พูดง่ายๆ ฮาร์มอนิกคือความถี่ส่วนเกินที่เมื่ออยู่ในวงจรไฟฟ้าจะบิดเบือนคลื่นไซน์ AC ฮาร์มอนิกของคลื่นคือความถี่ส่วนประกอบของสัญญาณที่เป็นจำนวนเต็มคูณของความถี่พื้นฐาน

ตัวอย่างเช่น หากความถี่มูลฐานคือ f ฮาร์มอนิกจะมีความถี่ 2f, 3f, 4f, . . . เป็นต้น ความถี่ฮาร์มอนิกจะมีระยะห่างเท่าๆ กันตามความกว้างของความถี่มูลฐาน และสามารถหาได้โดยการบวกความถี่นั้นซ้ำๆ กัน ในกรณีของแหล่งจ่ายไฟฟ้าของออสเตรเลีย ความถี่มูลฐานคือ 50Hz ความถี่ของฮาร์มอนิกคือ 100Hz, 150Hz, 200Hz, 250Hz, 300Hz, 350Hz เป็นต้น 150Hz เรียกว่าฮาร์มอนิก 'ที่สาม' (3 x 50Hz) และ 250Hz เรียกว่าฮาร์มอนิก 'ที่ห้า' (5 x 50Hz) เป็นต้น การมีฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้าทำให้รูปร่างของคลื่นไซน์ผิดเพี้ยนไป

คุณจะรู้ได้อย่างไรว่ามีฮาร์โมนิกในระบบไฟฟ้าของคุณ?

หากคุณพบเหตุการณ์ที่ไม่ทราบสาเหตุเป็นครั้งคราว เช่น ไฟกระพริบ สัญญาณเตือนภัยดังขึ้น หรืออุปกรณ์ MCB, MCCB, RCD และอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วเกิดการสะดุดโดยไม่ทราบสาเหตุ แสดงว่าคุณอาจกำลังประสบปัญหาฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้าของคุณ สัญญาณอื่นๆ ได้แก่ การเสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควรและโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติที่สำคัญล้มเหลว สายไฟร้อนจัด สวิตช์บอร์ดและมอเตอร์ร้อนเกินไป หากคุณเปลี่ยนลูกปืนและฉนวนของมอเตอร์บ่อยๆ นั่นเป็นสัญญาณบ่งชี้ที่ชัดเจนว่ามีฮาร์มอนิกเกิดขึ้น

ผลกระทบของฮาร์มอนิกต่อระบบไฟฟ้าของคุณมีอะไรบ้าง?

ฮาร์มอนิกส์เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อระบบไฟฟ้าและอาจส่งผลร้ายแรงได้ ตัวอย่างเช่น การมีฮาร์มอนิกส์จะทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์ลดลง การลงทุนในมอเตอร์, PLC, ผลิตภัณฑ์ระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์, VFD, ระบบไฟส่องสว่างประหยัดพลังงาน, อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ ฯลฯ อาจไม่สามารถบรรลุผลได้หากเกิดความเสียหายและจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ก่อนอายุการใช้งานที่คาดไว้ ซึ่งอาจมีค่าใช้จ่ายสูงมาก

ฮาร์มอนิกส์ทำให้อุปกรณ์ร้อนจัด ส่งผลให้เกิดความเครียดต่อสายเคเบิลและอุปกรณ์ ในระยะยาว ฮาร์มอนิกส์จะทำให้ระบบไฟฟ้าเสื่อมสภาพ การมีฮาร์มอนิกส์ยังหมายความว่าถึงแม้คุณจะต้องจ่ายค่าไฟฟ้าตามปริมาณไฟฟ้าที่จ่ายไป แต่ไฟฟ้าส่วนใหญ่อาจใช้งานไม่ได้ การลดฮาร์มอนิกส์คือการดำเนินการเพื่อลดฮาร์มอนิกส์ในระบบไฟฟ้าของคุณให้เหลือน้อยที่สุด และสามารถประหยัดต้นทุนได้อย่างมาก

ไดรฟ์ความเร็วแปรผัน (เรียกอีกอย่างว่าไดรฟ์ความถี่แปรผัน) เป็นผู้สร้างฮาร์มอนิกส์ในระบบไฟฟ้าอย่างแพร่หลาย และด้วยเหตุนี้ ความพยายามในการลดฮาร์มอนิกส์ส่วนใหญ่จึงมุ่งเน้นไปที่ด้านอินพุตและด้านเอาต์พุตของ VSD

