Harmonik Filtre Nasıl Çalışır ve Ne İşe Yarar?

Harmonik filtreler hem güvenlik açısından hem de ekonomik yönden oldukça gereklidir. Harmonik filtreler çeşitli sistemlerde, makinalarda, devrelerde oluşan harmonik bozunumları düzelttiğinden, yokluğunda birçok sorunla karşılaşılabilir. Bu sorunlardan bazıları enerji kaybı, verim düşüklüğü, elektronik aletin bozulması, tesis güvenliğinin riske girmesidir. Bu gibi problemlerle karşılaşmamak için harmonik bozunum tespit edilen sistemlerde mutlaka harmonik filtre kullanılmalıdır. Bozunuma göre aktif harmonik filtre ya da pasif harmonik filtre seçeneklerinden biri mutlaka tercih edilmeli ve takılmalıdır.

Harmonik filtre nasıl çalışır sorusunun cevabını almadan önce harmonik kavramının anlaşılması gerekir. Öncelikle harmonik kavramına bir göz atalım.

Harmonik Nedir?

Genelde 50 hz olarak dağıtım şirketlerinde üretilen gerilim sinüzoidal şekilde olmakla birlikte doğru bir akımda çekilmesi gereken akım sinüs olmalıdır. Yarı iletken teknolojisi ile dizayn edilen cihazlar, modern elektrikli ekipmanlar, akımı sinüzoidal olmayan dalga şeklinde çektiğinden dolayı bir bozulma meydana gelir ve buna harmonik adı verilmektedir.

Harmonik, motorlarda sarsıntı oluşumuna ve verim düşmesine, güç sistemlerinin geriliminin düşmesine, kesicilerin düzgün çalışmamasına, hassas olan elektronik aletlerin bozulmasına, kompanzasyon sistemlerinin aşırı yüklenme sonucu arızalanmasına varan birçok teknik veya ekonomik sorunlara sebep olabilir.

Başlıca harmonik sebepleri;

• Motor sürücüleri,
• Motor yol vericileri,
• Hız kontrol cihazları,
• Kaynak makineleri,
• ilgisayar ve elektronik aydınlatmalar,
• Redresörler,
• Güç elektroniği dönüştürücüleri,
• Kaynak makineleri olarak sıralanabilir.

Bu harmonik bozunumlar birçok arızaya sebebiyet verdiği gibi dönüşü olmayan kayıplara da sebep olabilir. Bu yüzden dikkat edilmeli ve doğru harmonik filtreler yardımı ile önüne geçilmelidir.

Harmonik filtre nasıl çalışır sorusunun cevabını tam olarak anlayabilmek için öncelikle harmonik bozulmaların tam olarak anlaşılması ve ardından bu bozulmayla nasıl baş edilebileceğinin planı yapılmalıdır.

Harmonik bozunumu tespit edildikten sonra rezonans frekansı da dikkate alınarak filtre seçimi yapılır.

Harmonik Filtre Ne İşe Yarar?

Gerilim dalgası bozulduğundan dolayı harmonik üretmekte olan bir cihazın dalgalarındaki bozukluğu gidererek sorunu ortadan kaldırmak amacıyla üretilen harmonik filtreler, aktif harmonik filtre ve pasif harmonik filtre olmak üzere ikiye ayrılırlar. Aktif filtreler gerilim kaynağı ya da kontrollü akıma sahip olup çekilen harmonikleri analiz ederler ve uygun fazda harmonik bileşikleri yüke uygularlar. İleri güç elektroniği temellerini kullanan aktif harmonik filtreler, harmonik bozunumların giderilmesi amacıyla özellikle üretilmişlerdir. Pasif filtrelere oranla aktif filtreler, çok daha pahalı bir çözüm sunarlar.

Pasif filtreler ise harmonik bozulmaların önüne geçmek için en çok kullanılmakta olan harmonik filtre reaktörleridir. Bu sistemde seri bağlı endüktans ve kondansatör bileşimleri kaynak ile alıcı arasına yerleştirilir. Temel frekans bileşenleri dışındaki tüm bileşenleri yok etmesi amacıyla harmonik kaynağı ile şebeke arasına seri şekilde bağlanan pasif filtreler, enerji sistemleri ve sanayi tesislerinde harmonik kaynaklı bozunumların önüne geçmek amacıyla kullanılırlar. Filtrelenmediği taktirde bu harmonik bozunumlar, enerji kayıpları ve gerim düşümü sebebiyle verimi düşürmekle birlikte tesisin güvenliğini de olumsuz yönde etkiler. Kompanzasyon sistemlerinin sorunsuz bir şekilde çalışmasını sağlamak, harmonik bozulmaların önüne geçmek ve tesislerin enerji verimliliği konusunda avantaj elde etmek için harmonik filtreler kesinlikle kullanılmalıdır.

