ما هي حلول جودة الطاقة لصناعة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء؟

ما هو الفرق بين THD و TDD؟

على الرغم من أن إلكترونيات الطاقة قد أدت إلى توفير كبير في الطاقة ، إلا أنها يمكن أن تشوه جودة الطاقة الكهربائية التي يتم توفيرها من خلال المبنى الذي تخدمه ، مما يقلل من فعالية وإطالة عمر إلكترونيات الطاقة الموجودة داخل ذلك المبنى.

يوصف THD على أنه القيمة الآنية لنسبة جذر متوسط ​​التربيع (rms) للمحتوى التوافقي إلى قيمة جذر متوسط ​​التربيع للجودة الأساسية ، كما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية من الأساسي. يمكن أن ينطبق هذا على التيار أو الجهد. 

يستخدم TDD صيغة مشابهة مثل THD ، باستثناء أن القيم المستخدمة للتيار أو الجهد تستند إلى متوسط ​​انزلاقي يتم رؤيته خلال فترة زمنية مدتها 15 أو 30 دقيقة ، وبالتالي يعطي صورة أقل تحيزًا للمشكلة التوافقية الشاملة.

مشاكل جودة الطاقة في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء

يتم تجهيز أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) بشكل متزايد بمحركات متغيرة السرعة (VSDs) ، وتستخدم الآن بشكل شائع مع معالجات الهواء والمضخات والمبردات والمراوح البرجية ، وهنا نركز على أكبر حصة من أحمال الطاقة الإلكترونية في مباني اليوم ، ومحركات التردد المتغير ( VFDs) ، وهي شكل من أشكال إلكترونيات الطاقة المستخدمة لتغيير سرعة المحرك الذي تخدمه. توفر هذه المحركات تحكمًا دقيقًا وتستهلك طاقة أقل بشكل ملحوظ ولكن لها عيب ؛ بسبب بنائها ، فإنها تستمد التيار من الإمداد الكهربائي في نبضات غير خطية بدلاً من الموجات الجيبية الخطية. هذا يسبب التوافقيات في النظام ؛ إذا تركت التوافقيات دون معالجة ، فستؤدي إلى زيادة تسخين المعدات والموصلات ، ومشاكل تشغيل المعدات بما في ذلك VSDs نفسها ، ونبضات عزم الدوران في المحركات. كل ذلك يؤدي إلى عدم الكفاءة ،

يمكن أن تؤثر التوافقيات أيضًا على عناصر البناء الأخرى. غالبًا ما تتم مشاركة التوزيع الكهربائي الذي يزود VSD بواسطة أنظمة إلكترونية حساسة أخرى مثل أجهزة الكمبيوتر وشبكات الاتصالات والإضاءة. حماية النظام من التشوهات لا تحمي أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء فحسب ، بل تحمي كل شيء.

يمكن أن يكون للتوافقيات الناتجة في جهد المبنى تأثيرات ضارة عديدة على المعدات الكهربائية المتصلة: 

• الموصلات: ارتفاع درجة الحرارة وفقدان الطاقة بسبب تأثير الجلد ، حيث تضطر تيارات التردد العالي للسفر عبر منطقة مقطع عرضي أصغر للموصل ، متجمعة نحو سطح الموصل.
• المحولات: خسائر تيار إيدي أعلى بسبب التيارات عالية التردد المنتشرة في قلب المحول.
• المحركات: ارتفاع خسائر الحديد والتيار الدوامة ؛ يمكن أن تتسبب التذبذبات الميكانيكية الناتجة عن التوافقيات الحالية في عمود المحرك في حدوث عطل سابق لأوانه وزيادة الضوضاء المسموعة أثناء التشغيل.
• VFDs وإمدادات الطاقة الإلكترونية الأخرى: يمكن أن يتسبب التشوه في شكل موجة الجهد في حدوث فشل في دوائر التبديل في محركات التيار المستمر ومحركات التيار المتردد ذات المقومات التي يتم التحكم فيها بالسيليكون (SCR). 

مرشحات توافقية نشطة متقدمة لأنظمة التكييف

تعمل المرشحات التوافقية ثلاثية الطور على تقليل التشوه عن طريق تحويل التيارات التوافقية في مسارات منخفضة المقاومة. تعتبر المرشحات التوافقية سعوية عند التردد الأساسي ، لذا فهي تُستخدم أيضًا لإنتاج الطاقة التفاعلية التي تتطلبها المحولات ولتصحيح عامل القدرة.

تعد مرشحات YTPQC-AHF Active Harmonic Filters أفضل مرشحات توافقية لتعويض التوافقيات وتعويض الطاقة التفاعلية وتعويض عدم التوازن.