Sullo sfondo del rapido sviluppo della tecnologia delle energie rinnovabili e dei veicoli elettrici, Caricabatterie inverter bidirezionale , come dispositivo di connessione chiave tra l'alimentazione e il carico, ha ampliato il suo ambito di applicazione. Tuttavia, i problemi armonici che ne derivano sono diventati sempre più evidenti, ponendo sfide significative alla stabilità del sistema di alimentazione e all’affidabilità delle apparecchiature.
L'impatto delle armoniche sulle apparecchiature elettriche
Dispositivo surriscaldato
La presenza di armoniche porterà ad un aumento del valore effettivo della corrente, che a sua volta causerà il surriscaldamento dell'apparecchiatura. In particolare nelle apparecchiature critiche come trasformatori e motori elettrici, il contenuto armonico può causare la generazione di calore aggiuntivo all'interno dell'apparecchiatura. Questo calore aggiuntivo non solo riduce l'efficienza operativa del motore, ma può anche causare il deterioramento dell'isolamento, accorciando la durata dell'apparecchiatura.
Maggiore perdita di potenza
Le armoniche causano una trasmissione inefficace dell'energia e aumentano il consumo energetico complessivo del sistema. Nello specifico, la corrente extra causata dalle armoniche aumenta il calore generato da cavi e trasformatori, causando ulteriori perdite di energia. Ciò non solo riduce l’efficienza complessiva del sistema, ma può anche comportare un aumento delle bollette elettriche. Per gli utenti industriali, le perdite causate dalle armoniche possono rappresentare parte della bolletta elettrica, incidendo direttamente sui benefici economici dell’impresa.
Guasto dell'apparecchiatura elettrica
Armoniche più elevate possono causare malfunzionamenti nelle apparecchiature elettriche, in particolare nei motori e nei trasformatori. Le armoniche possono causare vibrazioni e rumore nelle apparecchiature, aumentare l'usura meccanica e, in definitiva, possono portare a guasti prematuri delle apparecchiature. Ad esempio, la distorsione della forma d'onda della corrente causata dalle armoniche può causare fluttuazioni di coppia nel motore, influenzandone il normale funzionamento e persino causando l'arresto dell'apparecchiatura.
Durata della batteria ridotta
In un caricabatterie con inverter bidirezionale, il sistema di gestione della batteria (BMS) deve gestire le armoniche durante la carica e la scarica. Se il livello armonico è troppo elevato, potrebbe rendere instabile il processo di carica e scarica della batteria, influenzando così la durata e le prestazioni della batteria. Quando si lavora in un ambiente ad alto contenuto armonico, la batteria potrebbe essere sovraccarica o scaricata eccessivamente, accelerando l'attenuazione della capacità della batteria.
Influisce sul sistema di controllo dell'apparecchiatura
La presenza di armoniche può interferire con il sistema di controllo dell'apparecchiatura, portando al fallimento della strategia di controllo. Ad esempio, in un sistema di azionamento di un motore, il controller deve monitorare le forme d'onda di corrente e tensione in tempo reale. La presenza di armoniche impedirà al controller di valutare con precisione lo stato di funzionamento dell'apparecchiatura, influenzando così la velocità di risposta e la precisione dell'apparecchiatura.
Strategie per trattare le armoniche
Per affrontare in modo efficace i problemi armonici nei caricabatterie con inverter bidirezionali, le industrie e le aziende interessate possono adottare le seguenti misure:
Monitoraggio e analisi armonica
Condurre regolarmente il monitoraggio delle armoniche sul sistema per identificare tempestivamente le fonti armoniche e i relativi livelli in modo da poter adottare misure di controllo mirate. L'analizzatore di armoniche può essere utilizzato per monitorare le forme d'onda di corrente e tensione in tempo reale e identificare la frequenza e l'ampiezza delle armoniche.
Applicare il filtro armonico
L'utilizzo di filtri armonici passivi o attivi può ridurre efficacemente l'impatto delle armoniche e migliorare la qualità dell'alimentazione. I filtri passivi sono progettati in circuiti risonanti collegando condensatori e induttori in parallelo, che possono sopprimere le armoniche a frequenze specifiche. Il filtro attivo monitora la forma d'onda della corrente in tempo reale e genera una forma d'onda della corrente opposta alle armoniche, annullando così di fatto le componenti armoniche.
