抑制电源高次谐波的先进技术

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1、抑制电源高次谐波的先进技术TheAdvancedTechniqueofSuppressPowerSupplyHighDegreeHarmonics邓隐北，唐庆伟编译河南亮明科技有限公司河南郑州450000摘要：在美国，对电源电压、电流畸变度有严格要求的医院、机场等的设备中，大部分采用了多脉冲的整流方式，本文论述了IEEEStd.519-1992谐波抑制导则的要点及由无源电路抑制谐波的一般方式，并重点对混合式12脉冲整流和单线圈变压器18脉冲整流方式等实用的抑制谐波措施予以介绍。关键词：多脉冲整流，无源电路，抑制谐波中图分类号：TN60

2、6文献标识码：A文章编号：1606-7517(2014)10-4-132O>༄ዔ近年来，不仅一般企业用空调设备（HVAC：采暖、加热、通风、空调），即使建筑楼房中的电梯之类，作为可变速节能的自动操作设备，也在不断推广变频器的应用。因此，由谐波电流引发的问题日益受到重视。美国在应用变频技术的新规则中，首先强调：要符合作为抑制谐波导则的IEEEStd.519-1992标准。对用户、电力公司来说，由图1变频器组成及其输入电压、电流的波形非线性负荷（变频器、计算机用电源、UPS等）导致电力品质问题的增多，十分引人关注。这主要由于输入二极管的失

3、真与输入电流的波形失真不同，凡接至这同一电源系和可控硅等非线性元件组成的整流电路，以及直流滤波的统的所有设备均受其影响。因而，制定电源谐波抑制导则电容器，使得输入电路中高次谐波成分增多。特别是变频IEEEStd.519时，将其作为电源电压畸变抑制的标准是合器，不仅一般工业用途，民用的楼房建筑，医院、机场的理的。电压波形畸变的允许值如表1所列。一般电源系统空调设备等也多采用了变频技术。电力公司期望获得高质为5%；医院、机场等有易受电源畸变影响的机器，其供量的电能，不能忽视谐波对电源系统的影响；而对用户而言，电的电源为3%；与系统隔离的独

4、立电源则为10%。建筑、工厂的使用设备，从选定机器的最佳容量和提高综表1IEEEStd.519标准中低压电源系统的分类及合功率因数的要求，均应高度重视对谐波的抑制。电压畸变的容许值(THD)电源系统分类P>࢟Ꮞቕ݆F࢟ኹĂ࢟ഗGጴᒜࡼࡴᐌgccc>医院、机场等一般电源系统特殊用途qìÉLSOWKOWWP电压畸变容许值3%5%10%如图1所示，变频器由二极管整流电路、直流滤波电IEEEStd.519-1992中，按照连接各个变频器（非线性容器，变频器输出电路所组成。交流电整流并经直流滤波负荷）的电源强度，也即按照短路电流比(ISL/IL

5、)，规定了后向电动机负载提供功率，当直流母线电压低于输入电压各种高次谐波次数下容许的谐波电流畸变程度（相对于基时，通过整流器对滤波电容器充电。波的比例），如表2所列。输入电流如图1所示，变成不连续的脉冲波形，在滤将这些电压畸变、电流畸变的测定点，定义为公共耦波电容器的充电过程中，电源电压产生畸变，尤其在电源合点(PCC)。从电力公司方面看，向建筑楼房、工厂等用阻抗大（电源容量小）的场合将成为台阶形，该电源电压户设备的供电点，也就是用户的受电设备即为PCC（广义132磁性元件与电源·2014.10表2IEEEStd.519中一般电力系统

6、的电流畸变容许值Q>ጙۅࡼ঱ࠨቕ݆ጴᒜऱज(120V~69kV)作为高次谐波的抑制方法，有由L、R等无源元件构各高次谐波次数(h)容许畸变度短路电流比成的无源电路方法和由半导体元件等有源元件构成的有源（相对基波IL的比例(%)）TDDISC/ILh<1111≤h<1717≤h<2323≤h<3535≥h电路方法，以及由两者组合而成的方法。但对比有源电路<204.02.01.50.60.35.0方法，无源电路方法可用已有的无源部件组成，可靠性较高，20<507.03.52.51.00.58.0价格低，能适应市场需求，因此应用比较普及。5

7、0<10010.04.54.01.50.712.03.1利用交流(AC)电抗器，直流(DC)电抗器的方法100<100012.05.55.02.01.015.0一般的高次谐波抑制方法，如图3所示：>100015.07.06.02.51.420.0的PCC），在IEEEStd.519-1992中，PCC也被定义为，设备内的非线性负荷与其它负荷之分歧点，把每个变频器（非线性负荷）的输入点作为PCC也能适用。这就是说，在每个变频器的输入点，如满足IEEEStd.519-1992要求的电流畸变容许程度，则至交流电源系统的连接点（广义的PCC）

8、的电流畸变度，也可认为是满足要求的。但是，最图3使用AC电抗器、DC电抗器终还应按照包含其他负荷的短路电流比，对电流畸变的容许值(%)进行评估。普遍采用追加AC电抗器和DC电抗器的方法。总的这里，关于IEEEStd.51