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變頻器諧波治理、變頻器濾波器、變頻器進線濾波器

發布時間：2012-12-14 瀏覽次數：416 返回列表

注意：本產品所提到的變頻器濾波器并不是電磁（高頻諧波）干擾濾波器，而是電能質量治理（低次諧波）的濾波器，如有疑問，歡迎咨詢我們！

變頻技術在大量的感性負載節能方面有著無可替代的地位，節約的電能有時能達到30%以上，效益十分可觀。隨著變頻器日益廣泛的普及和應用，其占電網總負荷的比例已經越來越大。其中大部分額定電壓為三相380V的交直交型變頻器。然而，隨之帶來的網側諧波問題也越來越受到各變頻器用戶和供電部門的關注。
1、概述
由于變頻器的整流部分一般為三相全波不可控整流，直流回路采用大電容作為濾波器。這樣，雖然變頻器的網側輸入電壓波形基本上是正弦波，但輸入電流是脈沖式的充電電流，表現在網側的有5、7、11、13、15、17、19次諧波電流，一般最大以5、7次為主。其波形如圖1所示。感型負載在運行中要消耗大量的無功電流，但是諧波會使無功補償裝置不能正常運行，并且導致一些現代化的精密控制機床無法運行，因此對使用變頻器的系統采取諧波治理措施是必須的。

   2、變頻器供電系統的諧波抑制與無功功率補償方法
　　根據變頻器分類，變頻器供電系統的就地諧波治理與無功功率補償裝置分為：含各次濾波器的TSC動態無功功率補償裝置、6%電抗的TSC動態無功功率補償裝置、固定投入各次濾波器的裝置、有源電力濾波器。
　　2.1 交-直-交電流型變頻器
　　電網通過可控硅三相全控橋給變頻器供電，功率因數角約等于控制角a。供電電流包含6±1次諧波(K=1、2、3…)，并且在直流電流無脈動的理想情況下，n次諧波電流含量是基波電流的1/n。實際上，直流電流脈動導致五次諧波和七次諧波含量增加，大于七次諧波的高次諧波含量減少。
　　就地實現諧波治理和無功功率補償是安裝含各次濾波器的TSC動態無功功率補償裝置。裝置中計算機根據基波無功功率投入一定數量的五次、七次、十一次和十三次濾波器。濾波器對基波呈容性，補償基波無功功率；濾波器對諧波呈現很小的電感，濾除各次諧波無功功率。
　　2.2 交-交變頻器
　　電網通過可控硅三相可逆整流橋給變頻器供電，功率因數很低。從電電流不僅包含6K±1次諧波(K=1、2、3…)，還在諧波附近出現間隔為變頻器輸出頻率的間諧波。用五次、七次、十一次和十三次濾波器可以濾除諧波，但是濾波器器對一些間諧波呈容性，必然產生間諧波放大現象。
　　就地實現諧波、間諧波治理和無功功率補償是安裝6%電抗的TSC動態無功功率補償裝置。特點是對五次和五次以上諧波和間諧波都呈感性，沒有諧波放大現象。對五次、七次諧波和五次、七次諧波附近的間諧也有一定的濾波效果。
　　2.3交-直-交電壓型變頻器
　　電網通過三相二極管整流橋給變頻器供電，功率因數大于0.97。由于二極管整流橋僅在網壓峰頂開通，對電容器充電，電流波形是導通角較窄的尖鋒。供電電流包含6K±1次諧波(K=1、2、3…),諧波含量隨進線電抗和直流濾波電抗的電感量增加而減少。一般來說，加電抗器后五次諧波、七次諧波十一次諧波和十三次諧波仍然占40%、35%、25%和20%。
　　對供電變壓器還有其它感性負載的場合，可以安裝含各次濾波器的TSC動態無功功率補償裝置；對幾乎全是交-直-交電壓型變頻器的車間由于不需要補償基波無功功率需要濾除諧波無功功率，應安裝固定投入各次濾波器的裝置。為了防止輕載過補償對電網電壓的提升，該濾波器應該具有提供的基波容性抗器應在設計時考慮諧波發熱和過壓問題。

3、變頻器供電系統的諧波治理與無功功率補償的原理和應用
　　下面就TSC動態無功功率補償裝置和固定投入的濾波裝置的結構、原理作簡要介紹。其特點是晶閘管電子開關將濾波器投入、退出電網速率為10mS，無功補償動態響應時間15mS，各次諧波濾除率80%以上。濾波器為L-C串聯濾波器，可以設計成五次、七次、十一次、十三次濾波器或6%電抗濾波器。
　　如果負載相電流分別為ia、ib和ic，其對應無功電流分量的有效值是Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t),采用星電容器接法，線間補償電流的有效值分別為Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t)。線間應投入多少單位電容量nab(t)、nb(t)和nca(t)：
　　3.1 從包含諧波的負載相電流ib和ic中計算負載三相無功電流Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t)。
　　3.2 根據負載三相無功電流計算三相補償電流Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t)。
　　3.3 根據三相補償電流和網壓計算各路應投入多少單位電容naq(t)、nbq(t)和ncq(t)。
　　為降低輻身干擾，選用鐵芯電抗器。裝置的核心技術是晶閘管電子開關高速率將濾波器投入、退出電網平滑無沖擊。裝置內計算機還對散熱器溫度、補償電流、電網電壓和接觸器接點進行監視，在無人值守情況下，實現散熱器超溫、補償電流過流和過載、電網電壓氛相和相序錯、接觸器等故障的保護和容錯運行。裝置運行后，不僅使功率因數大于0.95，而且使諧波電流和網壓畸變率均達GB/T14549-93國家標準。
　　固定投入的濾波裝置主回路類似，只不過晶閘管電子開關換成了接觸器。計算機控制系統按一定次序和時間間隔投入各次濾波器。為避免諧波放大，為減少投切沖擊和防止補償網壓提升，電容量應做

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