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1、变频器谐波干扰与抑制·设备使用·变频器谐波干扰与抑制丁冰(牡丹江恒丰纸业股份有限公司,黑龙江牡丹江157013)变频调速以其优异的调速和其制动性能,高效表1变频器的谐波电流含量率、高功率因数和节电效果,广泛地适用范围及其他谐波次数3579111315许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方谐波电流含量/%1～935～6014～411～94～153～80～2式。特别是应用在连续性生产作业、恒速、恒压及流此外,交2交型变频器通过一套可关断晶闸管和量控制领域,比如在纸机系统中的烘缸传动、通风系斩波技术,不经过整流这个环节,把电网工频直接变
2、统、给水系统和供浆系统中都得到很好的应用。但成交流调速电机所需要的交流频率。交2交型变频是由于变频器中普遍有晶闸管、整流二极管及大功器除了向电网系统注入高次谐波外,还注入谐间波率IGBT开关等非线性元器件,在使用中会产生大(即频率不是工频倍数)电流。谐波电流的频率和含量谐波,从而干扰周围电器正常运行。如果变频器量随电机的工况变化而变化。的干扰问题解决不好,不但系统无法可靠运行,而且直接干扰控制系统的稳定运行,并且造成传输信号2谐波的传播途径的失真,甚至导致供电变压器的保护系统产生误报变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设警和误动作,因
3、此有必要对变频器应用系统中的干备干扰性较强,其干扰途径与一般电磁干扰途径是扰问题进行探讨。一致的,主要分传导(即电路耦合)、电磁辐射、感应1变频调速系统谐波的产生耦合。具体为:首先对周围的电子、电气设备产生电磁辐射,这是频率很高的谐波分量的主要传播方式;变频器的主电路一般由交2直2交组成,外部输其次对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电机入的380V/50Hz的工频电源经三相桥路晶闸管铁耗和铜耗增加;并传导干扰到电源,通过配电网络整流成直流电压信号后,经滤波电容滤波及大功率传导给系统其他设备,这是变频器输入电流干扰信晶体管开关器件逆变为
4、频率可变的交流信号。在整号的主要传播方式;最后变频器对相邻的其他线路流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形产生感应耦合,感应出干扰电压或电流,感应的方式按傅里叶级数分解为基波和各次谐波,其中的高次又有两种:一是电磁感应方式,这是电流干扰信号的谐波将干扰输入供电系统。在逆变输出回路中,输主要方式;二是静电感应方式,这是电压干扰信号的出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形,主要方式。同样,系统内的干扰信号通过相同的途对于GTR大功率逆变器件,其PWM的载波频率径干扰变频器的正常工作。为2耀3kHz,而IGBT大功率逆变器件的PW
5、M最高载频可达15kHz。同样,输出回路电流信号也3谐波的危害可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波,而高谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损次谐波电流对负载直接干扰。另外高次谐波电流还耗,降低了输变电及用电设备的效率。通过电缆向空间辐射,干扰邻近电气设备。谐波可以通过电网传导到其他的电器,影响了用于电机调速的交2直2交型通用变频器一般是许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产6脉动装置,其谐波电流含有率见表1。生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以收稿日期:2009-06-22至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备
6、内部—57—2009年第3期《黑龙江造纸》软件或硬件的正常运转。他导线延长,靠近变频器侧要接在变频器的地线端谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从子上,再将变频器接地。而使谐波放大。使用理想化的无谐波污染的绿色变频器的品质谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的标准是输入和输出电流都是正弦波,输入功率因数误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工可控,带任何负载时都能使功率因数为1,可获得任作。意可控的输出功率。电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控4.2提高其他设备对变频器谐波抑制能力制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使
7、系在变频器谐波干扰较严重的场合,常用的方法统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。通常有以下几种。使用隔离变压器,主要是应对来自于电源的传4谐波的治理导干扰。使用具有隔离层的隔离变压器,可以将绝4.1减少变频器工作时对外部设备的影响的措施大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前,同时还增加交流/直流电抗器,采用交流/直流电抗器可以兼有电源电压变换的作用。隔离变压器常用于后,进线电流的THD降低30%～50%,是不加电抗抑制控制系统中的仪表、PLC,以及其他低压小功率器谐波电流的一半左右。用电设备的抗传导干扰。多相脉冲整流,在条件具备,或
8、者要求产生的谐使用滤波模块或组件,目前市场中有很多专门波限制在比较小的情况下,可以采用多相整流的方用于抗传导干扰的滤波器模块或组件,这些滤波器法。12相脉冲整流的THD为10%～15%,18相脉具有较强的抗
