ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারে হারমোনিক্সের ক্ষতি, ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারের হারমোনিক কন্ট্রোল স্কিম

ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলি শিল্প উত্পাদনে পরিবর্তনশীল গতি ট্রান্সমিশন সিস্টেম শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল সংশোধনকারী সার্কিটের পাওয়ার সুইচিং বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, এটির সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইতে একটি সাধারণ বিচ্ছিন্ন সিস্টেম লোড তৈরি হয়।ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার সাধারণত অন্যান্য ডিভাইস যেমন কম্পিউটার এবং সাইটে সেন্সরগুলির সাথে একযোগে কাজ করে।এই ডিভাইসগুলি বেশিরভাগ কাছাকাছি ইনস্টল করা হয় এবং একে অপরকে প্রভাবিত করতে পারে।অতএব, ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা পাওয়ার ইলেকট্রনিক সরঞ্জামগুলি পাবলিক পাওয়ার গ্রিডের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ সুরেলা উত্স এবং পাওয়ার ইলেকট্রনিক সরঞ্জাম দ্বারা উত্পন্ন সুরেলা দূষণ নিজেই পাওয়ার ইলেকট্রনিক প্রযুক্তির বিকাশের প্রধান বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে।

1.1 হারমোনিক্স কি?
হারমোনিক্সের মূল কারণ হল বিচ্ছিন্ন সিস্টেম লোডিং।যখন একটি কারেন্ট লোডের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের সাথে কোন রৈখিক সম্পর্ক থাকে না এবং একটি সাইন ওয়েভ ছাড়া অন্য একটি কারেন্ট প্রবাহিত হয়, যা উচ্চ হারমোনিক্স তৈরি করে।হারমোনিক ফ্রিকোয়েন্সি হল মৌলিক কম্পাঙ্কের পূর্ণসংখ্যার গুণিতক।ফরাসি গণিতবিদ ফুরিয়ারের (M.Fourier) বিশ্লেষণের নীতি অনুসারে, যেকোন পুনরাবৃত্তিমূলক তরঙ্গরূপ মৌল কম্পাঙ্ক এবং মৌলিক কম্পাঙ্ক গুণিতকের একটি সিরিজের হারমোনিক্স সহ সাইন তরঙ্গ উপাদানগুলিতে পচনশীল হতে পারে।হারমোনিক্স হল সাইনোসয়েডাল তরঙ্গরূপ, এবং প্রতিটি সাইনোসয়েডাল তরঙ্গরূপের প্রায়শই আলাদা ফ্রিকোয়েন্সি, প্রশস্ততা এবং ফেজ কোণ থাকে।হারমোনিক্সকে জোড় এবং বিজোড় হারমোনিক্সে ভাগ করা যায়, তৃতীয়, পঞ্চম এবং সপ্তম সংখ্যাগুলি বিজোড় হারমোনিক্স এবং দ্বিতীয়, চতুর্দশ, ষষ্ঠ এবং অষ্টম সংখ্যাগুলি জোড় হারমোনিক্স।উদাহরণস্বরূপ, যখন মৌলিক তরঙ্গ 50Hz হয়, তখন দ্বিতীয় হারমোনিকটি 10Hz হয় এবং তৃতীয় হারমোনিকটি 150Hz হয়।সাধারণভাবে, বিজোড় হারমোনিক্স জোড় হারমোনিক্সের চেয়ে বেশি ক্ষতিকর।একটি ভারসাম্যপূর্ণ তিন-পর্যায়ের ব্যবস্থায়, প্রতিসাম্যের কারণে, এমনকি হারমোনিক্স বাদ দেওয়া হয়েছে এবং শুধুমাত্র অদ্ভুত হারমোনিক্স বিদ্যমান।থ্রি-ফেজ রেকটিফায়ার লোডের জন্য, হারমোনিক কারেন্ট হল 6n 1 হারমোনিক, যেমন 5, 7, 11, 13, 17, 19, ইত্যাদি। নরম স্টার্টার কী 5 তম এবং 7 তম হারমোনিক্স ঘটায়।
1.2 সুরেলা নিয়ন্ত্রণের জন্য প্রাসঙ্গিক মান
বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল সুরেলা নিয়ন্ত্রণ নিম্নলিখিত মান মনোযোগ দিতে হবে: বিরোধী হস্তক্ষেপ মান: EN50082-1, -2, EN61800-3: বিকিরণ মান: EN5008l-1, -2, EN61800-3.বিশেষ করে IEC10003, IEC1800-3 (EN61800-3), IEC555 (EN60555) এবং IEEE519-1992।
সাধারণ অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ মান EN50081 এবং EN50082 এবং ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার স্ট্যান্ডার্ড EN61800 (1ECl800-3) বিভিন্ন পরিবেশে অপারেটিং সরঞ্জামগুলির বিকিরণ এবং বিরোধী হস্তক্ষেপের স্তরগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে।উপরে উল্লিখিত মানগুলি বিভিন্ন পরিবেশগত অবস্থার অধীনে গ্রহণযোগ্য বিকিরণ স্তরগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে: স্তর L, কোন বিকিরণ সীমা নেই।এটি ব্যবহারকারীদের জন্য উপযুক্ত যারা অপ্রভাবিত প্রাকৃতিক পরিবেশে নরম স্টার্টার ব্যবহার করেন এবং যারা নিজেরাই বিকিরণ উত্স সীমাবদ্ধতাগুলি সমাধান করেন।ক্লাস h হল EN61800-3 দ্বারা নির্দিষ্ট করা সীমা, প্রথম পরিবেশ: সীমা বন্টন, দ্বিতীয় পরিবেশ।রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টারের বিকল্প হিসাবে, রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টার দিয়ে সজ্জিত নরম স্টার্টারকে বাণিজ্যিক স্তরের সাথে মিলিত করতে পারে, যা সাধারণত অ-শিল্প পরিবেশে ব্যবহৃত হয়।
2 হারমোনিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা
হারমোনিক সমস্যাগুলি পরিচালনা করা যেতে পারে, বিকিরণ হস্তক্ষেপ এবং বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যবস্থার হস্তক্ষেপ দমন করা যেতে পারে এবং প্রযুক্তিগত ব্যবস্থা যেমন শিল্ডিং, আইসোলেশন, গ্রাউন্ডিং এবং ফিল্টারিং গ্রহণ করা যেতে পারে।
(1) প্যাসিভ ফিল্টার বা সক্রিয় ফিল্টার প্রয়োগ করুন;
(2) ট্রান্সফরমার উত্তোলন করুন, সার্কিটের বৈশিষ্ট্যগত প্রতিবন্ধকতা হ্রাস করুন এবং পাওয়ার লাইন সংযোগ বিচ্ছিন্ন করুন;
(3) সবুজ নরম স্টার্টার ব্যবহার করুন, কোন পালস কারেন্ট দূষণ নেই।
2.1 প্যাসিভ বা সক্রিয় ফিল্টার ব্যবহার করা
প্যাসিভ ফিল্টারগুলি বিশেষ ফ্রিকোয়েন্সিতে পাওয়ার সাপ্লাই স্যুইচ করার বৈশিষ্ট্যগত প্রতিবন্ধকতা পরিবর্তন করার জন্য উপযুক্ত, এবং স্থিতিশীল এবং পরিবর্তন হয় না এমন সিস্টেমগুলির জন্য উপযুক্ত।সক্রিয় ফিল্টারগুলি পৃথক সিস্টেম লোডের ক্ষতিপূরণের জন্য উপযুক্ত।
প্যাসিভ ফিল্টার ঐতিহ্যগত পদ্ধতির জন্য উপযুক্ত।প্যাসিভ ফিল্টারটি তার সহজ এবং স্পষ্ট কাঠামো, কম প্রকল্প বিনিয়োগ, উচ্চ অপারেশন নির্ভরযোগ্যতা এবং কম অপারেশন খরচের কারণে প্রথমে উপস্থিত হয়েছিল।তারা স্পন্দিত স্রোতকে দমন করার মূল উপায় হিসাবে রয়ে গেছে।এলসি ফিল্টার একটি ঐতিহ্যগত প্যাসিভ হাই-অর্ডার হারমোনিক দমন ডিভাইস।