Като доставчик на доказателства, разбирането на хармоничното съдържание на тока на доказателствения двигател е от решаващо значение за осигуряване на ефективната и надеждна работа на тези двигатели. В този блог ще се задълбочим в концепцията за хармонично съдържание, нейните последици за доказателствените двигатели и как може да повлияе на различни аспекти на двигателната ефективност.
Какво представляват хармониците?
Хармониците са синусоидални вълнови форми с честоти, които са цяло число множество от основната честота на електрическа система. В контекста на доказателствен двигател основната честота обикновено е 50 или 60 Hz, в зависимост от регионалния стандарт за захранване. Например, втората хармоника има честота 100 или 120 Hz, третата хармоника има честота 150 или 180 Hz и т.н.
Тези хармоници се генерират поради не -линейни натоварвания в електрическата система. В доказателствен двигател не -линейността може да възникне от фактори като магнитно насищане в сърцевината на двигателя, превключващото действие на електрониката на мощността (ако се използва при управлението на двигателя) и характеристиките на намотките на двигателя.
Измерване на хармонично съдържание
За да определим количествено хармоничното съдържание на ток на доказателствен двигател, често използваме общия показател за хармонично изкривяване (THD). THD се дефинира като съотношение на стойността на корен - среден - квадрат (RMS) на всички хармонични компоненти към стойността на RMS на основния компонент, изразена като процент.
[Thd = \ frac {\ sqrt {\ sum_ {n = 2}^{\ infty} i_ {n}^{2}}} {i_ {1}} \ times100%]
където (i_ {n}) е стойността на RMS на (n) th хармоничен компонент и (i_ {1}) е RMS стойността на основния компонент.
Измерването на хармоничното съдържание изисква специализирано оборудване като анализатор за качество на мощността. Това устройство може да пробва формата на вълна на двигателя с висока честота и да извърши анализ на Фурие, за да отдели основните и хармонични компоненти.
Последици от хармоничното съдържание в доказателствените двигатели
1. Отопление и ефективност
Хармониците в двигателния ток могат да причинят допълнително отопление в намотките и сърцевината на двигателя. Това е така, защото съпротивлението на намотките и загубите на текущия текущ в сърцевината са зависими. Хармониките с по -висока честота водят до повишени загуби, което от своя страна води до по -високи работни температури.
Повишените температури могат да намалят ефективността на двигателя, тъй като повече електрическа енергия се преобразува в топлина, а не механична работа. С течение на времето прекомерното отопление може също да влоши изолацията на намотките на двигателя, съкращавайки живота на двигателя.
2. Въртящ момент пулсация
Хармониците в тока могат да причинят пулсация на въртящия момент в двигателя. Въртящото пулсация е изменението на изходния въртящ момент на двигателя над един електрически цикъл. Това може да доведе до вибрации и шум в двигателя и свързаното оборудване.
В приложения, където плавната работа е от решаващо значение, като прецизни машини или конвейерни системи, пулсацията на въртящия момент, причинена от хармоници, може да бъде важен проблем. Той също може да причини преждевременно износване на механичните компоненти поради повтарящото се напрежение, причинено от вариациите на въртящия момент.
3. Коефициент на мощност
Хармониците могат да имат отрицателно въздействие върху коефициента на мощност на двигателя. Коефициентът на мощност е мярка за това как ефективно се използва електрическата енергия в системата. Коефициентът на ниска мощност означава, че се извлича повече ток от захранването, отколкото е необходимо за извършване на желаната работа.
В доказателствен двигател хармониците увеличават реактивния компонент на мощността на тока, което води до по -нисък коефициент на мощност. Това може да доведе до по -високи сметки за електроенергия за крайния - потребител, тъй като много комунални компании таксуват наказания за коефициент на ниска мощност.
