آموزشیهارمونیک

مقایسه چوک ورودی AC در مقابل چوک لینک DC در الکترومارکت

چوک ورودی AC یا چوک لینک DC ؟

سلام خدمت دوستان و همراهان عزیز الکترومارکت مقاله مقایسه چوک ورودی AC در مقابل چوک لینک DC پاسخی است عملی و جامع به سوال چوک ورودی AC یا چوک لینک DC ؟

مقدمه

نکته قابل توجه این مقایسه  این است که در مقایسه فوق یک نمای کلی از علت استفاده و فایده آمپدانس در قسمت ورودی درایو در درایو هایی با قابلیت تنظیم فرکانس (اینورتر) را نشان می دهد و همچنین عملکرد مورد انتظار چوک ورودی AC و چوک های لینک DC را مورد مقایسه قرار می دهیم.

علاوه بر این تست عملکرد برای ایجاد یک مقایسه هارمونیک بین دو دستگاه فیلتر با استفاده از یک درایو ایتون SVX با چوک ورودی AC 3% و یک درایو ایتون PowerXL DG1 با چوک لینک DC 5%.

هارمونیک ها

” تمام درایو ها برروی یک سیستم با توجه به ماهیت یکسو ساز AC به DC متعلق به یک درایو، بطور طبیعی هارمونیک هایی را ایجاد می کنند. “

علت ایجاد هارمونیک ها این است که درایو تنها هنگامیکه از لحاظ بزرگی و مقدار AC، بصورت خط به خط، ولتاژ بالاتری از ولتاژ باس DC داشته باشد، جریان را ایجاد می کند.

در شکل ۱ در ادامه، جریان به رنگ آبی نشان داده شده است و زمانیکه در آن AC، خط به خط، ولتاژ ورودی اش از ولتاژ DC تجاوز کند، بعنوان  Id تعیین شده است.

جریان در طول نقطه متقاطع از ولتاژهای فاز ایجاد شده و نیز در یک شکل موج خمیده حاصل می شود. این شکل موج برآمده نمونه متداولی از اکثر درایو هاست.

جریان ایجاد شده توسط درایو
شکل ۱ جریان ایجاد شده توسط درایو

هارمونیک ها باید از بین بروند زیرا موجب اتلافR  از سیستم می شوند و می توانند باعث از هم گسیختگی عملکرد سایر بار های سیستم تا حد خرابی آن شوند.

علاوه بر این تأسیسات معمولا به مشتریانی احتیاج دارند تا به IEEE 519 استانداردهای اعوجاج هارمونیکی کل (THD) پایبند باشند.

این استاندارد مقدار هارمونیکی که می تواند بر روی شبکه تزریق شود را مشخص می کند. هارمونیک هایی که در داخل یک مرکز تولید می شوند، اگر به درستی فیلتر نشده باشند، توسط ابزار اندازه گیری به راحتی دیده می شوند.

برای درایو های بسیار کوچک، این جریان سینوسی ایجاد شده، مشکلی برای سیستم نخواهد داشت، زیرا درایو با توجه به سطح توان بار قابل توجهی بر روی سیستم ایجاد نمی کند.

با این حال، بطور معمول برای درایو هایی با اسب بخار بیشتر، امپدانس اضافی برای حذف تأثیر این پالس های دوره ای جریان لازم است.

در این راستا، دو نمونه از رایج ترین ابزار ها و گزینه های انتخابی یک چوک ورودی AC و یک چوک لینک DC می باشند.


چوک ورودی چیست و چگونه می تواند بر هارمونی ها تأثیر بگذارد؟

چوک ورودی (Line Reactor) یک سیم پیچ پیچیده شده اطراف یک هسته مغناطیسی است، زمانیکه ۲۵% جریان نامی چوک ورودی از طریق آن برقرار می شود یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و عملیاتی می شود.

