ما هو مرشح الطاقة النشط

مرشح الطاقة النشط (APF) هو نوع جديد من أجهزة الطاقة الإلكترونية المستخدمة لقمع التوافقيات ديناميكيًا وتعويض الطاقة التفاعلية، والتي يمكن أن تعوض التوافقيات وتغيرات الطاقة التفاعلية في الحجم والتردد.

سبب تسمية الفلتر النشط بالنشط، كما يوحي الاسم، يحتاج الجهاز إلى توفير مصدر طاقة (للتعويض عن توافقيات الدائرة الرئيسية)، ويمكن لتطبيقه التغلب على عيوب التوافقيات التقليدية

أساليب القمع وتعويض الطاقة التفاعلية مثل مرشحات LC (لا يمكن إصلاح التقليدية إلا)، وتحقيق تعويض التتبع الديناميكي، ويمكن أن تعوض كلاً من التوافقيات والقدرة التفاعلية.

نظرية القوة التفاعلية اللحظية للدائرة ثلاثية الطور هي النظرية الأساسية الرئيسية لتطوير APF؛ APF له نوعان: النوع المتوازي والنوع المتسلسل، الأول يستخدم أكثر؛ الفلتر النشط المتوازي يهدف بشكل أساسي إلى التحكم في التيار

التوافقيات، والمرشح النشط المتسلسل يهدف بشكل أساسي إلى التحكم في المشكلات التي تسببها توافقيات الجهد. بالمقارنة مع المرشحات السلبية، تتمتع المرشحات النشطة بتأثيرات علاجية جيدة، ويمكنها بشكل أساسي تصفية التوافقيات المتعددة والأعلى في نفس الوقت، والتي لن تسبب رنينًا، ولكن السعر مرتفع نسبيًا.

أساسيات مرشحات الطاقة النشطة

مرشح الطاقة النشط هو نوع جديد من المعدات الخاصة للتحكم التوافقي للطاقة المصنوعة من تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة الحديثة وتكنولوجيا معالجة الإشارات الرقمية القائمة على أجهزة DSP عالية السرعة. ويتكون من جزأين رئيسيين:
دائرة تشغيل تيار التعليمات ودائرة توليد تيار التعويض. تقوم دائرة تشغيل تيار الأمر بمراقبة التيار في الخط في الوقت الحقيقي، وتحول إشارة إشارة التيار التناظرية إلى إشارة رقمية، وترسلها إلى
معالج الإشارة الرقمية عالي السرعة (DSP) لمعالجة الإشارة، وتفصل التوافقي عن الأساسي ، ويرسل نبضة قيادة إلى دائرة توليد تيار التعويض في شكل إشارة تعديل عرض النبضة (PWM)، ويقوم بتشغيل وحدة الطاقة IGBT أو IPM، ويولد تيار تعويض يساوي سعة التيار التوافقي لشبكة الطاقة وعكسه في القطبية، ويحقنه في شبكة الكهرباء، فيعوض أو يلغي التيار التوافقي، و

يزيل بنشاط توافقيات الطاقة.

كيف تعمل مرشحات الطاقة النشطة

يستخدم المرشح النشط المحول الحالي لتجميع التيار على خط التيار المستمر، وبعد أخذ العينات، تتم معالجة الإشارة الحالية التي تم الحصول عليها بواسطة خوارزمية الفصل التوافقي للحصول على الإشارة المرجعية التوافقية، كإشارة تعديل، مقارنة بموجة المثلث، وذلك للحصول على إشارة التبديل، استخدم إشارة التبديل للتحكم في الجسر أحادي الطور، وفقًا لمبدأ التكنولوجيا، يتم عكس إشارة التبديل لأذرع الجسر العلوي والسفلي، والتيار التوافقي الذي يساوي الحجم ويمكن الحصول على الإشارة التوافقية على الخط والاتجاه المعاكس وإلغاء التيار التوافقي على الخط. هذا هو جزء التحكم في التغذية الأمامية. يتم بعد ذلك تغذية المكون التوافقي لتيار الخط الموجود خلف نقطة الوصول للمرشح النشط كمدخل للمنظم لضبط خطأ التحكم في التغذية الأمامية:

المخاطر الرئيسية للتوافقيات:
1. زيادة حمل مرافق الطاقة، وتقليل عامل الطاقة للنظام، وتقليل القدرة الفعالة وكفاءة توليد الطاقة ونقلها والمعدات الكهربائية، والتسبب في إهدار المعدات وهدر الخطوط وفقدان الطاقة؛
2. يسبب الرنين وتضخيم التيار التوافقي لمكثفات تعويض الطاقة التفاعلية، مما يؤدي إلى تلف أو فشل بنك المكثف بسبب التيار الزائد أو الجهد الزائد؛
3. يهتز المحرك بسبب عزم الدوران النابض، مما يؤثر على جودة المنتج وعمر المحرك؛
4. بسبب التيار الدوامي وتأثير الجلد، فإن المحركات والمحولات وخطوط النقل وما إلى ذلك سوف تنتج فقدانًا إضافيًا للطاقة وارتفاع درجة الحرارة وهدر الطاقة الكهربائية وتسريع شيخوخة العزل؛
5. يعمل الجهد التوافقي على تعزيز قوة المجال الكهربائي للوسط العازل بشكل متناسب مع ذروة جهده، ويقلل من عمر خدمة المعدات؛
6. سيؤدي التيار التوافقي التسلسل الصفري (عدة مرات 3) إلى زيادة التحميل على الخط المركزي لنظام الأسلاك الأربعة ثلاثي الطور، وينتج تيار دوران في ملف المحول الخاص بوصلة المثلث، بحيث يكون تيار
اللف تتجاوز القيمة المقدرة، بل وتتسبب في وقوع حادث في الحالات الخطيرة. 7. سوف تغير التوافقيات خصائص عمل مرحل الحماية، وتتسبب في خلل في مرافق حماية المرحل، وتتسبب في اضطراب عمل الأجهزة الأوتوماتيكية مثل حماية المرحل؛
8. التغير التوافقي يغير معدل التغير وقيمة الذروة للجهد أو التيار، ويؤخر إطفاء القوس، ويؤثر على قدرة كسر قاطع الدائرة؛
9. جعل أداة القياس، وخاصة عداد الطاقة الكهربائية التعريفي، تنتج خطأ في القياس؛
10. تتداخل مع معدات الطاقة الإلكترونية القريبة، ومعدات التحكم الصناعية ومعدات الاتصالات، وتؤثر على التشغيل العادي للمعدات.