變頻器是AC電動機控制設(shè)備常用的元件之一。變頻器是一種理想的調(diào)速產(chǎn)品，主要用于交流電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。變頻器不僅具有優(yōu)良的調(diào)速性能，在合理選用時還能帶來明顯的節(jié)能效果。這個特性使得變頻器不僅在相關(guān)工業(yè)行業(yè)，而且在家電行業(yè)等眾多領(lǐng)域也得到了寬泛應(yīng)用。然而隨著變頻器使用越來越普遍，大量的諧波電流隨之產(chǎn)生并注入電網(wǎng)，造成電能質(zhì)量大幅下降，給電網(wǎng)和電力用戶帶來嚴(yán)重危害。伊萊電抗器和濾波器可以減少線路中的諧波和變頻器輸出對電機的影響。變流技術(shù)用電力電子器件構(gòu)成各種電力變換的電路，對電路進行控制，以及用這些技術(shù)構(gòu)成更為復(fù)雜的電力電子裝置和系統(tǒng)。按其結(jié)構(gòu)形式，有交交變頻器和交直交變頻器種。 變頻器的輸入部分是整流電路，輸出部分是逆變電路，一般采用電力電子開關(guān)器件，這些器件高速開關(guān)會產(chǎn)生高次諧波電流。變頻器的諧波電流不僅會影響輸出端的電動機正常工作，也會通過輸入端電源線危害電網(wǎng)。交直交變頻器是現(xiàn)階段主流產(chǎn)品，而在交直交變頻器中以PWM變頻器應(yīng)用較普遍。交直交變頻器結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，主電路包括個部分：整流部分、中間直流濾波環(huán)節(jié)和逆變部分。 變流技術(shù)電能質(zhì)量解決方案示意圖：變頻器運行輸入端的諧波影響電機通過變頻器以PWM脈動的方式與電網(wǎng)發(fā)生能量交換，這種電流需求使變頻器在電源側(cè)產(chǎn)生了明顯的電流畸變和電壓下凹，從而產(chǎn)生了大量的諧波電流和諧波電壓。如圖所示，常用的交直交電壓型變頻器的輸入部分是將交流帶能源轉(zhuǎn)換為直流帶能源的整流電路。由于整流器與逆變器之間有大的電容并聯(lián)，電源供給變頻器的電流實際上是電容的充放電電流。只有當(dāng)電源電壓大于電容電壓才進行充電，其他時間放電，因此輸入電流發(fā)生嚴(yán)重畸變，有原本的正弦波變成含有大量諧波的畸變波形。由于發(fā)生波形畸變，產(chǎn)生了輸入諧波，加上整流器產(chǎn)生的諧波，返回上一級供配電系統(tǒng)并對接于同一電源的設(shè)備帶來過熱、噪聲、誤動作等不良影響，造成對電網(wǎng)的污染：① 諧波對供電線路的影響諧波增加了供電線路的損耗，是線路壽命下降，諧波的影響將使電纜的使用壽命平均下降約%。② 諧波對周邊電氣設(shè)備的影響諧波通過電網(wǎng)傳到到其他的用電設(shè)備，影響許多電氣設(shè)備的正常工作例如，對變壓器而言，將導(dǎo)致產(chǎn)生附加損耗，從而引起過熱、絕緣介質(zhì)老化加速，鐵芯產(chǎn)生磁滯伸縮和噪聲、電抗器產(chǎn)生振動和噪聲；對旋轉(zhuǎn)電動機而言，將使電動勢效率降低，發(fā)熱增加、使用壽命縮短；對斷路器而言，其靈敏度可能下降，切除故障和人身危害。對供電線路上的電力電容器而言，諧波導(dǎo)致電流放大并流入電容器，可能導(dǎo)致電容器過熱及絕緣損壞。③ 諧波對繼電保護和自動裝置的影響諧波會使繼電保護和自動裝置出線異常跳閘，并影響儀表的準(zhǔn)確度，影響其正常工作。例如，供配電系統(tǒng)的中高壓電力線路與電力變壓器監(jiān)測和保護一般此阿勇電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器或晶體管繼電器。但當(dāng)系統(tǒng)存在較高的諧波電流時，電磁式與感應(yīng)式繼電器經(jīng)常誤動作，使繼電保護形同虛設(shè)，供配電系統(tǒng)的保護系統(tǒng)受到破壞，安全受到威脅。④ 諧波對其他系統(tǒng)的危害高次諧波產(chǎn)生的電磁輻射會是變頻器附近的控制信號、監(jiān)測信號、通信信號和弱電信號等受到干擾，導(dǎo)致控制系統(tǒng)工作異?；蛘弑O(jiān)測信號無法正確傳輸。變頻器運行輸出側(cè)的諧波影響諧波對電動機的影響主要有：電動機因為諧波產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而影響點擊壽命；帶來諧波損耗，降低了電動機的效率；產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，影響電動機在低頻段運行，電機甚至不能正常工作。 諧波電流是電動機產(chǎn)生諧波轉(zhuǎn)矩，當(dāng)傳動系統(tǒng)機械部分的固有振動頻率與脈動轉(zhuǎn)矩頻率一致時，由于共振放大，可能產(chǎn)生很大的振動。這種共振現(xiàn)象通常發(fā)生于逆變器頻率在HZ以下，也就是低頻轉(zhuǎn)矩脈動效應(yīng)。上文分析可以看出，諧波使電網(wǎng)有了附加損耗，變頻器大量使用使電網(wǎng)存在大量的諧波，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量和電機使用。我們應(yīng)該看到變頻器節(jié)能的同時，也應(yīng)該考慮一下它所帶來的損耗。同時在工程設(shè)計中，積極地提出并良好的應(yīng)用諧波遏制的方法，從而減少損耗，降低電流諧波總畸變率THD。下面簡述幾種諧波遏制的方法：伊萊的電抗器和濾波器可以減少或削弱線路中的諧波和變頻器輸出對電機的影響。、在變頻器輸入端：串聯(lián)臺交流輸入電抗器；EMI輸入濾波器、諧波濾波器、LCL濾波器、在變頻器輸出端：串聯(lián)臺交流輸出電抗器；EMI輸出濾波器、正弦波濾波器、DVDT濾波器及輸出變壓器等，對于諧波產(chǎn)品的組合應(yīng)用，可將負載距離延長大于KM，頻率可達到幾十KHZ。、采用鎧裝電纜連接電動機與變頻器或者電纜穿鋼管敷設(shè)，強電電纜和弱電線纜同路敷設(shè)時需保持一定距離，降低線路干擾。、與變頻器連接或臨近信號線纜，盡量采用屏蔽線。變頻器的大量使用對電網(wǎng)的污染越來越嚴(yán)重，諧波是根源之一，本文從變頻器輸入端輸出端分別分析了諧波帶來的影響與危害。故在變頻器使用中，應(yīng)綜合考慮使用變頻器的利弊，并采用適當(dāng)?shù)闹C波遏制措施，是變頻器成為真正使用的電機調(diào)速產(chǎn)品。

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