变频器技术及应用ppt课件 第6章 变频器的谐波及对策.ppt

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1、第6章变频器的谐波及对策变频器的谐波干扰及对策任务1变频器的谐波特性、抑制方法及测量任务2高压变频器的谐波任务3抑制变频器电磁干扰的有效方法任务4共模及差模干扰任务5任务1变频器的谐波干扰及对策阶段1谐波的产生一般电压在380～500V的低压变频器，其主电路都采用交—直—交电压型的，输入为不可控的整流电路，输出用IGBTPWM逆变电路。所以输入电压是正弦的，输入电流是非正弦的。输出电压是非正弦(阶梯形)的，输出电流近似正弦(SPWM调制)。总之，不论输入、输出都存在非正弦，要产生谐波，尤其是输出，影响较

2、大。当变频器容量不大于10%电源变压器容量时，影响不大，当容量超过该值时，视具体情况而定，如可能引起不良后果，就有必要采取一定的防止措施。根据谐波分析，上述电路不含3次及3的倍数次谐波分量，在三相对称系统中，3的整数倍谐波可自行消除而不必考虑，同时，上述电路无偶次谐波。阶段2谐波的危害谐波的危害主要体现在以下几方面：(1)使电源电压畸变，电压品质下降，造成线损增大。(2)使电动机发热增大(电流谐波增加铜耗，电压谐波增加铁耗)，效率下降，功率因素cosφ减小。(3)使电动机振动增大，转速产生抖动，不稳定。

3、(4)使电动机噪声增大。(5)谐波与电线电容谐振产生过电压，危害绝缘，耐压降低，造成过电压击穿(线路长时更危险)。(6)对电容器产生过热，增加损耗，以致产生电击穿或热击穿。(7)使电路三相输入电流不平衡度加大(最大时可差50%的线电流)。(8)干扰计算机系统正常工作，对电子线路设备造成不稳定工作状态，严重时将无法正常工作，或设置参数波动较大，影响正常使用。阶段3抑制谐波的对策1.从设计制造角度选用IGBT功率器件，应考虑空间电压矢量控制，多相叠加（如六相、十二相），多重化移相，调制过程中参数值的确定等几

4、方面问题。2.从使用安装角度采用进线AC电抗器、出线DC电抗器、输出正弦滤波器，不共用地线，分开供电电源(变频器、受干扰电气设备)，开关电源供计算机或电子仪器仪表，用隔离变压器供电，出线与进线分开一定距离，进、出线穿金属管并接地，用屏蔽电线并接地，输出用四芯电线(一芯接地)，电动机外壳接地，变频器单独接地，采用绝缘型电源变压器(中心点不接地)，缩短线路长度，不同沟内(桥架)放置信号控制线和主电路或其他设备线路，信号线不接地而连接于信号共用线等。必要时还可使用零序电抗器、浪涌吸收器、浪涌抑制器、输入抑制电

5、抗器，以及用绞合线布线等。也可人为减低变频器的载波频率(1～15kHz)，消除干扰影响，一般频率低干扰下降，但噪声可能要大些，电流波形平滑性要差些，具体值可现场调试而定。必要时选用专用的变频电动机。总之，采用上述对策方法后，基本可消除谐波的干扰或极大削弱谐波的影响程度。以上诸多措施，只选其中几项即可，按现场具体条件、情况而定。阶段4谐波的标准及限值国家标准GB12668—1990《变频器标准及产品实验要求》的具体规定如下：电压畸变≤10%，奇次≤5%，偶次≤2%，短时(≤30s)≤10%。上述指标与美国

6、、英国、德国、日本、澳大利亚等国家规定的数值比较接近，但略大些，其原因主要是考虑现实国情。按实际运行经验，谐波在下列范围内，一般可以正常使用。(1)对于电动机，谐波值在10%～20%电子开关，但当＞20%时要误动作。(2)对于仪表，电压畸变＜10%，电流畸变＜10%，这时误差<1%的。(3)对于计算机，超过5%要产生干扰。阶段5高压变频器的谐波问题高压变频器一般是指电压级为3kV、6kV、10kV，功率为300～10000kW的变频器，因其电压高、功率大，谐波问题是更要着重注意的，一旦有干扰，影响更大，

7、危害也更严重。为此，1992年美国制定了IEEE95标准，但目前，高压变频器的制造商在以下主要参数上都已达标或超标，具体数值如下：(1)采用30脉冲变频，可不加任何谐波滤波器就能满足各国供电部门对电压和电流失真最严格的要求。(2)采用多重化的脉宽调制技术，因而输出波形为非常完美的正弦波。(3)cosφ≥0.95。(4)效率：变频器为98%，系统为96.5%。(5)噪声：<75dB。(6)频率精度：＜±0.5%。(7)转矩脉动：0.1%(0～500Hz)。(8)是完美无谐波，总电流失真为0.8%，总电压失

8、真为1.2%。任务2变频器的谐波特性、抑制方法及测量阶段1变频器的谐波特性低压变频器的主电路大都选用交—直—交电压源型的，如图6-1所示。它的输入及输出电压、电流波形如图6-2所示。图6-1交—直—交电压型变频器主电路及输出电流波形图6-2输入及输出电压、电流波形输入部分的电压波形是正弦的，因取于电网电源R、S、T，所以是正弦的，但电流波形是非正弦的，因有非线性二极管组成三相桥式整流电路，经电容滤波及二极管的参数离散就造成了非正弦的电流波形