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变频器的工作原理及其谐波产生与治理(一)

返回列表来源:领步电能质量发布时间:2017-05-25加入收藏关注:-

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          采用变频器驱动的电动机系统,因其节能效果显著、调节方便维护简单,而在工业中得到广泛应用,在人民享受它便捷的同时,变频器带来的干扰问题受到越来越多的技术人员关注。世界许多国家都对谐波问题发布了限制电网谐波的国家标准,由专业机构指定限制限制谐波的规定。世界各国缩制定的谐波标准大豆比较接近。我国国家技术监督局与1993年发布了中华人民共和国国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》,该标准自1994年3月1日起开始实施。

            一、变频器原理及其谐波的产生

           变频器时工业调速领域中应用叫广泛的设备之一,目前已在石化企业大量使用。变频器一般采用交—直—交结构(如图一所示),它是把工频(50HZ)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备。其中控制电路完成对主电路的控制,变频调速装置用于交流异步电动机的调速,调速范围广、节能显著、稳定可靠。

领步变频器谐波治理

            众所周知,电机的转速和电源的频率是线性关系。

            变频器就是利用这一原理将50HZ的工频电通过整流和逆变转换为可调防线的交流电源。变频器输入部分为整流电路,输出部分为逆变电流,这些都是由非线性原件组成的。在开断过程中,其输入端和输出端都会产生高次谐波。另外变频器输入端的谐波还会通过输入电源线对公用电网产生影响。

            从结构上来看,变频器有简介变频器和直接变频器之分。目前应用较多的还是间接变频器。间接变频器主要电路为交—直—交,外部输入380V/50HZ工频电源,经三相桥式不可控整流成直流电压,经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可调的交流信号。

在电力电子装置大量应用后,电力点在装置成为Z主要的谐波源。

            变频器输入测产生谐波机理:对于变频器而言,只要是电源侧有整流回路的,都将产生因非线性引起的谐波。


           二、谐波的危害

           一般来说,变频器对容量相对较大的电力系统影响不是很明显,而对于容量小的系统,谐波产生的干扰不可忽视,谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,给周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。谐波污染对电力系统的危害严重性主要表现在:

           1、谐波对供电线路产生了附加谐波损耗

           由于集肤效应和邻近效应,使线路电阻随频率增加而提高,造成电能浪费:由于中性线正常时流过电流很小,故其导线较细,当大量的三次谐波电流流过中性线时,会使导线过热、绝缘老化、寿命缩短、损坏甚至发生火灾。

           2、谐波影响各种电气设备正常工作

           对发电机的影响除产生附加功率损耗、发热、机械振动和噪声和过电压:对断路器,当电流波形过零点时,将使开断困难,并且盐城故障电流的切除时间。

           3、谐波使电网中的电容器产生谐振

           工频下,系统装设的各种用途的电容器其电路比系统中的感抗要大得多,不会产生谐振,但谐波频率时,感抗值成倍增加而容抗值成倍减少,这就有可能出现谐振,谐振将放大谐波电流,导致电容器等设备被烧毁。

           4、谐波容易引起严重事故

           引起公共电网局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述危害大大增加,甚至引起严重事故。

           5、谐波将使继电保护和自动装置出现误动作

           谐波将使继电保护器和自动装置出现误动作,并使仪表和电能计量出现较大误差;谐波对其它系统及用户危害很大:如对附近的通信系统产生干扰,轻者出现噪声,降低通信质量,重者丢失信息,是通信系统无法正常工作;影响电子设备工作精度,使精密机械加工的产品质量降低;设备寿命缩短,家用电器工况变坏等。


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