EV Şarjında Harmonikler, Güç Faktörü ve THDi

Bir DC şarj cihazı, büyük bir doğrusal olmayan yük olarak ızgaraya sunulur. Voltaj dalga şekline orantılı olarak akım çekmez; Anahtar yapar, düzeltir ve düzenler; çektiği akım kendi şekline sahiptir. Bu konuda ortaya çıkan her şey o şeklin bir sonucudur.

Etrafındaki kelime dağarcığı küçüktür ancak sıkça yanlış kullanılır. Toplam harmonik bozulma ve akımın tam harmonik bozulması, farklı şeylerin farklı ölçümleridir. Güç faktörünün aynı ekipman için farklı sayılar veren iki tanımı vardır. Hangisinin hangisi olduğunu bilmek, bir veri sayfası satır öğesini gerçekten doğrulayabileceğiniz bir spesifikasyona dönüştürür.

Bir doğrultucu neden sinüzoidal olmayan akım çeker

?

Basit bir doğrultucu yalnızca gelen voltaj DC tarafındaki voltajı aştığında iletser yapar. Akım, tüm döngü boyunca pürüzsüz değil, tedarik dalga formunun zirveleri etrafında kısa darbelerle akar. Bu darbeler, yükün ihtiyaç duyduğu enerjiyi içerir ve ayrıca tedarik frekansının katı frekansları içerir. O çarpımlar harmoniklerdir.

Modern şarj cihazları rectifer'in önüne bir düzeltme aşaması ekliyor. Giriş akımını gerilim dalga formunu takip edecek şekilde şekillendirir ve bu da harmonikleri önemli ölçüde azaltır. Bu yüzden konu eski ekipmanlara göre daha az önemli; düzeltme kusurlu değil ve sadece tasarım noktasında değil, tüm yük aralığında geçerli olması gerekiyor.

Düzeltme kötü uygulandığında veya hafif yükte bozulduğunda, harmonikler geri döner. Bu nedenle, düşük çıkışta birçok ünite çalıştıran bir site, yüksek çıkışta daha az birim çalıştıran aynı siteye göre daha kötü akım bozulması gösterebilir; bu durum mantıksızdır ve genellikle devreye alınırken gözden kaçırılır.

THD ve THDi aynı sayıdan farklı

Tam harmonik bozulma, alt yazı olmadan yazılır ve genellikle voltajı ifade eder. Kaynak voltajı dalga formunun saf bir sinustan ne kadar uzaklaştığını açıklar. Akımın tam harmonik bozulması, i ile yazılır ve ekipmanın çektiği akımın şeklini tanımlar.

İkisi ilişkilidir ancak birbirinin yerine geçemez ve ilişki, beslemenin empedansına bağlıdır. Yüksek akım bozulması olan bir şarj cihazı, sert bir beslemeye bağlı olduğunda sadece küçük bir voltaj bozulması oluşur. Aynı şarj cihazı, zayıf bir güç kaynağında, uzun bir kablonun sonunda çok daha büyük bir şarj cihazı üretir. Bu yüzden bir ürün mevcut bozulma rakamına ulaşabilir ve yine de belirli bir sitede voltaj sorununa yol açabilir.

Pratik kural, ekipman spesifikasyonunun ekipmanın ne yaptığını açıklaması, saha incelemesinin ise sitenin deneyimlerini tanımlamasıdır. İki sayıdan sadece birini listeleyen bir alıntı, sorunun yarısını cevaplar.

Güç Faktörünün İki Tanımı

Güç faktörü, gerçek gücün görünen güce bölünüdür. Hem voltaj hem de akım sinüzoidal olduğunda, bu oran aralarındaki faz açısının kosinusuna eşittir ve iki tanım örtüşür. Akım bozulduğunda, bu akıntılar ayrılır.

Yer değiştirme güç faktörü yalnızca temel bileşenleri dikkate alır ve bozulmayı görmezden gelir. Gerçek güç faktörü, bazen toplam güç faktörü olarak adlandırılır, bozulmayı içerir ve bu nedenle daha düşüktür. Bir ünite, gerçek güç faktörü anlamlı olarak daha düşük iken, bir yer değiştirme güç faktörünü birliğe çok yakın bildirebilir ve fark, hala besleme içinden akması gereken harmonik akımlar tarafından taşınır.

Bu ayrım hem sayaçta hem de transformatörde önemlidir. Faturalar gerçek güç faktörüne bağlıdır, adı öyle olsun ya da olmasın. Yer değiştirme güç faktörünü belirten bir spesifikasyon sayfası yanlış değildir, ancak tasarıda sorulan sorudan farklı bir soruya cevap vermektedir.

harmonikler transformatörler ve nötr iletkenlere ne yapar

?

Harmonik akımlar, bir transformatorda tasarlandığı kayıpların ötesinde ek kayıplar üretir. Çekirdekteki girdap akımları ve sargılardaki kaplama etkisi frekansla birlikte artar, bu nedenle bozulmuş akım, aynı kök orta-kare değerindeki sinusoidal akımdan daha fazla transformatörü ısıtır. Pratik sonuç değersizleştirmedir: ağır bir bozucu yük taşıyan bir transformatör, isim plakası kapasitesini sıcaklık sınırlarını aşmadan sunamaz.

