Identifying and Mitigating Harmonic

Identifying and Mitigating Harmonics in AC Drive Applications

Common to any production operation is movement, usually driven by electric motors. Better control of this movement contributes to improved operational performance. Beyond performance, however, there's also the need to protect these motors to maximize return on investment.

For reliable control and improved protection, adjustable-speed drives are a common companion to motors. Although these drives offer inherent production benefits, they may also contribute to power quality issues, such as line current harmonics. As a result, you should take a closer look at harmonics when evaluating mitigation strategies.

Catch the wave. Compared to DC motor drives, AC motor drives cause very few problems. However, poorly designed applications can result in power line voltage distortions, as shown in the flat-topped waves of Fig. 1.

These voltage distortions can cause problems for other equipment connected to the same power lines, resulting in erratic operation of controls, dimming of lights, and overheating motors operating across the line. The distribution transformers and cables feeding these drives will also experience additional heating, which reduces the power use of those components.

Unlike the way in which a linear load draws current, such as an AC motor operating across the power line (Fig. 2), a typical AC drive draws current from a distribution transformer that's far from a sinusoidal waveform (Fig. 3). This occurs because the drive is taking current from the transformer only during certain times of the cycle to convert the 3-phase AC line voltage to a fixed DC voltage within the drive. The drive then pulse-width modulates this fixed DC voltage into variable frequency/variable voltage for the motor.

The AC-to-DC conversion is what causes the harmonics. Current flows only during part of the cycle, creating the odd-looking current waveform shown in Fig. 3. It's this distorted current that creates the voltage distortion. This is why a drive is considered a nonlinear load.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ระบุและบรรเทานิคส์ในการใช้งานไดรฟ์ ACทั่วไปการดำเนินการผลิตใด ๆ จะเคลื่อนไหว มักจะขับเคลื่อน ด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ควบคุมดีกว่าการเคลื่อนไหวนี้สนับสนุนการปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงาน นอกเหนือจากประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ได้ยังจำเป็นต้องปกป้องรถยนต์เหล่านี้เพื่อเพิ่มผลตอบแทนจากการลงทุนสำหรับควบคุมที่เชื่อถือได้และการป้องกันที่ดีขึ้น สามารถปรับความเร็วไดรฟ์มีสหายร่วมกับมอเตอร์ ถึงแม้ว่าไดรฟ์เหล่านี้มีประโยชน์ผลิตโดยธรรมชาติ พวกเขายังอาจนำไปสู่ปัญหาคุณภาพไฟฟ้า เช่นบรรทัดปัจจุบันนิคส์ ดังนั้น คุณควรใช้นิคส์เมื่อประเมินกลยุทธ์การบรรเทาสาธารณภัยจับคลื่น เมื่อเทียบกับไดรฟ์มอเตอร์ DC, AC มอเตอร์ไดรฟ์เกิดปัญหาน้อยมาก อย่างไรก็ตาม โปรแกรมประยุกต์ที่ออกแบบมาไม่ดีอาจส่งผลบิดเบือนอำนาจเส้นแรงดันไฟฟ้า มากคลื่นแบนราด Fig. 1บิดเบือนแรงเหล่านี้สามารถทำให้เกิดปัญหาสำหรับอุปกรณ์อื่น ๆ เชื่อมต่อกับสายไฟฟ้าเดียวกัน ในการดำเนินการควบคุม หรี่ความสว่างของไฟ และมิยนต์ปฏิบัติการข้ามเส้นความ หม้อแปลงและสายเคเบิลไดรฟ์เหล่านี้อาหารจะยังพบเพิ่มเติมเครื่องทำความร้อน ซึ่งลดการใช้พลังงานของส่วนประกอบเหล่านั้นซึ่งแตกต่างจากวิธีการที่โหลดเส้นวาดปัจจุบัน เช่นมอเตอร์ AC การทำงานข้ามสายไฟฟ้า (Fig. 2), AC ไดรฟ์ทั่วไปวาดปัจจุบันจากหม้อแปลงจำหน่ายที่ไกลจากรูปคลื่น sinusoidal (Fig. 3) นี้เกิดขึ้นเนื่องจากไดรฟ์ใช้ปัจจุบันจากหม้อแปลงเฉพาะช่วงบางช่วงเวลาของวงจรการแปลงแรงดัน 3 เฟส AC บรรทัดให้เป็นแรงดัน DC คงที่ภายในไดรฟ์ ขับรถแล้วความกว้างพัลส์ modulates แรงดัน DC นี้คงเป็นแปรตัวแปรความถี่แรงดันไฟฟ้าสำหรับยานยนต์การแปลง AC DC เป็นสิ่งที่ทำให้การวัดฮาร์มอ ปัจจุบันไหลเฉพาะในส่วนของวงจร สร้างรูปคลื่นปัจจุบัน odd-looking แสดงใน Fig. 3 ปัจจุบันนี้เพี้ยนที่สร้างความผิดเพี้ยนของแรงดันไฟฟ้าได้ นี่คือเหตุผลที่ไดรฟ์กำลังโหลดไม่เชิงเส้น