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变频器谐波干扰防治实例


作者:金刚,阮健,俞浙青 来源:不详 时间:06-06-12 加入收藏加入收藏夹
关键字:变频器  谐波产生  干扰  危害  防治对策

   摘  要:本文对变频器的谐波产生机理、谐波干扰途径、谐波干扰的危害以及抑制谐波干扰常用的方法进行了分析,同时给出了抑制谐波干扰的几个典型实例。
    关键词:变频器;谐波产生机理;干扰;危害;防治对策

1引言
    近年来,由于调速和节能的需要,越来越多的场合用到了变频调速技术。其中的核心部分变频器是电力电子器件,有电子元器件,计算机芯片,易受外界的一些电气干扰,因此,变频器投入电网运行时,需要考虑电网电压是否对称,变压器容量的大小及配电母线上是否接有非线性设备等;另一方面,变频器本身输入侧是一个非线性整流电路,对电源的波形将有影响,变频器输出侧电压、电流、非正弦或非完全正弦波含有丰富的谐波。由于变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变,结果是在输入输出回路产生电流高次谐波,干扰供电系统、负载及其它邻近电气设备。在实际使用过程中,经常遇到变频器谐波干扰问题,下面简单介绍变频器谐波产生的机理、干扰途径、危害以及有效防止或抑制干扰的对策。

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变频器谐波产生机理

    变频器的主电路一般为交
--交组成,外部输入380V50Hz的工频电源经三相桥式不可控整流成直流电压信号,经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。
    输入侧产生谐波机理:不限于通用变频器,晶闸管供电的直流电动机、无换向器电动机等凡是在电源侧有整流回路的,都将产生因其非线性引起的谐波。在三相桥式整流回路中,输入电流的波形为矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波,通常含有
6n+1(n=l23….)次谐波。其中的高次谐波将干扰输入供电系统。
    输出侧产生谐波机理:在逆变输出回路中,输出电压和电流均有谐波。对于
PWM控制的变频器,只要是电压型变频器,不管是何种PWM控制,其输出电压波形为矩形波。其中谐波频率的高低是与变频器调制频率有关,调制频率低(12KHz),人耳听得见高次谐波频率产生的电磁噪声(尖叫声)。若调制频率高(IGBT变频器可达20KHz),人耳听不见,但高频信号是客观存在。从电压方波及电流正弦锯齿波,用傅立叶级数不难分析出各次谐波的含量。所以,输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其它各次谐波,而高次谐波电流对负载直接干扰。另外高次谐波电流还通过电缆向空间辐射,干扰邻近电气设备。
3谐波干扰途径
    变频器谐波干扰途径还是与一般无线电干扰一样分传导和辐射,在传导的过程中,与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰;变频器输出侧谐波又会辐射,对附近的无线电设备产生干扰,其干扰途径如图

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