ท่ามกลางการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนและยานพาหนะไฟฟ้า เครื่องชาร์จอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทาง ในฐานะอุปกรณ์เชื่อมต่อหลักระหว่างแหล่งจ่ายไฟและโหลด ได้ขยายขอบเขตการใช้งาน อย่างไรก็ตาม ปัญหาฮาร์มอนิกที่เกิดขึ้นมีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เกิดความท้าทายที่สำคัญต่อเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์
ผลกระทบของฮาร์โมนิคต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า
อุปกรณ์ร้อนเกินไป
การมีอยู่ของฮาร์โมนิคจะส่งผลให้ค่าประสิทธิผลของกระแสเพิ่มขึ้น ซึ่งจะทำให้อุปกรณ์เกิดความร้อนสูงเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์ที่สำคัญ เช่น หม้อแปลงไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้า ปริมาณฮาร์มอนิกอาจทำให้เกิดความร้อนเพิ่มเติมภายในอุปกรณ์ได้ ความร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้ไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพการทำงานของมอเตอร์เท่านั้น แต่ยังอาจทำให้ฉนวนเสื่อมลง ส่งผลให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลง
สูญเสียพลังงานเพิ่มขึ้น
ฮาร์โมนิคทำให้เกิดการส่งผ่านพลังงานที่ไม่มีประสิทธิภาพและเพิ่มการใช้พลังงานโดยรวมของระบบ โดยเฉพาะกระแสพิเศษที่เกิดจากฮาร์โมนิคจะเพิ่มความร้อนที่เกิดจากสายไฟและหม้อแปลงไฟฟ้า ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานเพิ่มเติม ไม่เพียงแต่จะลดประสิทธิภาพโดยรวมของระบบเท่านั้น แต่ยังส่งผลให้ค่าไฟฟ้าสูงขึ้นอีกด้วย สำหรับผู้ใช้ในอุตสาหกรรม ความสูญเสียที่เกิดจากฮาร์โมนิคอาจเป็นส่วนหนึ่งของค่าไฟฟ้า ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจขององค์กร
อุปกรณ์ไฟฟ้าขัดข้อง
ฮาร์โมนิคที่สูงขึ้นอาจทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานผิดปกติได้ โดยเฉพาะในมอเตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้า ฮาร์โมนิคสามารถทำให้เกิดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนในอุปกรณ์ เพิ่มการสึกหรอทางกล และอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของอุปกรณ์ก่อนเวลาอันควรในที่สุด ตัวอย่างเช่น การบิดเบือนรูปคลื่นของกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากฮาร์โมนิคอาจทำให้แรงบิดผันผวนในมอเตอร์ ส่งผลต่อการทำงานปกติ และอาจถึงขั้นทำให้อุปกรณ์หยุดทำงานด้วย
อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง
ในเครื่องชาร์จอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทาง ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) จำเป็นต้องจัดการฮาร์โมนิคระหว่างการชาร์จและการคายประจุ หากระดับฮาร์มอนิกสูงเกินไป อาจทำให้กระบวนการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ไม่เสถียร ซึ่งส่งผลต่ออายุการใช้งานและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ เมื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีฮาร์มอนิกสูง แบตเตอรี่อาจมีประจุมากเกินไปหรือคายประจุมากเกินไป ซึ่งจะเร่งการลดทอนความจุของแบตเตอรี่
ส่งผลกระทบต่อระบบควบคุมอุปกรณ์
การมีอยู่ของฮาร์โมนิคอาจรบกวนระบบควบคุมของอุปกรณ์ ส่งผลให้แนวทางการควบคุมล้มเหลว ตัวอย่างเช่น ในระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ ตัวควบคุมจำเป็นต้องตรวจสอบรูปคลื่นของกระแสและแรงดันไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ การมีอยู่ของฮาร์โมนิคจะป้องกันไม่ให้ตัวควบคุมตัดสินสถานะการทำงานของอุปกรณ์ได้อย่างแม่นยำ ซึ่งส่งผลต่อความเร็วการตอบสนองและความแม่นยำของอุปกรณ์
กลยุทธ์ในการจัดการกับฮาร์โมนิค
เพื่อจัดการกับปัญหาฮาร์มอนิกในเครื่องชาร์จอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางอย่างมีประสิทธิภาพ อุตสาหกรรมและบริษัทที่เกี่ยวข้องสามารถใช้มาตรการต่อไปนี้:
การตรวจสอบและวิเคราะห์ฮาร์มอนิก
ดำเนินการตรวจสอบฮาร์มอนิกบนระบบเป็นประจำเพื่อระบุแหล่งกำเนิดฮาร์มอนิกและระดับของแหล่งกำเนิดดังกล่าวในเวลาที่เหมาะสม เพื่อให้สามารถดำเนินมาตรการควบคุมที่ตรงเป้าหมายได้ เครื่องวิเคราะห์ฮาร์มอนิกสามารถใช้เพื่อตรวจสอบรูปคลื่นของกระแสและแรงดันไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ และระบุความถี่และแอมพลิจูดของฮาร์โมนิคได้
ใช้ตัวกรองฮาร์มอนิก
การใช้ตัวกรองฮาร์มอนิกแบบพาสซีฟหรือแอกทีฟสามารถลดผลกระทบของฮาร์โมนิคและปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวกรองแบบพาสซีฟได้รับการออกแบบให้เป็นวงจรเรโซแนนซ์โดยการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำแบบขนาน ซึ่งสามารถระงับฮาร์โมนิคที่ความถี่เฉพาะได้ ตัวกรองแบบแอคทีฟจะตรวจสอบรูปคลื่นปัจจุบันแบบเรียลไทม์ และสร้างรูปคลื่นปัจจุบันที่อยู่ตรงข้ามกับฮาร์โมนิค ดังนั้นจึงยกเลิกส่วนประกอบฮาร์มอนิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ
