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有源功率因数校正使电路反馈最小化

第一次,绿泰克的粉丝与厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分集成有源功率因数校正(PFC)和一个三相电源现在能够满足强加于数据中心的关于电路反馈和输入电流的谐波失真的高要求。


世界迫切需要节能解决方案;从照明到电力驱动系统。即使简单地调整驱动系统的速度以适应实际的扭矩/功率要求,也会节省不必要的电力消耗。高效EC电机的使用还挖掘了额外的节约潜力,这对环境和运营商的运行成本都有同样的好处。然而,这一非常受欢迎的发展有一个问题:新型节能设备的输入电流——通常是相移和脉冲的,而不是正弦的——会在发电机、电缆和电源变压器中产生额外的损耗。必须提供由相移和谐波电流引起的无功功率。这成为一个不必要的成本因素,特别是在数据中心中发现的这种孤立的网络中。需要为这个问题找到一个解决方案。

图1:数据中心的电源系统示例。

由电流谐波引起的电路反馈

数据中心的电源基本上由电网输入变压器、UPS系统和备用发电机(图1)组成,这些部件必须一起保证可靠的电源供应(通过冗余原理)。另一方面,提供额外的无功功率要求电源中的所有组件提供更高的性能。由于相关的成本,这种不必要的过度尺寸是不可取的。然而,就像异步电机的变频驱动一样,功耗优化的EC风扇现在有一个脉冲电流,而不是正弦电流,由于他们的电路,但不需要额外的措施。厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分每次偏离正弦电流牵引都会产生电流谐波,这在很大程度上导致了所谓的“失真无功功率”。这给供电网络带来额外的压力,并导致电源中涉及的所有组件的损耗增加。

图2:两个额定功率为3kw的风扇由谐波引起的电路反馈。厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分

作为一个例子,图2显示了服务器冷却系统的输入电流,两个风扇并联排列,每个风扇的功耗约为。厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分3千瓦。在6.69 kVA时,无功功率高于此情况下的有效功率5.74 kW。功率因数,即有效功率与视在功率之比,只有可怜的0.64,而电流的总谐波失真(THD(I))约为120%。这意味着所有谐波电流的几何和大于基本分量本身。很容易想象,这样的电流可能会对电力供应链中的所有组件,如变压器、UPS系统、发电机,甚至电缆,造成巨大的压力。失真无功功率必须保持在馈电点。为了优化供电和后备系统,电流失真应尽可能低。换句话说,功率因数应该接近1的值。

对标准世界的一次离题

适用于传统工业系统的标准EN 61000-3-2规定的值在这种情况下是不够的。本标准对相电流高达16a的器件进行了分类,并定义了这些器件的谐波电流限值。厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分风扇属于A类设备,其中包括家用电器和对称的三相设备。输入电流变得越高,就越难坚持A类极限值,因为这些是为谐波谱的个别分类定义的绝对极限值(即与各自的输出无关)。只有有源滤波器解决方案可以帮助从一定的输入电流水平。然而,对于三相装置来说,它们极其复杂,对于“正常的”工业应用来说,在经济上没有吸引力。这也许就是为什么输出功率超过1千瓦的三相设备不在标准范围内的原因。因此,对于输出在1千瓦到约。10 kW。

图3:通过在上游集成线路扼流圈来减少电路反馈。

另一方面,如果多个设备作为单个设备相互连接而没有适用限值,如果相电流在16 a到75 a之间,则适用一个附加标准:EN 61000-3-12定义了谐波频谱的单个分类的限值和电流的总谐波失真。有趣的是,允许的值取决于网格质量。电网越“软”——也就是说,电网的复内阻越高——电流的谐波含量的极限值就越低。这是合乎逻辑的:毕竟,随着电网内阻的增加,非线性电流会更明显地扭曲电压波形。为了满足这种情况下的需求,还需要对三相电源的经典变频驱动器采取措施。由于在大多数工业电网中通常可以假定内阻水平较低,因此根据en61000 -3-12,谐波含量的限值为48%。

线路扼流圈和直流链路扼流圈只在一定程度上起作用

这个数值虽然仍然远远不能满足当今数据中心的需求,但可以相对容易地实现,例如在上游安装一个管线节流器(图3)。然而,这样的节流需要空间和额外的电缆。对于上面提到的有2个风扇的例子,每个风扇的额定值约为。厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分3 kW时,功率因数和总谐波失真值(THD(I))分别约为0.9和45%,且线路扼流圈为2%。

图4:通过集成直流链路扼流圈来减少电路反馈。

如果在电力电子系统中加入直流链扼流圈(图4),则可以获得更好的值(这是eem -papst EC风扇的标准特征,具有三相电源和高容性直流链):满足标准EN61000-3-12的要求,功率因数约为。厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分0.94和34%的THD,至少就“硬”(即低阻抗)工业网络的极限值而言。然而,在电网电压畸变有问题和/或电网阻抗水平较高的情况下,必须将电流中的谐波含量降低到最小。因此,对于许多数据中心应用程序,现在经常规定功率因数的目标值超过0.95,THD(I)低于5%。

THD(I)的目标值低于5%

谐波滤波器形式的镇流器解(图5)是接近这些值的一种理论选择。这些过滤器的特性和所用材料的质量都令人印象深刻,这也反映在价格标签上。尽管如此,可实现的值确实非常接近于达到目标:在这里的例子中,功率因数值为0.98,相电流中谐波含量为7.5%,而电流波形或多或少是正弦的。

图5:通过连接一个昂贵的谐波滤波器上游减少电路反馈。

尽管有它们的优点,这种滤波器往往有一个缺点,即只能优化设计为一个单一的操作点,通常对应于额定输出。在部分负荷运行中,THD(I)值通常是两倍高。功率因数在较低的输出水平也降低。因此,在部分负载运行时,无功电流变得非常高。更重要的是,有一个相当大的电压降通过滤波器;在某些条件下,风扇的名义速度和输出值实际上可能达不到。厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分

无源滤波器的缺点可以通过采用有源滤波器解决方案在很大程度上避免。在这种情况下,可以使用镇流器设备,尽管这些设备也更贵,需要额外的空间和布线工作。

主动PFC在风扇作为一个即插厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分即用的解决方案

有鉴于此,电机和风扇专家依必安派特风机制造商第一个将三相有源PFC阶段到EC球迷一个活跃的整流器的形式,目的是节省用户额外的精力(图6)。这个改革运动规模150(3千瓦),可以安装在找到新RadiPac风扇大小450年,500年和560年,除了激进球迷大小500,560和630。厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分实际能够达到的值超过了要求:当额定负载下的功率因数超过0.99时,THD(I)值通常在2%左右。THD(I)值甚至一直低于5%,直到额定输出的10%。

图6:通过有源功率因数校正减少电路反馈。一个三相有源PFC被纳入到EC电机的电子。

在轴向,由于集成了三相有源PFC,电机的长度仅略长,而在额定输出时的效率损失较低,约为2%。不仅如此,操作人员仍然享有将传统解决方案中的EC电机的脉冲输入电流转换为正弦输入电流的优势,而不需要连接额外的组件,也不需要过滤器和电机彼此匹配。高效、即插即用的EC风扇降低了数据中心的能耗,同时也满足了只需要根据风扇额定有效功率设计此厄瓜多尔vs塞内加尔实时比分类系统的电源的愿望。

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