Con il rapido sviluppo delle energie rinnovabili e della tecnologia dei veicoli elettrici, il campo di applicazione del caricabatterie inverter bidirezionale ( Caricabatterie inverter bidirezionale ) in quanto dispositivo chiave che collega l'alimentazione e il carico è in continua espansione. Tuttavia, il conseguente problema armonico è gradualmente emerso, ponendo gravi sfide alla stabilità del sistema di alimentazione e all’affidabilità delle apparecchiature.
Definizione e causa delle armoniche
Le armoniche si riferiscono alle forme d'onda di corrente o tensione nel sistema di alimentazione con frequenze che sono multipli interi della frequenza fondamentale, solitamente 50 Hz o 60 Hz. I componenti armonici includono varie frequenze superiori alla frequenza fondamentale, come 2 volte (100 Hz o 120 Hz), 3 volte (150 Hz o 180 Hz), ecc. La generazione di armoniche è strettamente correlata alle caratteristiche di funzionamento dei carichi non lineari e dei dispositivi di commutazione. Nel processo di conversione della corrente continua in corrente alternata da parte del caricabatterie inverter bidirezionale, a causa delle caratteristiche del suo funzionamento di commutazione, vengono spesso introdotte armoniche, che influiscono così sulle prestazioni complessive del sistema.
Impatto delle armoniche sulle apparecchiature
Surriscaldamento dell'apparecchiatura: le armoniche possono causare ulteriore calore all'interno dell'apparecchiatura, in particolare in apparecchiature come trasformatori e motori. L'aumento delle componenti armoniche aumenterà il valore effettivo della corrente, facendo sì che l'apparecchiatura generi più calore del normale durante il funzionamento, il che non solo riduce la durata dell'apparecchiatura, ma può anche causare rischi per la sicurezza.
Maggiore perdita di potenza: la corrente aggiuntiva causata dalle armoniche aumenterà il riscaldamento del filo, con conseguente trasmissione di energia inefficace e perdite aggiuntive. Questo fenomeno non solo riduce l’efficienza complessiva del sistema, ma può anche causare un aumento significativo dei costi dell’energia elettrica, comportando oneri economici per le imprese.
Guasti delle apparecchiature elettriche: le armoniche di ordine elevato possono causare guasti alle apparecchiature elettriche, in particolare nelle apparecchiature chiave come motori e trasformatori. La presenza di armoniche causerà vibrazioni e rumore nell'apparecchiatura, aumenterà l'usura meccanica e potrebbe causare un guasto prematuro dell'apparecchiatura, comportando inutili costi di fermo macchina per le operazioni aziendali.
Durata della batteria ridotta: nei caricabatterie con inverter bidirezionale, il sistema di gestione della batteria (BMS) deve gestire in modo efficace le armoniche durante la carica e la scarica. Se il livello armonico è troppo elevato, il processo di carica e scarica della batteria diventerà instabile, influenzando la durata della batteria e le prestazioni complessive.
Impatto delle armoniche sulla qualità dell'energia
Distorsione della forma d'onda della tensione: la presenza di armoniche causerà una distorsione della forma d'onda della tensione, che influirà sulla qualità dell'alimentazione. La distorsione della forma d'onda della tensione può causare il malfunzionamento dell'apparecchiatura, soprattutto nel caso di apparecchiature sensibili (come computer, apparecchiature mediche, ecc.), che potrebbe causare la perdita di dati o il guasto dell'apparecchiatura.
Distorsione armonica totale (THD): la presenza di armoniche farà aumentare l'indice di distorsione armonica totale (THD). Il THD è un parametro importante per misurare la distorsione delle forme d'onda di tensione o corrente. Valori THD troppo elevati non solo influenzeranno la qualità dell'energia, ma potrebbero anche interferire con il normale funzionamento delle apparecchiature.
Stabilità della rete: L'aumento delle armoniche può avere un impatto negativo sulla stabilità della rete. Le armoniche possono causare oscillazioni nella rete e possono anche causare guasti alla rete e interruzioni di corrente. In caso di connessione alla rete su larga scala, l'impatto delle armoniche è particolarmente evidente, il che può ridurre la sicurezza complessiva del sistema.
