变频器谐波的影响及控制作用分析
变频器谐波问题干扰范围及处理方法

变频器常见谐波问题以及解决方法变频器常见谐波问题以及解决方法在现代化港口、矿井、运输港的建设中,变频软启动渐渐替代机械软启动,如常规液力耦合器,CST液力软启动,成为市场主流,其主要原因为可控性高,精度强。
变频器在使用过程中也会相应的出现自己的问题,重点介绍下在现场安装中变频器谐波问题以及处理办法。
就矿井使用的变频器而言,非下运皮带大都使用二象限的,因不需要对电网进行电能反馈,下运皮带在运行以后对电网进行电能反馈,既逆向输送电力,而非使用电力,四象限变频器就是除了正反转外还能控制,实现能量反馈回电网的变频器。
2象限指的就是普通的控制速度的变频器。
内部除了控制方式不同外,硬件方面主要就是4个象限变频器整流和逆变电路都使用可双向导通的半导体元件,一般是IGBT。
而2象限的整流部分一般是晶闸管或二极管。
而就谐波问题而言,问题重点出现在四象限变频器,因产生的奇数次谐波较强,且干扰问题严重,频器正常工作中,由于变频器高次谐波的影响引发控制电路发生串联谐振,造成系统电源故障,就功率等级而言,75KW以上四象限变频器因考虑进行谐波治理,而二象限变频功率在100KW以下可以进行常规处理即可。
在变频器使用过程中,经常出现误指示、乱码等情况;变频器停止工作时系统完全恢复正常。
很明显这是由于变频器高次谐波分量对电源的干扰造成的,通常,对此最为行之有效的办法就是对控制电路的供电电源加装电源滤波器。
在加装市售的通用电源滤波器后,系统恢复了正常,但是随之又有新的问题出现了,控制电路中的熔断器频繁熔断。
停电后对电路进行检查,经现场详细观察发现,在系统逐渐升速过程中,变频器运行输出在某个频段之间时频繁发生短路故障。
而且,将变频器的负载(电动机)断开后,该故障现象仍频繁出现,在去掉电源滤波器后该故障消失。
因此,首先对该滤波器进行了检查,拆开后发现滤波器采用的是常见的π型滤波。
检查发现电源滤波器本身没有任何故障,进一步分析变频器的工作原理可知,在交-直-交型变频器中,电网通过三相整流桥给变频器供电,供电电流利用傅立叶级数可以分解为包含基波和6K±1次谐波(K=1,2,3…)分量等一系列谐波分量,谐波含量随进线电抗和和直流滤波电抗的电感量增加而减少。
谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法

谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。
关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。
1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。
2.谐波可以通过电网传导到其他的电器,影响了许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。
4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工作。
5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。
2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施,从源头上最大限度地避免谐波的产生。
这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时,要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响,采取切实可行的治理措施。
用电业务管理部门要严格把关,对于没有采取治理措施的谐波源用户,要禁止其入网运行。
(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法,也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。
其主要方法有以下几种:1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧,由L、C、R元件构成谐振回路,当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时,即可阻止该次谐波流入电网。
