ด้วยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังอย่างแพร่หลาย สัดส่วนของโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นในโครงข่ายไฟฟ้าเพิ่มขึ้นทุกวัน ส่งผลให้มลพิษฮาร์มอนิกกลายเป็นปัญหาสำคัญที่ส่งผลต่อคุณภาพไฟฟ้า ความปลอดภัยของอุปกรณ์ และการทำงานที่เสถียรของระบบ
วัตถุประสงค์ของการลดฮาร์มอนิกคือการกำจัดหรือระงับกระแสและแรงดันฮาร์มอนิกที่เกิดจากโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นในระบบไฟฟ้า เพื่อให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟฟ้าเป็นไปตามมาตรฐานแห่งชาติและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ต่อไปนี้เป็นการอธิบายโดยละเอียดจากสี่ด้าน ได้แก่ อันตรายจากฮาร์มอนิก โซลูชันการลดฮาร์มอนิกกระแสหลัก การเปรียบเทียบโซลูชันต่างๆ และคำแนะนำในการดำเนินการ
กระแสฮาร์มอนิกที่ฝั่งโหลดถูกเก็บรวบรวมแบบเรียลไทม์ผ่านหม้อแปลงกระแส (CT) จากนั้นตัวควบคุมจะคำนวณและสร้างกระแสชดเชยที่มีเฟสตรงข้ามและแอมพลิจูดเท่ากับฮาร์มอนิก โดยฉีดเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าเพื่อลบล้างฮาร์มอนิก ทำให้สามารถชดเชยแบบไดนามิกสำหรับฮาร์มอนิกของลำดับใดๆ ในช่วง 0–2 kHz โดยลด THDi ให้ต่ำกว่า 5%
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| การลดฮาร์มอนิกอย่างสมบูรณ์ สามารถกรองฮาร์มอนิกของลำดับต่างๆ ได้พร้อมกัน ปรับให้เข้ากับสถานการณ์โหลดที่ซับซ้อนและแปรผัน | ต้นทุนที่สูงขึ้น |
| เวลาตอบสนองที่รวดเร็ว โดยชดเชยเสร็จภายในเวลาไม่ถึง 100 μs ทำให้สามารถติดตามฮาร์มอนิกที่เปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกได้ | ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ส่งผลให้มีอัตราความล้มเหลวสูงกว่าเมื่อเทียบกับตัวกรองแบบพาสซีฟ |
| มีฟังก์ชันชดเชยกำลังรีแอกทีฟและฟังก์ชันปรับสมดุลสามเฟส ช่วยปรับปรุงคุณภาพกำลังไฟฟ้าโดยรวม | การติดตั้งและเริ่มต้นใช้งานมีความซับซ้อน ต้องให้ผู้เชี่ยวชาญตั้งค่าพารามิเตอร์ตามข้อมูลฮาร์มอนิกในสถานที่ |
เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความแม่นยำสูงและความน่าเชื่อถือสูง เช่น อุปกรณ์ MRI ในโรงพยาบาล เตาหลอมผลึกเดี่ยวในโรงงานผลิตอิเล็กทรอนิกส์ ศูนย์ข้อมูล หรือสายการผลิตอัตโนมัติที่มีการติดตั้ง VFD หนาแน่น
ชุดผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องจาก Sikes: ตัวกรองกำลังไฟฟ้าแบบแอคทีฟ APF
ลิเนียร์รีแอคเตอร์เชื่อมต่อแบบอนุกรมที่ด้านอินพุตของตัวขับเคลื่อนความถี่แปรผัน (VFD) โดยการเพิ่มอิมพีแดนซ์ที่ด้านแหล่งจ่ายไฟ จะช่วยระงับกระแสฮาร์มอนิกที่เกิดจากวงจรเรียงกระแส และยังลดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของกริดอย่างกะทันหันต่อ VFD โดยทั่วไป รีแอคเตอร์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์อิมพีแดนซ์ 3%–5% สามารถลดความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมของกระแสอินพุต (THDi) จากประมาณ 35% เหลือประมาณ 20%
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| โครงสร้างเรียบง่าย คุ้มค่าทางต้นทุน | ระงับเฉพาะฮาร์มอนิกลำดับต่ำ เช่น ลำดับที่ 5 และ 7 เท่านั้น มีประสิทธิภาพจำกัดในการลดฮาร์มอนิกความถี่สูง |
| ติดตั้งง่าย ไม่ต้องปรับแต่งเพิ่มเติม สามารถต่ออนุกรมกับวงจรอินพุตได้โดยตรง | ไม่สามารถกำจัดฮาร์มอนิกได้อย่างสมบูรณ์ ลดค่า THDi ได้เพียง 10%–20% ทำให้ยากต่อการตอบสนองความต้องการของงานที่ต้องการความแม่นยำสูง |
