أنبوب الفلورسنت LED التوافقي&لتر ؛ 5٪
ما هي التوافقيات السلطة
تسمى الترددات الأعلى من التردد الأساسي التوافقيات ، وهي عمومًا مضاعفات عدد صحيح للتردد الأساسي (أو المضاعفات غير المنطقية). يمكن وصف توافقيات المضاعفات الصحيحة بواسطة سلسلة فورييه.
يمكن أن تتسبب التوافقيات في حدوث تشوه في شكل الموجة. يمكن رؤية هذا التشوه باستخدام راسم الذبذبات ، مثل أداة تحليل المجال الزمني ، ولكن من الأفضل استخدام أداة تحليل مجال التردد ، مثل محلل الطيف. بالطبع ، يمكن أيضًا استخدام بعض راسمات الذبذبات المتطورة ذات وظيفة تحليل الطيف.
التوافقيات في نظام الإمداد بالطاقة
كان ظهور التيارات التوافقية في أنظمة الإمداد بالطاقة موجودًا منذ سنوات عديدة. في الماضي ، تم استخدام التيارات التوافقية بواسطة السكك الحديدية الكهربائية وأجهزة النقل الصناعية التي تنظم سرعة التيار المستمر ، ويتم إنتاجها بواسطة مقومات الزئبق التي تحول التيار المتردد إلى طاقة تيار مستمر. في السنوات الأخيرة ، زادت أنواع وكميات المعدات التي تولد التوافقيات بشكل كبير وستستمر في النمو. لذلك ، يجب أن نفكر بعناية في التوافقيات وآثارها الضارة ، وكيفية تقليل الآثار الضارة.
1 جيل متناسق
في نظام إمداد طاقة نظيف مثالي ، يكون التيار والجهد موجات جيبية. في دائرة بسيطة تحتوي فقط على مكونات خطية (المقاومة ، والحث ، والسعة) ، يتناسب تدفق التيار مع الجهد المطبق ، ويكون التيار المتدفق عبارة عن موجة جيبية.
في نظام إمداد الطاقة الفعلي ، نظرًا لوجود أحمال غير خطية ، عندما يتدفق التيار عبر الحمل غير الخطي مع الجهد المطبق ، يتشكل تيار غير جيبي. يمكن أن يتحلل أي شكل موجة دوري إلى موجة جيبية ذات تردد أساسي بالإضافة إلى موجة جيبية مع العديد من الترددات التوافقية. التردد التوافقي هو مضاعف متكامل للتردد الأساسي. على سبيل المثال ، التردد الأساسي 50 هرتز ، التوافقي الثاني 100 هرتز ، والثالث التوافقي 150 هرتز. لذلك ، قد يتكون شكل الموجة الحالية المشوهة من التوافقي الثاني ، التوافقي الثالث ... ربما حتى التوافقي الثلاثين.
2 أنواع المعدات التي تولد التوافقيات
يمكن لجميع الأحمال غير الخطية أن تولد تيارات متناسقة. أنواع المعدات التي تولد التوافقيات هي: مصدر طاقة وضع التبديل (SMPS) ، وكابح الأنبوب الفلوري الإلكتروني ، ومعدات التحكم في السرعة ، وإمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS) ، ومعدات قلب الحديد المغناطيسي ، وبعض الأجهزة المنزلية مثل أجهزة التلفزيون.
(1) مصدر طاقة وضع التبديل (SMPS):
تستخدم معظم الأجهزة الإلكترونية الحديثة مصادر الطاقة ذات الوضع المحول (SMPS). هم مختلفون عن المعدات القديمة. لقد استبدلوا باك التقليدي والمقوم بمصدر الطاقة مباشرة من خلال جهاز المعدل القابل للتحكم لشحن مكثف التخزين ، ثم استخدام جهد خرج مناسب وتيار. الطريقة تنتج التيار المستمر المطلوب. ميزة هذا لمصنعي المعدات هي أنه يمكن تقليل حجم الجهاز وسعره ووزنه بشكل كبير. عيبه هو أنه بغض النظر عن النموذج ، لا يمكنه سحب تيار مستمر من مزود الطاقة ، ولكن يمكنه فقط سحب النبضات. تيار. يحتوي تيار النبض هذا على عدد كبير من المكونات التوافقية الثالثة والعالية.
(2) صابورة أنبوب الفلورسنت الإلكترونية:
تم اعتماد كوابح الأنبوب الفلوري الإلكتروني على نطاق واسع في السنوات الأخيرة. ميزته هي أنه يمكن أن يحسن بشكل كبير من كفاءة الأنبوب عند العمل على ترددات عالية ، ولكن عيبه هو أن العاكس يولد التوافقيات والضوضاء الكهربائية في تيار إمداد الطاقة. يمكن أن يؤدي استخدام النماذج مع تصحيح عامل القدرة إلى تقليل التوافقيات ، ولكن التكلفة باهظة.
