Welche Funktion hat der IGBT im Active Harmonic Filter?

Beim Active Harmonic Filter (AHF) besteht die Funktion eines Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT) darin, die Kompensationsströme zu steuern, die erzeugt werden, um den Oberschwingungsströmen in einem elektrischen Energiesystem entgegenzuwirken. IGBTs werden aufgrund ihrer Fähigkeit, hohe Spannungen und Ströme zu bewältigen, als Hauptschaltgeräte in AHFs verwendet.

Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Erklärung der Funktionsweise von IGBTs in einem Active Harmonic Filter :

1. Erfassung: Der AHF überwacht das elektrische System auf Oberschwingungsströme und misst deren Stärke und Phasenwinkel mithilfe von Stromsensoren.

2. Signalverarbeitung: Die erfassten Stromsignale werden mithilfe digitaler Signalverarbeitungstechniken verarbeitet, um den erforderlichen Kompensationsstrom zu bestimmen.

3. Steuerlogik: Die Steuerlogik des AHF generiert die Steuersignale basierend auf den verarbeiteten Informationen. Diese Steuersignale bestimmen, wann und wie viel Kompensationsstrom in das Stromnetz eingespeist werden soll.

4. IGBT- Schaltung: Die Steuersignale werden den Gate-Anschlüssen der IGBTs zugeführt. Die IGBTs fungieren als elektronische Schalter und steuern den Fluss des Kompensationsstroms zum Stromnetz. Wenn der IGBT eingeschaltet ist, lässt er den Kompensationsstrom fließen, und wenn er ausgeschaltet ist, stoppt er den Kompensationsstromfluss.

5. Filterwirkung: Der vom AHF erzeugte Kompensationsstrom ist eine invertierte Nachbildung der Oberschwingungsströme im System. Durch die Einspeisung dieses Kompensationsstroms mit geeigneter Phase und Größe löscht der AHF die harmonischen Ströme aus, was zu einer sauberen Sinuswellenform am Punkt der gemeinsamen Kopplung (PCC) führt.

Die IGBTs in einem AHF müssen mit hohen Schaltfrequenzen arbeiten, um die Oberwellen effektiv auszulöschen. Sie müssen außerdem in der Lage sein, die im Stromnetz vorhandenen hohen Spannungen und Ströme zu bewältigen und gleichzeitig eine genaue Steuerung aufrechtzuerhalten. Die IGBTs werden typischerweise zusammen mit anderen Komponenten wie Kondensatoren und Induktivitäten in Stromrichterschaltungen integriert, um das komplette Active Harmonic Filter-System zu bilden.