Comprendre les principes des filtres harmoniques actifs (AHF)

Comprendre les principes des filtres harmoniques actifs (AHF)

Filtres harmoniques actifs (AHF) sont des appareils utilisés pour améliorer la qualité de l'énergie Ils réduisent les distorsions harmoniques et compensent la puissance réactive dans les systèmes électriques L'idée principale derrière AHF est de détecter et de contrer les courants harmoniques indésirables et la puissance réactive Cela permet de rendre le système d'alimentation plus efficace et stable Voyons comment AHF fonctionne étape par étape

1 Détection actuelle et traitement du signal

Tout d'abord, l'AHF utilise des transformateurs de courant externe (CTS) pour détecter le courant de charge Ces transformateurs sont placés dans le système pour surveiller le courant Le courant détecté est ensuite envoyé à la puce de commande principale de l'AHF

À l'intérieur de la puce de commande, le courant de charge est séparé en trois parties: courant actif, courant réactif et courant harmonique Le courant actif est la partie qui fait un travail utile Le courant réactif est lié à l'énergie stockée dans des éléments inductifs ou capacitifs Le courant harmonique est la distorsion indésirable causée par des charges non linéaires comme des entraînements ou des redresseurs variables

Après avoir séparé le courant, la puce de commande envoie les données à un affichage de cristal liquide (LCD) Cela permet aux opérateurs de voir les performances du système en temps réel

2 Algorithme de contrôle et génération de signaux PWM

Ensuite, la puce de commande calcule le courant de compensation requis Il utilise les courants réactifs et harmoniques détectés pour ce faire L'objectif est de créer un courant de taille égal mais opposé dans la direction des courants indésirables C'est ce qu'on appelle la «compensation inversée».

Pour y parvenir, l'AHF utilise deux boucles de contrôle: une boucle de tension et une boucle de courant La boucle de tension maintient la tension de bus CC stable La boucle de courant génère le courant de compensation correct La puce de commande produit ensuite des signaux de modulation de largeur d'impulsion (PWM) Ces signaux sont utilisés pour contrôler les commutateurs IGBT

3 Commutation IGBT et interaction énergétique

Les signaux PWM sont envoyés au circuit du pilote IGBT Le circuit conducteur amplifie les signaux et les envoie aux IGBT Les IGBT agissent comme des commutateurs rapides Ils s'allument et s'éteignent rapidement pour contrôler l'écoulement du courant entre le condensateur de bus DC et la réseau électrique AC

Au cours de ce processus, l'AHF injecte des courants compensant les courants dans le réseau électrique Ces courants sont opposés aux courants harmoniques et réactifs dans la charge Cela annule les courants indésirables En conséquence, la distorsion harmonique est réduite et le facteur de puissance du système s'améliore Le facteur de puissance montre à quel point la puissance électrique est utilisée efficacement

4 Contrôle de rétroaction et surveillance des sorties

Pour assurer un fonctionnement précis, l'AHF utilise un système de contrôle de rétroaction Il possède des capteurs à effet de salle interne qui surveillent le courant de sortie de l'AHF Le courant détecté est renvoyé à la puce de commande La puce de contrôle le compare au courant de compensation souhaité S'il y a une différence, la puce de commande ajuste la sortie pour la corriger

Les données de courant de sortie sont également affichées sur l'écran LCD Cela permet aux opérateurs de surveiller les performances de l'AHF en temps réel Ils peuvent effectuer des ajustements si nécessaire

5 Modulation de la largeur d'impulsion (PWM) et contrôle de la forme d'onde de courant

La modulation de largeur d'impulsion (PWM) est un élément clé de l'opération AHF PWM contrôle les commutateurs IGBT en faisant varier la largeur des impulsions dans un train d'impulsions Cela contrôle la tension ou le courant moyen livré à la charge Dans l'AHF, PWM est utilisé pour façonner la forme d'onde de courant de sortie L'objectif est de faire en sorte que le courant de sortie correspond au courant de compensation souhaité

En ajustant les signaux PWM, l'AHF peut créer une forme d'onde de courant opposée aux courants harmoniques et réactifs dans la charge Cela annule les courants indésirables, améliorant la qualité de l'énergie

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