્ર વિચિત્ર હાર્મોનિક્સ અસ્તિત્વમાં છે.ત્રણ તબક્કાના રેક્ટિફાયર લોડ માટે, હાર્મોનિક પ્રવાહ 6n 1 હાર્મોનિક છે, જેમ કે 5, 7, 11, 13, 17, 19, વગેરે. સોફ્ટ સ્ટાર્ટર કી 5મી અને 7મી હાર્મોનિકનું કારણ બને છે.
1.2 હાર્મોનિક નિયંત્રણ માટે સંબંધિત ધોરણો
ઇન્વર્ટર હાર્મોનિક નિયંત્રણ નીચેના ધોરણો પર ધ્યાન આપવું જોઈએ: દખલ વિરોધી ધોરણો: EN50082-1, -2, EN61800-3: રેડિયેશન ધોરણો: EN5008l-1, -2, EN61800-3.ખાસ કરીને IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) અને IEEE519-1992.
સામાન્ય દખલ-વિરોધી ધોરણો EN50081 અને EN50082 અને ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર સ્ટાન્ડર્ડ EN61800 (1ECl800-3) વિવિધ વાતાવરણમાં કાર્યરત સાધનોના રેડિયેશન અને વિરોધી હસ્તક્ષેપ સ્તરોને વ્યાખ્યાયિત કરે છે.ઉપરોક્ત ધોરણો વિવિધ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ સ્વીકાર્ય રેડિયેશન સ્તરોને વ્યાખ્યાયિત કરે છે: સ્તર L, કોઈ રેડિયેશન મર્યાદા નથી.તે એવા વપરાશકર્તાઓ માટે યોગ્ય છે કે જેઓ અપ્રભાવિત કુદરતી વાતાવરણમાં સોફ્ટ સ્ટાર્ટરનો ઉપયોગ કરે છે અને તે વપરાશકર્તાઓ કે જેઓ રેડિયેશન સ્ત્રોત પ્રતિબંધો જાતે ઉકેલે છે.વર્ગ h એ EN61800-3 દ્વારા ઉલ્લેખિત મર્યાદા છે, પ્રથમ પર્યાવરણ: મર્યાદા વિતરણ, બીજું પર્યાવરણ.રેડિયો ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટરના વિકલ્પ તરીકે, રેડિયો ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટરથી સજ્જ સોફ્ટ સ્ટાર્ટરને કોમર્શિયલ સ્તરે પહોંચી શકે છે, જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે બિન-ઔદ્યોગિક વાતાવરણમાં થાય છે.
2 હાર્મોનિક નિયંત્રણ પગલાં
હાર્મોનિક સમસ્યાઓનું સંચાલન કરી શકાય છે, રેડિયેશન દખલગીરી અને પાવર સપ્લાય સિસ્ટમની દખલગીરીને દબાવી શકાય છે, અને શિલ્ડિંગ, આઇસોલેશન, ગ્રાઉન્ડિંગ અને ફિલ્ટરિંગ જેવા તકનીકી પગલાં અપનાવી શકાય છે.
(1) નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર અથવા સક્રિય ફિલ્ટર લાગુ કરો;
(2) ટ્રાન્સફોર્મરને ઉપાડો, સર્કિટની લાક્ષણિક અવબાધ ઘટાડવો અને પાવર લાઇનને ડિસ્કનેક્ટ કરો;
(3) ગ્રીન સોફ્ટ સ્ટાર્ટરનો ઉપયોગ કરો, પલ્સ વર્તમાન પ્રદૂષણ નહીં.
2.1 નિષ્ક્રિય અથવા સક્રિય ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરવો
નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર્સ વિશિષ્ટ ફ્રીક્વન્સીઝ પર પાવર સપ્લાય સ્વિચ કરવાના લાક્ષણિક અવરોધને બદલવા માટે યોગ્ય છે, અને તે સિસ્ટમો માટે યોગ્ય છે જે સ્થિર છે અને બદલાતી નથી.સક્રિય ફિલ્ટર્સ અલગ સિસ્ટમ લોડને વળતર આપવા માટે યોગ્ય છે.
નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર્સ પરંપરાગત પદ્ધતિઓ માટે યોગ્ય છે.નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર તેની સરળ અને સ્પષ્ટ માળખું, ઓછા પ્રોજેક્ટ રોકાણ, ઉચ્ચ કામગીરીની વિશ્વસનીયતા અને ઓછી કામગીરી ખર્ચને કારણે પ્રથમ દેખાયું.તેઓ સ્પંદિત પ્રવાહોને દબાવવાના મુખ્ય માધ્યમો છે.એલસી ફિલ્ટર એ પરંપરાગત નિષ્ક્રિય ઉચ્ચ-ઓર્ડર હાર્મોનિક સપ્રેસન ઉપકરણ છે.તે ફિલ્ટર કેપેસિટર્સ, રિએક્ટર અને રેઝિસ્ટરનું યોગ્ય સંયોજન છે અને તે ઉચ્ચ-ક્રમના હાર્મોનિક સ્ત્રોત સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલું છે.ફિલ્ટરિંગ કાર્ય ઉપરાંત, તેમાં અમાન્ય વળતર કાર્ય પણ છે.આવા ઉપકરણોમાં કેટલીક દુસ્તર ખામીઓ હોય છે.કી ઓવરલોડ કરવામાં ખૂબ જ સરળ છે, અને જ્યારે ઓવરલોડ થાય છે ત્યારે તે બળી જાય છે, જેના કારણે પાવર ફેક્ટર ધોરણ, વળતર અને સજા કરતાં વધી જાય છે.વધુમાં, નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર્સ નિયંત્રણની બહાર છે, તેથી સમય જતાં, વધારાના એમ્બ્રીટલમેન્ટ અથવા નેટવર્ક લોડ ફેરફારો શ્રેણીના પડઘોને બદલશે અને ફિલ્ટર અસરને ઘટાડશે.વધુ મહત્ત્વની વાત એ છે કે, નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર માત્ર એક ઉચ્ચ-ઓર્ડર હાર્મોનિક ઘટકને ફિલ્ટર કરી શકે છે (જો કોઈ ફિલ્ટર હોય, તો તે ફક્ત ત્રીજા હાર્મોનિકને જ ફિલ્ટર કરી શકે છે), જેથી જો વિવિધ ઉચ્ચ-ઓર્ડર હાર્મોનિક ફ્રીક્વન્સીને ફિલ્ટર કરવામાં આવે, તો વિવિધ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ વધારવા માટે કરી શકાય છે. સાધનો રોકાણ.
વિશ્વના વિવિધ દેશોમાં ઘણા પ્રકારના સક્રિય ફિલ્ટર્સ છે, જે વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝ અને કંપનવિસ્તારોના પલ્સ પ્રવાહોને ટ્રેક કરી શકે છે અને તેની ભરપાઈ કરી શકે છે અને વળતરની લાક્ષણિકતાઓ પાવર ગ્રીડના લાક્ષણિક અવબાધથી પ્રભાવિત થશે નહીં.સક્રિય પાવર એન્જિનિયરિંગ ફિલ્ટર્સના મૂળ સિદ્ધાંતનો જન્મ 1960ના દાયકામાં થયો હતો, ત્યારબાદ મોટા, મધ્યમ અને નાના આઉટપુટ પાવર ફુલ-કંટ્રોલ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ટેક્નોલોજીમાં સુધારો, પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન કંટ્રોલ સિસ્ટમમાં સુધારો અને હાર્મોનિક્સ પર આધારિત ત્વરિત ગતિ પ્રતિક્રિયાશીલ લોડ સિદ્ધાંત.વર્તમાન ત્વરિત ગતિ મોનિટરિંગ પદ્ધતિની સ્પષ્ટ દરખાસ્ત સક્રિય પાવર એન્જિનિયરિંગ ફિલ્ટર્સના ઝડપી વિકાસ તરફ દોરી ગઈ છે.તેનો મૂળભૂત ખ્યાલ વળતર લક્ષ્યમાંથી ઉદ્ભવતા હાર્મોનિક પ્રવાહનું નિરીક્ષણ કરવાનો છે, અને વળતરના સાધનો હાર્મોનિક પ્રવાહના સમાન કદ અને વિરુદ્ધ ધ્રુવીયતા સાથે વળતર પ્રવાહનો ફ્રીક્વન્સી બેન્ડ બનાવે છે, જેથી પલ્સ વર્તમાનને કારણે થતા પલ્સ પ્રવાહને સરભર કરી શકાય. મૂળ લાઇનનો સ્ત્રોત, અને પછી પાવર નેટવર્કનો વર્તમાન બનાવો ફક્ત મૂળભૂત સર્વિંગ્સ શામેલ છે.મુખ્ય ભાગ હાર્મોનિક વેવ જનરેટર અને ઓટોમેટિક કંટ્રોલ સિસ્ટમ છે, એટલે કે, તે ડિજિટલ ઇમેજ પ્રોસેસિંગ ટેક્નોલોજી દ્વારા કામ કરે છે જે ઝડપી ઇન્સ્યુલેટિંગ લેયર ટ્રાયોડને નિયંત્રિત કરે છે.
