Nguồn gốc sinh ra sóng hài ở Biến tần

Biến tần sinh ra sóng hài như thế nào? Theo dõi bài viết dưới đây để tìm hiểu nguồn gốc sinh ra sóng hài ở biến tần.

1. Sóng hài và tác hại của sóng hài

Sóng hài là gì?

– Sóng hài là một dạng nhiễu không mong muốn, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng điện năng và cần được chú ý tới điện áp hoặc dòng điện hài cao hơn mức độ cho phép.

– Sóng hài là các điện áp hay dòng điện hình sin có tần số là bội số của tần số công nghiệp (tần số cơ bản), do hiện diện của các tải phi tuyến trong lưới điện.

– Với điều kiện vận hành cân bằng các sóng hài bậc cao có thể chia thành thành phần thứ tự thuận, nghịch, không:

  • Thành phần thứ tự thuận: các sóng điều hòa bậc 4, 7, 11…
  • Thành phần thứ tự nghịch: các sóng điều hòa bậc 2, 5, 8…
  • Thành phần thứ tự không: các sóng điều hòa bậc 3, 6, 9…

Tác hại của sóng hài

– Sóng hài làm cho cáp bị quá nhiệt, phá hỏng cách điện. Động cơ bị quá nhiệt gây ra tiếng ồn và sự dao động của momen xoắn trên rotor dẫn đến sự cộng hưởng cơ khí và gây rung. Tụ điện quá nhiệt và trong phần lớn các trường hợp có thể dẫn tới phá hủy chất điện môi. Các thiết bị bảo vệ có thể bị báo lỗi, tác động; thiết bị đo cho kết quả sai; các mạch điều khiển trong dây truyền tự động bị chạy sai hoặc nhiễu loạn.

– Có rất nhiều nguồn gây ra sóng hài trong hệ thống công nghiệp chính là các tải phi tuyến như động cơ biến tần, hệ truyền động điện, lò luyện hồ quang, máy hàn hồ quang, máy biến áp, bộ nghịch lưu, máy tính và các thiết bị điện tử khác.

2. Nguồn gốc sinh ra sóng hài ở biến tần

– Hầu như tất cả các biến tần hiện có trên thị trường đều hoạt động dựa trên nguyên lý cầu chỉnh lưu để chuyển đổi điện áp xoay chiều AC thành điện áp một chiều DC. Sau đó, điện áp DC này sẽ được một bộ nghịch lưu hay chính là biến tần (inverter) chuyển đổi ngược trở lại điện áp AC với độ lớn và tần số đã định trước để điều khiển chính xác tốc độ của động cơ.

Sơ đồ nguyên lý bộ nghịch lưu ba pha
– Mạch chỉnh lưu diode và nghịch lưu mang lại hiệu suất cao cho biến tần, nhưng lại gây ra nhiều sóng hài trên dòng điện ở phía nguồn AC. Sóng hài xuất hiện là do dòng điện không thể chạy qua chỉnh lưu và đi vào biến tần khi điện áp AC đầu vào bé hơn điện áp một chiều DC trên tụ. Điều này chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian ngắn trên mỗi pha nhưng đủ làm biến dạng hoàn toàn dòng AC đầu vào khiến nó không còn là hình sin chuẩn nữa. Hơn nữa, do bị chặn bởi chênh lệch điện áp AC và DC ở đầu vào, dòng điện phải có biên độ đỉnh cao hơn để truyền đủ năng lượng cho động cơ trong một chu kỳ lưới.
Dạng sóng dòng điện AC đầu vào của biến tần

Có thể dòng điện không còn mang hình Sin nữa mà trở thành 4 xung dòng biên độ cao (2 xung cho mỗi bán kỳ) và độ méo hài THD của dòng điện kiểu này là rất cao.

Sóng hài trên dòng điện sẽ kéo theo sóng hài trên điện áp, độ méo sóng hài áp phụ thuộc nhiều vào trở kháng của hệ thống phân phối điện và số lượng tải phi tuyến (máy tính, máy fax, máy photocopy, đèn chiếu dùng inverter, …) trong hệ thống đó. Để so sánh sóng hài dòng và sóng hài áp cần có các phân tích sóng hài chi tiết.

Trong phân tích sóng hài, mọi dạng sóng đều có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của nhiều sóng hình sin có biên độ và tần số khác nhau. Tập hợp các sóng hình sin nói trên bao gồm 1 sóng sin cơ bản (tần số 50 Hz đối với lưới điện Việt Nam) và các sóng hình sin là bội của sóng sin cơ bản, gọi là sóng hài.

=> Cuộn kháng lọc sóng hài

=> Bộ lọc sóng hài tích cực

=> Bộ lọc sóng hài thụ động

3. Khắc phục sóng hài như thế nào

Để loại bỏ sóng hài ra khỏi các hệ thống điện không phải quá khó, có rất nhiều cách để thực hiện. AT Đông Dương là công ty phân phối cuộn kháng lọc sóng hài, cung cấp các giải pháp loại bỏ sóng hài hiệu quả và chất lượng. Chúng tôi hợp tác với các đối tác uy tín tại Hàn Quốc, đo đạc và lên phương án lọc sóng hài cho các trường hợp cụ thể theo tình hình thực tế khảo sát. Ngoài ra, chúng tôi còn sản xuất thiết bị theo yêu cầu của Khách hàng.

Mọi thông tin chi tiết vui lòng liên hệ:
Công ty TNHH AT Đông Dương
Hotline: 096 233 6666 – 096 883 6666
Email: kinhdoanh@atdongduong.com

096 266 3333