Harmonik Filtre Olmasaydı Ne Olurdu?

Eğer harmonik filtreler olmasaydı, çeşitli sebeplerden dolayı oluşan harmonik bozunumlar giderilemez ve bunun sonucunda birçok sorunla karşılaşılabilirdi. Bu sorunlardan bazıları; harmonik bozunum oluşan aletin bozulması, enerji kaybı, verim düşüklüğü ya da tesisin güvenlik açısından risk altına girmesi olarak sıralanabilir. Harmonik filtreler harmonik bozunumların düzeltilmesi amacıyla bir önlem olarak takılırlar.

Harmonik filtrelerin olmaması harmonik bozunumların düzeltilememesine, harmonik bozunumların düzeltilememesi de birçok probleme yol açabilirdi. Bu yüzden harmonik bozunum tespit edilen cihaz veya sistemlerde ihtiyaca göre aktif harmonik filtre ya da pasif harmonik filtre kullanılması oldukça önemlidir.

Harmonik filtrenin kullanılmasının bilinmesi de oldukça önemlidir. Aktif harmonik filtre nasıl çalışır, pasif harmonik filtre nasıl çalışır bunların bilinmesi çok önemlidir. Hemen hemen bütün işletmeler mutlaka harmonik filtre kullanımını bilen eleman çalıştırmaktadır. Bunun sebebi harmonik filtre yokluğunun ciddi kayıplara ve tehlikelere yol açabilecek olmasıdır.

Hem ekonomik hem de teknik yönden birçok soruna yol açan harmonik bozunumlar ciddi sorunları beraberinde getirebilir. Bu sebepten doğru zamanda doğru müdahale ile bu bozunumlar düzeltilmelidir.

Eğer harmonik bozunumlar düzeltilemeseydi cihazın değişimine kadar birçok problemle karşılaşılabilirdi. Bu sebepten hayatı kolaylaştırmakta olan harmonik filtreler, mutlaka hazırda bekletilmeli ve harmonik bozunum olması durumunda derhal kullanılmalıdır.

Harmonik Filtreler Nasıl Çalışır?

Harmonik hakkında bir bilgi oluştuğuna göre harmonik filtreler nasıl çalışır sorusunun cevabına geçebiliriz.

Öncelikle iki çeşit harmonik filtre vardır. Bunlardan biri aktif harmonik filtre, diğeri ise pasif harmonik filtredir.

Aktif filtreler gerilim kaynağı ya da kontrollü akıma sahiptirler. Çekilen harmonikleri analiz ederler ve uygun fazda harmonik bileşikleri yüke uygularlar. İleri güç elektroniği temellerini kullanmakta olan aktif harmonik filtreler, harmonik bozunumların giderilmesi için özellikle üretilmişlerdir. Pasif filtrelere oranla aktif filtreler, çok daha pahalı bir çözüm sunarlar.

Pasif filtrelere gelecek olursak, bu filtreler harmonik bozulmaların önüne geçmek amacıyla en çok kullanılmakta olan harmonik filtre reaktörleridir. Bu sistemde seri bağlı endüktans ve kondansatör bileşimleri alıcı ile kaynak arasına yerleştirilir. Temel frekans bileşenleri hariç tüm bileşenleri yok etmesi için harmonik kaynağı ile şebeke arasına seri bir şekilde bağlanan pasif filtreler, enerji sistemleri ve sanayi tesislerinde harmonik kaynaklı bozunumların önüne geçmek amacıyla kullanılırlar.

Ekonomik yönden çok daha avantajlı olan pasif filtreler, aktif filtreye oranla çok daha fazla kullanılmaktadır. Bu sebeple eğer pasif filtreyle çözülebilecek bir problem ise pasif filtre tercih edilir.

Harmonik filtre nasıl çalışır sorusunun cevabını bulmaya çalıştığımız yazımızda aktif harmonik filtreleri, pasif harmonik filtreleri ve bunların nasıl çalıştığını anlattık. Faydalı olmasını dileriz.