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Die Definition von aktiven Harmonischenfiltern (AHF)
EinAktiver Oberwellenfilter (AHF)ist ein wichtiges Gerät zur Verbesserung der Stromqualität. Seine Hauptaufgaben sind die Reduzierung der harmonischen Verzerrung in Stromnetzen und die bedarfsgerechte Anpassung der Blindleistung. Der AHF wird parallel an das Netz angeschlossen und erkennt harmonische Komponenten im Netz in Echtzeit.
Ein Stromrichter erzeugt einen Kompensationsstrom. Dieser Strom hat eine entgegengesetzte Phase. Er hilft, schädlichen Oberschwingungsströmen und nacheilender Blindleistung entgegenzuwirken.
Dieses flexible Kompensationssystem ermöglicht es dem AHF, sich an komplexe Netzstrukturen und unterschiedliche Lastarten anzupassen. Dazu gehören Frequenzumrichter und Gleichrichter. Außerdem trägt es dazu bei, Resonanzrisiken durch Änderungen der Netzimpedanz zu vermeiden.
Die Prinzipien aktiver Harmonischer Filter (AHF)
Ein aktiver Oberschwingungsfilter (AHF) ist ein dynamisches Oberschwingungssteuergerät auf Basis der Leistungselektronik. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Oberschwingungsströme und Blindleistung aus dem Stromnetz zu entfernen. Dies geschieht durch Erkennung, Berechnung und Kompensation in Echtzeit. Nachfolgend ist das Funktionsprinzip detailliert beschrieben:
1. Harmonische Erkennung und Signalextraktion:
Echtzeit-Abtastung: AHF erfasst Laststromsignale im Stromnetz in Echtzeit. Es verwendet hochpräzise Stromsensoren, beispielsweise Hall-Sensoren. Diese Sensoren decken den Haupt- und Oberwellenfrequenzbereich ab, üblicherweise bis zu 50 Harmonische.
Harmonische Trennung: Theorie der momentanen Blindleistung: Zerlegen Sie Dreiphasenstrom in Wirkleistung (p) und Imaginärleistung (q). Verwenden Sie eine Koordinatentransformation, um harmonische und Blindleistungskomponenten zu trennen.
Fourier-Transformation (FFT): Führen Sie eine Spektralanalyse an Stromsignalen durch, um die Amplituden und Phasen jeder Harmonischen zu extrahieren.
Referenzstromerzeugung: Verwenden Sie die Erkennungsergebnisse, um einen Kompensationsstrombefehl zu erstellen. Dieser Befehl sollte der Amplitude des Oberschwingungsstroms entsprechen und in der Phase entgegengesetzt zum Oberschwingungsstrom sein. Dies wird als „umgekehrte Harmonische“ bezeichnet.
2. Kompensationsstromerzeugung:
Wechselrichtersteuerung: Der Hauptbestandteil von AHF ist der Spannungsquellenwechselrichter (VSI). Er verwendet Hochfrequenz-Schaltgeräte wie IGBT oder SiC.
Dynamische Nachführung und Kompensation: Der Wechselrichter sendet einen Kompensationsstrom aus. Dieser Strom ist in der Phase entgegengesetzt zum Oberschwingungsstrom. Anschließend kombiniert er sich mit dem ursprünglichen Oberschwingungsstrom, um diese auszugleichen.
3. Blindleistungskompensation:
Extrahieren von Blindleistungskomponenten: Richten Sie die Trennung von Blindleistungskomponenten, beispielsweise induktiven oder kapazitiven, im Laststrom während der Oberwellenerkennung aus.
Die dynamische Blindleistungseinspeisung trägt zur Verbesserung des Leistungsfaktors bei. Dies geschieht durch die Bereitstellung eines Kompensationsstroms. Dieser Strom ist dem Blindstrom des Systems entgegengerichtet und wird über den Wechselrichter bereitgestellt. Dadurch kann der Leistungsfaktor auf 0,95 oder höher erhöht werden.
4. Regelung und Stabilität:
Echtzeitüberwachung des Netzstroms nach der Kompensation und Vergleich mit dem Referenzwert.
Passen Sie den Wechselrichterausgang über Algorithmen an, um die Kompensationsgenauigkeit sicherzustellen.
5.Antiresonanz und Anpassungsfähigkeit:
AHFVerhindert die Bildung von Resonanzkreisen mit der Netzimpedanz durch aktive Steueralgorithmen. Kann Breitbandharmonische wie die 3., 5., 7. und Hochfrequenzharmonische bewältigen.
Nichtlineare Lasten wie Frequenzumrichter, USV und LED-Netzteile erzeugen diese. Passen Sie sich komplexen Arbeitsbedingungen an und unterstützen Sie den gleichzeitigen Betrieb mehrerer AHFs. Dies eignet sich für die verteilte Kompensation in großen industriellen Stromnetzen.
Für weitere Informationen kontaktieren Sie uns bitte unteramber@yt-electric.com
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