Bốn loại bộ lọc năng lượng hoạt động lai cơ bản

Trong nửa thế kỷ qua, công nghệ điện tử Power, như một công nghệ mới nổi, đã tiếp tục phát triển và đã bao phủ hầu hết tất cả các lĩnh vực của ngành công nghiệp năng lượng điện. Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi các bộ lọc năng lượng hoạt động đã dẫn đến một lượng lớn sóng hài và tác hại do hài hòa gây ra là rất đáng kể. Do đó, việc quản lý hài hòa trở nên vô cùng quan trọng.

Bộ lọc năng lượng hoạt động (APF) đã được sử dụng để ức chế điều hòa điện trong thập kỷ qua và được coi là một phương pháp hiệu quả. Nó thường tính toán các sóng hài của lưới điện và/hoặc tải trong thời gian thực, sau đó sử dụng các sơ đồ điều khiển khác nhau để khuếch đại công suất sóng hài thông qua các biến tần tần số cao, do đó triệt tiêu điện áp và dòng điện hài ở các mục đích bù khác nhau ở mức đủ thấp.

Từ góc độ công nghiệp, luyện kim, xi măng và các doanh nghiệp sản xuất lớn là những người đầu tiên bị ảnh hưởng. Hòa âm gây khó khăn cho các thiết bị bù năng lượng phản ứng được cài đặt trước đó hoạt động bình thường, dẫn đến giảm hệ số công suất, quá nóng các máy biến áp cung cấp năng lượng và phá vỡ sản xuất liên tục bình thường, ảnh hưởng nghiêm trọng đến lợi ích kinh tế của các doanh nghiệp này.

Từ quan điểm của thị trường dân sự, trong những năm gần đây, các thiết bị biến tần đã bắt đầu được công chúng chấp nhận. Lấy ví dụ về điều hòa biến tần biến tần điển hình, nếu sơ đồ bộ lọc công suất hoạt động được áp dụng để hạn chế dòng sóng hài vào lưới, xem xét các yếu tố như kích thước và giá cả, sau khi dòng điện đầu vào vượt quá 11A, rất khó để đáp ứng các yêu cầu của thiết bị điện tử GB17625.1 ". Nếu phương pháp chuyển mạch tăng cường phổ biến của công nghệ PFC được sử dụng, nó không chỉ mang lại vấn đề tăng điện áp mà còn làm giảm hiệu quả chuyển đổi.

Mặc dù các cấu trúc của APF rất đa dạng, các loại cơ bản thường được sử dụng cho các bộ lọc năng lượng hoạt động lai hiện tại có thể được phân loại thô thành bốn loại sau.

1) HAPF (bộ lọc hoạt động lai) là sự kết hợp của APF loạt và PPF song song là một loại đã nhận được sự chú ý đáng kể trong nghiên cứu hiện tại. Vì hầu hết các sóng hài được lọc ra bởi các bộ lọc thụ động tương đối rẻ tiền, nên khả năng của phần hoạt động là rất nhỏ, thường là 5% đến 10% công suất bồi thường. Do đó, chi phí tương đối thấp. Hơn nữa, vì một phần của dòng điều hòa có thể được coi là "điện trở điều hòa", điện trở này ngăn chặn sự cộng hưởng có thể xảy ra giữa lưới và PPF, cung cấp tiềm năng lớn để sửa đổi các giải pháp lọc thụ động hiện tại trong các ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là việc chèn chuỗi APF yêu cầu bổ sung một máy biến áp khớp nối, điều này làm cho kết nối và bảo trì bất tiện, và đưa ra sự biến dạng trong điện áp tải.

2) HAPF của loại APF2, được kết nối nối tiếp với PPF song song, là một bộ lọc lai kết hợp các chức năng của chuỗi APF và APF song song. Sê -ri APF phân lập nguồn điện và tải, ngăn điện áp điều hòa của nguồn điện xâm nhập vào đầu tải và dòng điều hòa của tải chảy vào lưới điện. APF song song cung cấp một đường điều hòa không khớp bằng không để hấp thụ dòng điều hòa trong tải. Giải pháp này đồng thời tinh chế cả điện áp và dòng điện giữa lưới điện và điểm kết nối chung. Tuy nhiên, do việc sử dụng hai APF, chi phí rất cao và rất khó để được áp dụng rộng rãi.

3) APF song song và loại PPF song song HAPF có lợi thế của kết nối mạch thuận tiện. APF có thể bù cho công suất phản ứng. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là APF có công suất lớn, có một kênh hài hòa giữa lưới điện và APF, và có khả năng cộng hưởng. Hơn nữa, thiết bị này nhạy cảm với điện áp sóng hài ở đầu lưới điện và chỉ phù hợp với tải sóng hài loại nguồn hiện tại.

4) Ưu điểm của PPF song song và loại APF được kết nối với chuỗi của nó là mức giảm điện áp của điện áp cơ bản của phần hoạt động giảm đáng kể. Đồng thời, sử dụng phương thức điều khiển nguồn điều khiển hiện tại (CCVS) có thể ngăn chặn sự cộng hưởng có thể có thể giữa PPF và lưới điện hoặc tải trọng một cách hiệu quả. Hơn nữa, vì máy biến áp khớp nối có thể được kết nối với điểm trung tính của PPF kết nối Y, nên thuận tiện để bảo vệ và cô lập, và phù hợp hơn cho các ứng dụng hệ thống điện áp cao. Tuy nhiên, nhược điểm của nó vẫn còn nhạy cảm với điện áp sóng hài ở đầu lưới điện và chỉ phù hợp với tải sóng hài loại nguồn hiện tại.

Do mâu thuẫn giữa mức năng lượng có thể kiểm soát hạn chế của các thiết bị điện tử hiện tại và các yêu cầu năng lượng điều khiển khổng lồ của các hệ thống điện, Bộ lọc năng lượng hoạt động lai (HAPF) đã trở thành trọng tâm chính của nghiên cứu và ứng dụng APF hiện nay. HAPF kết hợp APF và PPF. Nó không chỉ có những ưu điểm của PPF như cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và công nghệ trưởng thành, mà còn có những lợi thế của APF như hiệu ứng theo dõi động tốt và phổ triệt tiêu hài hòa rộng. Do đó, HAPF có một triển vọng ứng dụng rất hứa hẹn trong lĩnh vực công nghiệp.