كيف يحقق مفاعل مرشح LCL التصفية وقمع الرنين الفعال؟

يعتمد مفاعل مرشح LCL على مرشح LC التقليدي ، عن طريق إضافة مكون الحث (L2) وإدخال استراتيجيات التحكم المتقدمة لتشكيل بنية تحكم مزدوجة حلقة مغلقة. يحسن هذا الهيكل بشكل كبير من إمكانات التصفية وقمع الرنين لمفاعل مرشح LCL.

في مفاعل مرشح LCL ، يجمع المحث الأول (L1) والمكثف (C) لتشكيل الحلقة الأولى المغلقة ، والتي هي مسؤولة بشكل أساسي عن ضبط تردد الرنين للمرشح. من خلال ضبط معلمات المحث L1 ومكثف C ، يمكن للمرشح تحقيق ترشيح فعال في نطاق تردد معين ، أي السماح بالإشارات ضمن نطاق تردد معين لتمريره أثناء التخفيف من الإشارات أو حظرها في ترددات أخرى.

يشكل المحث الثاني (L2) حلقة مغلقة ثانية مع وحدة مراقبة التيار أو وحدة مراقبة الجهد ووحدة تحكم التغذية المرتدة. تركز هذه الحلقة المغلقة على مراقبة وتنظيم في الوقت الفعلي لتيار إخراج المرشح أو الجهد. من خلال آلية التغذية المرتدة ، عند اكتشاف تغيير في النظام (مثل حدوث الرنين) ، يمكن للحلقة الثانية المغلقة ضبط معلمات المرشح بسرعة لتحقيق قمع فعال لمشاكل الرنين.

استراتيجية التحكم في حلقة مغلقة مزدوجة لمفاعل مرشح LCL هي مفتاح تحقيق التصفية الفعالة وقمع الرنين. يتم تقديم مبادئ العمل للحلقتين المغلقتين أدناه.

أول حلقة مغلقة: تعديل تردد الرنين
في مفاعل مرشح LCL ، تتحكم أول حلقة مغلقة في تردد الرنين للمرشح عن طريق ضبط معلمات المحث L1 ومكثف بدقة C. تتضمن هذه العملية حسابات رياضية معقدة وممارسات هندسية.

من الضروري تحديد نطاق التردد التوافقي الذي يحتاج المرشح إلى قمعه. يتم تحديد ذلك عادةً بناءً على تفاصيل نظام إلكترونيات الطاقة ، مثل خصائص الإخراج لمحول التردد أو مصدر الطاقة UPS أو نظام الطاقة المتجددة.

من خلال الحساب النظري أو تحليل المحاكاة ، ابحث عن مجموعة المعلمة من المحث L1 ومكثف C التي يمكن أن تلبي هذا المطلب. يتضمن ذلك اعتبارات في العديد من الجوانب مثل خصائص المعاوقة واستجابة التردد للمرشح.

أثناء عملية التصنيع الفعلية ، يتم استخدام التحكم الدقيق للعملية واختباره للتأكد من أن معلمات المحث L1 ومكثف C تفي بمتطلبات التصميم ، وبالتالي تحقيق تصفية فعالة للمرشح ضمن نطاق تردد محدد.

الحلقة الثانية المغلقة: المراقبة والتعديل في الوقت الحقيقي
تتغير الحلقة المغلقة الثانية في تيار إخراج المرشح أو الجهد في الوقت الفعلي ويقوم بسرعة بضبط معلمات المرشح بناءً على إخراج الإشارة بواسطة وحدة تحكم التغذية المرتدة لتحقيق قمع فعال لمشاكل الرنين.

تتضمن هذه العملية عادة الخطوات التالية:
وحدة المراقبة: شاشات التغييرات في إخراج المرشح الحالي أو الجهد في الوقت الفعلي. يمكن تحقيق ذلك بواسطة أجهزة الاستشعار أو قياس الدوائر.
معالجة الإشارات: تضخيم وتصفية ومعالجة الإشارات المراقبة للتحليل والتحكم اللاحقين.
وحدة تحكم التغذية المرتدة: بناءً على الإشارة المعالجة ، احسب قيم المعلمة التي تحتاج إلى تعديل وإخراج إشارة التحكم. تستخدم وحدات التحكم في التغذية المرتدة عادة خوارزميات التحكم المتقدمة ، مثل التحكم في PID أو التحكم الغامض أو التحكم في الشبكة العصبية.
تعديل المعلمة: وفقًا لإشارة الإخراج لوحدة التحكم في التغذية المرتدة ، قم بضبط معلمات المرشح ، مثل النفاذية المغناطيسية للمحث L2 ، وسعة المكثف C ، وما إلى ذلك. يمكن تحقيق ذلك عن طريق منظم أو Rheostat أو وحدة تحكم رقمية ، على سبيل المثال.
تقييم التأثير: تقييم التأثير بعد التعديل عن طريق مراقبة التغييرات في تيار إخراج المرشح أو الجهد في الوقت الفعلي. إذا كانت مشكلة الرنين لا تزال قائمة ، فاستمر في ضبط المعلمات حتى يتم تحقيق تأثير تصفية مرضي.

أظهر مفاعل مرشح LCL ، بهيكل التحكم في الحلقة المغلقة المزدوجة الفريدة ، العديد من المزايا في الأنظمة الإلكترونية للطاقة:
تصفية عالية الكفاءة: من خلال ضبط معلمات المحث والمكثف بدقة ، يمكن لمفاعل مرشح LCL تحقيق ترشيح عالي الكفاءة ضمن نطاق تردد محدد ، وتقليل المحتوى التوافقي ، وتحسين جودة الطاقة.
قمع الرنين: تتيح وظيفة المراقبة والتعديل في الوقت الفعلي الحلقة الثانية مفاعل مرشح LCL للاستجابة بسرعة للتغيرات في النظام ، وقمع مشاكل الرنين بشكل فعال ، وحماية المعدات والأنظمة الإلكترونية للطاقة من التلف.
الاستقرار العالي: يتيح بنية التحكم في الحلقة المغلقة المزدوجة لمفاعل مرشح LCL ضبط المعلمات الخاصة به بسرعة أكبر عند مواجهة تغييرات النظام للتكيف مع بيئة الطاقة الجديدة ، وبالتالي تحسين استقرار المرشح.
سرعة الاستجابة السريعة: من خلال آلية التغذية المرتدة ، يمكن لمفاعل مرشح LCL أن يستجيب بسرعة للتغيرات في النظام ، وتحقيق ضبط سريع ، وتحسين سرعة استجابة النظام.
التطبيق الواسع: يستخدم مفاعل مرشح LCL على نطاق واسع في محولات الترددات ، وإمدادات الطاقة UPS ، وأنظمة الطاقة المتجددة وغيرها من المجالات ، وتصبح معدات مهمة لتحسين جودة الطاقة وضمان التشغيل المستقر للنظام.
في التطبيقات العملية ، يجب تخصيص مفاعلات مرشح LCL وتحسينها وفقًا لخصائص أنظمة إلكترونية طاقة محددة. ويشمل ذلك اختيار المعلمات من المحاثات والمكثفات ، وصياغة استراتيجيات التحكم ، وتحسين هياكل المرشح. من خلال التصميم الدقيق والتحسين ، يمكن لمفاعلات مرشح LCL أداءها على النحو الأمثل في التطبيقات العملية وتوفر دعمًا قويًا للتشغيل المستقر للأنظمة الإلكترونية للطاقة .