در زمینه توسعه سریع فناوری انرژی های تجدیدپذیر و وسایل نقلیه الکتریکی، شارژر اینورتر دو جهته به عنوان یک وسیله اتصال کلیدی بین منبع تغذیه و بار، دامنه کاربرد خود را گسترش داده است. با این حال، مشکلات هارمونیک همراه به طور فزاینده‌ای برجسته شده‌اند و چالش‌های مهمی را برای پایداری سیستم قدرت و قابلیت اطمینان تجهیزات ایجاد می‌کنند.
تاثیر هارمونیک ها بر تجهیزات الکتریکی
دستگاه بیش از حد گرم شد
وجود هارمونیک ها منجر به افزایش مقدار موثر جریان می شود که به نوبه خود باعث گرم شدن بیش از حد تجهیزات می شود. به ویژه در تجهیزات حیاتی مانند ترانسفورماتورها و موتورهای الکتریکی، محتوای هارمونیک می تواند باعث ایجاد گرمای اضافی در داخل تجهیزات شود. این گرمای اضافی نه تنها کارایی موتور را کاهش می دهد، بلکه می تواند باعث خراب شدن عایق و کاهش عمر تجهیزات شود.
افزایش تلفات برق
هارمونیک ها باعث انتقال بی اثر انرژی و افزایش مصرف انرژی کلی سیستم می شوند. به طور خاص، جریان اضافی ناشی از هارمونیک ها، گرمای تولید شده توسط سیم ها و ترانسفورماتورها را افزایش می دهد و باعث تلفات انرژی اضافی می شود. این نه تنها کارایی کلی سیستم را کاهش می دهد، بلکه می تواند منجر به افزایش قبض برق نیز شود. برای کاربران صنعتی، تلفات ناشی از هارمونیک ها ممکن است بخشی از قبوض برق آنها را تشکیل دهد که مستقیماً بر منافع اقتصادی شرکت تأثیر می گذارد.
خرابی تجهیزات الکتریکی
هارمونیک های بالاتر می تواند باعث اختلال در عملکرد تجهیزات الکتریکی، به ویژه در موتورها و ترانسفورماتورها شود. هارمونیک ها می توانند باعث لرزش و نویز در تجهیزات شوند، سایش مکانیکی را افزایش دهند و در نهایت منجر به خرابی زودرس تجهیزات شوند. به عنوان مثال، اعوجاج شکل موج جریان ناشی از هارمونیک ها می تواند باعث نوسانات گشتاور در موتور شده و بر عملکرد عادی آن تأثیر بگذارد و حتی باعث خاموش شدن تجهیزات شود.
عمر باتری کوتاه شده است
در یک شارژر اینورتر دو طرفه، سیستم مدیریت باتری (BMS) نیاز به رسیدگی به هارمونیک ها در هنگام شارژ و دشارژ دارد. اگر سطح هارمونیک بیش از حد بالا باشد، ممکن است باعث شود که فرآیند شارژ و دشارژ باتری ناپایدار باشد و در نتیجه بر عمر چرخه باتری و عملکرد آن تأثیر بگذارد. هنگام کار در یک محیط با هارمونیک بالا، باتری ممکن است بیش از حد شارژ یا تخلیه شود، که تضعیف ظرفیت باتری را تسریع می کند.
سیستم کنترل تجهیزات را تحت تأثیر قرار می دهد
وجود هارمونیک ممکن است با سیستم کنترل تجهیزات تداخل داشته باشد و منجر به شکست استراتژی کنترل شود. به عنوان مثال، در یک سیستم محرک موتور، کنترل کننده نیاز به نظارت بر شکل موج جریان و ولتاژ در زمان واقعی دارد. وجود هارمونیک مانع از قضاوت دقیق کنترل کننده در مورد وضعیت کار تجهیزات می شود و در نتیجه بر سرعت پاسخگویی و دقت تجهیزات تأثیر می گذارد.
استراتژی هایی برای مقابله با هارمونیک ها
برای مقابله موثر با مشکلات هارمونیک در شارژرهای اینورتر دو طرفه، صنایع و شرکت های مربوطه می توانند اقدامات زیر را انجام دهند:
نظارت و تحلیل هارمونیک
مانیتورینگ هارمونیک را بر روی سیستم به طور منظم انجام دهید تا منابع هارمونیک و سطوح آنها را به موقع شناسایی کنید تا اقدامات کنترلی هدفمند انجام شود. آنالایزر هارمونیک را می توان برای نظارت بر شکل موج جریان و ولتاژ در زمان واقعی و شناسایی فرکانس و دامنه هارمونیک ها استفاده کرد.
اعمال فیلتر هارمونیک
استفاده از فیلترهای هارمونیک غیرفعال یا فعال می تواند تاثیر هارمونیک ها را به طور موثر کاهش دهد و کیفیت توان را بهبود بخشد. فیلترهای غیر فعال با اتصال موازی خازن ها و سلف ها در مدارهای تشدید طراحی می شوند که می توانند هارمونیک ها را در فرکانس های خاص سرکوب کنند. فیلتر فعال شکل موج فعلی را در زمان واقعی نظارت می‌کند و شکل موج جریانی را برخلاف هارمونیک‌ها تولید می‌کند و در نتیجه اجزای هارمونیک را به طور موثر لغو می‌کند.