这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。
3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。
谐波产生的根本原因及治理对策

谐波产生的根本原因及治理对策谐波是指在电力系统中产生的频率为基波频率的整数倍的波动。
它是电力系统中普遍存在的一种现象,但过多的谐波会对电力系统的正常运行和设备的安全性产生很大影响,因此需要采取相应的治理对策来解决这个问题。
1.非线性负载:当电力系统中存在非线性负载时,如电弧炉、电焊机、电子设备等,其工作特性会产生谐波。
这是谐波产生的主要原因之一2.电力电子装置:现代电力系统中广泛使用的各种电力电子装置,如变频器、整流装置等,也会引入大量谐波。
3.潮流分布不均匀:当电力系统中的潮流分布不均匀时,也会导致谐波的生成和传播。
针对谐波的治理对策主要有以下几方面:1.使用滤波器:在电力系统中安装滤波器可以消除或降低谐波对系统的影响。
滤波器的选择要根据谐波的频率和大小来确定。
2.设计合理的系统:在电力系统的设计阶段,应考虑到非线性负载和电力电子装置可能带来的谐波问题,采取相应的额外措施来减少谐波的产生。
3.提高设备的抗谐波能力:针对电力系统中的关键设备,如变压器、电容器等,可以采用提高抗谐波能力的设计和制造技术,使其能够更好地耐受谐波的影响。
4.加强监测和控制:定期对电力系统进行谐波监测,及时发现和解决问题。
对于频繁发生谐波问题的系统,可以采用自动生成谐波的设备进行实时控制,以减小谐波的影响。
5.加强人员培训和管理:加强对电力系统人员的培训,提高其对谐波问题的认识和处理能力。
同时,建立健全的管理体系,制定相应的管理规范和操作程序,以确保谐波问题得到科学有效的控制。
总之,谐波问题存在于电力系统中,会对系统的正常运行和设备的安全性产生不利影响。
通过采取相应的治理对策,如使用滤波器、设计合理的系统、提高设备的抗谐波能力等,可以有效地解决谐波问题,确保电力系统的稳定和可靠运行。
同时,需要加强人员培训和管理,提高人员的谐波处理能力,确保谐波问题得到及时有效的解决。
变频器谐波产生与抑制论文

变频器谐波的产生与抑制【摘要】随着工业生产自动化技术的逐步提高,变频器使用范围的逐步加大,变频器高次谐波带来的电磁干扰和污染问题也越来越严重,变频器系统的谐波干扰和污染问题也越来越突出,尤其是在高精度仪表和微电子控制系统等应用中,谐波干扰问题尤为突出。
怎样处理好变频器系统的谐波污染对于变频器的进一步推广应用,特别是在对谐波污染要求高的场所尤为关键,本文针对变频器谐波干扰的防范与处理措施进行了研究。
【关键词】变频器;高次谐波;干扰;隔离1.变频器谐波产生机理在电源侧有整流回路的非线性设备,都将因其非线性而产生高次谐波。
变频器的主电路一般为交-直-交组成,外部输入的工频电源经晶闸管三相桥路整流成直流,经电容器滤波后逆变为频率可变的交流电。
在整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和高次谐波,谐波次数通常为6n±1。
如果电源侧电抗换流重叠!可以忽略,那么第”次高次谐波电流的有效值为基波电流的1/k。
2.高次谐波危害谐波问题由来已久,近年来这一问题由于两个因素的共同作用变得更加严重,这两个因素是:工业界为提高生产效率和可靠性而广泛使用变频器等电力电子装置,使得与晶闸管相关设备的使用迅猛增长,并伴随着谐波源的同步增加和放大;电力用户为改善功率因数而大量增加使用电容器组,并联电容器以谐振的方式加重了谐波的危害。
非线性负荷产生的谐波电流注入电网,使变压器低压侧谐波电压升高,低压侧负荷由于谐波干扰而影响正常工作,另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其他用户。
在三相回路中,3的整数倍次谐波电流是零序电流,零序电流在中性线中是相互叠加的。
零序谐波电流主要是由三相四线制非线性设备产生的,使供电系统中的中性线电流很大。
