Šta su Harmonici?
Preduzeće Danfoss Drives zauzima vodeće mesto u svetu među proizvođačima elektromotornih
pogona – i nastavlja da povećava zastupljenost na tržištu. Posvećenost je ključna reč još od
1968. godine, kada je Danfoss prvi u svetu predstavio masovnu proizvodnju elektromotornog
pogona sa promenljivom brzinom za motore naizmenične struje – i nazvao ga VLT®. Svi
Danfossovi frekventni pretvarači serije VLT®, od početka, se standardno isporučuju
sa ugrađenim prigušnicama u jednosmernom međukolu čime se smanjuju smetnje od
harmonijskog izobličenja. U najvećem broju slučajeva to je dovoljno da se izbegne
harmonijsko izobličenje napona u dovodnom vodu.
Šta su harmonici?
Uzrok nastajanja harmonika su potrošači električne energije kod kojih struja koju uzimaju iz
mreže nije sinusnog talasnog oblika. Harmonici su neželjena posledica korišćenja savremene
upravljačke opreme na bazi energetske elektronike. Ukoliko koristite frekventne pretvarače, na
primer, oni svi generišu harmonike kao i svaki drugi nelinearni potrošač priključen na vašu
mrežu.
Napon
Struja
Odnos
amplituda
Slika 1. Talasni oblici napona i struje kod kojih je vidljivo harmonijsko izobličenje.
Impulsni talasni oblik struje je karakterističan za ispravljač frekventnog pretvarača.
Slika 2. Harmonijski sadržaj strujnog signala prikazanog na slici 1.
Slika 3. Uprošćeni prikaz 6-impulsnog ispravljača koji se koristi u frekventnim pretvaračima.
Kondenzatori u jednosmernom međukolu se dopunjuju u toku veoma kratkog intervala. Struja
jednosmernog međukola zbog toga nije kontinualna, što prouzrokuje i diskontinualnu
naizmeničnu struju ispred ispravljača. Snaga se iz mreže uzima u istim kratkim intervalima,
zbog čega se javlja velika maksimalna vrednost, uz malu srednju vrednost snage.
Veći kondenzatori u jednosmernom međukolu obezbeđuju bolji napon (sa manjim propadima
jednosmernog napona) na ulazu u invertor, ali se zbog toga javljaju kraći intervali punjenja
kondenzatora, a time i veće maksimalne vrednosti struje za istu srednju snagu (veliki faktor
vršne vrednosti).
Izgled talasnog oblika struje u dovodnom vodu za elektromotorni pogon sa frekventnim
pretvaračem zavisi od:
• prekidačkih komponenti – dioda, tiristora i dr.
• veličine kondenzatora u jednosmernom međukolu frekventnog pretvarača
• veličine prigušnica u jednosmernom međukolu
• tipa transformatora, snage i impedanse
• tipa dovodnog kabla, preseka, dužine i impedanse
• okolnih komponenti
Napomena: Svaki Danfossov frekventni pretvarač serije VLT® ima standardno
ugrađene prigušnice u jednosmernom međukolu čime se smanjuje harmonijsko
izobličenje struje (THiD) na vrednost od 38%. Induktivnosti (prigušnice) u jednosmernom
međukolu obezbeđuju male harmonijske smetnje u napojnom vodu u skladu sa standardom
IEC-1000-3-2. Krajnji rezultat je kompaktan dizajn pretvarača bez potrebe za korišćenjem
dodatnih, spoljnih ulaznih prigušnica.
Kako harmonici mogu da utiču na Vašu instalaciju?
Struje viših harmonika dovode do:
• Povećane potrošnje energije
o Ukoliko na vašem transformatoru više od 30% opterećenja predstavljaju
nelinearni potrošači (frekventni pretvarači), tada sigurno postoji harmonijsko
izobličenje i problemi povezani sa tim.
• Povećanih gubitaka u sistemu
o Harmonici se u obračunu troškova za električnu energiju predstavljaju kao
reaktivna snaga – koja vam ne donosi ništa, ali je plaćate u svakom računu za
struju.
• Naprezanja opreme povezane na isti napojni vod
• Povećanja struja usled mrežne rezonancije.
Izobličena struja prouzrokuje izobličenje naponskog talasnog oblika, što može predstavljati
problem za sve potrošače koji dobijaju takav, izobličeni napon. Ukoliko u napojnom vodu
postoji harmonijsko izobličenje napona, sva oprema povezana na taj segment mreže radi sa
ne-idealnim uslovima napajanja, pa će odstupati od očekivanog idealnog načina rada.
To dovodi do:
• ograničenja iskorišćenja dovodnog voda i napojne mreže;
• ubrzanog starenja komponenti;
• povećanja gubitaka;
• nepravilnog rada motora (vibracija vratila);
• zastoja u proizvodnji;
• povećanja smetnji usled elektromagnetske interferencije (EMI).
Kako promena opterećenja utiče na ponašanje nelinearnih potrošača kao što su
frekventni pretvarači?
Amplituda
struje
Opterećenje
u%
Red harmonika
Slika 4. THiD i pojedinačni nivoi harmonika struje pri različitim opterećenjima
(primer za pogon snage 100kW priključen na transformator od 1000kVA, 5,5%)
Kao što je prikazano na slici 4, smanjenje snage značajno povećava vrednost THiD. Ipak, ovo
ne izaziva povećanje vrednosti izobličenja napona (THvD) na primarnoj, srednje-naponskoj
strani transformatora, jer su amplitude harmonijskih struja srazmerne smanjenoj amplitudi
prvog harmonika i struji kratkog spoja transformatora.
Jednostavno rečeno, harmonici smanjuju pouzdanost, povećavaju vreme zastoja,
utiču na kvalitet proizvoda, povećavaju troškove rada i dovode do niže
produktivnosti.
1. Pitanje:
Svi Danfossovi frekventni pretvarači serije VLT® standardno se isporučuju sa ugrađenim
prigušnicama u jednosmernom međukolu, čime se smanjuju smetnje od harmonijskih
izobličenja. Od koje godine su prigušnice na raspolaganju?
a) 1968
b) 1995
c) 2010
Odgovor treba poslati na e-mail: [email protected]
Download

Šta su Harmonici?