AC Frekans Konvertörlerinin Oluşturduğu Harmonikler

ve

Harmonik Azaltımı Yöntemlerinin Karşılaştırılması

Yazı Dizisi -4

Uğur Yaşa

7.  Harmonikleri Azaltmak için Diğer Yöntemler

Endüstriyel ve ticari işletmelerde filtreleme harmonik azaltımı için uygulanan en temel yöntemdir. Filtreleme yöntemleri, temel olarak aktif ve pasif filtreler olarak ikiye ayrılabilir.

7.1.  Tek Kol Ayarlı Pasif Filtreler 

Tek kol ayarlı (tuned single arm) pasif filtre için prensip şeması Şekil.15’te gösterilmektedir. Tek kol ayarlı filtreler, sistemde harmonik bozulmasının belirgin olduğu düşük mertebeli bir harmonik frekansına akort edilirler [5]. Endüstriyel uygulamalardaki yüklerden kaynaklanan bu harmonik genellikle 5. ve 7. harmonik frekansları olan 250 Hz ve 350 Hz’dir.

Şekil.15 Tek kol ayarlı pasif filtre prensip şeması

Tuned filtreler, şebeke eşdeğer empedansı sürekli değişmeyen veya görece sınırlı değişen uygulamalarda daha yüksek başarı gösterir. Filtrenin harmonik süzme performansı, sisteme şebeke frekansında eklenebilecek kondansatör miktarı ve şebekenin kendi bozulma miktarı ile yakından ilgilidir. Alçak gerilim uygulamalarında çok çeşitli harmonik kaynağı yük farklı zamanlarda devreye girip çıktığı için, tek kol ayarlı filtrenin tasarımına bağlı olarak aşırı yüklenmesi söz konusu olabilir. Yüksek gerilim uygulamalarında ise daha az yük ve daha az değişken şebeke empedansı nedeniyle filtreleme performansı daha yüksektir.

Şekil.16 Çoklu kol ayarlı pasif filtre prensip şeması

Çoklu kol tuned pasif filtreler, özellikle büyük güçlü DC frekans konvertörlerinin olduğu tesislerde kullanılırlar.  Filtrelerin devreye girişi küçük frekanslı koldan büyük frekanslı kola doğru olacak şekilde yapılmalıdır. Aynı şekilde filtrelerin devreden çıkışı da büyük frekanslı koldan küçük frekanslı kola doğru olacak şekilde gerçekleştirilmelidir.

7.3.  Aktif Filtreler

Pasif filtreler oluşturdukları yeni rezonans devreleri nedeniyle yeni harmonik problemlerine de sebep olabilirler. Gelişen güç elektroniği sistemleri sayesinde harmonik akımları aktif kontrol elemanları ile sınırlandırabilmektedir. Şekil.17’de aktif filtrenin temel çalışma prensibine yer verilmiştir.

Şekil.17 Aktif filtre çalışma prensibi