Comprender los principios de los filtros armónicos activos (AHF)

Comprender los principios de los filtros armónicos activos (AHF)

Filtros armónicos activos (AHF) son dispositivos utilizados para mejorar la calidad de la potencia Reducen las distorsiones armónicas y compensan la energía reactiva en los sistemas eléctricos La idea principal detrás de AHF es detectar y contrarrestar las corrientes armónicas no deseadas y el poder reactivo Esto ayuda a que el sistema de energía sea más eficiente y estable Veamos cómo funciona AHF paso a paso

1 Detección de corriente y procesamiento de señales

Primero, el AHF utiliza transformadores de corriente externos (CT) para detectar la corriente de carga Estos transformadores se colocan en el sistema para monitorear la corriente La corriente detectada se envía al chip de control principal del AHF

Dentro del chip de control, la corriente de carga se separa en tres partes: corriente activa, corriente reactiva y corriente armónica La corriente activa es la parte que hace un trabajo útil La corriente reactiva está relacionada con la energía almacenada en elementos inductivos o capacitivos La corriente armónica es la distorsión no deseada causada por cargas no lineales como unidades o rectificadores de frecuencia variable

Después de separar la corriente, el chip de control envía los datos a una pantalla de cristal líquido (LCD) Esto permite a los operadores ver el rendimiento del sistema en tiempo real

2 Algoritmo de control y generación de señales PWM

A continuación, el chip de control calcula la corriente de compensación requerida Utiliza las corrientes reactivas y armónicas detectadas para hacer esto El objetivo es crear una corriente que tenga el mismo tamaño pero en dirección opuesta a las corrientes no deseadas Esto se llama "compensación inversa".

Para lograr esto, el AHF usa dos bucles de control: un bucle de voltaje y un bucle de corriente El bucle de voltaje mantiene el voltaje del bus de CC estable El bucle actual genera la corriente de compensación correcta El chip de control luego produce señales de modulación de ancho de pulso (PWM) Estas señales se utilizan para controlar los interruptores IGBT

3 Cambio de IGBT e interacción energética

Las señales PWM se envían al circuito del controlador IGBT El circuito del controlador amplifica las señales y las envía a los IGBT Los IGBT actúan como interruptores rápidos Se encienden y apagan rápidamente para controlar el flujo de corriente entre el condensador de bus de CC y la cuadrícula de alimentación de CA

Durante este proceso, el AHF inyecta compensar corrientes en la red eléctrica Estas corrientes son opuestas a las corrientes armónicas y reactivas en la carga Esto cancela las corrientes no deseadas Como resultado, la distorsión armónica se reduce y el factor de potencia del sistema mejora El factor de potencia muestra cuán efectivamente se está utilizando la potencia eléctrica

4 Control de retroalimentación y monitoreo de salida

Para garantizar una operación precisa, el AHF utiliza un sistema de control de retroalimentación Tiene sensores de efecto de pasillo interno que monitorean la corriente de salida del AHF La corriente detectada se envía de vuelta al chip de control El chip de control lo compara con la corriente de compensación deseada Si hay alguna diferencia, el chip de control ajusta la salida para corregirlo

Los datos de corriente de salida también se muestran en la pantalla LCD Esto permite a los operadores monitorear el rendimiento del AHF en tiempo real Pueden hacer ajustes si es necesario

5 Modulación de ancho de pulso (PWM) y control de forma de onda de corriente

La modulación de ancho de pulso (PWM) es una parte clave de la operación AHF PWM controla los interruptores IGBT variando el ancho de los pulsos en un tren de pulso Esto controla el voltaje o corriente promedio entregada a la carga En el AHF, PWM se usa para dar forma a la forma de onda de corriente de salida El objetivo es hacer que la corriente de salida coincida con la corriente de compensación deseada

Al ajustar las señales PWM, el AHF puede crear una forma de onda de corriente que sea opuesta a las corrientes armónicas y reactivas en la carga Esto cancela las corrientes no deseadas, mejorando la calidad de la potencia

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