כיצד לפתור את ההרמונית של מיתוג ספק כוח
בציוד אלקטרוני מודרני, מיתוג ספק כוח הוא צורה בשימוש נרחב של אספקת חשמל, שיש לה מאפיינים של גודל קטן ויעילות גבוהה. עם זאת, החלפת אספקת חשמל תייצר גם הרמוניות, שישפיעו במידה מסוימת על איכות אספקת החשמל ועל יציבות רשת החשמל, ואף יגרמו לפגיעה במעגלים ובמכשירים. לכן, הכרחי לפתור את הבעיה ההרמונית של מיתוג ספק כוח.
גורמים להרמוניות במיתוג ספק כוח
גל הרמוני מתייחס לסוג של צורת גל חשמלי בתדירות גבוהה יותר מגל יסוד, ומקורו מגיע בדרך כלל מגורמים כמו עומס לא ליניארי, מתח לא סינוסואידי והפרעות אלקטרומגנטיות. עקרון העבודה של מיתוג ספק כוח קובע שקל לייצר הרמוניות.
1. אפקט קצר של מעגל מסנן קבלים
במיתוג אספקת חשמל, מעגל מסנן הקבלים מפחית בעיקר את המתח הפועם במוצא ספק הכוח, אך בתדירות גבוהה, הקבל הוא גם קצר חשמלי. עם זאת, קצר חשמלי יגרום לזרם הרמוני לזרום לתוך ספק הכוח, לייצר תנודה במוליך ולגרום לרעש ולהשפעה תרמית.
2. אפקט תהודה של מעגל מסנן השראות
באספקת החשמל המיתוג, מעגל מסנן השראות משמש בעיקר למניעת פעימות בתדר גבוה של פלט ספק הכוח. כאשר זרם העומס נמוך מאוד, השראות נמצאת במצב תהודה, אשר יפיק זרם הרמוני בתדר גבוה. הזרם ההרמוני בתדר גבוה שנוצר יהדהד בקבלי אספקת החשמל ובשראות הקו, וייצור תנודה בתדר גבוה כאשר הזרם זורם.
3. השפעת תהודה של מעגל משוב השראות
מעגל משוב תהודה הוא מאפיין ביצועים חשוב של החלפת ספק כוח. בקר המשוב משמש לניטור רציף של העומס ואספקת החשמל, כדי להתאים את תפוקת אספקת החשמל בזמן ולשפר את היעילות של המעגל כולו. עם זאת, מעגל המשוב האינדוקטיבי יקטין את מתח המוצא של ספק הכוח דרך מעגל התהודה, מה שיגביר את יצירת הזרם הרמוני.
4. השפעת תדירות העבודה
ככל שתדירות העבודה של מיתוג ספק כוח גבוהה יותר, כך ההרמוניות גבוהות יותר והזרם ההרמוני עשיר יותר. הזרם בתדר הגבוה יפיק גלים אלקטרומגנטיים גדולים יחסית על הסליל, מה שיוביל גם לתופעה שהמכשיר החשמלי עצמו וגלים אלקטרומגנטיים מלאים באינטראקציה באוויר.
נזק של מיתוג הרמוניות של ספק כוח
הרמוניה של מיתוג אספקת חשמל תגרום נזק לציוד ולמערכת, והפגיעה הספציפית היא כדלקמן:
1. פגיעה בספק הכוח המתג עצמו.
ההרמונית שנוצרת על ידי מיתוג אספקת חשמל בתדר גבוה תגדיל את צריכת החום הפנימית של צינור המיתוג ותגביר את הסיכון לנזק שלו.
2. פגיעה בעומס
ההרמוניות של הפלט של מיתוג אספקת החשמל ישפיעו על העומס, שקל לפגוע ברכיבים במעגל, במיוחד עבור מכשירים מדויקים וציוד רפואי.
3. פגיעה ברשת החשמל
לאחר שספק הכוח הממתג יוציא הרמוניות, הוא יתפשט ברשת החשמל ויגביר את הזרם ההרמוני של רשת החשמל, מה שיוביל לבעיות כמו עומס יתר של רשת החשמל, עליית טמפרטורה של כבלים, נזק לליבה של שנאי הכוח, וכן הלאה, ובכך משפיע על היציבות.
פתרונות להרמוניות של מיתוג ספק כוח
על מנת לפתור טוב יותר את הבעיה ההרמונית של מיתוג אספקת חשמל, בדרך כלל מאמצים את הפתרונות הבאים:
1. לאמץ מעגל דיכוי הרמוני.
שימוש במעגל דיכוי הרמוני יכול להגביל את יצירת זרם בתדר גבוה ולהפחית ביעילות את השפעת הזרם ההרמוני על מיתוג אספקת החשמל.
2. אמצו מסנן חדש
למסנן החדש יש פתרון טוב לבעיה ההרמונית של החלפת ספק כוח, כגון שימוש במעגל טופולוגיה לא אינדוקטיבי, מסנן מרובה קבלים-מרובה פרמטרים וכן הלאה.
3. שפר את העיצוב של מיתוג ספק כוח.
בתכנון של מיתוג אספקת החשמל, עלינו לייעל את הרכיבים האלקטרוניים, צורות החיווט והחומרים המרוכבים שלו, כדי למזער את אובדן האנרגיה הפנימי ואת השפלת האנרגיה שלו ולהפחית את יצירת הרמוניות.
4. התקן מכשירים חסכוניים באנרגיה או הגדל את מתח המוצא.
על ידי התקנת מכשירים חוסכי אנרגיה או הגדלת מתח המוצא של מיתוג אספקת החשמל, ניתן להפחית ביעילות את היצירה וההשפעה של זרם הרמוני.