આ તબક્કે, ખાસ પલ્સ વર્તમાન નિયંત્રણના પાસામાં, નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર્સ અને સક્રિય ફિલ્ટર્સ પૂરક અને મિશ્રિત એપ્લિકેશનના સ્વરૂપમાં દેખાયા છે, જે સક્રિય ફિલ્ટર્સના ફાયદાઓનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરે છે જેમ કે સરળ અને સ્પષ્ટ માળખું, સરળ જાળવણી, ઓછી કિંમત. , અને સારી વળતર કામગીરી.તે મોટા જથ્થાની ખામીઓ અને સક્રિય ફિલ્ટરની વધેલી કિંમતથી છુટકારો મેળવે છે, અને સમગ્ર સિસ્ટમ સોફ્ટવેરને ઉત્તમ પ્રદર્શન પ્રાપ્ત કરવા માટે બંનેને એકસાથે જોડે છે.
2.2 લૂપના અવબાધને ઓછો કરો અને ટ્રાન્સમિશન લાઇન પદ્ધતિને કાપી નાખો
હાર્મોનિક જનરેશનનું મૂળ કારણ બિન-રેખીય લોડ્સના ઉપયોગને કારણે છે, તેથી, મૂળભૂત ઉકેલ એ છે કે હાર્મોનિક-જનરેટિંગ લોડ્સની પાવર લાઇનને હાર્મોનિક-સંવેદનશીલ લોડ્સની પાવર લાઇનથી અલગ કરવી.બિનરેખીય લોડ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ વિકૃત પ્રવાહ કેબલના અવરોધ પર વિકૃત વોલ્ટેજ ડ્રોપ ઉત્પન્ન કરે છે, અને સંશ્લેષિત વિકૃત વોલ્ટેજ વેવફોર્મ સમાન લાઇન સાથે જોડાયેલા અન્ય લોડ પર લાગુ થાય છે, જ્યાં ઉચ્ચ હાર્મોનિક પ્રવાહ વહે છે.તેથી, કેબલના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારને વધારીને અને લૂપના અવરોધને ઘટાડીને પલ્સ વર્તમાન નુકસાનને ઘટાડવાના પગલાં પણ જાળવી શકાય છે.હાલમાં, ટ્રાન્સફોર્મરની ક્ષમતામાં વધારો, કેબલના ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયામાં વધારો, ખાસ કરીને ન્યુટ્રલ કેબલ્સના ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયામાં વધારો અને સર્કિટ બ્રેકર્સ અને ફ્યુઝ જેવા રક્ષણાત્મક ઘટકો પસંદ કરવા જેવી પદ્ધતિઓનો ચીનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.જો કે, આ પદ્ધતિ મૂળભૂત રીતે હાર્મોનિક્સને દૂર કરી શકતી નથી, પરંતુ સંરક્ષણ લાક્ષણિકતાઓ અને કાર્યોને ઘટાડે છે, રોકાણમાં વધારો કરે છે અને પાવર સપ્લાય સિસ્ટમમાં છુપાયેલા જોખમોને વધારે છે.સમાન પાવર સપ્લાયમાંથી રેખીય લોડ અને બિન-રેખીય લોડને કનેક્ટ કરો
પોઈન્ટ્સ ઓફ આઉટલેટ (પીસીસી) સર્કિટને વ્યક્તિગત રીતે પાવર સપ્લાય કરવાનું શરૂ કરે છે, તેથી અલગ લોડમાંથી આઉટ-ઓફ-ફ્રેમ વોલ્ટેજ રેખીય લોડમાં સ્થાનાંતરિત થઈ શકતું નથી.વર્તમાન હાર્મોનિક સમસ્યાનો આ એક આદર્શ ઉકેલ છે.
