ตัวกรองแอคทีฟแบบขนาน (Shunt Active Filter) จัดการกับกระแสฮาร์มอนิกจากแหล่งกำเนิดหลายแหล่งได้อย่างไร?

ในฐานะซัพพลายเออร์ของ Shunt Active Filters ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับวิธีที่อุปกรณ์ที่ดีเหล่านี้จัดการกับกระแสฮาร์มอนิกจากหลายแหล่ง เป็นคำถามที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบไฟฟ้าในปัจจุบันซึ่งมีการใช้โหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้นหลายตัว ทำให้เกิดความยุ่งเหยิงฮาร์มอนิกทุกประเภท

ก่อนอื่นมาทำความเข้าใจก่อนว่ากระแสฮาร์มอนิกคืออะไร ในระบบไฟฟ้าในอุดมคติ รูปคลื่นของกระแสไฟฟ้าจะเป็นคลื่นไซน์บริสุทธิ์ แต่เมื่อโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้น เช่น ไดรฟ์ความถี่แปรผัน ระบบ UPS และไฟ LED ถูกนำมาใช้ พวกมันจะบิดเบือนคลื่นไซน์บริสุทธิ์นี้ ความบิดเบี้ยวเหล่านี้ส่งผลให้เกิดกระแสฮาร์มอนิก ซึ่งเป็นความถี่ทวีคูณของความถี่พื้นฐาน (ปกติคือ 50Hz หรือ 60Hz) ฮาร์โมนิคอาจทำให้เกิดปัญหามากมาย เช่น ความร้อนสูงเกินไปของหม้อแปลง การสูญเสียพลังงานที่เพิ่มขึ้น และการรบกวนกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อน

ตอนนี้ เมื่อคุณมีแหล่งกระแสฮาร์มอนิกหลายแหล่งในระบบ สิ่งต่างๆ จะยิ่งซับซ้อนยิ่งขึ้น แหล่งกำเนิดแต่ละแหล่งสามารถสร้างความถี่และขนาดฮาร์มอนิกที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าที่วุ่นวาย นี่คือจุดที่ Shunt Active Filters เข้ามามีบทบาท

Shunt Active Filters ทำงานโดยการตรวจสอบระบบไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง พวกเขามีเซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจจับกระแสฮาร์มอนิกที่ไหลอยู่ในระบบได้ เมื่อตรวจพบกระแสฮาร์มอนิก ตัวกรองจะวิเคราะห์ความถี่และขนาดของส่วนประกอบฮาร์มอนิกแต่ละส่วน มันเหมือนกับนักสืบ กำลังพยายามค้นหาว่าอะไรทำให้เกิดความวุ่นวายทางไฟฟ้า

หัวใจของ Shunt Active Filter คือส่วนอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ส่วนนี้ใช้อุปกรณ์สวิตชิ่งความเร็วสูง โดยทั่วไปคือ IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) IGBT เหล่านี้ถูกควบคุมโดยอัลกอริธึมการควบคุมที่ซับซ้อน อัลกอริธึมจะคำนวณจำนวนกระแสที่แน่นอนที่ต้องฉีดเข้าไปในระบบเพื่อตัดกระแสฮาร์มอนิกออก เหมือนโต้กลับโจมตีคนร้ายไฟฟ้า(ฮาร์โมนิค)!

สมมติว่าคุณมีโรงงานที่มีไดรฟ์ความถี่แปรผันหลายตัวและระบบ UPS บางระบบ อุปกรณ์เหล่านี้แต่ละชิ้นกำลังสร้างชุดกระแสฮาร์มอนิกของตัวเอง Shunt Active Filter ที่ติดตั้งในโรงงานจะวัดกระแสฮาร์มอนิกรวมในระบบอย่างต่อเนื่อง จากนั้นจะสร้างกระแสชดเชยที่มีขนาดเท่ากันแต่อยู่ตรงข้ามในเฟสกับกระแสฮาร์มอนิก เมื่อกระแสชดเชยนี้ถูกฉีดเข้าไปในระบบ มันจะตัดกระแสฮาร์มอนิกออกอย่างมีประสิทธิภาพ เหลือเพียงกระแสพื้นฐานบริสุทธิ์เท่านั้น

หนึ่งในสิ่งที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับ Shunt Active Filters คือความยืดหยุ่น พวกเขาสามารถจัดการกระแสฮาร์มอนิกจากหลายแหล่งพร้อมกัน ไม่ว่าจะเป็นสำนักงานขนาดเล็กที่มีคอมพิวเตอร์และเครื่องพิมพ์ไม่กี่เครื่อง หรือโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่มีเครื่องจักรกลหนัก ตัวกรองสามารถปรับให้เข้ากับสถานการณ์ได้

สำหรับผู้ที่กำลังมองหาตัวกรอง Shunt Active บางประเภท เราขอเสนอตัวเลือกที่ยอดเยี่ยม ตรวจสอบของเราAHF แอคทีฟฮาร์มอนิกฟิลเตอร์. ตัวกรองนี้ได้รับการออกแบบสำหรับการใช้งานทั่วไป และสามารถรองรับกระแสฮาร์มอนิกจากแหล่งต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากคุณอยู่ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมหนัก ของเราAHF อุตสาหกรรมหนักคือหนทางที่จะไป มันถูกสร้างขึ้นมาอย่างทนทานเพื่อรองรับโหลดที่มีกำลังสูงและฮาร์โมนิคสูงซึ่งมักพบในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เหล็ก เหมืองแร่ และซีเมนต์ และหากคุณกำลังมองหาโซลูชันขั้นสูงที่รวมคุณประโยชน์ของการกรองแบบแอ็คทีฟและพาสซีฟไว้ เราขอแนะนำตัวกรองที่ใช้งานแบบไฮบริดเป็นทางเลือกที่ดี