当中性线上有较大的谐波电流时,中性导线的阻抗在谐波下能产生大的中性线电压降,此中性线电压降以共模干扰形式干扰计算机和各种微电子系统的正常工作,使控制设备和精密仪器工作不可靠,且故障率高。
变频器谐波干扰485通讯现象

变频器谐波干扰485通讯现象引言:随着电力系统的不断发展,变频器在工业控制系统中起着越来越重要的作用。
通过控制交流电机的转速,变频器可以大大提高系统的效率和精度。
然而,随之而来的问题是变频器发出的谐波信号对485通讯线路造成了干扰,导致通讯信号的失真和不稳定。
本文将对变频器谐波干扰485通讯现象进行深入探讨,并提出相应的解决方案。
一、变频器谐波干扰对485通讯的影响1.信号失真变频器发出的谐波信号会在485通讯线路中产生干扰,导致通讯信号的波形失真。
这种失真会使得接收端难以正确解析发送端发出的数据,从而影响整个通讯系统的稳定性和可靠性。
2.通讯中断谐波干扰会导致485通讯线路的信号严重受损,甚至在严重情况下造成通讯中断。
一旦通讯中断发生,工业控制系统将无法正常工作,严重影响生产效率和质量。
3.通讯距离受限变频器谐波干扰会缩短485通讯线路的传输距离,限制了通讯系统的覆盖范围。
这对于大型工业生产线或设备间的远距离通讯将会带来严重的问题。
二、变频器谐波干扰的原因1.变频器本身的设计问题部分变频器在设计上未考虑到谐波干扰对通讯线路的影响,没有采取有效的措施来减少谐波干扰的产生。
这导致了变频器在运行时产生大量的谐波信号,严重干扰了通讯线路。
2.通讯线路的抗干扰能力不足部分485通讯线路的抗干扰能力比较弱,无法有效抵御变频器发出的谐波信号,导致谐波干扰对通讯线路的影响更加明显。
三、解决方案1.优化变频器设计变频器制造商在设计变频器时应考虑到谐波干扰对通讯线路的影响,采取有效的措施来减少谐波信号的产生。
比如在变频器输出端安装滤波器,通过滤除谐波信号来减少对通讯线路的干扰。
2.加强通讯线路的抗干扰能力对485通讯线路进行改造,提高其抗干扰能力。
比如采用屏蔽线缆、安装干扰滤波器等措施,可以有效减少变频器谐波干扰对通讯线路的影响。
3.间隔设置在工业控制系统中,可以通过合理设置变频器和通讯设备之间的间隔距离,将变频器谐波干扰对通讯线路的影响降到最低。
数控机床中变频器的谐波干扰及抑制措施

对 周围产 生的电磁干扰随距离 的增加而迅速衰减 。
12 电源 线 .
电源线上 的 电磁 干 扰 电压 比电机 电 缆线 上 的 要
低 , 电源线 布 线 长 , 但 面积 大 , 当于 一个 发 射 天线 。 相 对 电网上 的其它设 备产 生影 响 , 因此 电源 线是 电磁 干 扰的主要传播源 。
1 1 电机 电缆 线 . 连接 电机的 电缆 线有 较强 的电磁 干扰 电流 , 它 但
肤效应 的关 系 , 子 和转子 导体 内 的这 些 附加损耗 比 定 直流 电阻 引起 的损耗 大。 谐波 电流还会 增大 电机 的噪声 和产 生脉 动转矩 。
用变频器驱动 电动机时 , 由于输 出电压 和电流 中含有 高次谐 波分量 , 隙 的高 次 谐 波磁 通增 加 , 噪声 增 气 使
2 3 对变 压器 的干 扰 . 数控 车床 电气柜 中安装 了伺 服变压器 和 电源 变压 器 。在 高次谐波 电压 的作 用下 , 压器 绕 组将 产生 集 变
最好用钢 管屏蔽 , 特别是 以外部信号 控制变频 器时 , 要 求信号线 尽可 能短 ( 般 为 2 以 内 ) 且 信 号 线采 一 0m ,
13 接 地线 .
大。电磁 噪声 有 以下特征 : 由于 变频器 输 出 中的低 次 谐波分量 与转 子 固有 机械 频率相 同产 生谐 振 , 则转 子
固有频率 附近 的噪声 增大。变频器输 出中的高 次谐 波
分量与铁心机壳 轴承架 等谐 振 , 这些部 件 的各 自固 在
有频率附近处 的噪声增大 。
机 床 电器 2 1. 0 04
P C・ 频 器 ・ L 变 计算 机 — — 数 控 机 床 中 变 频器 的谐 波 干 扰 及 抑制 措 施
变频器的谐波危害与对策

维普资讯
电动机在额定功率下持续承受 3%额定电压的负序 电压时, 电动机的绝缘寿命要减少 12 / 。所以, 国际 上一般建议电动机在持续工作条件下所承受的负序
电压不 宜超过 额定 电压 的 2% 。 24 对低 压 开关 的危 害 .
