Harmonické jsou složky ve tvaru vlny, jejichž frekvence je celočíselným násobkem základní vlny. Pro výkonové měniče Harmonické řízení je klíčovým aspektem pro zajištění kvality výstupního střídavého průběhu.
Příčiny generování harmonických: Během provozu výkonového měniče způsobí spínání spínacích zařízení, že výstupní průběh bude obsahovat harmonické různé frekvence. Tyto harmonické mohou způsobovat rušení připojených zátěžových zařízení a energetických systémů, takže ke snížení nebo eliminaci těchto nepříznivých vlivů je vyžadováno řízení harmonických.
Pulse Width Modulation (PWM): Pulse Width Modulation je primárním prostředkem harmonického řízení. Nastavením poměru času zapnutí a vypnutí spínacího zařízení může pulzně šířková modulace účinně řídit harmonický obsah výstupního tvaru vlny. Invertor generuje pulzní signál a řídí velikost harmonických ve výstupním tvaru vlny změnou šířky pulzu.
Víceúrovňový měnič: Tradiční měniče obvykle používají dvouúrovňovou strukturu, to znamená, že úroveň výstupní vlny může být pouze vysoká nebo nízká. Víceúrovňové měniče však využívají více úrovní a mohou snížit obsah harmonických zavedením dalších úrovní do výstupního tvaru vlny. Tyto víceúrovňové technologie zahrnují víceúrovňovou PWM a víceúrovňovou technologii pulzně šířkové modulace, která může řídit výstupní tvar vlny jemněji.
Návrh filtru: Harmonické řízení lze také dosáhnout použitím harmonických filtrů na výstupu měniče. Tyto filtry jsou typicky LC filtry, které selektivně odstraňují specifické harmonické složky z výstupního průběhu. Konstrukce filtru musí být pečlivě přizpůsobena provozní frekvenci a požadavkům na zatížení měniče, aby bylo zajištěno účinné snížení harmonických.
Monitorování harmonických a zpětná vazba: Pokročilé systémy výkonových měničů jsou často vybaveny funkcí monitorování harmonických a zpětnovazebního řízení. Monitorováním skutečného obsahu harmonických ve výstupním tvaru vlny může systém upravit modulaci šířky pulzu a další parametry podle potřeby pro řízení úrovní harmonických v reálném čase. Tento řídicí systém s uzavřenou smyčkou pomáhá přizpůsobit se různým zátěžím a pracovním podmínkám a udržovat stabilitu výstupního tvaru vlny.
Minimální kontrola ztráty: Harmonická regulace musí také vzít v úvahu ztrátu samotného střídače. Při navrhování střídače musí inženýři najít rovnováhu, která dokáže řídit harmonické a zároveň minimalizovat energetické ztráty v samotném střídači. To zahrnuje optimalizaci výběru spínacích zařízení, snížení frekvence spínání a zlepšení systémů odvodu tepla.