| ให้การชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ ปรับปรุงตัวประกอบกำลังด้านอินพุตให้สูงกว่า 0.9 | ทำให้เกิดแรงดันตกคร่อม โดยสูญเสียแรงดันประมาณ 3%–5% ที่โหลดเต็ม—ต้องคำนึงถึงส่วนเผื่อของโครงข่ายไฟฟ้า |
เหมาะสำหรับสถานการณ์โหลดขนาดเล็กหรือขนาดกลางที่มีมลพิษฮาร์มอนิกเล็กน้อย เช่น ระบบ VFD ทั่วไปสำหรับพัดลม ปั๊ม ฯลฯ หรือเป็นขั้นตอนการบำบัดล่วงหน้าในสถานการณ์ที่ซับซ้อน
ชุดผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องจาก Sikes: ตัวกรองอินพุต ACL
วงจรปรับจูนที่ประกอบด้วยรีแอคเตอร์และตัวเก็บประจุให้เส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำสำหรับลำดับฮาร์มอนิกเฉพาะ โดยนำกระแสฮาร์มอนิกไปยังสาขาตัวกรองแทนที่จะเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า การกำหนดค่าทั่วไปคือตัวกรองแบบปรับจูนคู่ลำดับที่ 5 และ 7 ซึ่งสามารถกรองลำดับฮาร์มอนิกที่เกี่ยวข้องตามลำดับ
| ข้อดี | ข้อเสีย |
|---|---|
| มีความแม่นยำสูง โดยมีประสิทธิภาพในการลดสัญญาณรบกวนเกิน 90% สำหรับลำดับฮาร์มอนิกที่เฉพาะเจาะจง | กรองเฉพาะลำดับฮาร์มอนิกที่ตั้งไว้ล่วงหน้า ประสิทธิภาพการลดสัญญาณรบกวนต่ำสำหรับฮาร์มอนิกที่ไม่ใช่ลักษณะเฉพาะ |
| การทำงานที่เสถียร ไม่มีส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ อัตราความล้มเหลวต่ำ อายุการใช้งานมากกว่า 10 ปี | มีแนวโน้มเกิดการเรโซแนนซ์กับโครงข่ายไฟฟ้า ต้องคำนวณค่าอิมพีแดนซ์ของโครงข่ายและพารามิเตอร์ตัวกรองอย่างแม่นยำ |
| ต้นทุนปานกลาง ความต้องการบำรุงรักษาต่ำ—จำเป็นต้องทำความสะอาดฝุ่นเป็นประจำและทดสอบค่าความจุเท่านั้น | มีขนาดค่อนข้างใหญ่ ใช้พื้นที่ในการจัดจำหน่ายจำนวนหนึ่ง |
เหมาะสำหรับสถานการณ์ทางอุตสาหกรรมที่มีลักษณะฮาร์มอนิกที่เสถียร เช่น ระบบ VFD กำลังสูงในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา ซีเมนต์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ สามารถใช้ร่วมกับรีแอคเตอร์อินพุตเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการลดทอนให้ดียิ่งขึ้น
ชุดผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องจาก Sikes: ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิก OSK 5%, ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิก OSK 10%, ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิก PHF 5%, ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิก PHF 10%, ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิก PIHF, ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิก HFI
| โซลูชัน | ลิเนียร์รีแอคเตอร์ | ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิกแบบพาสซีฟ | ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ |
|---|---|---|---|
| ประสิทธิภาพการลดทอน | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ |
| ความคุ้มค่า | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★☆☆☆☆ |
| สถานการณ์การใช้งาน | โหลดทั่วไปขนาดเล็กหรือกลาง | โหลดฮาร์มอนิกคงที่กำลังสูง | โหลดไดนามิกความแม่นยำสูง |
| การติดตั้ง | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ |
| การบำรุงรักษา | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ |
| ซีรีส์ SIKES | ACL | OSK, PIHF, PHF, HFI | APF |