এটি ফিল্টার ক্যাপাসিটর, চুল্লি এবং প্রতিরোধকের একটি উপযুক্ত সংমিশ্রণ, এবং উচ্চ-অর্ডার হারমোনিক উত্সের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত।ফিল্টারিং ফাংশন ছাড়াও, এটিতে একটি অবৈধ ক্ষতিপূরণ ফাংশন রয়েছে।এই ধরনের ডিভাইসের কিছু অনতিক্রম্য ত্রুটি আছে।চাবিটি ওভারলোড করা খুব সহজ, এবং ওভারলোড হলে এটি পুড়ে যাবে, যার ফলে পাওয়ার ফ্যাক্টর মান, ক্ষতিপূরণ এবং শাস্তির চেয়ে বেশি হবে।এছাড়াও, প্যাসিভ ফিল্টারগুলি নিয়ন্ত্রণের বাইরে, তাই সময়ের সাথে সাথে, অতিরিক্ত বাধা বা নেটওয়ার্ক লোড পরিবর্তন সিরিজের অনুরণন পরিবর্তন করবে এবং ফিল্টার প্রভাবকে কমিয়ে দেবে।আরও গুরুত্বপূর্ণ, প্যাসিভ ফিল্টার শুধুমাত্র একটি উচ্চ-অর্ডার হারমোনিক উপাদান ফিল্টার করতে পারে (যদি একটি ফিল্টার থাকে তবে এটি শুধুমাত্র তৃতীয় হারমোনিক ফিল্টার করতে পারে), যাতে বিভিন্ন উচ্চ-অর্ডার হারমোনিক ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টার করা হলে, বিভিন্ন ফিল্টার বাড়ানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। সরঞ্জাম বিনিয়োগ।
বিশ্বের বিভিন্ন দেশে অনেক ধরণের সক্রিয় ফিল্টার রয়েছে, যা বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রশস্ততার পালস স্রোত ট্র্যাক এবং ক্ষতিপূরণ করতে পারে এবং ক্ষতিপূরণ বৈশিষ্ট্যগুলি পাওয়ার গ্রিডের বৈশিষ্ট্যগত প্রতিবন্ধকতা দ্বারা প্রভাবিত হবে না।সক্রিয় পাওয়ার ইঞ্জিনিয়ারিং ফিল্টারগুলির মৌলিক তত্ত্বটি 1960-এর দশকে জন্মগ্রহণ করে, তারপরে বৃহৎ, মাঝারি এবং ছোট আউটপুট পাওয়ার ফুল-কন্ট্রোল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট প্রযুক্তির উন্নতি, পালস প্রস্থ মডুলেশন নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার উন্নতি, এবং হারমোনিক্সের উপর ভিত্তি করে তাত্ক্ষণিক গতির প্রতিক্রিয়াশীল লোড তত্ত্ব।বর্তমান তাত্ক্ষণিক গতি পর্যবেক্ষণ পদ্ধতির স্পষ্ট প্রস্তাব সক্রিয় পাওয়ার ইঞ্জিনিয়ারিং ফিল্টারগুলির দ্রুত বিকাশের দিকে পরিচালিত করেছে।এর মূল ধারণাটি হল ক্ষতিপূরণ লক্ষ্য থেকে উদ্ভূত হারমোনিক কারেন্ট নিরীক্ষণ করা এবং ক্ষতিপূরণের সরঞ্জামগুলি হারমোনিক কারেন্টের সমান আকার এবং বিপরীত মেরুত্ব সহ ক্ষতিপূরণ কারেন্টের একটি ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড তৈরি করে, যাতে নাড়ি কারেন্ট দ্বারা সৃষ্ট পালস কারেন্ট অফসেট করা যায়। মূল লাইনের উৎস, এবং তারপর বিদ্যুৎ নেটওয়ার্কের বর্তমান তৈরি করুন শুধুমাত্র মৌলিক পরিবেশন অন্তর্ভুক্ত করা হয়।মূল অংশটি হল হারমোনিক ওয়েভ জেনারেটর এবং স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, অর্থাৎ এটি ডিজিটাল ইমেজ প্রসেসিং প্রযুক্তির মাধ্যমে কাজ করে যা দ্রুত অন্তরক স্তর ট্রায়োড নিয়ন্ত্রণ করে।
