Harmonische sind Komponenten in einer Wellenform, deren Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Grundwelle ist. Für Wechselrichter Die harmonische Kontrolle ist ein Schlüsselaspekt, um die Qualität der AC-Ausgangswellenform sicherzustellen.
Ursachen für die Erzeugung von Oberwellen: Während des Betriebs des Wechselrichters führt das Schalten von Schaltgeräten dazu, dass die Ausgangswellenform Oberwellen unterschiedlicher Frequenz enthält. Diese Oberwellen können Störungen an angeschlossenen Lastgeräten und Stromsystemen verursachen. Daher ist eine Oberwellenkontrolle erforderlich, um diese nachteiligen Auswirkungen zu reduzieren oder zu beseitigen.
Pulsweitenmodulation (PWM): Pulsweitenmodulation ist ein primäres Mittel zur harmonischen Steuerung. Durch Anpassen des Ein-Aus-Zeitverhältnisses des Schaltgeräts kann die Pulsweitenmodulation den Oberwellengehalt der Ausgangswellenform effektiv steuern. Der Wechselrichter erzeugt ein Impulssignal und steuert die Größe der Oberwellen in der Ausgangswellenform durch Änderung der Impulsbreite.
Mehrstufiger Wechselrichter: Herkömmliche Wechselrichter verwenden normalerweise eine zweistufige Struktur, das heißt, der Pegel der Ausgangswellenform kann nur hoch oder niedrig sein. Multilevel-Wechselrichter verwenden jedoch mehr Ebenen und können den Oberwellengehalt reduzieren, indem sie zusätzliche Ebenen in die Ausgangswellenform einführen. Zu diesen Multi-Level-Technologien gehören Multi-Level-PWM und Multi-Level-Pulsweitenmodulationstechnologie, mit denen die Ausgangswellenform feiner gesteuert werden kann.
Filterdesign: Oberschwingungskontrolle kann auch durch den Einsatz von Oberschwingungsfiltern am Ausgang des Wechselrichters erreicht werden. Bei diesen Filtern handelt es sich typischerweise um LC-Filter, die selektiv bestimmte harmonische Komponenten aus der Ausgangswellenform entfernen. Das Filterdesign muss sorgfältig auf die Betriebsfrequenz und die Lastanforderungen des Wechselrichters abgestimmt werden, um eine wirksame Reduzierung von Oberschwingungen zu gewährleisten.
Überwachung und Rückmeldung von Oberschwingungen: Moderne Wechselrichtersysteme sind häufig mit Funktionen zur Überwachung und Regelung von Oberschwingungen ausgestattet. Durch die Überwachung des tatsächlichen harmonischen Gehalts der Ausgangswellenform kann das System die Pulsweitenmodulation und andere Parameter nach Bedarf anpassen, um die harmonischen Pegel in Echtzeit zu steuern. Dieses Regelsystem mit geschlossenem Regelkreis hilft bei der Anpassung an unterschiedliche Lasten und Arbeitsbedingungen und sorgt für die Stabilität der Ausgangswellenform.
Minimale Verlustkontrolle: Die Oberschwingungskontrolle muss auch den Verlust des Wechselrichters selbst berücksichtigen. Beim Entwurf eines Wechselrichters müssen Ingenieure ein Gleichgewicht finden, das Oberschwingungen kontrollieren und gleichzeitig Energieverluste im Wechselrichter selbst minimieren kann. Dabei geht es darum, die Auswahl der Schaltgeräte zu optimieren, die Schalthäufigkeit zu reduzieren und die Wärmeableitungssysteme zu verbessern.
