ในฐานะซัพพลายเออร์ของตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกฉันได้เห็นพลังงานการเปลี่ยนแปลงโดยตรงส่วนประกอบเหล่านี้มีต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้า ในบล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกและประสิทธิภาพของมอเตอร์สำรวจวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังมันผลกระทบของโลกจริงและทำไมพวกเขาถึงเป็นส่วนเสริมที่จำเป็นสำหรับระบบไฟฟ้าใด ๆ
ทำความเข้าใจฮาร์โมนิกในระบบไฟฟ้า
ก่อนที่เราจะหารือเกี่ยวกับบทบาทของตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจว่าฮาร์มอนิกคืออะไร ในระบบไฟฟ้าในอุดมคติแรงดันไฟฟ้าและรูปคลื่นปัจจุบันเป็นคลื่นไซน์บริสุทธิ์ อย่างไรก็ตามในสถานการณ์จริง - โลกการโหลดเชิงเส้นที่ไม่ใช่เชิงเส้นเช่นไดรฟ์ความถี่ตัวแปรคอมพิวเตอร์และแสง LED แนะนำการบิดเบือนกับรูปคลื่นเหล่านี้ รูปคลื่นที่บิดเบี้ยวเหล่านี้มีความถี่ที่เป็นทวีคูณจำนวนเต็มของความถี่พื้นฐาน (โดยปกติ 50Hz หรือ 60Hz) เรียกว่าฮาร์มอนิก
ฮาร์มอนิกสามารถมีผลเสียต่อมอเตอร์ไฟฟ้า พวกเขาเพิ่มกระแสที่มีประสิทธิภาพไหลผ่านขดลวดมอเตอร์นำไปสู่การให้ความร้อนเพิ่มเติม ความร้อนพิเศษนี้ไม่เพียง แต่ช่วยลดประสิทธิภาพของมอเตอร์ แต่ยังทำให้อายุการใช้งานลดลงเนื่องจากการย่อยสลายของฉนวนกันความร้อน ยิ่งไปกว่านั้นฮาร์มอนิกส์อาจทำให้เกิดการเต้นแรงบิดซึ่งส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือนเชิงกลและเสียงรบกวนช่วยลดประสิทธิภาพโดยรวมของมอเตอร์
ตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกทำงานอย่างไร
ตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกถูกออกแบบมาเพื่อลดผลกระทบของฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้า พวกเขาทำงานตามหลักการของการสั่นพ้อง เมื่อตัวเก็บประจุเชื่อมต่อแบบขนานกับโหลดในวงจรไฟฟ้ามันจะเป็นวงจรเรโซแนนท์ที่มีการเหนี่ยวนำของระบบ ที่ความถี่เรโซแนนท์ความต้านทานของวงจรเรโซแนนท์จะลดลงทำให้กระแสฮาร์มอนิกไหลผ่านตัวเก็บประจุมากกว่าขดลวดมอเตอร์
โดยการเบี่ยงเบนกระแสฮาร์มอนิกตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกจะลดการบิดเบือนในปัจจุบันในวงจรมอเตอร์ การลดลงของการบิดเบือนในปัจจุบันนี้นำไปสู่รูปคลื่นปัจจุบันที่เป็นไซน์มากขึ้นซึ่งจะช่วยปรับปรุงปัจจัยพลังงานของระบบ ปัจจัยพลังงานที่สูงขึ้นหมายความว่ามอเตอร์ใช้พลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากพลังงานปฏิกิริยาน้อยลงจะถูกดึงออกมาจากอุปทาน
ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์
ผลกระทบของตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์นั้นมีหลายด้าน ประการแรกโดยการลดกระแสฮาร์มอนิกที่ไหลผ่านขดลวดมอเตอร์การให้ความร้อนเพิ่มเติมที่เกิดจากฮาร์มอนิกลดลงอย่างมีนัยสำคัญ การลดลงของการกระจายความร้อนนี้หมายความว่ามอเตอร์ทำงานที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม จากการศึกษาการลดลงของอุณหภูมิการทำงานของมอเตอร์ลดลงทุก ๆ 10 ° C ประสิทธิภาพของมอเตอร์สามารถเพิ่มขึ้นได้ประมาณ 1 - 2%
ประการที่สองปัจจัยพลังงานที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งเป็นผลมาจากการใช้ตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกช่วยลดพลังงานที่ชัดเจนจากแหล่งจ่ายไฟฟ้า เนื่องจาก บริษัท ยูทิลิตี้มักจะคิดค่าใช้จ่ายตามพลังงานที่ชัดเจนปัจจัยพลังงานที่สูงขึ้นสามารถนำไปสู่การประหยัดต้นทุนที่สำคัญ ยิ่งไปกว่านั้นพลังงานที่เห็นได้ชัดต่ำกว่าหมายความว่าระบบไฟฟ้าสามารถใช้พลังงานที่แท้จริงได้มากขึ้นโดยไม่ต้องใช้งานมากเกินไปซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานอุตสาหกรรมที่มีการใช้มอเตอร์ขนาดใหญ่
นอกจากนี้การลดการเต้นแรงบิดและการสั่นสะเทือนเชิงกลเนื่องจากการบรรเทาของฮาร์มอนิกส์ยังช่วยให้ประสิทธิภาพโดยรวมของมอเตอร์ การสั่นสะเทือนน้อยลงหมายถึงการสึกหรอน้อยลงในส่วนประกอบเชิงกลของมอเตอร์เช่นแบริ่งและเพลาซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของมอเตอร์