این میدان مغناطیسی امپدانس خط را افزایش می دهد و مقدار هارمونیک کلی تزریق شده از درایو بر روی سیستم الکتریکی تأسیسات را کاهش می دهد.

برای محاسبه هارمونیک، ما می توانیم مقدار هارمونیک را با تجزیه یک شکل موج غیر سینوسی به اجزا، بررسی کنیم.

هارمونیک های پایین تر، مانند پنجمین و هفتمین، میزان جریان بزرگ تری دارند و بنابراین بیش ترین تأثیر را بر روی اعوجاج هارمونیکی کل می گذارند.

دلیل این است که میزان جریان با تعداد هارمونیک رابطه عکس دارد.

چندین نمونه از چوک ورودی AC و چوک لینک DC
چندین نمونه از چوک ورودی AC و چوک لینک DC

چوک ورودی AC چیست؟

چوک ورودی یا چوک های ورودی به قسمت ورودی درایو (اینورتر) اضافه می شوند و در آن جا قرار می گیرند.

آن ها به هارمونیک های مغناطیسی کمک می کنند و به علت آن که بین خط و درایو هستند، قادرند بعنوان یک بافر برای موج ها و سایر اعوجاج و طبقات هارمونیکی احتمالی عمل کنند. هدف و مقصود یک چوک ورودی سطح بالای حفاظت از موج نیست، و اگر حفاظت بیشتری مدنظر باشد، یک دستگاه محافظ اختصاصی مانند وریستور اکسید فلزی (MOV) و یا سرکوب کننده ولتاژ گذرا (SPD) راه حل بسیار بهتری است.

” نقطه ضعف چوک ورودی AC این است که افت ولتاژ در سراسر آن وجود دارد. “

این می تواند سبب ایجاد خطای Under Voltage در سیستم هایی شود که در آن ها ولتاژ ورودی پایدار نیست و نوسانات شدید ولتاژی دارند.

علاوه بر این، این افت ولتاژ می تواند ولتاژ باس DC را کاهش دهد و بر خروجی درایو تأثیر منفی بگذارد و باعث خطای UV یا همان . در نهایت راکتور های AC معمولا بزرگ تر از چوک های DC و گران تر از آن ها هستند.

شکل 2- چوک AC بسته شده قبل از یکسو.ساز یک درایو
شکل ۲- چوک AC بسته شده قبل از یکسو.ساز یک درایو

چوک DC چیست؟

چوک های لینک DC بین دیود ها و باس DC متصل شده و بسته به نوع هارمونیک مشاهده شده، نسبت به چوک ورودی AC می تواند کمی کمتر و کمی بیشتر در کاهش هارمونیک مؤثر باشد.

” چوک های DC معمولا کوچک تر از چوک های AC هستند و امپدانس لازم برای کاهش هارمونیک بدون افت ولتاژ را اضافه می کنند. “

با این حال که چوک DC هیچ بافرینگ اضافه ای از سوی امواج ولتاژ دیده شده توسط یکسو ساز اعمال نمی کند، اما از امواج جریان محافظت خواهد کرد.

یکی دیگر از دلایل توصیه مکرر تیم مهندسی الکترومارکت و مراکز نصب و فروش اینورتر در دنیا به استفاد از چوک DC حفاظت از خازن های اینورتر و افزایش شدید عمر آنها نیز هست.

 

شکل 3- چوک DC بسته شده به باس DC یک درایو
شکل ۳- چوک DC بسته شده به باس DC یک درایو

 

زمین کردن با چوک های AC و DC

زمین کردن (Grounding) جریان های خطا نیز بسیار حائز اهمیت است به طوری که این جریان ها از طریق درایو برقرار نمی شوند و به آن آسیب می رسانند. چوک های ورودی AC ذاتا قابلیت انجام این کار را دارند درحالیکه چوک DC سینگل-کویل قادر به انجام این کار نیست، البته چوک های DC دو-کویل این قابلیت را دارا هستند.