路器额定电流降低 。
25 对通讯系统的危害 . 谐波干扰会引起通讯系统出现噪声 , 降低通话 的清晰度, 严重时还会造成信号的丢失 。在谐 波和
接地而该侧电网中分布电容较大时 , 或者变压器装
有 中性点接地的并联 电容器 时, 可能形成 3次谐波
谐振而使变压器 附加损耗增加 。
2 2 对 电力 电缆 的危 害 .
1 谐波产生 的原 因
谐波产生 的根本原因在于负载 中的非线性 , 当 电流流经负载时 , 与所加的电压不呈线性关系 , 从而 形成非正弦电流而产生谐波。 变频器的主电路一般 由交一直一交构成 , 当外 部输入 30V 5 z 8 / 0H 工频 电源后 , 由三相桥路不可
谐波可以使变压器的铜耗 、 铁耗及噪声增大, 特
别是 3次谐波及整数倍 的谐波 , 危害更 大。对于三
角形 连接的变压器 , 谐波会在其绕组 中形成环流, 使 绕组发热; 对于全星形连接的变压器 , 当绕组中性点
损耗 , 提高电网设备效率 , 避免设备过热损坏 ; 还可
以消除电力系统 中的串、 并联谐振 , 避免电力系统 自 动化装置和继电器保护装置产生误动作 , 保证 电气 设备正常工作。另一方面 , 抑制“ 谐波污染” 还能减 少谐波对通讯及电子设备的干扰 。
1 、9 7 1 次等, 变频器主要产生 57次谐波。 、
在逆变输 出回路中, 出电流信号是受 P M 输 W
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施

DOI:10.19392/j.cnki.1671 ̄7341.201934120浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施滕广琴北部湾港防城港码头有限公司㊀广西防城港㊀538001摘㊀要:针对一起变频器因高次谐波干扰被击毁的事故ꎬ浅谈谐波产生的原因ꎬ并提出抑制措施ꎬ提高了变频器抗高次谐波干扰的能力ꎮ关键词:变频器ꎻ高次谐波ꎻ干扰㊀㊀随着经济的快速发展ꎬ变频调速在港口装卸机械上的应用越来越广泛ꎬ但变频器输入输出侧高次谐波所产生的电磁干扰严重影响了电网的供电质量ꎬ不仅影响变频器自身运行ꎬ还会干扰周边计算机㊁PLC等弱电设备ꎮ本文从近年来发生的一起比较典型的变频器谐波干扰事故出发ꎬ简述变频器高次谐波的危害及抑制措施ꎮ1故障经过2018年8月11日ꎬ防城港二十万吨码头4#斗轮机回转变频器(AB700系列)在卸船堆料作业过程中突然被烧坏ꎮ笔者拆开变频器检查ꎬ发现里面的滤波电容被击穿烧熔ꎬ但回转电机绝缘正常ꎮ重新换上一台备用变频器ꎬ但用不到一天ꎬ又被击穿烧坏ꎮ这个现象十分蹊跷ꎬ单独操作回转时回转变频器能正常工作ꎬ但只要操作斗轮机行走时回转变频器马上烧坏ꎮ于是笔者怀疑回转变频器击毁是由于行走变频器产生的高次谐波反馈回供电母排所致ꎮ2故障分析为查明谐波产生的真正原因ꎬ笔者利用谐波专用测试仪(FLUCK43B)对斗轮机动力供电母线系统进行检测ꎮ首先ꎬ笔者通知斗轮机司机仅操作斗轮机回转ꎬ测得电网电压畸变率THDv不到1.7%ꎮ该变频器是美国产品ꎬ其说明书明文规定ꎬ电网ðTHDv不得超过3%ꎮ因此ꎬ测试结果表明斗轮机仅回转时谐波引起的电网畸变率是在合理范围内的ꎮ其次ꎬ笔者通知斗轮机司机仅操作斗轮机行走ꎮ检测表明ꎬ斗轮机行走时ꎬ产生大量的高次谐波电压ꎬ其中29㊁31㊁33次高次谐波的电压畸变率THDv达99.5%以上ꎬ而电压总畸变率ðTHDv达91%ꎬ严重超过了国家标准GB/T14549 ̄93«电能质量共用电网谐波»里的要求ꎮGB/T14549 ̄93中规定ꎬ公用电网谐波电压限值为380V(相电压220V)电网电压总THDv为5%ꎬ各次谐波电压含有率奇次为4%ꎬ偶次为2%ꎮ最后笔者对斗轮机行走系统进行全面检查ꎬ发现行走1㊁2#变频器各有1台和2台行走电机绝缘不足0.2MΩꎬ经修复电机后ꎬ斗轮机恢复正常ꎮ通过以上检测试验ꎬ综合分析ꎬ认定故障原因是由于斗轮机行走变频系统产生的高次谐波造成的ꎮ斗轮机行走系统由两台变频器驱动ꎬ每台变频器驱动8台行走电机ꎮ行走变频器的过流㊁过压值是按8台电机一起工作时设计的ꎬ实际测试表明ꎬ当有1~2台电机绝缘不足时ꎬ行走变频器仍可正常工作ꎬ但因工况异常ꎬ行走变频器此时产生大量高次谐波返回斗轮机动力供电母线系统ꎬ由于回转变频器容量要比行走变频器小得多ꎬ且变频器电容对高次谐波异常敏感最终导致回转变频器被高次谐波击穿烧毁ꎮ3谐波的产生及危害变频器由于本身的电力电子元件特性ꎬ其输入侧和输出侧都是一个非线性的电路ꎬ其电路本身含有丰富的高次谐波分量ꎬ除有可能造成上述的故障事故外ꎬ变频器产生的谐波还可能对我港区的供电系统带来以下危害:(1)变频器谐波使公用电网的元件产生了附加的谐波损耗ꎬ降低了供用电设备的使用率ꎬ大量的三次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾ꎮ(2)变频器谐波影响各种电气元件的正常工作ꎮ谐波对电机的影响除引起附加损耗外ꎬ还会产生机械振动㊁噪音和过电流ꎬ使电容器㊁电缆等设备过热ꎬ绝缘老化㊁寿命缩短以至击毁损坏ꎮ(3)变频器谐波会引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振ꎬ从而使谐波放大ꎬ这就使上述的危害大大的增加ꎬ甚至引起严重事故ꎮ(4)干扰通信系统的工作ꎮ(5)干扰继电保护装置和测量仪表的正常工作ꎮ4高次谐波的抑制措施4.1使用独立专用的变压器新大型设备机械的变频器尽量使用独立专用的变压器ꎬ使变频器产生的高次谐波与其它供电系统隔离ꎬ笔者认为这是比较简单可行的一个方法ꎬ但也存在着变压器的容量要求足够大ꎬ变压器损耗较大的问题ꎮ目前这一方法在大型设备如斗轮机㊁卸船机得到应用ꎮ4.2安装输入和输出电抗器尽量缩短变频器与电机的距离ꎬ应尽量控制在200m内ꎬ减少谐波对变频系统的干扰ꎬ如线路较长ꎬ则考虑在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器ꎬ吸收谐波和增大电源或负载的阻抗ꎬ达到抑制谐波的目的ꎮ当然ꎬ受电抗器特性的影响ꎬ电抗器消除谐波的范围较窄ꎮ4.3多相脉冲整流在条件具备的情况下ꎬ或者要求产生的谐波在比较小的情况下ꎬ可以采用多相脉冲整流的办法ꎮ防城港20 ̄22泊位的所有皮带机就是使用12相脉冲整流的变频器ꎮ12相脉冲整流THDv大约为10%~15%ꎬ18相脉冲整流THDv大约为3~8%ꎬ满足国际标准的要求ꎬ缺点是需要专用整流变压器ꎬ不利于设备改造ꎬ价格较高ꎮ4.4安装电源滤波器或动态无功补偿及谐波治理装置在变频器输送入侧安装电源滤波器或动态无功补偿及谐波治理装置ꎬ实时从补偿对象中检测出变频器谐波电流ꎬ由补偿装置产生一个与该变频器谐波电流大小相等㊁方向相反的补偿电流ꎬ从而使电网电流只含基波电流ꎮ由于这种方案对变频系统影响较小ꎬ这是对防城港老式大型设备机械进行改造的最佳方案ꎮ5结论变频器因其节能效果明显ꎬ调速方便ꎬ网络化等优点而得到越来越广泛的应用ꎬ但变频器特有的工作方式带来的谐波干扰是一个非常严重的问题ꎮ所以ꎬ分析和研究抑制变频器谐波干扰的方法将对我们电网质量的提高ꎬ设备的安全运行和生产效率的提高具有十分重要的意义ꎮ参考文献:[1]朱玉堂ꎬ许力.变频器的电磁兼容与抑制.机电工程ꎬ2005.5.[2]吕润馀.电力系统高次谐波[M].北京:中国电力出版社ꎬ1998.[3]电能质量 公用电网谐波GB/T14549 ̄1993[J].[4]黄慧敏ꎬ江姝妍.变频器的谐波危害与对策.建材技术与应用ꎬ2006(03).431机械化工科技风2019年12月。