Видове доказателства и хармонични съображения
Електрически мотор, доказателства с доказателство за експлозия
AnЕлектрически мотор, доказателства с доказателство за експлозияе проектиран да предотврати запалването на експлозивни газове или прах в опасна среда. Тези двигатели често използват специални заграждения и строителни техники, за да съдържат всякакви вътрешни експлозии и да им попречат да се разпространяват в заобикалящата среда.
Хармоничното съдържание в тези двигатели трябва да бъде внимателно управлявано, за да се гарантира, че допълнителното отопление, причинено от хармоници, не компрометира целостта на заграждението за доказване на експлозията. Високите температури могат да отслабят уплътненията и други компоненти на корпуса, увеличавайки риска от експлозия.
Мотор за искрово доказателство
AМотор за искрово доказателствое проектиран да сведе до минимум риска от искри, които биха могли да запалят запалими вещества. Хармониците в тока могат да причинят избухване и разпалване в електрическите контакти на мотора, което е основен проблем за безопасността при искрящите приложения.
Чрез намаляване на хармоничното съдържание, рискът от искриране може да бъде значително намален, като се гарантира безопасната работа на двигателя в потенциално експлозивна среда.
Мотор за доказателство за пламък
AМотор за доказателство за пламъке построен, за да издържи вътрешна експлозия, без да позволява на пламъка или горещите газове да избягат отвън. Подобно на експлозията - доказателствени двигатели, хармониците могат да причинят прекомерно отопление в пламък - доказателства, което може да повлияе на работата на ограждането с доказателства за пламъка.
Управлението на хармоничното съдържание е от съществено значение за поддържане на целостта на заграждението и предотвратяване на разпространението на пламъци в случай на вътрешна експлозия.
Смекчаване на хармоничното съдържание
Има няколко метода за смекчаване на хармоничното съдържание в ток на доказателствен двигател:
1. Филтриране
В електрическата система могат да бъдат инсталирани хармонични филтри, за да се намали нивото на хармониците. Пасивните филтри, като LC филтри, могат да се използват за блокиране или отклоняване на специфични хармонични честоти. Активните филтри, от друга страна, могат динамично да регулират работата си, за да отменят хармоничните компоненти в тока.
2. Дизайн на двигателя
Правилният дизайн на двигателя също може да помогне за намаляване на хармоничното генериране. Например, използването на висококачествени магнитни материали с ниско ядро може да сведе до минимум не -линейността в моторното ядро, което е основен източник на хармоници. Освен това, оптимизирането на намотката може да намали хармоничното съдържание в тока на двигателя.
3. Контрол на електрониката по електроника
Ако двигателят се контролира от електрониката на мощността, като например променливи честотни устройства (VFDS), алгоритмите за усъвършенствано управление могат да се използват за намаляване на хармоничното съдържание. Тези алгоритми могат да регулират модела на превключване на електрониката на мощността, за да сведат до минимум генерирането на хармоници.
Заключение
Разбирането и управлението на хармоничното съдържание на тока на доказателствения двигател е от съществено значение за осигуряване на надеждната и ефективна работа на тези двигатели, особено в опасни среди. Като доставчик на доказателства, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени двигатели с ниско хармонично съдържание. Нашите двигатели са проектирани и тествани, за да отговарят на най -строгите стандарти за безопасност и ефективност.
Ако сте на пазара на Proof Motors и сте загрижени за хармоничното съдържание и нейните последици, ви каним да се свържете с нас за подробна дискусия. Екипът ни от експерти може да ви помогне да изберете правилния двигател за вашето приложение и да предостави решения за смекчаване на всички проблеми, свързани с хармонично.
ЛИТЕРАТУРА
- Chapman, SJ (2012). Основи на електрически машини. McGraw - Hill Education.
- Nasar, SA, & Boldea, I. (2010). Електрически машини и задвижвания: първи курс. CRC Press.
- IEEE препоръчва практика за наблюдение на качеството на електрическата енергия. IEEE Std 1159 - 2019.