Nötr iletken ikinci ve daha şaşırtıcı olanıdır. Doğrusal yüklere sahip dengeli üç fazlı bir sistemde, temel akımlar nötrde iptal edilir ve neredeyse hiçbir şey taşımaz. Üçlü harmonikler — üçüncü, dokuzuncu ve on beşinci — iptal etmez. Nötr eklenir, bu da tek fazlı iletkenin kullanması beklenenden daha fazla akım taşıyabilir.

Şarj cihazında bu nadiren bağlama kısıtlamasıdır, çünkü şarj cihazları genellikle üç fazlı ve etkili düzeltme gerektiren yüklerdir. Tek fazlı klima noktalarının paylaşılan dağıtım kartına büyük ölçüde monte edilmesi önemli hale gelir; ki bu tam olarak iş yeri ve konut otoparklarının yaptığı şeydir.

Üçüncü etki ise besleme voltajında ve sahadaki diğer her şeyde de bu voltajda olur. Bozulmuş voltaj motorlarda ek ısınmaya neden olur, hassas ekipmanları rahatsız edebilir ve koruyucu rölelerin beklenmedik şekilde çalışmasına neden olabilir. Bu yüzden komşu bir kiracı, düzgün çalışan bir şarj cihazı kurulumundan şikayet edebilir.

Bir Site Yeniden Ölçülmesi Gerektiğinde

Hizmete girerken alınan bir ölçüm, alanın inşa edildiği halini tanımlıyor. Beş durum bir tane daha almayı haklı çıkarır.

Şarj cihazı eklendiğinde, çünkü sitenin bozulması, bağlı doğrultucu sayısına göre ölçeklenir. Besleme değiştirildiğinde, farklı bir transformatör veya daha uzun bir kablo hattı nedeniyle aynı akım bozulması için empedans ve dolayısıyla gerilim bozulması değişir. Sahadaki diğer ekipmanlar kötü davranmaya başladığında, çünkü bina ilk fark ettiği semptomdur. Elektrik sağlayıcı bağlantı noktasında bir soru sorduğunda, bu genellikle bir ölçümün istendiği anlamına gelir, teklif edilmek yerine. Ve bir sahanın kullanım düzeni değiştiğinde, çünkü hafif yüklü çalışma tasarım durumundan farklı bozulmalar üretebilir.

Ölçümün kendisi sıkça göz ardı edilen bir gerekliliğe sahiptir: bilinen bir yükte alınmalıdır. Düşük çıkışta çalışan bir şarj cihazı ile yapılan bir ölçüm, zirve dönemindeki site hakkında neredeyse hiçbir şey söylemiyor. Faydalı kayıt, oturumdaki ünite sayısını, bunların birleşimi çıkışını ve enstrümanın bağlandığı kurulum noktasını belirtir.

Bir Spesifikasyona Ne Ekilmelidir

Üç detay, bir pazarlama figürünü doğrulanabilir bir gereksinime dönüştürür.

Önce yükleme noktasını belirtin. Bozulma ve güç faktörü çıkışa göre değişir, bu yüzden belirtilmiş yük olmadan bir rakam bir spesifikasyon değildir. İkinci olarak, hangi güç faktörü tanımının kastedildiğini, yer değiştirme mi yoksa doğru mı olduğunu belirtin. Üçüncüsü, akım bozulma figürünün tek bir birimin terminallerinde mi yoksa sitenin bağlantı noktasında mı ölçüldüğünü belirtin, çünkü bunlar farklı ölçümler ve farklı değerlerdir.

Bu sınıftaki ürünler genellikle rakamlarını nominal yükte verir; bu, düzeltme aşamasının en yoğun çalıştığı ve sayıların en iyi göründüğü koşuldur. Güç faktörü 0.99 veya üzerinde olan ve tam yükte %5 veya altında olan akım bozulması belirten bir DC ünitesi, iyi düzeltilmiş bir tasarımı tanımlar; 120 ve 180 kW istasyonlar ve 480 kW hub host bu nedenle tam yükte rakamlarını aktarıyor.

Tendere eklemeye değer soru, tam yük altında ne olacağıdır. Performansını aralık boyunca koruyan düzeltme aşaması, üstteki sayıya ulaşan ve altındaki kalite azalan tasarımdan farklıdır ve bu fark, araçların seansın çoğunu kısmi güçte geçirdiği alanlarda ortaya çıkar.

Çoğu kurulumda bunların hiçbiri sorun haline gelmiyor. Düzeltme aşamaları etkilidir ve yeterli transformatör kapasitesine sahip iyi tasarlanmış bir alan, kalan bozulmayı zorluksuzca emer. İstisnalar üç yerde yoğunlaşır: tek bir transformatör üzerinde birçok ünitenin bulunduğu büyük alanlar, paylaşılan kartlarda önemli tek fazlı AC yükü olan siteler ve uzun veya zayıf bir kaynağın sonunda empedansın şarj cihazlarının ürettiği enerjiyi artırdığı alanlar.

Bu üç vaka tasarım sabitlenmeden önce belirtilmeye değer, çünkü çözümler — daha büyük bir transformatör, aktif filtreleme, farklı dağıtım düzeni — hepsi planlamak, sonradan takılmaktan daha ucuzdur. Ölçüm protokolü ve talep edilecek rakamlar, teknik dokümantasyonda özetlenmiştir indirme sayfası.