Harmoniczne prądu wytwarzane przez prostowniki wejściowe przemienników częstotliwości HARMONICZE PRADU I NAPIĘCIA W SIECI - DEF. STAŁEJ HARMONICZNEJ TRÓJFAZOWY PROSTOWNIK DIODOWY JAKO GENERATOR HARMONICZNYCH PRĄDU dr inż. Jerzy Szymański Politechnika Radomska e-mail: j.szymanski@pr.radom.pl

Zniekształcenia prądu w układzie prostownika sześciopulsowego - 3f6d Vab Vac Vbc 1 ~ a b c 2 3 6 4 5 IDC IDC Ia Ib Ic Niesinusoidalny przepływ prądu ze źródła Pulsacyjny pobór energii ze źródła The capacitor is charged in a very short interval. DC-link current is discontinious giving discontinious ac-current. Power is fed to the dc-link in short pulses -> high peak power low average Larger capacitor gives better dc-voltage but shorter charge-interval and thus higher current peak for the same power.

Stała harmonicznych Hc Dla wygodniejszego określania poziomu zniekształceń napięciowych definiuje się stałą harmonicznych - Hc, : Definicja Hc przypomina definicję THD, z tym że odnosi się do numeru harmonicznej. Typ obciążenia Hc[%] Prostownik 6-pulsowy >350 Prostownik 6-pulsowy z dławikiem ac/dc 150-350 Prostownik 12-pulsowy 100-150 Obok w tabeli wartości Hc dla różnych obwodów wejściowych przetwornic częstotliwości

Prostownik 6-pulsowy z dławikiem dc Analiza harmonicznych prądu ------------------------------------------------ Składowa podstawowa 36.22 A THDi 42.51% Wart. Skut. RMS 39.47 A Stała harm. Hc 310 % 5’th 12.91 A 7’th 7.03 A 11’th 3.06 A 13’th 2.10 A DC-inductor equal to 4% DC-link current is continious so line currents are 120 degree pulses. The inductor limits the ripple of the dc-link current, which mainly affects the 5’th and 7’th harmonic currents The harmonic profile is dominated by 5’th and 7’th harmonics. The steep edges on front of the pulse are not affected by Ldc.

Metody redukcji harmonicznych Pasywne Dławiki DC Dławiki AC Prostownik 12-p powielanie faz Aktywne Several sloutions are available for reduction of the harmonic currents from the rectifier. +Harmonic traps and line voltage conditioners / UPS that operate on a system performance level. Front-end modifications affect the current quality of each unit - not a system-wide optimization. Some solutions like shunt active filter can also be used for global compensation at the PCC Prostownik PWM Filtry aktywne

Relacja koszty - korzyści Several sloutions are available for reduction of the harmonic currents from the rectifier. +Harmonic traps and line voltage conditioners / UPS that operate on a system performance level. Front-end modifications affect the current quality of each unit - not a system-wide optimization. Some solutions like shunt active filter can also be used for global compensation at the PCC

Przykład obliczeniowy wyznaczenia THDv 6kV/ 0.40 kV 3f6D NPC 1 MVA ex=5% P=200 kW Hc=350% (uwaga: brak mocy biernej na zasilaniu NPC) Zniekształcenia Napięciowe określane są dla tego punktu

Podsumowanie Artykuł i prezentację udostępnię dla dydaktyki e-pocztą. HARMONICZE PRĄDU, A TYM SAMYM I NAPIĘCIA GWAŁTOWNIE SIĘ ZWIĘKSZAJĄ PRZY PRZEWYMIAROWANYCH LUB NIEDOCIĄŻONYCH PRZEMIENNIKACH CZĘSTOTLIWOŚCI. PRZEMYSŁOWE PRZEMIENNIKI UNIWERSALNE TJ. DEDYKOWANE DO NAPEDÓW STAŁO I ZMIENNOMOMENTOWYCH I O PRZECIĄŻENIU 150-200% IN SĄ DUŻYM ŹRÓDŁEM HARMONICZNYCH ( Hc PRZY PRACY NOMINALNEJ OK. 700% ) PRZEMIENNIKI DEDYKOWANE DO APLIKACJI WENTYLATOROWO-POMPOWYCH SĄ DUŻYMI ŹRÓDŁAMI ZABURZEŃ HARMONICZNYCH PRZY GŁĘBOKIEJ REGULACJI PRĘDKOŚCI SILNIKA ZE WZGLĘDU NA JEGO SZYBKIE ODCIĄŻANIE Artykuł i prezentację udostępnię dla dydaktyki e-pocztą. Several sloutions are available for reduction of the harmonic currents from the rectifier. +Harmonic traps and line voltage conditioners / UPS that operate on a system performance level. Front-end modifications affect the current quality of each unit - not a system-wide optimization. Some solutions like shunt active filter can also be used for global compensation at the PCC