变频器运行输入输出侧的谐波影响及其抑制.pdf

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1、第30卷第1期北京建筑工程学院学报VO1．30NO．12014年3月JournalofBeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitectureMar．2Ol4文章编号：1004—6011(2014)01—0045—04变频器运行输入输出侧的谐波影响及其抑制杨霞，蒋志坚(北京建筑大学电气与信息工程学院，北京100044)摘要：针对变频器运行带来的谐波问题，研究变频器产生谐波的机理及其给输入输出侧带来的影响．结合变频器当前的发展现状和存在的问题，重点研究其谐波电流及其损耗的估算，并分析变频器谐波的抑制方法．关键词：变频器；谐波损耗；

2、谐波抑制中图分类号：TN773文献标志码：AInverterOperationHarmonicImpactandSuppressionontheInputandOutputSideYangXia，JiangZhijian(SchoolofElectricityandInformationEngineering，BeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitecture，Beijing100044)Abstract：Inthispaper，theharmonicsproblemscausedbyinverteroperation，m

3、echanismofinvertergenerationharmonicandtheharmtothegridarestudied．Forthecurrentdevelopmentstatusandexistingproblems，theanalysisofharmoniclossestimationinresearchedandsuppressionmethodsofharmoniciscarriedout．Keywords：inverter；harmonicloss；harmqnicsuppression变频器是一种理想的调速产品，主要用于交流广泛．电动机转速的调节．

4、变频器不仅具有优良的调速性交一直一交变频器结构简图如图1所示．主电路能，在合理选用时还能带来显著的节能效果．这个包括3个部分：整流部分、中间直流滤波环节和逆变特性使得变频器不仅在相关工业行业，而且在家电部分．行业也得到了广泛应用．然而随着变频器使用越来越广泛，大量的谐波电流随之产生并注入电网，造成电能质量大幅下降，给电网和电力用户带来严重危害．图1交一直一交变频器变频器的输入部分是整流电路，输出部分是逆变频器的谐波产生变电路，一般采用电力电子开关器件，这些器件高速开关会产生高次谐波电流．变频器的谐波电流不仅变频器按其结构型式，有交一交变频器和交一直会影响输出端的电动机正常

5、工作，也会通过输入端一交变频器2种．交一直一交变频器是现阶段主流产电源线危害电网．品，而在交一直一交变频器中以PWM变频器应用较收稿日期：2013—12—19作者简介：杨霞(1983一)，女，硕士研究生，研究方向：建筑智能化46北京建筑工程学院学报和噪声、电抗器产生振动和噪声；对旋转电动机而2变频器运行输入侧的谐波影响言，将使电动机效率降低，发热增加、使用寿命缩短；对断路器而言，其灵敏度可能下降，切除故障电流时间延长，甚至有可能导致设备故障和人身危害．电机通过变频器以PWM脉动的方式与电网发对供电线路上的电力电容器而言，谐波导致电生能量交换，这种电流需求使变频器在电源侧产

6、生了明显的电流畸变和电压下凹，从而产生了大量的流放大(见图4)并流入电容器，可能导致电容器过热及绝缘损坏．谐波电流和谐波电压——Z二——Z图4并联电容器对谐波电流放大等效电路图图2变频器输入侧电路其中，，为谐波电流；装设电容器前系统n次谐波阻抗值为Z：如图2所示，常用的交一直一交电压型变频器的R+jX输入部分是将交流电源转换为直流电源的整流电系统n次谐波电抗值X：nX；路．由于整流器与逆变器之间有大的电容并联，电电容器n次谐波电抗值为X。=X／n．源供给变频器的电流实际上是电容的充放电电流．装设电容器后n次谐波阻抗为公式(1)，各回只有当电源电压u大于电容电压才进行充电，

7、其路电流为公式(2)和公式(3)：他时间放电，因此输入电流发生严重畸变，由原本_的Jz=正弦波变成含有大量谐波的畸变波形．由于发生波高㈩形畸变，产生了输入谐波，加上整流器产生的谐波，返回上一级供配电系统并对接于同一电源的设备带，而来过热、噪声、误动作等不良影响，造成对电网的，㈩污染：1)谐波对供电线路的影响由公式(1)、(2)、(3)可知，由电容和系统电感谐波增加了供电线路的损耗，使线路寿命下降．组成的回路在谐波次数为n。=谐波的影响将使电缆的使用寿命平均下降约．＼『／n时产生并联谐60％⋯．振，此时会引起振荡电流，导致谐波电