西門子變頻器產生的高次諧波的危害
發布日期:
2022-07-11

諧波產(chan) 生的根本原因是由於(yu) 非線性負載所致。當電流流經負載時,與(yu) 所加的電壓不呈線性關(guan) 係,就形成非正弦電流,從(cong) 而產(chan) 生諧波。諧波頻率是基波頻率的整倍數,任何重複的波形都可以分解為(wei) 含有基波頻率和一係列為(wei) 基波倍數的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波,每個(ge) 諧波都具有不同的頻率,幅度與(yu) 相角。諧波可以I區分為(wei) 偶次與(yu) 奇次性,第3、5、7次編號的為(wei) 奇次諧波,而2、4,6、8等為(wei) 偶次諧波,如基波為(wei) 50Hz時,2次諧波為(wei) 100Hz,3次諧波則是150Hz。一般地講,奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相係統中,由於(yu) 對稱關(guan) 係,偶次諧波已經被消除了,隻有奇次諧波存在。對於(yu) 三相整流負載,出現的諧波電流是6n±1次諧波,變頻器主要產(chan) 生5、7次諧波。

傳(chuan) 導是指高次諧波按著各自的阻抗分流到電源係統和並聯的負載,對並聯的電氣設備產(chan) 生幹擾;感應耦合是指在傳(chuan) 導的過程中,與(yu) 變頻器輸出線平行敷設的導線又會(hui) 產(chan) 生電磁耦合形成感應幹?電磁輻射是指變頻器輸出端的高次諧波還會(hui) 產(chan) 生輻射作用,對鄰近的無線電及電子設備產(chan) 生幹擾。要有效地對高次諧波治理,就必須先了解它的危害表現形式。

(1)電力電子設備:電力電子設備通常靠精確電源零交叉原理或電壓波形的形態來控製和操作,若電壓有諧波成分時,零交叉移動、波形改變、以致造成許多誤動作。

(2)計量儀(yi) 表:計量儀(yi) 表因為(wei) 諧波會(hui) 造成感應盤產(chan) 生額外轉距,引起誤差,降低精度,甚至燒毀線圈。

(3)電力電容器:當高次諧波產(chan) 生時由於(yu) 頻率增大,電容器阻抗瞬間減小,湧人大量電流,因而導致過熱、甚至損壞電容器,還有可能發生共振,產(chan) 生振動和噪聲。

(4)變壓器:電流和電壓諧波將增加變壓器銅損和鐵損,結果使變壓器溫度上升,影響絕緣能力,造成容量裕度減小。諧波還能產(chan) 生共振及噪聲等。

(5)開關(guan) 設備:由於(yu) 諧波電流使開關(guan) 設備在起動瞬間產(chan) 生很高的電流變化率,使暫態恢複峰值電壓增大,破壞絕緣,還會(hui) 引起開關(guan) 跳脫、引起誤動作。

(6)保護電器:電流中含有的諧波會(hui) 產(chan) 生額外力距,改變電器動作特性,引起誤動作,甚至改變其操作特性,或燒毀線圈。

(7)感應電動機:電流和電壓諧波同樣使電動機銅損和鐵損增加,溫度升。同時諧波電流會(hui) 改變電磁轉距,產(chan) 生振動力矩,使電動機發生周期性轉速變動,影響輸出效率,並發出噪聲。

另外,高次諧波還會(hui) 對電腦、通信設備、電視及音響設備、載波遙控設備等產(chan) 生幹擾,使通信中斷,產(chan) 生雜訊,甚至發生誤動作,另外還會(hui) 對照明設備產(chan) 生影響。了解變頻器以及變頻器諧波產(chan) 生的機理,變頻器諧波以及其危害性,以及采用變頻器隔離、接地或采用無源濾波器、有源濾波器、加設無功補償(chang) 裝置以及綠色變頻器等方法。隨著電力電子技術以及微電子技術等技術的飛速發展,在治理諧波問題上將會(hui) 邁上一個(ge) 新的台階,將變頻器產(chan) 生的諧波控製在最小範圍之內(nei) 以達到抑製電網汙染,提高電能質量。

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