2.3 હાર્મોનિક પ્રદૂષણ વિના એમરાલ્ડ ગ્રીન ઇન્વર્ટર પાવર લાગુ કરો
ગ્રીન ઇન્વર્ટરનું ગુણવત્તા ધોરણ એ છે કે ઇનપુટ અને આઉટપુટ કરંટ એ સાઈન વેવ્સ છે, ઇનપુટ પાવર ફેક્ટર નિયંત્રણક્ષમ છે, પાવર ફેક્ટરને કોઈપણ લોડ હેઠળ 1 પર સેટ કરી શકાય છે, અને પાવર ફ્રીક્વન્સીની આઉટપુટ ફ્રીક્વન્સી મનસ્વી રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે.ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરનું બિલ્ટ-ઇન એસી રિએક્ટર હાર્મોનિક્સને સારી રીતે દબાવી શકે છે અને પાવર સપ્લાય વોલ્ટેજના તાત્કાલિક ઊભો તરંગના પ્રભાવથી રેક્ટિફાયર બ્રિજને સુરક્ષિત કરી શકે છે.પ્રેક્ટિસ બતાવે છે કે રિએક્ટર વિના હાર્મોનિક પ્રવાહ રિએક્ટર કરતા સ્પષ્ટપણે વધારે છે.હાર્મોનિક પ્રદૂષણને કારણે થતી દખલગીરી ઘટાડવા માટે, ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરના આઉટપુટ સર્કિટમાં અવાજ ફિલ્ટર ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે.જ્યારે ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર પરવાનગી આપે છે, ત્યારે ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરની વાહક આવર્તન ઘટાડવામાં આવે છે.વધુમાં, હાઈ-પાવર ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર્સમાં, સામાન્ય રીતે 12-પલ્સ અથવા 18-પલ્સ સુધારણાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેનાથી નીચા હાર્મોનિક્સને દૂર કરીને પાવર સપ્લાયમાં હાર્મોનિક સામગ્રીમાં ઘટાડો થાય છે.ઉદાહરણ તરીકે, 12 પલ્સ, સૌથી નીચા હાર્મોનિક્સ 11મી, 13મી, 23મી અને 25મી હાર્મોનિક્સ છે.તેવી જ રીતે, 18 એકલ પલ્સ માટે, થોડા હાર્મોનિક્સ 17મી અને 19મી હાર્મોનિક્સ છે.
સોફ્ટ સ્ટાર્ટર્સમાં વપરાતી ઓછી હાર્મોનિક ટેક્નોલોજીનો સારાંશ નીચે મુજબ કરી શકાય છે.
(1) ઇન્વર્ટર પાવર સપ્લાય મોડ્યુલનું શ્રેણી ગુણાકાર 2 અથવા લગભગ 2 શ્રેણી-જોડાયેલ ઇન્વર્ટર પાવર સપ્લાય મોડ્યુલ પસંદ કરે છે, અને વેવફોર્મ સંચય અનુસાર હાર્મોનિક ઘટકોને દૂર કરે છે.
(2) રેક્ટિફાયર સર્કિટ વધે છે.પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન સોફ્ટ સ્ટાર્ટર પલ્સ કરંટ ઘટાડવા માટે 121-પલ્સ, 18-પલ્સ અથવા 24-પલ્સ રેક્ટિફાયરનો ઉપયોગ કરે છે.
(3) શ્રેણીમાં ઇન્વર્ટર પાવર મોડ્યુલોનો પુનઃઉપયોગ, 30 સિંગલ-પલ્સ સિરીઝના ઇન્વર્ટર પાવર મોડ્યુલોનો ઉપયોગ કરીને અને પાવર સર્કિટનો ફરીથી ઉપયોગ કરીને, પલ્સ કરંટ ઘટાડી શકાય છે.
(4) નવી ડીસી ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ઝન મોડ્યુલેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરો, જેમ કે વર્કિંગ વોલ્ટેજ વેક્ટર મટિરિયલનું ડાયમંડ મોડ્યુલેશન.હાલમાં, ઘણા ઇન્વર્ટર ઉત્પાદકો હાર્મોનિક સમસ્યાને ખૂબ મહત્વ આપે છે, અને તકનીકી રીતે ડિઝાઇન દરમિયાન ઇન્વર્ટરની ગ્રીનિંગની ખાતરી કરે છે, અને હાર્મોનિક સમસ્યાને મૂળભૂત રીતે હલ કરે છે.
3 નિષ્કર્ષ
સામાન્ય રીતે, આપણે હાર્મોનિક્સના કારણને સ્પષ્ટપણે સમજી શકીએ છીએ.વાસ્તવિક કામગીરીના સંદર્ભમાં, લોકો લૂપના લાક્ષણિક અવરોધને ઘટાડવા માટે નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર્સ અને સક્રિય ફિલ્ટર્સ પસંદ કરી શકે છે, હાર્મોનિક ટ્રાન્સમિશનના સંબંધિત માર્ગને કાપી શકે છે, હાર્મોનિક પ્રદૂષણ વિના ગ્રીન સોફ્ટ સ્ટાર્ટર વિકસાવી અને લાગુ કરી શકે છે અને સોફ્ટ ધ હાર્મોનિક્સને ચાલુ કરી શકે છે. સ્ટાર્ટર નાની શ્રેણીમાં નિયંત્રિત થાય છે.