อุปกรณ์ลดฮาร์มอนิกชนิดต่างๆ

‍

มีผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิดที่ใช้เพื่อลดฮาร์มอนิกส์ ขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะ ต่อไปนี้คือข้อมูลสรุปโดยย่อของกลุ่มผลิตภัณฑ์:

ด้านอินพุต (สาย) ของ VSD (VFD)

เครื่องปฏิกรณ์แบบเส้น

• เรียกอีกอย่างว่า ตัวเหนี่ยวนำ โช้ก และตัวกรองสาย
• สำหรับใช้กับอินพุตของ VSD / อินเวอร์เตอร์หรืออุปกรณ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นอื่น ๆ
• แทบจะกำจัดการสะดุดที่น่ารำคาญได้
• ยืดอายุการใช้งานของสารกึ่งตัวนำ
• ลดการบิดเบือนฮาร์มอนิก
• ลดกระแสไฟกระชาก
• ปรับปรุงค่ากำลังไฟฟ้าที่แท้จริง

ตัวกรองฮาร์มอนิกแบบพาสซีฟ

• หรือเรียกอีกอย่างว่า 'ตัวกรองผ่านต่ำ'
• สำหรับลดฮาร์มอนิกที่ VSD / อินเวอร์เตอร์ หรืออุปกรณ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นอื่นๆ
• การลดฮาร์มอนิกส์ลงเหลือ 5-6%
• ลดความร้อนของสายเคเบิลและการสูญเสียสาย
• ปรับปรุงปัจจัยกำลังและลดการสูญเสียระบบ
• ลดการรบกวนจากอุปกรณ์อื่น ๆ
• ปรับปรุงรูปคลื่นแรงดัน/กระแสของระบบ
• ป้องกันการสะดุดของฟิวส์และเบรกเกอร์ไฟฟ้า
• ตรงตามมาตรฐาน IEEE519 / AS/NZS 61000.3.6

ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิกแบบแอคทีฟ

• ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการชดเชยฮาร์มอนิกแบบกลุ่มที่สวิตช์บอร์ดหลัก
• การลดฮาร์โมนิคส์ลงเหลือ 5% หรือต่ำกว่า
• การควบคุมกระแสไฟฟ้าปฏิกิริยา
• การลดลงของอุปทานตกต่ำและพุ่งสูง
• ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพระบบไฟฟ้า
• ลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา
• ตรงตามมาตรฐาน IEEE519 / AS/NZS 61000.3.6

ด้านเอาต์พุต (โหลด) ของ VSD (VFD)

โหลดเครื่องปฏิกรณ์

• เรียกอีกอย่างว่า โช้กมอเตอร์ ตัวกรองโหลด และตัวเหนี่ยวนำ
• สำหรับใช้กับเอาต์พุตของ VSD / อินเวอร์เตอร์ หรืออุปกรณ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นอื่นๆ
• ปกป้องมอเตอร์จากผลกระทบที่เกิดจากการทำงานเป็นเวลานาน
• ลดกระแสสะท้อน
• ลดการบิดเบือนฮาร์มอนิก
• ลดกระแสไฟกระชาก
• ลดอุณหภูมิของมอเตอร์
• ลดเสียงรบกวนจากมอเตอร์

ฟิลเตอร์ dV/dT

• ตัวกรอง dV/dT ได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องมอเตอร์ AC จากผลกระทบอันเลวร้ายของแรงดันไฟฟ้าพีคขายาว
• เพิ่มอายุการใช้งานของตลับลูกปืนและเวลาการทำงาน
• ลดสัญญาณรบกวนและกระแสไฟฟ้าโหมดทั่วไป
• ป้องกันไฟกระชากสูงเกิน 1kV
• การลดแรงดันไฟฟ้าพีคของมอเตอร์
• การป้องกันฉนวนมอเตอร์
• การลดอุณหภูมิของมอเตอร์

ตัวกรองคลื่นไซน์

• นอกเหนือจากการปกป้องมอเตอร์แล้ว ตัวกรองคลื่นไซน์ยังช่วยปกป้อง VSD/อินเวอร์เตอร์อีกด้วย
• สามารถใช้สายมอเตอร์แบบไม่มีฉนวนป้องกันได้ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนโครงการ
• อายุการใช้งานของมอเตอร์เพิ่มขึ้น
• สายมอเตอร์ยาวขึ้นได้
• ลดการสูญเสียกระแสวนและฟลักซ์หลงได้อย่างมีนัยสำคัญ
• ลดกระแสลูกปืนได้อย่างมีนัยสำคัญ
• กำจัดแรงบิดระลอก
• กำจัดการสะท้อนของคลื่นแรงดันไฟฟ้า
• ลดเสียงมอเตอร์ การสั่นสะเทือน และความร้อน