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变频器谐波的影响及控制作用分析
作者:孟涛曹美乐
来源:《城市建设理论研究》2013年第09期
摘要:随着电子技术的迅速发展,开关电源的应用日益普及,给电网造成污染,干扰其它设备的正常工作。
针对变频器广泛应用的现状,本文简单地探讨了变频器谐波的影响及控制作用。
关键词:变频器;谐波影响;控制作用
中图分类号:F407.63 文献标识码:A 文章编号:
引言:变频器的使用给人们带来了方便和巨大的利益,它必将更为普遍的使用。
但是由于它所特有的工作方式,给公用电网带来了一定的破坏,成为电网谐波污染源之一,所以,分析和研究抑制谐波的方法将成为一个非常重要的课题。
1谐波的危害我们知道,变频器对电容量大的电网和大型的电力系统所造成的影响几乎没有,对于那些容量小的电力系统,变频器谐波产生的危害是巨大的,谐波电压和电流对于公共电网的干扰是明显的,使用电设备的环境改变,给他周围的通信系统和其他设备都能带来一定的危害。
那么,谐波对电力系统及其周围环境带来的危害都有哪些呢?供电线路的电能损失严重。
供电线路的肌肤效应和临近效应,使其本身的电阻会随着频率的提高而增大,这就造成了电能的浪费。
中性线平时的电流过流量极小,因此导线较细,可是刚线路存在大量的三次谐波通过中线是,会因电阻突然增大产生大量的热,以至于导线绝缘皮层老化、损坏、使用寿命缩短,极有可能造成火灾。
最近发生的好多商业大厦火灾,专家分析极有可能是导线的电流过大造成的。
谐波影响其共同工作环境中其他设备正常使用。
谐波对发电机的影响主要有功率损耗过大、发热、震动、噪音、过电压。
对短路器的影响主要是延长其故障时的断开电源的时间。
这也是工业电机使用发生伤亡事故的主要原因。
供电系统电网产生谐振。
共同频率下,用于供电系统的装备电容器有着不同的用途,他们的抗干扰能力要比其他电路强的多,不可能有谐振产生。
但谐波频率时,抗敢能力大幅下降而感抗值是成倍增长的,这样就极有可能出现谐振,谐波电流增大,导致电容器及其他设备即刻被烧毁。
谐波能引起公用电网其连接的局部电网的并联、串联谐振,使谐波放大,造成极大的危害。
谐波使安全保护设备失灵。
谐波的产生会使电磁继电器和自动保护装置发出错误的指令,使工业仪表和电能计量表产生的误差加大。
谐波的产生的危害进一步扩大到了对电力用户的危害,对通信系统的通信信号产生干扰,严重的能使通信系统处于瘫痪。
影响电子仪表的工作精密度,设备的使用寿命缩短,家用电器使用工况下降等。
2谐波危害的解决措施变电器的使用极大的方便了人们的生活,可它的危害也是并存的。
电脑和一些电子敏感产品的普遍使用,使人们对供电的质量要求也越来越高,全球许多国家和地区都制定了各自谐波的标准,用来减少谐波造成的污染。
总体来说,谐波危害的解决措施有
以下三种途径:使用谐波补偿装置;最大限度的减少谐波的产生;安装抑制谐波的装置。
选用适当的电抗器。
在电源和变频器之间使用交流电抗器,使其电阻增大,电流变小,抑制高频次谐波的产生。
选用合适的滤波器。
变频器的使用,在其输入和输出电路中,容易产生许多高次谐波电流,滤波器正好能抑制变频器使用产生的电磁波干扰噪音,同时也能抑制外界的电磁干扰和瞬时变化产生的冲击、浪涌对变频器的干扰。
使用多项脉冲整流技术。
在满足条件和要求谐波被限制在较低的情况下,采用多项脉冲整流技术是一种途径。
在有电磁干扰的环境中,给设备加装抗射频过滤器。
使用具有隔离功能的变压器,将电源端的传导干扰隔离在变压之前。
3 谐波问题及其对策变频器的主电路形式一般由三部分组成:整流部分、逆变部分和滤波部分。
通用变频器的输出电压中确实含有除基波以外的其他谐波。