แต่ตัวกรองจะจัดการเพื่อจัดการกับหลายแหล่งได้อย่างไร ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับกลยุทธ์การควบคุมขั้นสูง อัลกอริธึมการควบคุมได้รับการออกแบบมาเพื่อวิเคราะห์กระแสฮาร์มอนิกแบบเรียลไทม์ สามารถแยกแยะระหว่างแหล่งฮาร์มอนิกต่างๆ และปรับกระแสชดเชยให้เหมาะสมได้ ตัวอย่างเช่น หากแหล่งหนึ่งสร้างฮาร์โมนิคลำดับที่ 5 และ 7 เป็นหลัก และอีกแหล่งหนึ่งสร้างฮาร์โมนิคลำดับที่ 11 และ 13 ตัวกรองจะสามารถสร้างกระแสชดเชยแยกกันสำหรับฮาร์โมนิคแต่ละชุด

สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งคือเวลาตอบสนองของตัวกรอง ในระบบที่มีหลายแหล่ง กระแสฮาร์มอนิกสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว Shunt Active Filter จะต้องสามารถตอบสนองการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็ว ตัวกรองของเราได้รับการออกแบบมาให้มีเวลาตอบสนองที่รวดเร็วมาก โดยปกติแล้วจะอยู่ในลำดับมิลลิวินาที ซึ่งหมายความว่าสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงฉับพลันของกระแสฮาร์มอนิกได้ ทำให้มั่นใจได้ว่าระบบจะปราศจากฮาร์โมนิคตลอดเวลา

นอกเหนือจากการยกเลิกกระแสฮาร์มอนิกแล้ว Shunt Active Filters ยังสามารถปรับปรุงตัวประกอบกำลังของระบบได้อีกด้วย ตัวประกอบกำลังคือการวัดประสิทธิภาพการใช้พลังงานไฟฟ้า ค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าต่ำอาจส่งผลให้ค่าไฟฟ้าสูงขึ้น และเพิ่มความเครียดต่อโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้า ด้วยการฉีดกระแสชดเชย Shunt Active Filter สามารถแก้ไขตัวประกอบกำลัง ทำให้ระบบมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เมื่อพูดถึงการติดตั้ง Shunt Active Filters นั้นค่อนข้างง่ายในการติดตั้ง สามารถเชื่อมต่อแบบขนานกับระบบไฟฟ้าได้ ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่มากนัก ทำให้เป็นโซลูชันที่คุ้มต้นทุนสำหรับระบบไฟฟ้าทั้งใหม่และที่มีอยู่

เราได้เห็นเรื่องราวความสำเร็จมากมายด้วย Shunt Active Filters ของเรา ตัวอย่างเช่น บริษัทผู้ผลิตขนาดกลางประสบปัญหากับหม้อแปลงที่มีความร้อนสูงเกินไปและอุปกรณ์ขัดข้องบ่อยครั้งเนื่องจากกระแสฮาร์มอนิก หลังจากติดตั้ง Shunt Active Filter ระดับฮาร์โมนิคในระบบลดลงอย่างมาก หม้อแปลงหยุดความร้อนสูงเกินไป และความล้มเหลวของอุปกรณ์ลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ สิ่งนี้ไม่เพียงช่วยบริษัทประหยัดเงินค่าบำรุงรักษาและค่าเปลี่ยนทดแทนได้มาก แต่ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตโดยรวมของโรงงานอีกด้วย

หากคุณกำลังเผชิญกับกระแสฮาร์มอนิกจากหลายแหล่งในระบบไฟฟ้าของคุณ อย่าปล่อยให้กระแสเหล่านั้นทำให้คุณปวดหัว ตัวกรอง Shunt Active ของเราคือคำตอบที่คุณต้องการ ไม่ว่าคุณจะอยู่ในอาคารพาณิชย์ โรงงานอุตสาหกรรม หรือศูนย์ข้อมูล เรามีตัวกรองที่เหมาะสมสำหรับคุณ

เราพร้อมเสมอเพื่อช่วยคุณค้นหาโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการเฉพาะของคุณ หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวกรอง Shunt Active ของเรา หรือต้องการหารือเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการซื้อ โปรดติดต่อเราได้เลย เราสามารถให้ข้อมูลทางเทคนิคโดยละเอียดแก่คุณ ประเมินสถานที่ และเสนอราคาที่กำหนดเองได้ มาทำงานร่วมกันเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าที่สะอาดและมีประสิทธิภาพ

อ้างอิง

• "คุณภาพไฟฟ้าในระบบไฟฟ้า" โดย Bimal K. Bose
• "ตัวกรองกำลังที่ใช้งานอยู่: หลักการ การควบคุม และการออกแบบ" โดย FZ Peng และ JS Lai