(3) جهاز نقل تنظيم سرعة التيار المستمر:
تستخدم وحدة التحكم في سرعة محرك التيار المستمر عادةً دائرة مقوم جسر ثلاثية الطور ، والتي تسمى أيضًا دائرة مقوم الجسر المكون من ستة نبضات ، نظرًا لوجود ست نبضات في كل دورة على جانب إخراج التيار المستمر (واحد على نصف موجة من كل مرحلة ). تحريض محرك DC محدود ، لذلك هناك موجة نابضة 300 هرتز في تيار التيار المستمر (أي 6 أضعاف تردد مصدر الطاقة) ، مما يغير شكل الموجة لتيار إمداد الطاقة.
(4) مزود الطاقة غير المنقطع (UPS):
هناك العديد من أنواع UPS المختلفة وفقًا لطريقة تحويل الطاقة وطريقة التحويل المستخدمة بواسطة مصدر الطاقة الخارجي إلى مصدر الطاقة الداخلي. الأنواع الرئيسية هي: UPS على الإنترنت ، UPS غير المتصل ، UPS للتفاعل الخطي. الأحمال التي يتم تشغيلها بواسطة UPS هي دائمًا معدات معلومات إلكترونية ، وهي غير خطية وتحتوي على عدد كبير من التوافقيات ذات الترتيب المنخفض.
(5) جهاز النواة المغناطيسية:
العلاقة بين التيار الممغنط وكثافة التدفق المغناطيسي في مفاعل ذي قلب حديدي تكون دائمًا غير خطية. إذا كان شكل الموجة الحالية عبارة عن موجة جيبية (أي المقاومة في الدائرة كبيرة) ، فسيكون هناك توافقيات أعلى في المجال المغناطيسي ، والتي تعتبر عملية مغنطة قسرية. إذا كان الجهد المطبق على الملف عبارة عن شكل موجة جيبية (أي أن مقاومة السلسلة صغيرة) ، فستكون كثافة التدفق المغناطيسي أيضًا شكل موجة جيبية ، ويحتوي الشكل الموجي الحالي على توافقيات أعلى ، والتي تعتبر عملية مغنطة مجانية.
3 المشاكل والحلول التي تسببها التوافقيات
يمكن أن تسبب التيارات التوافقية مشاكل في كل من نظام إمداد الطاقة والجهاز. ومع ذلك ، فإن التأثيرات والحلول مختلفة جدًا ، ويجب التعامل معها بشكل منفصل ؛ لا يمكن للطرق المناسبة لإزالة التأثيرات الضارة للتوافقيات في الجهاز أن تقلل من التشوه الناجم عن التوافقيات في نظام الطاقة ، والعكس صحيح.
(1) مشاكل التوافقية في الجهاز وحلولها:
هناك العديد من المشكلات الشائعة والمتكررة التي تسببها التوافقيات: تشوه الجهد ، والضوضاء المتقاطعة الصفرية ، والسخونة الزائدة للخط المحايد ، وارتفاع درجة حرارة المحولات ، وتعطل قواطع الدائرة ، إلخ.
① تشويه الجهد: نظرًا لأن نظام الطاقة له مقاومة داخلية ، فإن تيار الحمل التوافقي سوف يتسبب في تشويه الجهد التوافقي لشكل موجة الجهد (هذا هو مصدر&مثل ؛ قمة مسطحة&مثل ؛ موجة). تتكون هذه الممانعة من عنصرين: مقاومة خط الكابل الداخلي للجهاز الكهربائي بعد واجهة الطاقة (PCC) ومقاومة نظام الطاقة قبل PCC. يعد محول مصدر الطاقة عند المستخدم مثالاً على PCC.
ينتج عن تيار الحمل المشوه الناتج عن الحمل غير الخطي انخفاضًا مشوهًا في الجهد على مقاومة الكبل. يضاف شكل موجة الجهد المشوه المركب إلى جميع الأحمال الأخرى المتصلة بنفس الدائرة ، مما يتسبب في تدفق التيارات التوافقية ، حتى لو كانت هذه الأحمال عبارة عن أحمال خطية.
الحل هو فصل خط إمداد الطاقة للحمل الذي يولد التوافقيات من خط إمداد الطاقة للحمل الحساس للتوافقيات. يتم تغذية الحمل الخطي والحمل غير الخطي بواسطة دوائر مختلفة من نفس نقطة واجهة الطاقة ، بحيث يتم إنشاء الحمل غير الخطي. لن يتم توصيل الجهد المشوه بالحمل الخطي.