较低次谐波通常对电机负载影响较大,引起转矩脉动,而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加,使电机出力不足,故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。
由于通用变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路,中间滤波部分采用大电容作为滤波器,所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流,呈较为陡峻的脉冲波,其谐波分量较大。
为消除谐波,可采用以下对策:
3.1 增加变频器的供电内阻抗通常情况下,电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。
这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。
当电源容量相对变频器容量越小时,则内阻抗值相对越大,谐波含量越小;电源容量相对变频器容量越大时,则内阻抗值相对越大,谐波含量越大。
所以选择变频器供电电源变压器时,最好选择短路阻抗大的变压器。
3.2 安装电抗器安装电抗器实际上从外部增加变频器供电电源的内阻抗。
在变频器的交流侧安装交流电抗器或在变频器的直流侧安装直流电抗器,或同时安装,抑制谐波电流。
3.3 变压器多相运行通用变频器的整流部分是六脉波整流器,所以产生的谐波较大。
如果应用变压器的多相运行,使相位角互差30°如Y-△、△-△组合的两个变压器构成相当于12脉波的效果则可减小低次谐波电流28%,起到了很好的谐波抑制作用。
3.4 调节变频器的载波比可以看出,只要载波比足够大,较低次谐波就可以被有效地抑制,特别是参考波幅值与载波值小于1时,13次以下的奇数谐波不再现。
3.5 专用滤波器专用滤波器可用于检测变频器谐波电流的幅值和相位,并产生一个与谐波电流幅值相同且相位正好相反的电流,通到变频器中,从而可以非常有效地吸收谐波电流。
4 发热问题及其对策变频器的发热是由内部的耗损产生的。
在变频器中各部分耗损中主要以主电路为主。
为了保证变频器正常可靠运行,必须对变频器进行散热,通常采用以下方法:
4.1 采用强制风冷散热:变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走,若风扇不能正常工作,应立即停止变频器运行。
4.2 降低安装环境温度:由于变频器是电子装置,内含电子元、电解电容等,所以温度对其寿命影响比较大。
通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃-50℃,如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度,那么变频器的使用寿命就延长,性能也比较稳定。
我们采取两种方法:一种方法是建造单独的变频器低压间,内部安装空调,保持低压间温度在+15℃~20℃之间。
另一种方法是变频器的安装空间要满足变频器使用说明书的要求。
以上所谈到的变频器发热是指变频器在额定范围之内的正常运行的耗损。
当变频器发生非正常运行产生的耗损必须通过正常的选型来避免此类现象的发生。
结束语
事物总有其矛盾的两面性,变频器的使用使交流传动有了里程碑的意义,但其谐波干扰的严重性也给设备的使用寿命和稳定运行带来了安全隐患,如何在使用的同时也大大的减少或最大限度的一致变频器使用产生的谐波危害是每个电器工作者面临的严峻课题。
参考文献
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