Aktif Harmonik Filtreler Hakkında Bilgilerin Sentezi

BTB Electric

• Haberler
• Nis 21, 2025
• 470 görüntüleme

Harmonikler, endüstriyel tesislerdeki büyük güç sistemleri için bir açmazdır. Etkili harmonik filtreleme, ekipman performansını artırarak hasarı ve enerji kaybını azaltır. Harmonik filtreler, bu sorunun mükemmel çözümü olarak görülmektedir. Aşağıdaki makalede BTB Electric'ten aktif harmonik filtreler hakkında genel bir bakış bulalım.

Harmonik Filtre Nedir?

Bir harmonik filtre, elektrik sinyalindeki harmonikleri ortadan kaldırmak için tasarlanmış bir elektrikli cihazdır. Aktif harmonik filtreler ve pasif harmonik filtreler gibi birçok harmonik filtre türü bulunmaktadır. Bu makalede, endüstriyel güç sistemleri için en verimli tek cihazlı harmonik filtreleme çözümü olan aktif harmonik filtreler (AHF) hakkında bilgi vermeye odaklanıyoruz.

Harmonikler, bir elektrik sistemindeki temel dalga formunun (fundamental waveform) n katı frekansa sahip dalga formlarıdır. Harmonikler, temel frekansta ($50Hz$ veya $60Hz$) çalışan elektrikli cihazlara müdahale ederek enerji kaybına ve performans düşüklüğüne neden olan gürültü yaratır. Güç sisteminde üretilen harmonikler, AC dalga formlarının ideal sinüs şeklinden sapmasına neden olur, buna bozulma dalga formları veya karmaşık dalga formları denir.

Aktif harmonik filtreler (AHF), sistemle birlikte çalışarak, harmonik gürültüyü iptal eder ve harmonikleri azaltmak için temel veya ters frekanslı dalga formlarını sisteme enjekte eder. Harmonik filtreler, güç faktörünü kalibre etmek için ek akım sağlayabilir. Girişim yapan etkenlerden arındırılan akım "daha temiz" ve fazında (in phase) olur.

Aktif Harmonik Filtrelerin Fonksiyonları

Aktif harmonik filtreler, karmaşık, büyük ölçekli endüstriyel güç sistemleri için önemli güç kalitesi ekipmanıdır. AHF, harmonik iptali, yük dengeleme ve güç faktörü düzeltme konusunda etkilidir, aşırı ısınmayı önler ve elektrikli ekipmanların çalışmasını korur. Güç altyapısını kapsamlı bir şekilde korumak ve tüm sistemin performansını iyileştirmek için aktif harmonik filtrelere yatırım yapmak zorunludur.

AHF aktif harmonik filtrelerin başlıca fonksiyonlarından bazıları şunlardır:

• Harmonik Giderme: Sistemin gerilim harmoniklerini ve 2., 3., 5., 7., 9. dereceden akım harmoniklerini vb. sistemden kaldırır, böylece Toplam Harmonik Bozulumu (THD) azaltılır.
• Yük Dengeleme ve Güç Faktörü: Fazları dengelemek için yük akımını yeniden yönlendirir ve güç faktörünü kalibre etmek için reaktif güç kompanzasyonu yapar.
• Elektrikli Ekipmanları Koruma: Elektrikli ekipmanların gürültü yayması, aşırı ısınması veya ani devre kesintileri gibi durumları azaltır, böylece güç tüketimini azaltır ve ekipmanın çalışma verimliliğini ve dayanıklılığını artırır.
• Harmonik Oluşumunu Önleme: Olası harmonik rezonans sorunlarını önleyen sınırsız koruma sağlar.
• Aşırı Yükü Azaltma: Elektromanyetik sistemdeki RMS akımını azaltır, böylece ekipmandaki güç kaybını ve ısı üreten aşırı yüklenmeyi azaltır.

Aktif Harmonik Filtrelerin Yapısı ve Çalışma Prensibi

Aktif harmonik filtre yapısı aşağıdaki ana bileşenlerden oluşur:

• Ölçüm Bloğu: Sistemdeki gerçek harmonik dalga formlarını gerçek zamanlı olarak ölçer ve ardından bilgiyi DSP Kontrol Bloğu'na iletir.
• DSP Kontrol Bloğu: Harmonikleri analiz etmek ve bunları matematiksel Fourier serilerine dönüştürmek için Hızlı Fourier algoritmasını kullanır, mevcut harmonikleri bastırmak için ters frekanslı harmonik miktarını hesaplar.
• IGBT Bloğu: DSP kontrolcü tarafından analiz edilen sinyal iletilir ve PWM darbeleri oluşturur, bu darbeler IGBT bloğunu kontrol ederek sistemdeki harmonikleri iptal edecek ters frekanslı harmonik miktarını sisteme iter.

Yukarıdaki üç ana bileşen bloğu, sistemdeki harmonikleri tamamen filtrelemek için sırayla çalışır.

Aktif Harmonik Filtrelerin Uygulama Alanları

Güç sisteminin verimliliğini artıran ve enerji maliyetlerini azaltan her çözüm, harmoniklerle ilgili sorunlar yaratır. Örneğin, değişken hızlı sürücülerde (VSD), kesintisiz güç kaynaklarında (UPS), HVAC sistemlerinde, asansörlerde, yürüyen merdivenlerde ve diğer doğrusal olmayan yüklerde LED kullanımı harmonik üretir.

Aktif harmonik filtre kullanmak, elektrik sistemleri için harmonikleri içeriden ve dışarıdan korumak için mükemmel bir harmonik filtreleme yöntemidir. Bugün AHF, aşağıdaki alanlarda kullanılmaktadır:

• Güç İletim Sistemi: Harmonik girişimini azaltır ve güç dağıtımı ve iletim operasyonları için güvenilirliği artırır; transformatörleri, hatları, röleleri, kesicileri harmonik etkilerden korur.
• Endüstriler: Fabrikaları, üretim hatlarını ve motorlar, invertörler ve kontrol devreleri gibi elektrikli ekipmanları harmonik hasarından korur.
• Elektronik ve Telekomünikasyon Endüstrisi: Amplifikatörler, frekans dönüştürücüler ve devreler gibi elektronik ve telekomünikasyon ekipmanlarını sinyal girişiminden korur ve veri iletim kalitesini iyileştirir.
• Otomasyon Sistemi: Kontrol cihazlarını, sensörleri, işleme çiplerini ve kontrol devrelerini harmoniklerin neden olduğu sinyal girişiminden korur.
• LED'ler ve Aydınlatma Armatürleri: Girişimi azaltır ve aydınlatma armatürlerinin ömrünü artırır; kontrol devrelerini, anahtarlama tertibatını, güç adaptörlerini harmoniklerin etkisinden korur.

BTB Electric'ten AHF Harmonik Filtre Seçimi

BTB Electric'in aktif harmonik filtresi, harmoniklerin neden olduğu elektromanyetik girişimi azaltarak güç sistemi iletim kapasitesinin bozulmasını önler ve ekipmanın normal çalışmasını sağlar. Kompanze edilen akım aralığı $50A$'dan $600A$'ya kadardır, harmonik filtre spektrumu 2. dereceden 50. dereceye kadardır ve harmonik filtreleme verimliliği %97'nin üzerindedir.

Harmonik filtreler için 3 tasarım sunuyoruz: Çekmeceli tip (Drawer type), kule dolap tipi (tower cabinet type) ve duvara monte tip (wall mounted type). Ürün yelpazesi bir dizi standarda uygundur: JB/T 11067-2011, DL/T 1216-2013, IEC/EN 60439-1, 2014/30/EU, EN 61000-6.