ตัวอย่างจริง - โลก
ลองมาดูตัวอย่างของโลกเพื่อแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์ ในโรงงานผลิตไดรฟ์ความถี่ตัวแปรจำนวนมากถูกใช้เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์ ไดรฟ์เหล่านี้สร้างฮาร์มอนิกที่สำคัญซึ่งทำให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างไม่มีประสิทธิภาพและร้อนเกินไป หลังจากติดตั้งตัวเก็บประจุฮาร์มอนิกการบิดเบือนฮาร์มอนิกในระบบลดลงมากกว่า 50% เป็นผลให้อุณหภูมิการทำงานของมอเตอร์ลดลง 15 ° C และปัจจัยพลังงานดีขึ้นจาก 0.7 เป็น 0.95 สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของประสิทธิภาพของมอเตอร์เพิ่มขึ้น 10% และการประหยัดต้นทุนพลังงานที่สำคัญ
ในอีกกรณีหนึ่งอาคารพาณิชย์ที่มีอุปกรณ์สำนักงานและระบบไฟส่องสว่างจำนวนมากกำลังประสบปัญหาคุณภาพพลังงาน ฮาร์มอนิกที่สร้างขึ้นโดยโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้นเหล่านี้ทำให้มอเตอร์ในระบบ HVAC ใช้พลังงานมากกว่าที่จำเป็น โดยการติดตั้ง0.4kV 300A ตัวกรอง THD แรงดันไฟฟ้าต่ำการบิดเบือนฮาร์มอนิกลดลงและมอเตอร์ในระบบ HVAC มีประสิทธิภาพมากขึ้น การใช้พลังงานโดยรวมของอาคารลดลง 8%และผู้โดยสารรายงานเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนน้อยลงจากระบบ HVAC
การเลือกตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกที่ถูกต้อง
เมื่อเลือกตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกต้องพิจารณาปัจจัยหลายอย่าง ประการแรกแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับและกระแสของตัวเก็บประจุควรตรงกับข้อกำหนดของระบบไฟฟ้า ตัวเก็บประจุควรจะสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงสุดและระดับปัจจุบันในระบบโดยไม่ล้มเหลว
ประการที่สองค่าความจุของตัวเก็บประจุเป็นสิ่งสำคัญ ควรเลือกตามความถี่ฮาร์มอนิกที่มีอยู่ในระบบและระดับการบรรเทาฮาร์มอนิกที่ต้องการ การคำนวณค่าความจุที่เหมาะสมทำให้มั่นใจได้ว่าตัวเก็บประจุสามารถเบี่ยงเบนกระแสฮาร์มอนิกได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงปัจจัยพลังงาน
ในที่สุดคุณภาพและความน่าเชื่อถือของตัวเก็บประจุก็มีความสำคัญเช่นกัน ตัวเก็บประจุที่มีคุณภาพสูงได้รับการออกแบบให้มีอายุการใช้งานยาวนานและสามารถทนต่อสภาพการทำงานที่รุนแรงในระบบไฟฟ้า ในฐานะซัพพลายเออร์เรานำเสนอตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกที่หลากหลายรวมถึง0.4kV 750A ตัวกรองพลังงานแรงดันไฟฟ้าต่ำซึ่งออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าของเรา
บทสรุป
โดยสรุปตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้า พวกเขาลดผลกระทบของฮาร์มอนิกลดการกระจายความร้อนปรับปรุงปัจจัยพลังงานและลดการสั่นสะเทือนเชิงกล ผลประโยชน์เหล่านี้ไม่เพียง แต่นำไปสู่การประหยัดต้นทุนพลังงานที่สำคัญ แต่ยังขยายอายุการใช้งานของมอเตอร์และปรับปรุงความน่าเชื่อถือโดยรวมของระบบไฟฟ้า
หากคุณกำลังมองหาการปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าของคุณและลดต้นทุนพลังงานของคุณให้พิจารณาการลงทุนในตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกที่มีคุณภาพสูง บริษัท ของเราเป็นผู้จัดหาตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกชั้นนำและเรามีความเชี่ยวชาญและผลิตภัณฑ์เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณ ติดต่อเราวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณและสำรวจว่าตัวเก็บประจุตัวกรองฮาร์มอนิกของเราสามารถเปลี่ยนระบบไฟฟ้าของคุณได้อย่างไร
การอ้างอิง
- แชปแมน, SJ (2012) พื้นฐานของเครื่องจักรไฟฟ้า McGraw - Hill
- Dorf, RC, & Bishop, RH (2011) ระบบควบคุมที่ทันสมัย เพียร์สัน
- IEEE STD 519 - 2014, IEEE แนะนำวิธีปฏิบัติและข้อกำหนดสำหรับการควบคุมฮาร์มอนิกในระบบพลังงานไฟฟ้า