2016-12-03
1偉創(chuàng)變頻器諧波產(chǎn)生機(jī)理
偉創(chuàng)變頻器的主電路一般為交-直-交組成，外部輸入380V／50Hz的工頻電源經(jīng)三相橋式不可控整流成直流電壓信號(hào)，經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開(kāi)關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號(hào)。
輸入側(cè)產(chǎn)生諧波機(jī)理：不限于通用偉創(chuàng)變頻器，晶閘管供電的直流電動(dòng)機(jī)、無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)等凡是在電源側(cè)有整流回路的，都將產(chǎn)生因其非線(xiàn)性引起的諧波。在三相橋式整流回路中，輸入電流的波形為矩形波，波形按傅立葉級(jí)數(shù)分解為基波和各次諧波，通常含有6n+1(n=l，2，3…．)次諧波。其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。
輸出側(cè)產(chǎn)生諧波機(jī)理：在逆變輸出回路中，輸出電壓和電流均有諧波。對(duì)于PWM控制的偉創(chuàng)變頻器，只要是電壓型偉創(chuàng)變頻器，不管是何種PWM控制，其輸出電壓波形為矩形波。其中諧波頻率的高低是與偉創(chuàng)變頻器調(diào)制頻率有關(guān)，調(diào)制頻率低(如1～2KHz)，人耳聽(tīng)得見(jiàn)高次諧波頻率產(chǎn)生的電磁噪聲(尖叫聲)。若調(diào)制頻率高(如IGBT偉創(chuàng)變頻器可達(dá)20KHz)，人耳聽(tīng)不見(jiàn)，但高頻信號(hào)是客觀存在。從電壓方波及電流正弦鋸齒波，用傅立葉級(jí)數(shù)不難分析出各次諧波的含量。所以，輸出回路電流信號(hào)也可分解為只含正弦波的基波和其它各次諧波，而高次諧波電流對(duì)負(fù)載直接干擾。另外高次諧波電流還通過(guò)電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設(shè)備。
2偉創(chuàng)變頻器諧波的危害
一般來(lái)講，偉創(chuàng)變頻器對(duì)容量大的電力系統(tǒng)影響不是十分明顯，但是對(duì)于系統(tǒng)容量小的系統(tǒng)，諧波產(chǎn)生的干擾就不可忽視，它對(duì)公用電網(wǎng)是一種污染，客觀的存在對(duì)公用電網(wǎng)和其它系統(tǒng)的危害大致有：
（1）偉創(chuàng)變頻器諧波使公用電網(wǎng)的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的使用率，大量的三次諧波流過(guò)中線(xiàn)時(shí)會(huì)使線(xiàn)路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)。
（2）偉創(chuàng)變頻器諧波影響各種電氣元件的正常工作。諧波對(duì)電機(jī)的影響除引起附加損耗外，還會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪音和過(guò)電流，使電容器、電纜等設(shè)備過(guò)熱，絕緣老化、壽命縮短以至損壞。
（3）偉創(chuàng)變頻器諧波會(huì)引起公用電網(wǎng)局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，這就使上述的危害大大的增加，甚至引起嚴(yán)重事故。
（4）偉創(chuàng)變頻器諧波會(huì)對(duì)臨近的通訊系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致通訊質(zhì)量降低，甚至信息的丟失，使通訊系統(tǒng)無(wú)法正常工作。
3偉創(chuàng)變頻器諧波的特性
1、偉創(chuàng)變頻器諧波有功功率是由非線(xiàn)性負(fù)荷產(chǎn)生；
2、偉創(chuàng)變頻器諧波有功方向與基波有功方向相反，即由用戶(hù)端送入電網(wǎng)；
3、對(duì)于偉創(chuàng)變頻器諧波源用戶(hù)而言，其計(jì)量入口處的總有功將是基波有功和諧波有功之代數(shù)和（實(shí)為相減）；
4、非線(xiàn)性負(fù)荷在其工作過(guò)程中將基波的部分功率轉(zhuǎn)變成諧波有功，諧波有功將在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)流動(dòng)，并在各輸配電元件和其他設(shè)備中產(chǎn)生損耗和干擾。
4偉創(chuàng)變頻器諧波治理措施
治理偉創(chuàng)變頻器諧波問(wèn)題，抑制輻射干擾和供電系統(tǒng)干擾，可采取屏蔽、隔離、接地等技術(shù)手段。
1、安裝適當(dāng)?shù)碾娍蛊?/p>
在偉創(chuàng)變頻器輸入側(cè)與輸出側(cè)串接合適的電抗器，吸收諧波和增大電源或負(fù)載的阻抗，達(dá)到抑制諧波的目的，以減少傳輸過(guò)程中的電磁輻射。通過(guò)抑制諧波電流，將功率因數(shù)由原來(lái)的(0.5-0.6)提高至（0.75-0.85）；
2、電源隔離或安裝隔離變壓器
將變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨(dú)立，或在偉創(chuàng)變頻器和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，切斷諧波電流；
3、避免干擾輻射
電動(dòng)機(jī)和偉創(chuàng)變頻器之間電纜應(yīng)穿鋼管敷設(shè)或用鎧裝電纜，并與其他弱電信號(hào)在不同的電纜溝分別敷設(shè)，避免輻射干擾；
4、偉創(chuàng)變頻器正確的接地
正確的接地既可以使系統(tǒng)有效地抑制外來(lái)干擾，又能降低設(shè)備本身對(duì)外界的干擾。偉創(chuàng)變頻器使用專(zhuān)用接地線(xiàn)，且用粗短線(xiàn)接地，鄰近其他電器設(shè)備的地線(xiàn)必須與偉創(chuàng)變頻器配線(xiàn)分開(kāi)，使用短線(xiàn)，這樣能有效抑制電流諧波對(duì)鄰近設(shè)備的輻射干擾；
5、縮短線(xiàn)路長(zhǎng)度
縮短線(xiàn)路長(zhǎng)度，電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)單獨(dú)敷設(shè)，避免交叉，不能避免時(shí)，必須垂直交叉，絕對(duì)不能平等敷設(shè)，信號(hào)線(xiàn)屏蔽層不接到電機(jī)或偉創(chuàng)變頻器的地，而應(yīng)該接到控制線(xiàn)路的公共端；
6、安裝EMI電源濾波器
當(dāng)前抑制偉創(chuàng)變頻器諧波的一個(gè)重要趨勢(shì)是采用EMI電源濾波器，它串聯(lián)或是并聯(lián)于主電路中，實(shí)時(shí)從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出偉創(chuàng)變頻器諧波電流，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該偉創(chuàng)變頻器諧波電流大小相等、方向相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波電流。EMI電源濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的偉創(chuàng)變頻器諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，其特性不受系統(tǒng)的影響，無(wú)諧波放大的危險(xiǎn)，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。