Endüstriyel otomasyonun sürekli gelişmesiyle birlikte, değişken frekanslı hava kompresörleri yavaş yavaş pazardaki ana ürünler haline geldi ve değişken frekanslı sürücüler (VFD'ler) de kapsamlı bir uygulama kazandı. Değişken frekanslı hava kompresörlerindeki VFD, dahili IGBT'lerini değiştirerek çıkış voltajını ve frekansını ayarlar, enerji tasarrufu ve hız regülasyonu elde etmek için motora gerçek ihtiyaçlarına göre gerekli güç voltajını sağlar. Ancak VFD'lerin yaygın kullanımının getirdiği tehlikeler de göz ardı edilmemelidir. Motor alanında, VFD'ler potansiyel olarak motorlara zarar verebilir ve normal çalışma koşullarını bir dereceye kadar bozabilir.
Değişken frekanslı hava kompresörlerinde VFD'lerin sağladığı-enerji tasarrufu iyileştirmeleri önemli olsa da, bu sürücülerden kaynaklanan harmonik kirlilik sorunu giderek daha ciddi hale geldi. Farklı işletmeler VFD uygulaması sırasında farklı zorluklarla karşılaşır. Özetle, harmonikler öncelikle belirli ekipmanlara zarar verir ve sorunu azaltmak için reaktörler gibi filtreleme cihazlarının kurulmasını gerektirir-bu da bakır uygulamaları için fırsatlar sunar. Aşağıda hangi ekipmanın harmonik hasara duyarlı olduğunu detaylandırıyoruz.
İnvertör harmonikleri ne gibi zararlara neden olabilir?
1. Transformatörler
Akım harmonikleri bakır kayıplarını artırırken, gerilim harmonikleri demir kayıplarını artırır. Kombine etki transformatör sıcaklıklarını yükseltir, yalıtım bütünlüğünden ödün verir ve kapasite marjını azaltır. Harmonikler ayrıca transformatör sargıları ile kablolar arası kapasitans arasında rezonansa neden olabilir veya çekirdek manyetik doygunluğuna/bozulmasına neden olarak gürültü oluşturabilir.
2. Elektrik Motorları
Harmonik çıkış öncelikle ilave ısınmaya neden olarak motorları etkiler ve bu da yüksek sıcaklık artışlarına yol açar. Motorlar sıklıkla güç kaybı gerektirir. Bozulmuş çıkış dalga biçimleri tekrarlanan tepe gerilimlerini artırarak motor yalıtımından ödün verir. Harmonikler ayrıca tork titreşimlerine ve yüksek gürültü seviyelerine neden olur.
3.Şalter
Harmonik akımlar, şalt cihazının çalıştırılması sırasında son derece yüksek di/dt akım hızlarına neden olur, geçici kurtarma voltajı tepe noktalarını yükseltir ve potansiyel olarak yalıtım bütünlüğünden ödün verir.
4. Güç Kapasitör Bankaları
Standart spesifikasyonlar kapasitör aşırı yükünü nominal akımın %35'i ile sınırlandırır. Ancak harmonik etkiler sıklıkla çalışma sırasında ciddi aşırı yüklenmelere neden olur. Frekans arttıkça kapasitör empedansı azaldıkça, harmonikler kapasitörlerin akım tuzakları gibi davranmasına ve aşırı akım çekmesine neden olur. Bu aşırı ısınmaya, artan dielektrik strese ve potansiyel hasara yol açar. Kapasitör ve hat empedansları rezonansa girdiğinde titreşim-kaynaklı kısa devreler, aşırı akım ve gürültü oluşumu meydana gelir.
5. Ölçüm Aletleri
Elektrik enerjisi sayaçları gibi ölçüm cihazları, harmonikler nedeniyle endüksiyon rotorlarında ek elektromanyetik torka maruz kalır, bu da ölçüm hatalarına ve doğruluğun azalmasına neden olur.
6. Koruyucu Cihazlar
Akımdaki harmonikler ekstra tork üreterek koruyucu cihazların çalışma özelliklerini değiştirir ve potansiyel olarak yanlış açmaya neden olur.
Aydınlatma sistemleri, iletişim cihazları, bilgisayar donanımı ve taşıyıcı{0}}frekansı uzaktan kumanda sistemleri gibi diğer ekipmanlar da normal çalışmayı bozabilecek veya hizmet ömrünü kısaltabilecek harmonik parazitlere karşı hassastır.
7. Güç Elektroniği Ekipmanları
Çeşitli uygulamalarda elektronik cihazlar genellikle harmonik akım kaynağı olarak görev yapar ve harmonik bozulmaya karşı oldukça hassastır, bu da arızalara neden olur.