نمونه ای از چوک DC
نمونه ای از چوک DC

عملکرد درایو Power XL DG1 در مقابل SVX

درایو SVX ایتون یک چوک ورودی AC 3% استاندارد را ارائه می دهد درحالیکه درایو جدید

Power XL DG1، با یک چوک AC 5% دو کویل و یک محافظ موج MOV واقع در قسمت ورودی درایو استاندارد می شود. دو نکته قابل توجه برای زمانی که این دو راه حل مقایسه می شوند وجود دارد: میزان کاهش هارمونیک و اندازه فیزیکی و طرح درایو.

ac_line_reactors_vs_dc_link_chokes_-1

ac_line_reactors_vs_dc_link_chokes_-2

شکل ۴- ولتاژ و جریان ورودی SVX (چپ)- درصد کل اعوجاج هارمونیکی (راست)

ac_line_reactors_vs_dc_link_chokes_3

ac_line_reactors_vs_dc_link_chokes_4

شکل ۵- ولتاژ و جریان ورودی DG1 (چپ)- درصد کل اعوجاج هارمونیکی(راست)

شکل 6- درصد کل اعوجاج هارمونیکی در هارمونیک های متغیر برای DG1 و SVX
شکل ۶- درصد کل اعوجاج هارمونیکی در هارمونیک های متغیر برای DG1 و SVX

آنالیز هارمونیکی نشان می دهد که DG1 با چوک DC درصد THD پایین تری را در سومین، پنجمین و هفتمین هارمونیک نشان می دهد که هرکدام بیشترین خسارت را به نشست IEEE 519 وارد می کنند.

DG1 به درصد کمی THD بیشتر، هارمونیک های رده بالاتری اعمال می کند که این هارمونیک ها در استانداردهای قدیمی تر دارای اهمیت و نگرانی بیشتری بودند.

درحالیکه DG1 درصد THD بهتری را نسبت به SVX ارائه می دهد، چوک DC قطعا نمی تواند یک راه بهبود برای الزامات هارمونیک مشاهده شده در سیستم باشد. مطالعه درمورد سیستم های هارمونیکی بهترین گزینه برای تعیین اقدامات لازم در خصوص نشست IEEE 519 است چنانکه این نتایج با میزان توان و ولتاژ درایو ها در کاربرد های مختلف ممکن است متغیر باشند.

در زمان استفاده از درایو (اینورتر) هایی با توان اسب بخار بیشتر، می توان عموما بعنوان اضافه کردن یک فیلتر هارمونیکی یا یک ترانسفورماتور تغییر فاز به یک درایو از الزامات نشست IEEE 519 تبعیت کرد.

تابلو ریجنریتیو
نمونه تابلو ریجنریتیو مونتاژ شده با اینورتر سانترنو ایتالیا
SINUS PENTA RGN

نمونه تابلوی اینورتر سانترنو مونتاژ شده توسط تیم فنی الکترومارکت که در آن از چوک ورودی AC – چوک خروجی – چوک لینک DC و فیلتر هارمونیک استفاده شده است.



متشکرم که تا انتهای این مقاله با ما بودید منتظر نظرات خوبتون هستم.

نظرات شما دوستان باعث ارتقای سطح کیفی الکترومارکت میگردد.

ما در ۲۴ ساعت از ۷ روز هفته منتظر شنیدن صدای شما هستیم
۰۲۱۴۳۸۴۴۴۴۰
۰۲۱۴۳۸۴۴۴۴۱

برچسب ها

یوسف رجبی

یوسف-مهندسی کنترل صنعتی,برنامه نویس و بنیان گذار الکترومارکت طراح و برنامه نویس سیستم های مبتنی بر اتوماسیون صنعتی.طراح پروژه های انرژی سیوینگ بر پایه تکنیک های نوین, حرفه ای در برنامه نویسی اتوکد,ای پلن و طراحی وب سایت

2 thoughts on “مقایسه چوک ورودی AC در مقابل چوک لینک DC در الکترومارکت”

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن