变频器谐波问题干扰范围及处理方法.docx

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1、变频器常见谐波问题以及解决方法变频器常见谐波问题以及解决方法在现代化港口、矿井、运输港的建设中，变频软启动渐渐替代机械软启动，如常规液力耦合器，CST液力软启动，成为市场主流，其主要原因为可控性高，精度强。变频器在使用过程中也会相应的出现自己的问题，重点介绍下在现场安装中变频器谐波问题以及处理办法。就矿井使用的变频器而言，非下运皮带大都使用二象限的，因不需要对电网进行电能反馈，下运皮带在运行以后对电网进行电能反馈，既逆向输送电力，而非使用电力，四象限变频器就是除了正反转外还能控制，实现能量反馈回电网的变频器。2象限指的就是普通的控制速度的变频器。内部除了控制方式

2、不同外，硬件方面主要就是4个象限变频器整流和逆变电路都使用可双向导通的半导体元件，一般是IGBT。而2象限的整流部分一般是晶闸管或二极管。而就谐波问题而言，问题重点出现在四象限变频器，因产生的奇数次谐波较强，且干扰问题严重，频器正常工作中，由于变频器高次谐波的影响引发控制电路发生串联谐振，造成系统电源故障，就功率等级而言，75KW以上四象限变频器因考虑进行谐波治理，而二象限变频功率在100KW以下可以进行常规处理即可。在变频器使用过程中，经常出现误指示、乱码等情况;变频器停止工作时系统完全恢复正常。很明显这是由于变频器高次谐波分量对电源的干扰造成的，通常，对此最

3、为行之有效的办法就是对控制电路的供电电源加装电源滤波器。在加装市售的通用电源滤波器后，系统恢复了正常，但是随之又有新的问题出现了，控制电路中的熔断器频繁熔断。停电后对电路进行检查，经现场详细观察发现，在系统逐渐升速过程中，变频器运行输出在某个频段之间时频繁发生短路故障。而且，将变频器的负载(电动机)断开后，该故障现象仍频繁出现，在去掉电源滤波器后该故障消失。因此，首先对该滤波器进行了检查，拆开后发现滤波器采用的是常见的π型滤波。检查发现电源滤波器本身没有任何故障，进一步分析变频器的工作原理可知，在交-直-交型变频器中，电网通过三相整流桥给变频器供电，供电电流利用

4、傅立叶级数可以分解为包含基波和6K±1次谐波(K=1，2，3…)分量等一系列谐波分量，谐波含量随进线电抗和和直流滤波电抗的电感量增加而减少。具有关资料介绍，通常情况下，加电抗器后五次谐波、七次谐波、十一次谐波和十三次谐波仍然占到40%、35%、25%和20%左右。由于电路参数频率特性的影响，在n次谐波所作用下电感的感抗为，电容的容抗为，整个电源滤波器的等效复阻抗;其中是滤波器的等效感抗，是滤波器的等效容抗。如果在k次谐波的作用下，滤波器在该次谐波下的等效感抗的值与等效容抗的值相等，可知此时电路在该频率下的等效复阻抗，即电路处于谐振状态。由于此时R仅是线路电阻，其

5、值是非常小的，可以近似的认为，即电路在该次谐波的作用下处于处于短路状态。依据上述分析，可以得出结论：该电源短路故障是由于变频器输出的高次谐波分量造成电源滤波器发生串联谐振引起的。通常情况下，如果引起谐振的谐波分量不是足够大，是不应引起短路故障的，但是当其短路电流的有效值超过系统熔断器保护范围时，就会造成短路故障，采用该类电源滤波方式就不十分合适了。分析清楚故障原因后，针对工控系统干扰源的主要来源途径即电源的干扰、过程通道的干扰及空间电磁干扰等，对控制显示系统采取了进一步的防干扰措施。首先，针对前述系统的故障状态，采用大电容替代原来的电源滤波器进行滤波，有效的解决

6、了控制系统电源系统的干扰问题。但是，必须着重指出的是在变频器的输出侧，绝对禁止采用电容器来吸收高次谐波，以防止在逆变管导通瞬间，出现峰值很大的充电或放电电流，造成逆变管的损坏;其次，由于用户要求液位指示器与变频器的相对位置不能改变，在不能使液位指示器远离变频器的情况下，将液位指示器进行了严格的金属屏蔽，而且信号屏蔽线、金属屏蔽层进行了严格的单独接地与系统工作及安全接地分开，信号线与电源线空间位置相对垂直，有效的防止了空间的电磁干扰的窜入。          变频器配套用的各类电抗器的作用和容量选择等问题也是十分必要的，  变频器配套用的电抗器有3种：一、进线电抗

7、器LA1又称电源协调电抗器，它能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效地保护变频器和改善其功率因数。接入与未接入进线电抗器时，变频器输入电网谐波电流的情况。二、直流电抗器LDC直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间，LDC能使逆变环节运行更稳定，及改善变频器的功率因数。  三、输出电抗器LA2接在变频器输出端与负载（电机）之间，起到抑制变频器噪声的作用。1.需要安装进线电抗器的场合 如下：进线电抗器既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染，当电源容量很大时，更要防止各种过电压引起的电流冲击，因为它们对变频器内整流

8、二极管和滤波电容器都是有