تقنية FANs المتقدمة في مرشح التوافقيات النشط

مرشحات التوافقيات النشطة (AHFs) نستخدم تقنية FAN (إلغاء الضوضاء النشط القائم على مصفوفة البوابات القابلة للبرمجة ميدانيًا) المتقدمة، إلى جانب تقنيات رئيسية أخرى، لتخفيف التشوهات التوافقية في الأنظمة الكهربائية. إليكم كيفية تطبيق تقنية FAN والتقنيات ذات الصلة في أنظمة التهوية الهوائية (AHFs):

1. التقنيات الأساسية في مرشحات التوافقيات النشطة:

• الكشف التوافقي اللحظي:

  • يستخدم تحويل فورييه السريع (FFT) أو نظرية pq (نظرية الطاقة اللحظية) لاكتشاف التوافقيات في الوقت الحقيقي.

  • تتيح تقنية FPGA (مجموعة البوابات القابلة للبرمجة ميدانيًا) معالجة الإشارة بسرعة فائقة للحصول على تعويض في الوقت الفعلي.

• التحكم في تعديل عرض النبضة (PWM):

  • يؤدي التبديل عالي التردد (باستخدام IGBTs) إلى توليد توافقيات مضادة للمرحلة لإلغاء التشوهات.

  • تضمن وحدات التحكم المستندة إلى FPGA إنشاء إشارة PWM دقيقة.

• التحكم في ردود الفعل في الحلقة المغلقة:

  • يقوم بمراقبة الشبكة بشكل مستمر وضبط التعويض بشكل ديناميكي.

  • تعمل الخوارزميات التكيفية (التي تعتمد غالبًا على الذكاء الاصطناعي) على تحسين أداء التصفية.

2. دور FANs (إلغاء الضوضاء النشط المستند إلى FPGA) في AHF:

• معالجة عالية السرعة:

  • تسمح وحدات FPGA بالمعالجة المتوازية، مما يجعل AHF تستجيب في ميكروثانية.

  • مثالي للأحمال الديناميكية (على سبيل المثال، محركات السرعة المتغيرة، ومراكز البيانات).

• تعويض زمن الوصول المنخفض:

  • على عكس معالجات الإشارة الرقمية (DSPs)، تعمل FPGA على تقليل التأخير، مما يؤدي إلى تحسين دقة إلغاء التوافقيات.

• التصفية التكيفية:

  • بعض مؤسسة الرعاية الصحية الأولية نستخدم التعلم الآلي (الشبكات العصبية) للتنبؤ بالأنماط التوافقية وضبط التصفية بشكل ديناميكي.

3. مزايا شبكات التهوية المروحية في مرافق الرعاية الصحية المحمولة:

✔ استجابة أسرع من المرشحات التقليدية المعتمدة على DSP.
✔ دقة أعلى في إزالة التوافقيات (تصل إلى 95-98% من تقليل THD).
✔ إمكانية التوسع للتطبيقات الصناعية ذات الملامح التوافقية المعقدة.

4. مقارنة مع المرشحات التوافقية السلبية:

تعمل FANs (المعالجة القائمة على FPGA) على تعزيز مرشحات التوافقيات النشطة من خلال تمكين إلغاء التوافقيات التكيفي في الوقت الفعلي، مما يجعلها مثالية لأنظمة الطاقة الحديثة ذات الأحمال غير الخطية (مُحَرِّكات التردد المتغير (VFDs)، ومولدات الطاقة الصغيرة (SMPS)، وغيرها). تضمن هذه التقنية كفاءة أعلى، وانخفاضًا في التشوه التوافقي الكلي (THD)، واستقرارًا أفضل للشبكة الكهربائية مقارنةً بالحلول السلبية.