Vor dem Hintergrund der rasanten Entwicklung der Technologien für erneuerbare Energien und Elektrofahrzeuge, Bidirektionales Wechselrichter-Ladegerät Als wichtiges Verbindungsgerät zwischen Stromversorgung und Last hat sein Anwendungsbereich erweitert. Die damit einhergehenden Oberschwingungsprobleme treten jedoch zunehmend in den Vordergrund und stellen erhebliche Herausforderungen für die Stabilität des Stromnetzes und die Zuverlässigkeit der Geräte dar.
Der Einfluss von Oberschwingungen auf elektrische Geräte
Gerät überhitzt
Das Vorhandensein von Oberschwingungen führt zu einer Erhöhung des Effektivwerts des Stroms, was wiederum zu einer Überhitzung des Geräts führt. Insbesondere bei kritischen Geräten wie Transformatoren und Elektromotoren kann der Gehalt an Oberschwingungen dazu führen, dass im Inneren des Geräts zusätzliche Wärme erzeugt wird. Diese zusätzliche Wärme verringert nicht nur die Betriebseffizienz des Motors, sondern kann auch zu einer Verschlechterung der Isolierung führen, was die Lebensdauer der Ausrüstung verkürzt.
Erhöhter Leistungsverlust
Oberwellen verursachen eine ineffektive Energieübertragung und erhöhen den Gesamtenergieverbrauch des Systems. Insbesondere erhöht der durch Oberschwingungen verursachte zusätzliche Strom die von Drähten und Transformatoren erzeugte Wärme, was zu zusätzlichen Energieverlusten führt. Dies verringert nicht nur die Gesamteffizienz des Systems, sondern kann auch zu höheren Stromrechnungen führen. Bei Industrieanwendern können durch Oberschwingungen verursachte Verluste einen Teil ihrer Stromrechnung ausmachen und sich direkt auf den wirtschaftlichen Nutzen des Unternehmens auswirken.
Ausfall der elektrischen Ausrüstung
Höhere Harmonische können zu Störungen in elektrischen Anlagen, insbesondere in Motoren und Transformatoren, führen. Oberwellen können Vibrationen und Geräusche in Geräten verursachen, den mechanischen Verschleiß erhöhen und letztendlich zu einem vorzeitigen Geräteausfall führen. Beispielsweise kann eine durch Oberschwingungen verursachte Verzerrung der Stromwellenform zu Drehmomentschwankungen im Motor führen, den normalen Betrieb beeinträchtigen und sogar zum Abschalten der Anlage führen.
Verkürzte Akkulaufzeit
Bei einem bidirektionalen Wechselrichter-Ladegerät muss das Batteriemanagementsystem (BMS) Oberschwingungen beim Laden und Entladen bewältigen. Wenn der Oberschwingungspegel zu hoch ist, kann dies dazu führen, dass der Lade- und Entladevorgang der Batterie instabil wird und somit die Lebensdauer und Leistung der Batterie beeinträchtigt wird. Beim Arbeiten in einer Umgebung mit hohen Oberschwingungen kann es zu einer Überladung oder Tiefentladung der Batterie kommen, wodurch die Batteriekapazität schneller abnimmt.
Beeinträchtigung des Gerätesteuerungssystems
Das Vorhandensein von Oberwellen kann das Steuerungssystem des Geräts stören und zum Versagen der Steuerungsstrategie führen. In einem Motorantriebssystem muss die Steuerung beispielsweise Strom- und Spannungswellenformen in Echtzeit überwachen. Das Vorhandensein von Oberwellen verhindert, dass die Steuerung den Betriebszustand des Geräts genau beurteilen kann, und beeinträchtigt somit die Reaktionsgeschwindigkeit und Genauigkeit des Geräts.
Strategien zum Umgang mit Harmonischen
Um Oberschwingungsprobleme in bidirektionalen Wechselrichter-Ladegeräten effektiv zu bewältigen, können relevante Branchen und Unternehmen die folgenden Maßnahmen ergreifen:
Harmonische Überwachung und Analyse
Führen Sie regelmäßig eine Oberschwingungsüberwachung des Systems durch, um Oberschwingungsquellen und deren Pegel rechtzeitig zu identifizieren, damit gezielte Kontrollmaßnahmen ergriffen werden können. Mit dem Oberwellenanalysator können Strom- und Spannungswellenformen in Echtzeit überwacht und die Frequenz und Amplitude von Oberwellen ermittelt werden.
Oberwellenfilter anwenden
Durch den Einsatz passiver oder aktiver Oberschwingungsfilter können die Auswirkungen von Oberschwingungen wirksam reduziert und die Stromqualität verbessert werden. Passive Filter werden durch Parallelschaltung von Kondensatoren und Induktivitäten in Resonanzkreise eingebaut, die Oberwellen bei bestimmten Frequenzen unterdrücken können. Der aktive Filter überwacht die Stromwellenform in Echtzeit und erzeugt eine Stromwellenform, die den Harmonischen entgegengesetzt ist, wodurch die harmonischen Komponenten effektiv gelöscht werden.
