كيفية التخفيف من التوافقيات في أنظمة الطاقة؟

في نظام الطاقة الكهربائية، تعني التوافقيات بشكل أساسي مضاعفات التيار أو الجهد عند تردد الجهد الأساسي. عندما تنظر إلى شكل موجة وتجد أنه ليس شكل الموجة الجيبية المعتاد الذي تتوقعه، فهذا يعني أن هناك توافقيات متضمنة.

ما الذي يسبب التوافقيات؟ حسنًا، يمكن تقسيم إشارات التيار المتردد إلى خطية وغير خطية. تستمد الأنظمة غير الخطية الطاقة من خلال نبضات قصيرة ومفاجئة، وهذه النبضات تشوه أشكال موجة التيار، مما يسبب تشويهًا.

يؤدي هذا التشوه إلى إنشاء توافقيات تؤدي إلى مشاكل في جودة الطاقة تؤثر على الحمل ونظام التوزيع. تعد أجهزة التلفاز والأجهزة الإلكترونية الأخرى أمثلة على أنظمة التحميل غير الخطية.

الآن، دعونا نتحدث عن التوافقيات الكهربائية الأساسية. هذا هو المكان الذي تبدأ فيه الطاقة من المولد. يُعرف التردد هنا بالتردد الأساسي أو التردد التوافقي الأول.

يمكن أن يكون إما 50 هرتز أو 60 هرتز، حسب البلد. تم تصميم جميع الأنظمة الكهربائية والإلكترونية لتعمل بشكل جيد مع هذا التردد.

عندما يتعلق الأمر بأوامر التوافقيات وأشكال الموجات المعقدة:

• التوافقيات من الدرجة الثانية: أشكال الموجة لها تردد 100 هرتز، أي 50 هرتز في اثنين. وهذا يدل على أن التوافقيات الثانية لها تردد ضعف التردد الأساسي. عندما تصل التوافقيات الأساسية إلى الصفر، فإنها تصل إلى قيمتها العالية والعكس صحيح. 

وهذا يجعل التوافقي الثاني يبدأ في الاتجاه المعاكس، مما يعني تدفق تيار تسلسلي سلبي في الدائرة الكهربائية. يؤثر هذا التيار على المحرك التحريضي من خلال معاكسة المجال المغناطيسي الدوار، مما يؤدي إلى عزم دوران ميكانيكي أقل من المتوقع. ويسمى هذا النوع من التوافقيات أيضًا بالتسلسل السلبي.

- التوافقيات من الدرجة الثالثة: لها تردد يساوي ثلاثة أضعاف التردد التوافقي الأساسي، أي 150 هرتز. هذا أمر خطير حقا. من شكل الموجة، تصل تيارات التوافقيات الثالثة والأساسية إلى الصفر في نفس الوقت وترتفع بنفس القيمة ولكن في نقاط متضادة.

وهذا يجعل التوافقيات تخلق تيارًا صفريًا، مما يزيد من الفولتية المحايدة في نظام الطاقة. زيادة الجهد المحايد يجعل المرحل يعمل على تشغيل قاطع الدائرة. يحدث هذا بسبب التيار التوافقي الثالث، والذي يُعرف أيضًا باسم التيار التوافقي الثلاثي.

- التوافقيات من الدرجة الخامسة: لها تردد 250 هرتز ولها خصائص مشابهة لتوافقيات الدرجة الثالثة ولكن بتردد تشغيل أعلى.

يوضح تحليل شكل الموجة أن شكل الموجة المعقد يتكون من مزيج من التوافقيات وشكل الموجة الأساسي، ولكل منهما زوايا الطور الخاصة به وقيم الذروة.

تعتبر المرشحات التوافقية النشطة فعالة للغاية في معالجة وحل المشكلات التوافقية المذكورة أعلاه. لقد تم تصميمها خصيصًا لاكتشاف ومواجهة التأثيرات السلبية الناجمة عن التوافقيات، مما يضمن مصدر طاقة أكثر استقرارًا ونظافة.

من خلال تصفية المكونات التوافقية بشكل فعال، تساعد مرشحات الطاقة النشطة في الحفاظ على جودة وسلامة النظام الكهربائي، مما يقلل من الاضطرابات والأضرار المحتملة التي يمكن أن تسببها التوافقيات. يعد تطبيقها أمرًا بالغ الأهمية في مختلف الصناعات وأنظمة الطاقة لتحقيق الأداء الأمثل للطاقة والموثوقية.

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن التوافقيات أو لديك أي أسئلة أخرى، فلا تتردد في الاتصال بنا : sales@yt-electric.com في أي وقت. سيكون فريقنا المحترف مكرسًا لتقديم المساعدة لك.