Гармоники — это компоненты сигнала, частота которых является целым кратным основной волны. Для силовые инверторы Контроль гармоник является ключевым аспектом обеспечения качества выходного сигнала переменного тока.
Причины образования гармоник: Во время работы силового инвертора переключение коммутационных устройств приведет к тому, что выходной сигнал будет содержать гармоники разных частот. Эти гармоники могут вызывать помехи в подключенном нагрузочном оборудовании и энергосистемах, поэтому для уменьшения или устранения этих неблагоприятных эффектов необходим контроль гармоник.
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Широтно-импульсная модуляция является основным средством контроля гармоник. Регулируя коэффициент времени включения-выключения переключающего устройства, широтно-импульсная модуляция может эффективно контролировать гармонический состав выходного сигнала. Инвертор генерирует импульсный сигнал и контролирует размер гармоник выходного сигнала, изменяя ширину импульса.
Многоуровневый инвертор. Традиционные инверторы обычно имеют двухуровневую структуру, то есть уровень выходного сигнала может быть только высоким или низким. Однако многоуровневые инверторы используют больше уровней и могут уменьшить содержание гармоник за счет введения дополнительных уровней в выходной сигнал. Эти многоуровневые технологии включают в себя многоуровневую ШИМ и технологию многоуровневой широтно-импульсной модуляции, которые позволяют более точно контролировать форму выходного сигнала.
Конструкция фильтра: Контроль гармоник также может быть достигнут с помощью фильтров гармоник на выходе инвертора. Эти фильтры обычно представляют собой LC-фильтры, которые выборочно удаляют определенные гармонические компоненты из выходного сигнала. Конструкция фильтра должна быть тщательно согласована с рабочей частотой и требованиями к нагрузке инвертора, чтобы обеспечить эффективное снижение гармоник.
Гармонический мониторинг и обратная связь. Усовершенствованные инверторные системы часто оснащены функциями гармонического мониторинга и управления с обратной связью. Контролируя фактическое содержание гармоник выходного сигнала, система может регулировать широтно-импульсную модуляцию и другие параметры по мере необходимости для контроля уровней гармоник в реальном времени. Эта система управления с обратной связью помогает адаптироваться к различным нагрузкам и условиям работы и поддерживать стабильность формы выходного сигнала.
Контроль минимальных потерь: При контроле гармоник также необходимо учитывать потери самого инвертора. При проектировании инвертора инженерам необходимо найти баланс, который сможет контролировать гармоники, минимизируя при этом потери энергии в самом инверторе. Это предполагает оптимизацию выбора коммутационных устройств, снижение частоты коммутации и улучшение систем отвода тепла.
