فیلتر اکتیو موازی چیست؟چطور با آن میتوان هزینه برق مصرفی را کم کرد؟

فیلتر اکتیو موازی

فیلتر اکتیو موازی


مقدمه :

امروزه بیشتر بارها و تجهیزات کنترلی برای عملکرد مناسبشان از کامپیوترها ،پردازنده ها و تجهیزات الکترونیک قدرت استفاده میکنند.این تجهیزات تماما مشخصه های غیر خطی دارند و بنابراین جریان غیر سینوسی از شبکه میکشند.همچنین در سیستم هایی سه فازی که چهار سیم دارند ،بارهای نامتعادل ،جریان های توالی منفی و صفر ایجاد میکنند.جریان های توالی منفی سبب تحمیل توان اتلافی و باعث گرم شدن بیش از حد روتور ،اشباع ترانسفورماتورها و ریپل در خروجی یکسوکننده ها میشود. در صورت بالا بودن این مولفه حتی میتواند منجر به ناپایداری در ژنراتورها شوند.به همین دلایل فیلتر اکتیو موازی بوجود آمد.مطالعه در زمینه فیلترهاي اکتیو در سال 1971 به وسیله ی پروفسور ساساکی آغاز شده است. ایشان در این سال استفاده از فیلتر اکتیو موازي را بجاي فیلترهاي پسیو موازي پیشنهاد کردند.

فیلتر اکتیو موازی چه فایده ای دارد ؟

در بسیاری از مراکز مانند پست ها ،نیروگاه ها،کارخانه ها و کاربردهایی مانند ups ها،مبدل های فرکانسی ،یکسوساز ها استانداردهایی بیان میشوند که یکی از مهمترین آن ها ضریب توان جریان کشیده شده از شبکه باید در حالت بار نامی نزدیک به یک و یا با ضریب خطای در حدود یک درصد به یک نزدیک شود. بنابراین فارغ از آنکه بار چه جریان (خطی یا غیرخطی) ای مصرف میکند باید جریان کشیده شده از شبکه سینوسی بماند.

نحوه عملکرد آن چگونه است؟

فیلتر اکتیو موازی هارمونیک های جریان را جبران میکند به این شکل که هارمونیک های تزریقی توسط این فیلتر ،هارمونیک هایی هستند که توسط بار غیر خطی مصرف میشوند و باعث غیر سینوسی شدن جریان شبکه میشوند. به عبارت دیگر فیلتر اکتیو موازی به عنوان یک منبع جریان مولفه های هارمونیکی ای را تزریق میکند که توسط بار تولید میشود اما با اختلاف فاز 180 درجه نسبت به آن.

فیلتر اکتیو موازی

فیلتر اکتیو موازی

معایب فیلترهای پسیو ؟

این فیلترها را میتوان تنها برای جبران تعداد مشخصی از هارمونیک های جریان استفاده کرد، فیلترهای پسیو نمیتوانند نامتعادلی جریان را جبران کنند.از دیگر معایب این فیلترها میتوان به وزن بالا و سنگین بودن ، رزونانس آن ها با دیگر بخش های سیستم،دشواری تنظیم صحیح آنها ، نویز و افزایش تلفات اشاره کرد.

روش های کنترل فیلتر اکتیو :

روش های کنترلی متعددی برای کنترل فیلترهای اکتیو ارائه شده است.مشهور ترین این روش ها عبارتند از روش های حوزه زمان از جمله فیلتر شکاف ، تئوری قاب مرجع سنکرون،کنترل فازی و تئوری محاسبه توان لحظه ای میباشد.روش های حوزه زمانی نسبت به روش های حوزه فرکانس سرعت عملکرد بالاتری دارند.اگر چه روش های حوزه فرکانس این امکان را به ما میدهند تا جبران سازی انتخابی مولفه های هارمونیکی را انجام دهیم.

فیلتر اکتیو چگونه میتواند بر روی هزینه برق مصرفی تاثیر بگذارد؟

در تمامی کنتورهای سه فاز و همچنین کنتورهای تک فازِ جدید هزینه برق مصرفی توسط شرکت برق توان راکتیو مصرفی را نیز شامل میشود به طوری که :

کل توان مصرفی(برحسب کیلو ولت آمپر)=توان راکتیو مصرفی(کیلووار)+توان اکتیو یا حقیقی مصرفی(ّبرحسب کیلووات)

بنابراین با کاهش پیدا کردن توان راکتیو گرفته شده از شبکه میتوان هزینه ی برق مصرفی را کاهش داد که مقدار این کاهش به طور مستقیم با مقدار بارهای غیرخطی موجود بستگی دارند.

در چه کاربردهایی فیلتر اکتیو موازی نیاز نیستند؟

در تمامی کاربردهایی که توان راکتیو وجود ندارند و تماما بارها خطی یا اهمی هستند مانند اجاق های برقی.در این نوع از بارها تمامی توان جذب شده از شبکه اکتیو بوده و نیازی به فیلتر اکتیو عملا وجود ندارد.

در چه کاربردهایی فیلتر اکتیو موازی نیاز هستند؟

در بارهای زیر که غیر اهمی و یا به عبارت دیگر غیر خطی هستند وجود فیلتر اکتیو میتواند مفید باشد.

1.بارهای سلفی :

همانطور که در شکل زیر مشاهده میکنید در بارهای تماما سلفی در صورتی که فیلتر اکتیو وجود نداشته باشد ضریب توان کشیده شده از شبکه یک نخواهد بود.(به دلیل اختلاف فاز ولتاژ و جریان).در صنعت بارهای شامل ترانسفورماتور ها و تجهیزات جوشکاری نمونه هایی از این نوع بارها هستند.

مشخصه جریان و ولتاژ بار سلفی

مشخصه جریان و ولتاژ بار سلفی

2.بار های خازنی :

همانطور که در شکل زیر مشاهده میکنید در بارهای تماما خازنی در صورتی که فیلتر اکتیو وجود نداشته باشد ضریب توان کشیده شده از شبکه یک نخواهد بود.(به دلیل اختلاف فاز ولتاژ و جریان). بیمارستان ها ، دیتا سنترها و تونل ها عمدتا از این نوع بار در صنعت به حساب می آیند.

مشخصه ولتاژ و جریان بار خازنی

مشخصه ولتاژ و جریان بار خازنی

3.بارهای دارای اغتشاش :

همانطور که در شکل زیر مشاهده میکنید در بارهای دارای اغتشاش در صورتی که فیلتر اکتیو وجود نداشته باشد ضریب توان کشیده شده از شبکه بسیار بد و نامطلوب خواهد بود.در کاربردهایی مانند ups ها ،یکسوساز ها ،مبدل های فرکانسی با این نوع از بارها مواجه خواهیم بود

بار غیر خطی دارای اغتشاش

بار غیر خطی دارای اغتشاش

 

آموزش هاآموزش های تکنولوژی روز

فیلترفیلتر اکتیوفیلتر اکتیو موازینامتعادلیهارمونیکهزینه برق

دیدگاهتان را بنویسید