ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของพลังงานทดแทนและเทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้า ขอบเขตการใช้งานของเครื่องชาร์จอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทาง ( เครื่องชาร์จอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทาง ) เนื่องจากอุปกรณ์หลักในการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟและโหลดมีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม ปัญหาฮาร์มอนิกที่ตามมาได้ค่อยๆ เกิดขึ้น ทำให้เกิดความท้าทายอย่างรุนแรงต่อเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์
ความหมายและสาเหตุของฮาร์มอนิก
ฮาร์โมนิคหมายถึงรูปคลื่นของกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าที่มีความถี่ที่เป็นจำนวนเต็มทวีคูณของความถี่พื้นฐาน โดยปกติจะเป็น 50Hz หรือ 60Hz ส่วนประกอบฮาร์มอนิกประกอบด้วยความถี่ต่างๆ ที่สูงกว่าความถี่พื้นฐาน เช่น 2 เท่า (100Hz หรือ 120Hz), 3 เท่า (150Hz หรือ 180Hz) เป็นต้น การสร้างฮาร์โมนิคมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับลักษณะการทำงานของโหลดแบบไม่เชิงเส้นและอุปกรณ์สวิตชิ่ง ในกระบวนการของเครื่องชาร์จอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางที่แปลง DC เป็น AC เนื่องจากลักษณะของการดำเนินการสวิตชิ่ง มักจะมีการใช้ฮาร์โมนิค ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ
ผลกระทบของฮาร์มอนิกกับอุปกรณ์
อุปกรณ์มีความร้อนสูงเกินไป: ฮาร์โมนิคสามารถทำให้เกิดความร้อนเพิ่มเติมภายในอุปกรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์ เช่น หม้อแปลงและมอเตอร์ การเพิ่มขึ้นของส่วนประกอบฮาร์มอนิกจะเพิ่มมูลค่าที่แท้จริงของกระแสไฟฟ้า ทำให้อุปกรณ์สร้างความร้อนมากกว่าปกติระหว่างการทำงาน ซึ่งไม่เพียงทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลงเท่านั้น แต่ยังอาจก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัยอีกด้วย
การสูญเสียพลังงานที่เพิ่มขึ้น: กระแสไฟฟ้าเพิ่มเติมที่เกิดจากฮาร์โมนิคจะเพิ่มความร้อนของสายไฟ ส่งผลให้การส่งผ่านพลังงานไม่มีประสิทธิภาพและการสูญเสียเพิ่มเติม ปรากฏการณ์นี้ไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพโดยรวมของระบบเท่านั้น แต่ยังอาจทำให้ค่าไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งนำภาระทางเศรษฐกิจมาสู่องค์กร
ความล้มเหลวของอุปกรณ์ไฟฟ้า: ฮาร์โมนิคระดับสูงอาจทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าขัดข้อง โดยเฉพาะในอุปกรณ์สำคัญ เช่น มอเตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้า การมีอยู่ของฮาร์โมนิคจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนในอุปกรณ์ เพิ่มการสึกหรอทางกล และอาจส่งผลให้อุปกรณ์เสียหายก่อนเวลาอันควร ส่งผลให้การดำเนินงานขององค์กรต้องหยุดทำงานโดยไม่จำเป็น
อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง: ในเครื่องชาร์จอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทาง ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) จำเป็นต้องจัดการฮาร์โมนิคอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างการชาร์จและการคายประจุ หากระดับฮาร์มอนิกสูงเกินไป กระบวนการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่จะไม่เสถียร ซึ่งจะส่งผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่และประสิทธิภาพโดยรวม
ผลกระทบของฮาร์โมนิคต่อคุณภาพไฟฟ้า
ความบิดเบี้ยวของรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า: การมีอยู่ของฮาร์โมนิคจะทำให้เกิดการบิดเบือนของรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพไฟฟ้า การบิดเบือนของรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าอาจทำให้อุปกรณ์ทำงานไม่ถูกต้อง โดยเฉพาะอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน (เช่น คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ ฯลฯ) ซึ่งอาจทำให้ข้อมูลสูญหายหรืออุปกรณ์ทำงานล้มเหลว
ความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม (THD): การมีอยู่ของฮาร์มอนิกจะทำให้ดัชนีความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม (THD) เพิ่มขึ้น THD เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการวัดความบิดเบี้ยวของรูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้าหรือกระแส ค่า THD ที่สูงเกินไปไม่เพียงส่งผลต่อคุณภาพพลังงานเท่านั้น แต่ยังอาจรบกวนการทำงานปกติของอุปกรณ์อีกด้วย
ความเสถียรของกริด: การเพิ่มขึ้นของฮาร์โมนิคอาจส่งผลเสียต่อความเสถียรของกริด ฮาร์โมนิคสามารถทำให้เกิดการสั่นในกริดและอาจทำให้กริดขัดข้องและไฟฟ้าดับได้ ในกรณีของการเชื่อมต่อโครงข่ายขนาดใหญ่ ผลกระทบของฮาร์โมนิคจะเห็นได้ชัดเป็นพิเศษ ซึ่งอาจลดความปลอดภัยโดยรวมของระบบ