الضوضاء العابرة الصفرية: تحتاج العديد من وحدات التحكم الإلكترونية إلى اكتشاف نقطة العبور الصفرية للجهد لتحديد وقت توصيل الحمل. يتم ذلك من أجل تشغيل الحمل الاستقرائي عندما يتجاوز الجهد الصفر دون توليد جهد زائد عابر ، وبالتالي تقليل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وصدمات الجهد على أجهزة تبديل أشباه الموصلات. عندما تكون هناك توافقيات عالية الترتيب أو جهد زائد عابر على مصدر الطاقة ، يكون معدل تغير الجهد عند نقطة العبور الصفرية مرتفعًا جدًا ويصعب تحديده ، مما يؤدي إلى حدوث أعطال. في الواقع ، يمكن أن يكون هناك تقاطعات صفرية متعددة في كل نصف موجة.
③ ارتفاع درجة حرارة الخط المحايد: في نظام إمداد طاقة ثلاثي الأطوار رباعي الأسلاك حيث يتم تأريض النقطة المحايدة مباشرة ، عندما يولد الحمل تيارات متناسقة 3N ، يتدفق الخط المحايد عبر مجموع التيارات التوافقية 3N لكل مرحلة. على سبيل المثال ، عندما يكون الحمل ثلاثي الأطوار غير متوازن ، فإن التيار المتدفق عبر السلك المحايد سيكون أكبر. وجدت التجارب البحثية الحديثة أن التيار المحايد قد يكون أكبر من تيار الطور في أي مرحلة. يتسبب في تسخين السلك المحايد بدرجة عالية جدًا ، وزيادة فقد الخط ، وحتى حرق السلك.
يتمثل الحل الحالي في زيادة مساحة المقطع العرضي للسلك المحايد في نظام إمداد الطاقة رباعي الأسلاك ثلاثي الأطوار. الحد الأدنى من المتطلبات هو استخدام سلك له نفس المقطع العرضي لسلك الطور. اقترحت اللجنة الكهرتقنية الدولية (IEC) أن يكون المقطع العرضي للموصل المحايد 200٪ من المقطع العرضي لموصل الطور.
④ ارتفاع درجة حرارة المحول مرتفع للغاية: عندما ينتج المحول المزود بأسلاك Yyn تيارًا متناسقًا 3N من الحمل الجانبي الثانوي ، بالإضافة إلى مجموع الحمل ثلاثي الطور غير المتوازن على الخط المحايد ، فإن التيار التوافقي 3N سوف يتدفق أيضًا مجموع جبري ، ويتدفق التيار التوافقي إلى الشبكة عبر الجانب الأساسي للمحول. أسهل طريقة لحل المشكلات المذكورة أعلاه هي استخدام محول متصل بـ Dyn لجعل التيار التوافقي الناتج عن الحمل يدور في ملف دلتا للمحول دون التدفق إلى شبكة الطاقة.
بغض النظر عما إذا كان التيار التوافقي يتدفق إلى شبكة الطاقة أم لا ، فإن جميع التيارات التوافقية ستزيد من فقد طاقة المحول وتزيد من ارتفاع درجة حرارة المحول.
⑤ يسبب عطلًا في قاطع دارة التيار المتبقي: يعمل قاطع دارة التيار المتبقي (RCCB) وفقًا لمجموع التيارات التي تمر عبر محول التسلسل الصفري. إذا كان مجموع التيارات أكبر من الحد المقنن ، فسيتم قطع التيار الكهربائي. هناك سببان لحدوث خلل في RCCB عند حدوث التوافقيات: أولاً ، لأن RCCB هو جهاز كهروميكانيكي ، في بعض الأحيان لا يمكنه الكشف بدقة عن مجموع المكونات عالية التردد ، لذلك سيرحل عن طريق الخطأ. ثانيًا ، نظرًا للتيار التوافقي ، سيكون التيار المتدفق عبر الدائرة أكبر من القيمة المحسوبة أو المقاسة ببساطة. لا تستطيع معظم أدوات القياس المحمولة قياس الجذر التربيعي الحقيقي للقيمة التربيعية للتيار ولكن فقط متوسط القيمة ، ثم تفترض أن شكل الموجة هو شرط جيبي خالص ، ثم اضرب عامل التصحيح للحصول على القراءة. عند وجود توافقيات ، قد تكون نتيجة هذه القراءة أقل بكثير من القيمة الحقيقية ، وهذا يعني أن وحدة الرحلة مضبوطة على قيمة منخفضة جدًا.
يمكنك الآن شراء قاطع دائرة يمكنه اكتشاف القيمة التربيعية لمتوسط الجذر للتيار ، إلى جانب تقنية قياس القيمة التربيعية لمتوسط الجذر الحقيقي ، وتصحيح قيمة الإعداد لوحدة الرحلة لضمان موثوقية مصدر الطاقة.
التوافقيات الأنبوبية الفلورية LED Benwei هي حاليًا&لتر ؛ 5٪
