变频器的工作原理及其谐波产生与治理（二）

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2017-05-26分享加入收藏关注：-

          在上文中我们一方面研究了变频器的工作原理，另一方面探讨了谐波的产生到底都会产生哪些危害。今天我们接着上一篇文章，探讨一下研究谐波有什么意义以及变频器谐波进行治理时有效的办法有什么，让我们对变频器谐波的工作原理、谐波产生和危害以及如何治理有更加透彻的了解。

            一、谐波研究的意义

         （1）首先因为谐波的危害十分严重。各种谐波源产生的谐波给电力系统造成巨大的污染，影响到整个电力系统的运行环境、包括系统本身的广大用户，而且其污染影响的 范围很广、距离很远，可能远比一个工厂对大气环境的污染范围还要大、距离还要远。

        （2）谐波研究的意义还在于其对电力电子技术自身发展的影响。电力电子技术是未来科学技术发展的重要支柱。然而，电力电子装置所产生的谐波污染已成为阻碍，它迫使电力电子领域的研究人员必须对谐波问题进行更为有效的研究。

        （3）谐波研究更可以上升到治理环境污染、维护绿色电网的角度来认识。对电力系统这个环境来说，无谐波就是“绿色”的主要标志之一。在电力电子技术领域，要求实施“绿色电力电子”的呼声日益高涨。目前，对地球的环境保护已成为全人类的共识。对电力系统谐波污染的治理已成为电子学科技术界所必须解决的问题。谐波研究的意义还在于对电能质量这一概念的理解。

           二、谐波的治理方法

           变频器给人们带来极大的方便、有效率和巨大的经济利益的同时，对电网注入了大量的谐波和无用功，使供电质量不断恶化。另一方面，随着以计算机为代表的大量敏感设备的普及应用，人们对公用电网的供电质量要求越来越高，许多国家和地区已经制定了各自的谐波标准，以限制供电系统及用电设备的谐波污染。

抑制谐波的总体思路有三个：其一是装置谐波补偿装置来补偿谐波；其二是对电力系统装置本身进行改造，是其不产生谐波，且功率因数可控为1；其三是在电网系统中采用适当的措施来抑制谐波。具体方法有以下几种：

           1.选用适当的电抗器

         （1）输入电抗器

           在电源与变频器输入侧之间串联交流电抗器，这样使整流阻抗增大来有效抑制高次谐波电流，减少电源浪涌对变频器的冲击，改善三相电源的不平衡性，提高输入电源的功率因数，这样仅限电流的波形畸变大约降低30%-50%，是不加电抗器谐波电流的一般左右。

            建议在下列情况下使用输入交流电抗器：

            a)变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为10:1以上；

            b)同一电源上接有晶闸管设备或带有开关控制的功率因数补偿装置；

            c)三相电源的电压不平衡度较大（≥3%）；

         （2）在直流环节串联直流电抗器

           有源交流电抗器体积较大，成本较高，当变频器功率>30KW时才考虑配置交流电抗器。直流电抗器串联在直流中间环节母线中，主要是减少输入电流的高次谐波成分，提高输入电源的功率因数（提高到0.95）。此电抗器可与交流电抗器同时使用，变频器功率>30kw时才考虑配置。

        （3）输出电抗器（电机电抗器）。由于电机与变频器之间的电缆存在分布电容，尤其是在电缆距离较长，且电缆较粗时，变频器经逆变输出后调制方波会在电路上产生一定的过电压，使电机无法正常工作，可以通过在变频器和电机间连接输出电抗器来进行限制

             2、选用有源滤波器

            在变频器输入、输出电路中，有许多高频谐波电流，滤波器用于抑制变频器产生电磁干扰噪声的传导，也可一直外界无线电干扰以及瞬时冲击、浪涌对变频器的干扰。根据使用位置的不同可以分为输入滤波器和输出滤波器。

            输入滤波器有两种，线路滤波器和辐射滤波器。

            输出滤波器串联在变频器输出侧，由电感线圈组成，可以减小输出电流中的谐波成分，抑制在变频器输出侧的浪涌电压，同时可以减小电动机由高频谐波电流引起的附加转矩。注意输出滤波器到变频器和电机的接线尽量缩短，滤波器也可以尽量靠近变频器。输出滤波器从结构上分LR滤波单元和LC滤波器单元。

            除了上述的LR\LC滤波器还在应用以外，当前抑制谐波电流的重要趋势是采用有源电力滤波器，它串联或并联于主电路中，实时对电流中高次谐波进行检测，根据检测结果输入与高次谐波成分具有相反相位电流，导到实际补偿谐波电流目的，从而使电网电流只含基波电流。它与无源滤波器相比，具有高度可控性和快速响应性，且可消除与系统阻抗发生谐振危险，但存在容量大，价格高的特点。

           对于变频器谐波的治理方法，领步推出变频器专用有源滤波器，能够提升35%以上的谐波滤除能力，通常有源滤波器的补偿能力收IGBT容量的限制，而领步利用PMW变流技术实现了对功率单元的容量扩充，大大降低了成本，并提高了35%以上的谐波滤除能力。对变频设备负载系统的谐波治理具有较高性价比。

            3、采用多相脉冲整流

           在条件允许或是要求谐波限制在比较小的情况下，可采用多相整流的方法。12相脉冲整流的畸变大约为10%-15%,18相的为3%-8%，完全满足国际标准要求。其缺点是需要专用变压器，不利于设备的改造，成本费用较高。

            4、开发新型的变频器

            现在许多厂家提出生产名为“绿色变频器”该变频器品质标准：输出和输入都为正炫波，输入功率因数可控，带任何负载都能使功率因数为1，可获工频上下任意可控的输出频率。变频器内置的交流电抗器能有效抑制谐波，同时可以保护整流桥不收电源电压瞬间尖波影响。

             [领步北京公司]凭借13年来累积的经验案例和解决中小企业电能质量问题的准确定位，在国内同类厂商中无论是业绩案例还是技术成熟度，都能跻身行业前列，确保谐波过关，电费有奖不罚。了解更多<谐波治理>方案，欢迎点击我们的在线客服进行咨询，或者直接拨打全国统一服务热线400-056-5258，我们期待您的来电！

【推荐阅读】

• 了解详情变频器的工作原理及其谐波产生与治理（一）
• 了解详情变频器会带来哪些电磁兼容和电能质量问题
• 了解详情变频器三相输出不平衡的故障原因
• 了解详情看有源滤波器APF如何在冶金行业谐波治理大展身手
• 了解详情集中滤波、局部就地滤波时有源滤波器容量如何确定？

责任编辑：领步电能质量版权所有：https://www.lingbu-china.com 转载请注明出处

本文标签：有源滤波器 变频器专用有源滤波器 变频器谐波 变频器谐波治理 变频器谐波危害

上一条：变频器的工作原理及其谐波产生与治理（一）下一条：零线电流大于相线电流的原因分析