এই পর্যায়ে, বিশেষ পালস বর্তমান নিয়ন্ত্রণের দিকটিতে, প্যাসিভ ফিল্টার এবং সক্রিয় ফিল্টারগুলি পরিপূরক এবং মিশ্র অ্যাপ্লিকেশনের আকারে উপস্থিত হয়েছে, যা সক্রিয় ফিল্টারগুলির সুবিধাগুলি যেমন সরল এবং স্পষ্ট কাঠামো, সহজ রক্ষণাবেক্ষণ, কম খরচে ব্যবহার করে। , এবং ভাল ক্ষতিপূরণ কর্মক্ষমতা.এটি সক্রিয় ফিল্টারের বড় ভলিউমের ত্রুটি এবং বর্ধিত খরচ থেকে মুক্তি পায় এবং দুটিকে একত্রিত করে পুরো সিস্টেম সফ্টওয়্যারটিকে চমৎকার কর্মক্ষমতা অর্জন করতে সক্ষম করে।
2.2 লুপের প্রতিবন্ধকতা হ্রাস করুন এবং ট্রান্সমিশন লাইন পদ্ধতিটি কেটে দিন
হারমোনিক জেনারেশনের মূল কারণ হল নন-লিনিয়ার লোড ব্যবহার করা, তাই মূল সমাধান হল হারমোনিক-সেন্সিটিভ লোডের পাওয়ার লাইন থেকে হারমোনিক-উৎপাদনকারী লোডের পাওয়ার লাইনগুলিকে আলাদা করা।অরৈখিক লোড দ্বারা উত্পন্ন বিকৃত কারেন্ট তারের প্রতিবন্ধকতার উপর একটি বিকৃত ভোল্টেজ ড্রপ তৈরি করে এবং সংশ্লেষিত বিকৃত ভোল্টেজ তরঙ্গরূপ একই লাইনের সাথে সংযুক্ত অন্যান্য লোডগুলিতে প্রয়োগ করা হয়, যেখানে উচ্চ হারমোনিক স্রোত প্রবাহিত হয়।অতএব, তারের ক্রস-বিভাগীয় এলাকা বৃদ্ধি এবং লুপ প্রতিবন্ধকতা হ্রাস করে নাড়ির বর্তমান ক্ষতি কমানোর ব্যবস্থাও বজায় রাখা যেতে পারে।বর্তমানে, ট্রান্সফরমারের ক্ষমতা বৃদ্ধি, তারের ক্রস-বিভাগীয় এলাকা বৃদ্ধি, বিশেষ করে নিরপেক্ষ তারের ক্রস-বিভাগীয় এলাকা বৃদ্ধি এবং সার্কিট ব্রেকার এবং ফিউজের মতো সুরক্ষামূলক উপাদান নির্বাচন করার মতো পদ্ধতিগুলি চীনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।যাইহোক, এই পদ্ধতিটি মৌলিকভাবে হারমোনিক্স দূর করতে পারে না, তবে সুরক্ষা বৈশিষ্ট্য এবং ফাংশন হ্রাস করে, বিনিয়োগ বাড়ায় এবং পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেমে লুকানো বিপদ বাড়ায়।একই পাওয়ার সাপ্লাই থেকে লিনিয়ার লোড এবং নন-লিনিয়ার লোড সংযোগ করুন
পয়েন্ট অফ আউটলেট (PCCs) সার্কিটে স্বতন্ত্রভাবে বিদ্যুৎ সরবরাহ করা শুরু করে, তাই আলাদা লোড থেকে ফ্রেমের বাইরের ভোল্টেজ লিনিয়ার লোডে স্থানান্তর করা যায় না।এটি বর্তমান সুরেলা সমস্যার একটি আদর্শ সমাধান।
2.3 সুরেলা দূষণ ছাড়া পান্না সবুজ বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল শক্তি প্রয়োগ করুন
সবুজ বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল এর গুণমান মান হল যে ইনপুট এবং আউটপুট স্রোত সাইন তরঙ্গ, ইনপুট পাওয়ার ফ্যাক্টর নিয়ন্ত্রণযোগ্য, পাওয়ার ফ্যাক্টর যে কোনও লোডের অধীনে 1 এ সেট করা যেতে পারে এবং পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সির আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি নির্বিচারে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে।ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারের অন্তর্নির্মিত এসি রিঅ্যাক্টরটি হারমোনিক্সকে ভালভাবে দমন করতে পারে এবং পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজের তাত্ক্ষণিক খাড়া তরঙ্গের প্রভাব থেকে সংশোধনকারী সেতুকে রক্ষা করতে পারে।