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变频器高次谐波干扰及对策

时间:2012-09-18 13:38来源:未知 作者:360期刊网 点击:

  变频调速器也称变频器,全称为变频变压调速器。它采用大功率晶体管GTR作为功率元件,以单片机为核心进行控制,采用SPWM正弦脉宽调制方式,是电力电子与计算机控制相结合的机电一体化产品。它将随着功率元件和计算机技术的发展,结构上做到体和小,重量轻;性能上优于以往的变极调速、串阻调速、串极调速、滑差电机调速等交流电机调速方式并且将会逐步以这种崭新的调速技术取代直流电机调速。用交流异步电机取代直流电机,将使调速系统更加简单。

  变频器应用于各行各业,既能提高设备的效率,满足生产工艺的需求,又能获得显著的节能降耗效果,并有如下的优越性:(1)电力拖动系统故障率低;(2)工作特性优越;(3)变频器可实现软起动;(4)低转下转矩恒定;(5)延长设备使用寿命;(6)软起动下转矩平滑;(7)起停冲击小。

  一、使用中的谐波干扰

  在各行各业的众多用电设备中,电动机是最多的用电设备,其耗电量约占全部用电量的50%以上,对电力拖动系统,除改进设备设计,优化系统的配置外,还应大力推广应用变频调速技术进行节能改造,这将具有深远的经济效益和社会效益。在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的:

  1.可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用,晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。

  2.设备设计思想的改变。过去倾向于采用在额定情况以下工作或容量较大的设计。现在为了竞争,对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。

  二、谐波的危害

  1.使电源电压畸变,电压质量下降,线损增大。

  2.使电机发热(电流谐波增加铜耗,电压谐波增加铁耗)效率下降,φcos减少。

  3.使电机震动增大,转速不稳,产生抖动。4.使电机噪音增大。

  5.高次谐披与电线电容谐振产生过电压,危害绝缘强度,使之耐压降低,以至造成过电压击穿(线路长时更危险)。

  6.使电容器产生过热,增加损耗,以至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,使电子设备工作不稳定,严重时甚至元法工作或设置参数过大影响正常工作。

  三、谐波的对策

  1.从设计制造角度:选用IGBT功率元件,空间电压矢量控制,多相叠加,例如六相,十二相,多重化移相,调制过程中选择合理的参数值等。一般以高品位,名牌和采用新技术的产品为好。