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变频器产生谐波的原理

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文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2016-07-02 15:39:00

变频器由于优越的调速性能、节能效果显着以及可以接受的价格,使它获得广泛应用,但是也带来不可忽略的不良后果,在交流输入侧,将产生谐波输入到电网中,给电网造成谐波污染,严重时影响到用电设备的安全运行,因此必须对谐波进行治理或抑制。变频调速在工业生产中具有十分重要的意义,但是由于变频器在输入回路中产生的高次谐波电流,对供电系统,负载及其他邻近电气设备产生干扰;尤其是在高精度仪表、微电子控制系统等应用中,谐波干扰问题尤为突出。

凡是在电源侧有整流回路的,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380V/50HZ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(N为自然常数)。如果电源侧电抗充分小、换流重叠?可以忽略,那么第K次高次谐波电流的有效值为基波电流的1/K。

变频器的谐波源:

1)电流源型变频器,变频器前端用单相或三相桥式整流在直流侧用大电感平波(像直流调速一样),变频器产生的谐波电流近似用下列公式计算;IH=I1/H,H为第N次谐波电流,I1为负荷的基波电流。例5次谐波电流约为基波电流20%,但通用的变频器并不采用这种电流源型的平波方案而采用电压源型大电容平波。

2)电压源型变频器,采用大电容平波电压型谐波源。变频器前端用单相或三相桥式整流在直流侧用大电容平波,变频器网侧谐波电流及波形由线路总等效阻抗和主电容两端的电压共同决定,同时受二极管整流器本身参数的影响。另外,其电流大小和波形与直流侧电压密切相关,而直流侧电压又会随着负载变化而波动。因此,通过解析表达式定量地计算变频器网侧电流比较困难,在工程上也不实用。

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