অনুশীলন দেখায় যে চুল্লি ছাড়া সুরেলা কারেন্ট রিঅ্যাক্টরের তুলনায় স্পষ্টতই বেশি।সুরেলা দূষণের কারণে হস্তক্ষেপ কমাতে, ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারের আউটপুট সার্কিটে একটি শব্দ ফিল্টার ইনস্টল করা হয়।যখন ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার অনুমতি দেয়, তখন ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারের ক্যারিয়ার ফ্রিকোয়েন্সি কমে যায়।উপরন্তু, উচ্চ-পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলিতে, সাধারণত 12-পালস বা 18-পালস সংশোধন ব্যবহার করা হয়, যার ফলে কম হারমোনিক্স বাদ দিয়ে পাওয়ার সাপ্লাইতে হারমোনিক সামগ্রী হ্রাস করা হয়।উদাহরণস্বরূপ, 12টি স্পন্দন, সর্বনিম্ন হারমোনিক্স হল 11তম, 13তম, 23তম এবং 25তম হারমোনিক্স।একইভাবে, 18টি একক স্পন্দনের জন্য, কয়েকটি হারমোনিক্স হল 17তম এবং 19তম হারমোনিক্স।
সফ্ট স্টার্টারগুলিতে ব্যবহৃত নিম্ন হারমোনিক প্রযুক্তিকে নিম্নরূপ সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:
(1) বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল পাওয়ার সাপ্লাই মডিউলের সিরিজ গুন 2 বা প্রায় 2টি সিরিজ-সংযুক্ত বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল পাওয়ার সাপ্লাই মডিউল নির্বাচন করে, এবং তরঙ্গরূপ সঞ্চয় অনুসারে সুরেলা উপাদানগুলিকে নির্মূল করে।
(2) রেকটিফায়ার সার্কিট বৃদ্ধি পায়।পালস প্রস্থ মড্যুলেশন নরম স্টার্টার 121-পালস, 18-পালস বা 24-পালস রেকটিফায়ার ব্যবহার করে পালস স্রোত কমাতে।
(3) সিরিজে বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল পাওয়ার মডিউলগুলির পুনঃব্যবহার, 30টি একক-পালস সিরিজের বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল পাওয়ার মডিউল ব্যবহার করে এবং পাওয়ার সার্কিট পুনরায় ব্যবহার করে, পালস কারেন্ট হ্রাস করা যেতে পারে।
(4) একটি নতুন ডিসি ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর মডুলেশন পদ্ধতি ব্যবহার করুন, যেমন ওয়ার্কিং ভোল্টেজ ভেক্টর উপাদানের ডায়মন্ড মড্যুলেশন।বর্তমানে, অনেক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল নির্মাতারা হারমোনিক সমস্যাটিকে খুব গুরুত্ব দেয় এবং প্রযুক্তিগতভাবে ডিজাইনের সময় বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার সবুজায়ন নিশ্চিত করে এবং মৌলিকভাবে হারমোনিক সমস্যা সমাধান করে।
3 উপসংহার
সাধারণভাবে, আমরা স্পষ্টভাবে হারমোনিক্সের কারণ বুঝতে পারি।প্রকৃত ক্রিয়াকলাপের পরিপ্রেক্ষিতে, লোকেরা লুপের বৈশিষ্ট্যগত প্রতিবন্ধকতা কমাতে প্যাসিভ ফিল্টার এবং সক্রিয় ফিল্টার বেছে নিতে পারে, হারমোনিক সংক্রমণের আপেক্ষিক পথটি কেটে ফেলতে পারে, হারমোনিক দূষণ ছাড়াই সবুজ সফট স্টার্টার বিকাশ এবং প্রয়োগ করতে পারে এবং নরম হারমোনিক্সকে ঘুরিয়ে দিতে পারে। স্টার্টার একটি ছোট পরিসীমা মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়.