Гармоники Siemens

Обзор



Гармонические колебания в сети от преобразователей в полноуправляемом мостовом включении переменного тока B6C и (B6)A(B6)C

У большинства преобразователей для применений средней мощности есть полностью управляемая мостовая схема с тремя фазами. Ниже пример гармоники, которая может быть найдена в типичной системной конфигурации для двух углов зажигания(α = 20° и α = 60°).

Значения  были взяты из предыдущей публикации, "Гармоники в токе сети шестипульсного преобразователя с линейной коммутацией" Х. Арреман и Г. Мольтген, Siemens Research and Development Division, Volume 7 (1978) No. 2, © Springer-Verlag 1978.

Кроме того, формулы указаны в зависимости от фактических эксплуатационных данных в использовании, напряжения сети (напряжение холостого хода VV0), частоты сети fN и  DC тока Id, могут использоваться для вычисления мощности короткого замыканияSK и индуктивности якоря La для двигателя, к которому применяется указанный спектр гармоники.


Если фактическая мощность короткого замыкания линии и/или фактическая индуктивность якоря отклоняются от расчетного значения, то они должны будут быть рассчитаны в зависимости от конкретного случая.

Спектр гармоники, показанный ниже, получен, если значения мощности короткого замыкания SK в точке подключения преобразователя  и индуктивность якоря La , рассчитанная с использованием   следующих формул, соответствует фактическим значениям устройства или системы. Если значания не соответствуют, гармоника должна быть расчитана отдельно.

ν

Iν/I1

 

при α = 20°
коэффициент искажения
g = 0.962

при α = 60°
коэффициент искаженияg = 0.953

5

0.235

0.283

7

0.100

0.050

11

0.083

0.089

13

0.056

0.038

17

0.046

0.050

19

0.035

0.029

23

0.028

0.034

25

0.024

0.023

29

0.018

0.026

31

0.016

0.019

35

0.011

0.020

37

0.010

0.016

41

0.006

0.016

43

0.006

0.013

47

0.003

0.013

49

0.003

0.011



 

Ток первой гармоники  I1 в качестве опорной величины определяется по следующей формуле:

I1 = g × 0.817 × Id

Id DC постоянный ток исследуемой рабочей точки
g  коэффициент первой гармоники 

Ток гармонической состовляющей, рассчитанный согласно таблице,  действителен только для:

a) Мощность короткого замыкания SK в точке подключения преобразователя 

SK = VV02/XN (VA)

где

XN = XK - XD = 0.03536 × VV0/Id - 2π  × fN × LD (Ω)

VV0 напряжение холостого хода в точке подключения преобразователя в вольтах

Id DC постоянный ток исследуемой рабочей точки в амперах

fN частота сети в Гц

LD индуктивность используемого коммутирующего дросселя в Генри

b) Индуктивность якоря La

La = 0.0488 × VV0/(fN × Id) (H)

Если фактическая мощность короткого замыкания сетии  и/или фактическая индуктивность якоря отличаются от рассчитанных таким способом значений, требуется отдельный расчет.

Пример:

Дано: имеется привод со следующими данными:

VV0 = 400 V

Id = 150 A

fN = 50 Hz

LD = 0.169 mH (4EU2421-7AA10) with ILN = 125 A

где

XN = 0.03536 × 400/150 - 2 π × 0.169 × 10–3 = 0.0412 Ω

Получается следующая требуемая мощность короткого замыкания сети в точке подключения преобразователя:

SK = 4002/0.0412 = 3.88 MVA

и следующая требуемая индуктивность якоря двигателя:

La = 0.0488 × 400/(50 × 150) = 2.0 mH

Ток гармоники Iν (при I1 = g × 0.817 × Id для угла зажигания α = 20° and α = 60°) который может быть взят из таблицы, действителен  для значений SK и  La которые рассчитываются этим способом. Если фактическое значение отклоняется от этого, a необходим отдельный расчет.

Для расчета фильтра и  дроссельной компенсации рассчитанное таким бразом значение можно применять только тогда, когда  рассчитанные значения S K и  L a совпадают с фактическими значениями привода. Во всех других случаях проводится особый расчет (при использовании компенсированных машин полностью отличается, т.к. очень мала индуктивность якоря).