العربية
English
français
Deutsch
español
中文
مقدمة
تقارن هذه المدونة تقنيات التخفيف التوافقي عبر التطبيقات المختلفة في الوقت الفعلي. ويدرس الجوانب المختلفة للسلسلة النشطة والسلبية ومرشحات التحويل، مع التركيز على تقليل التحميل التوافقي في أنظمة القيادة. ويناقش إيجابيات وسلبيات النهج المتوازي والمتسلسل، فضلا عن الحلول الإيجابية والسلبية، تكملها النتائج العملية من العديد من دراسات الحالة.
لفهم المناقشات في هذه المدونة، من المهم فهم المفاهيم التالية: التوافقيات، والإحراز، وتشويه الجهد، والتشويه الحالي، وعدم توازن الجهد.
تنتج التوافقيات في أنظمة الطاقة في المقام الأول عن الأحمال القائمة على أشباه الموصلات، مع الأمثلة الشائعة بما في ذلك محركات التردد المتغيرة القائمة على الترانزستور وأنظمة محركات التيار المستمر المبدلة بالخط. التوافقيات هي مضاعفات التردد الأساسي. على سبيل المثال، التوافقي الخامس في نظام 50 هرتز يتوافق مع مكون تردد 250 هرتز.
في نموذج مبسط لمقوم ثلاثي الطور، إذا كان خرج المقوم عبارة عن تيار مستمر ثابت، فيمكن تمثيل الأوامر التوافقية على خط التيار المتردد على النحو التالي:
يعتمد سعة التوافقيات على عوامل مختلفة، بما في ذلك قوة الشبكة ومقاومة خط السلسلة. عادةً ما تؤدي الشبكة الأقوى إلى توافقيات تيار أعلى ولكن توافقيات جهد أقل.
يمكن أن تسبب التوافقيات عدة مشكلات، مثل:
يعد تقليل مستويات التوافقيات أمرًا ضروريًا لمنع هذه المشكلات، على الرغم من أن التوافقيات لا تؤدي دائمًا إلى مثل هذه المشكلات.
يمكن تصنيف حلول التعويض التوافقي إلى أربع فئات بناءً على عاملين: ما إذا كان المحلول نشطًا أم سلبيًا، وما إذا كان يستخدم في تحويلة أو سلسلة مع الأحمال الخطية. يتم استخدام الحلول التالية بشكل شائع:
مفاعل الخط : يتم وضع سلسلة خانقة ثلاثية الطور أمام المقوم، مما يقلل من تشويه التيار ويضيف حماية للمقوم. ومع ذلك، فهو غير عملي بالنسبة لمحركات الأقراص الكبيرة ولا يلبي مستويات التنظيم التوافقي وحدها.
المرشح التوافقي المتسلسل : نسخة أكثر تقدمًا من مفاعل الخط، مع مكونات مضافة لاحتجاز التوافقيات. إنه يوفر رفضًا توافقيًا أفضل ولكنه غير مرن وقد يؤدي إلى مشكلات رائدة في تصحيح معامل القدرة.
محول متعدد النبضات : يستخدم اللفات ذات الطور المتغير لإلغاء أوامر توافقية محددة. فعال في تقليل التشوهات التوافقية ولكنه حساس لعدم توازن الجهد وعدم تناسق المحولات.
توفر مرشحات التحويل المنفعلة، مثل المرشحات المنفعلة المضبوطة بدقة، تعويضًا من خلال تحديد حجمها ليناسب الاضطراب بدلاً من الحمل الكامل. تعتبر هذه المرشحات فعالة ولكنها حساسة لظروف الشبكة ويمكن أن تتفاعل بشكل غير متوقع مع الأحمال الأخرى.
محركات الأقراص الأمامية النشطة (AFE) : تستبدل هذه المحركات مقومات الصمام الثنائي بمقومات يمكن التحكم فيها، مما يسمح بتغذية الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة أثناء الكبح. توفر AFEs تشويهًا منخفضًا للتيار وعامل طاقة ممتازًا ولكنها معقدة ومكلفة وكبيرة.
المرشحات النشطة : تتصل هذه المرشحات بالتوازي مع الحمل، وتقوم بقياس ومواجهة التيارات التوافقية المتدفقة عن طريق حقن توافقيات الطور المضاد. إنها مدمجة وقابلة للضبط ويمكن أن توفر تعويض VAR. تتميز المرشحات النشطة بالكفاءة وسهولة التعديل التحديثي ولكنها تقدم بعض تموجات التبديل.
بالنسبة لمحرك ذو تردد متغير 1000 أمبير، يمكن أن يختلف التخفيف التوافقي المطلوب بناءً على ممانعة النظام والمفاعلة التسلسلية المكافئة. في الشبكات الضعيفة، قد يكون التشوه الحالي أقل، ولكن في الشبكات القوية، يمكن أن يكون أعلى. على سبيل المثال، قد تتراوح احتياجات التخفيض التوافقي من 150 إلى 330 ألف RMS، اعتمادًا على التطبيق.
تتم مقارنة حلول التخفيف التوافقية المختلفة بناءً على الأداء والكفاءة ونتائج التطبيق العملي. يلخص الجدول أدناه أداء وكفاءة الحلول المختلفة:
تعتبر التوافقيات مصدر قلق كبير في التطبيقات الصناعية، خاصة مع الاستخدام المتزايد لمحركات التردد المتغير. تقدم تقنيات التخفيف المختلفة، بما في ذلك الحلول السلبية والإيجابية في كل من تكوينات السلسلة والتحويلة، فوائد وعيوب مختلفة. من خلال فهم وتنفيذ استراتيجيات التخفيف التوافقية المناسبة، يمكن للصناعات تحسين الكفاءة وتقليل وقت التوقف عن العمل وتعزيز موثوقية النظام بشكل عام.
في الختام، في حين تمثل التوافقيات قضية صعبة، فإن اتباع نهج شامل للتخفيف يمكن أن يدير تأثيرها على العمليات الصناعية بشكل فعال. يمكن للحلول المختارة بشكل صحيح والمصممة خصيصًا لتطبيقات محددة أن تضمن نظام طاقة مستقرًا وفعالًا، مما يقلل من الآثار الضارة للتوافقيات.
دعم شبكة IPv6
