ДОСЛІДЖЕННЯ ГЕНЕРАЦІЇ ВИЩИХ ГАРМОНІК ВІДРОБОТИ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЧАСТОТИ В МЕРЕЖУ ЖИВЛЕННЯ ЗМІННОГО СТРУМУ

Анотація

У даній роботі проведено комплексний аналіз впливу вищих гармонік, що генеруються частотним перетворювачем, на трифазну систему електропостачання електропривода. Приділено увагу визначенню рівня гармонійних спотворень у вхідному струмі перетворювача. Для проведення експериментальних досліджень розроблено та реалізовано схему спеціалізованої дослідної установки, що забезпечує можливість вимірювання параметрів роботи частотного перетворювача в режимі реального часу. Проведено експериментальні випробування частотного перетворювача Altivar 71 у трьох режимах роботи: холостого ходу, номінального навантаження та перевантаження на 25%. Виміряні значення струму та відносної лінійної напруги було оброблено у середовищі Mathcad 14 та представлено у вигляді графіків, що демонструють зміну параметрів електроенергії за різних умов експлуатації. Аналіз отриманих спектрів гармонійних складових показав, що в системі присутні переважно непарні гармоніки, серед яких найбільший вплив мають 5-та та 7-ма гармоніки, особливо в умовах навантаження. Було встановлено, що збільшення навантаження перетворювача сприяє зниженню коефіцієнта гармонійних спотворень, тоді як зменшення вихідної частоти частотного перетворювача, навпаки, призводить до зростання рівня спотворень Одним із найефективніших методів зниження рівня гармонійних спотворень, а також підвищення коефіцієнта потужності системи, є застосування коректорів коефіцієнта потужності (PFC). Дані пристрої, що базуються на використанні високоефективних імпульсних схем із низькими енергетичними втратами, не лише покращують форму струму та підвищують коефіцієнт потужності, а й забезпечують стабілізацію напруги в колі постійного струму навіть за умов різких просадок напруги живлення. У результаті дослідження визначено рівні коефіцієнтів гармонійних спотворень для різних режимів роботи частотного перетворювача, а також запропоновано використання PFC для мінімізації негативного впливу вищих гармонік на систему електропостачання електропривода. Впровадження таких заходів дозволяє підвищити ефективність електроприводних систем, забезпечити покращення показників якості електроенергії та стабільну роботу інверторів.