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产生变频器谐波的原因有哪些?该怎样消除?

   日期:2019-08-27     浏览:23    评论:0    
核心提示:变频器是工业调速领域中应用最广泛的设备之一,它将工频50HZ变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行。变频器完成交-直-交变换,由整流电路、逆变电路、控制电路组成,其中整流输入部分及逆变输出部分主要由非线性电力电子元件组成,在变频器运行时,会在输入输出侧产生大量谐波。由于变频器输出PWM波含有开关频率整数倍的高次谐波,变频器谐波分析的关键在于要求功率分析仪在低基波频率情况下拥有高采样频率、宽带宽、运算能力强、运算速度快等特点。

变频器是工业调速领域中应用最广泛的设备之一,它将工频50HZ变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行。变频器完成交-直-交变换,由整流电路、逆变电路、控制电路组成,其中整流输入部分及逆变输出部分主要由非线性电力电子元件组成,在变频器运行时,会在输入输出侧产生大量谐波。

由于变频器输出PWM波含有开关频率整数倍的高次谐波,变频器谐波分析的关键在于要求功率分析仪在低基波频率情况下拥有高采样频率、宽带宽、运算能力强、运算速度快等特点。

变频器谐波大致可以分为两类:

整流输入侧:变频器的整流输入侧一般采用三相桥式不控整流将交流电整成直流电,因为由二极管组成的整流桥的非线性特性,会产生谐波电流。一般情况,整流输入的电压波形为正弦波,输入电流波形为畸变的“马鞍波”,谐波电流会从用户变频器端通过电网传播,影响公用电网。“马鞍波”的波形由变频器整流拓扑结构、参数、负载的不同而不同。

逆变输出侧:变频器的逆变输出侧,由SPWM波控制由IGBT等全控型器件组成的桥式电路,从而形成电压、频率可调的三相交流电。变频器输出的线电压是正弦脉宽、幅值相等的矩形波(PWM波)。

为了消除变频器谐波,主要采用以下对策:

1、增加变频器供电电源内阴抗通常情况下,电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小,内阻抗值相对越大,谐波含量越小;电源容量相对变频器容量越大,则内阻抗值相对越小,谐波含量越大。所以选择变频器供电电源变压器时,最好选择短路阻抗大的变压器。

2、安装电抗器安装电抗器实际是从外部增加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的交流侧或变频器的直流侧安装电抗器或同时安装,可抑制谐波电流。

3、变压器多相运行通常变频器的整流部分是6脉波整流器,所以产生的谐波较大,应用变压器的多相运行,如使相位角互差30度的Y-Δ、Δ-Δ组合的2台变压器构成相当于12脉波整流器,则可减小谐波电流,起到谐波抑制作用。

4、调节变频器的载波比提高变频器载波比,可有效抑制低次谐波。

5、应用滤波器滤波器可检测变频器谐波电流的幅值和相位,并产生与谐波电流幅值相同、相位相反的电流,从而有效地吸收和消除谐波电流。


(文章内容来源于互联网)

 
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