變頻器諧波干擾與抑制.pdf

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1、變頻器諧波干擾與抑制·設(shè)備使用·變頻器諧波干擾與抑制丁冰(牡丹江恒豐紙業(yè)股份有限公司,黑龍江牡丹江157013)變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和其制動性能,高效表1變頻器的諧波電流含量率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果,廣泛地適用范圍及其他諧波次數(shù)3579111315許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方諧波電流含量/%1～935～6014～411～94～153～80～2式。特別是應(yīng)用在連續(xù)性生產(chǎn)作業(yè)、恒速、恒壓及流此外,交2交型變頻器通過一套可關(guān)斷晶閘管和量控制領(lǐng)域,比如在紙機(jī)系統(tǒng)中的烘缸傳動、通風(fēng)系斬波技術(shù),不經(jīng)過整流這個環(huán)節(jié),把電網(wǎng)工頻直接變

2、統(tǒng)、給水系統(tǒng)和供漿系統(tǒng)中都得到很好的應(yīng)用。但成交流調(diào)速電機(jī)所需要的交流頻率。交2交型變頻是由于變頻器中普遍有晶閘管、整流二極管及大功器除了向電網(wǎng)系統(tǒng)注入高次諧波外,還注入諧間波率IGBT開關(guān)等非線性元器件,在使用中會產(chǎn)生大(即頻率不是工頻倍數(shù))電流。諧波電流的頻率和含量諧波,從而干擾周圍電器正常運行。如果變頻器量隨電機(jī)的工況變化而變化。的干擾問題解決不好,不但系統(tǒng)無法可靠運行,而且直接干擾控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,并且造成傳輸信號2諧波的傳播途徑的失真,甚至導(dǎo)致供電變壓器的保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生誤報變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波,對系統(tǒng)其他設(shè)警和誤動作,因

3、此有必要對變頻器應(yīng)用系統(tǒng)中的干備干擾性較強(qiáng),其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是擾問題進(jìn)行探討。一致的,主要分傳導(dǎo)(即電路耦合)、電磁輻射、感應(yīng)1變頻調(diào)速系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生耦合。具體為:首先對周圍的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射,這是頻率很高的諧波分量的主要傳播方式;變頻器的主電路一般由交2直2交組成,外部輸其次對直接驅(qū)動的電動機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲,使得電機(jī)入的380V/50Hz的工頻電源經(jīng)三相橋路晶閘管鐵耗和銅耗增加;并傳導(dǎo)干擾到電源,通過配電網(wǎng)絡(luò)整流成直流電壓信號后,經(jīng)濾波電容濾波及大功率傳導(dǎo)給系統(tǒng)其他設(shè)備,這是變頻器輸入電流干擾信晶體管開關(guān)器件逆變?yōu)?/p>

4、頻率可變的交流信號。在整號的主要傳播方式;最后變頻器對相鄰的其他線路流回路中,輸入電流的波形為不規(guī)則的矩形波,波形產(chǎn)生感應(yīng)耦合,感應(yīng)出干擾電壓或電流,感應(yīng)的方式按傅里葉級數(shù)分解為基波和各次諧波,其中的高次又有兩種:一是電磁感應(yīng)方式,這是電流干擾信號的諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。在逆變輸出回路中,輸主要方式;二是靜電感應(yīng)方式,這是電壓干擾信號的出電流信號是受PWM載波信號調(diào)制的脈沖波形,主要方式。同樣,系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號通過相同的途對于GTR大功率逆變器件,其PWM的載波頻率徑干擾變頻器的正常工作。為2耀3kHz,而IGBT大功率逆變器件的PW

5、M最高載頻可達(dá)15kHz。同樣,輸出回路電流信號也3諧波的危害可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波,而高諧波使電網(wǎng)中的電器元件產(chǎn)生了附加的諧波損次諧波電流對負(fù)載直接干擾。另外高次諧波電流還耗,降低了輸變電及用電設(shè)備的效率。通過電纜向空間輻射,干擾鄰近電氣設(shè)備。諧波可以通過電網(wǎng)傳導(dǎo)到其他的電器,影響了用于電機(jī)調(diào)速的交2直2交型通用變頻器一般是許多電氣設(shè)備的正常運行,比如諧波會使變壓器產(chǎn)6脈動裝置,其諧波電流含有率見表1。生機(jī)械振動,使其局部過熱,絕緣老化,壽命縮短,以收稿日期:2009-06-22至于損壞;還有傳導(dǎo)來的諧波會干擾電器設(shè)備

6、內(nèi)部—57—2009年第3期《黑龍江造紙》軟件或硬件的正常運轉(zhuǎn)。他導(dǎo)線延長,靠近變頻器側(cè)要接在變頻器的地線端諧波會引起電網(wǎng)中局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振,從子上,再將變頻器接地。而使諧波放大。使用理想化的無諧波污染的綠色變頻器的品質(zhì)諧波或電磁輻射干擾會導(dǎo)致繼電器保護(hù)裝置的標(biāo)準(zhǔn)是輸入和輸出電流都是正弦波,輸入功率因數(shù)誤動作,使電氣儀表計量不準(zhǔn)確,甚至無法正常工可控,帶任何負(fù)載時都能使功率因數(shù)為1,可獲得任作。意可控的輸出功率。電磁輻射干擾使經(jīng)過變頻器輸出導(dǎo)線附近的控4.2提高其他設(shè)備對變頻器諧波抑制能力制信號、檢測信號等弱電信號受到干擾,嚴(yán)重時使

7、系在變頻器諧波干擾較嚴(yán)重的場合,常用的方法統(tǒng)無法得到正確的檢測信號,或使控制系統(tǒng)紊亂。通常有以下幾種。使用隔離變壓器,主要是應(yīng)對來自于電源的傳4諧波的治理導(dǎo)干擾。使用具有隔離層的隔離變壓器,可以將絕4.1減少變頻器工作時對外部設(shè)備的影響的措施大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前,同時還增加交流/直流電抗器,采用交流/直流電抗器可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于后,進(jìn)線電流的THD降低30%～50%,是不加電抗抑制控制系統(tǒng)中的儀表、PLC,以及其他低壓小功率器諧波電流的一半左右。用電設(shè)備的抗傳導(dǎo)干擾。多相脈沖整流,在條件具備,或

8、者要求產(chǎn)生的諧使用濾波模塊或組件,目前市場中有很多專門波限制在比較小的情況下,可以采用多相整流的方用于抗傳導(dǎo)干擾的濾波器模塊或組件,這些濾波器法。12相脈沖整流的THD為10%～15%,18相脈具有較強(qiáng)的抗