變頻器的諧波電流控制方法

1、變頻器的諧波電流控制方法    變頻器是現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應用的設備。由于用變頻器控制風機和水泵能夠顯著節(jié)省電能，因此應用日益廣泛。但是，變頻器工作時產(chǎn)生嚴重的諧波電流，這已經(jīng)成為電網(wǎng)的主要污染源。    變頻器諧波帶來的最常見的故障現(xiàn)象是，無功補償裝置損壞，跳閘，變壓器過熱，同一個電網(wǎng)上的其他電子設備受干擾，等等。    主要是低壓變頻器工作時產(chǎn)生嚴重的諧波電流，中高壓變頻器一般適用12脈或18脈整流電路，產(chǎn)生的諧波電流很小。    低壓

2、變頻器之所以產(chǎn)生諧波電流，是因為變頻器的輸入端是整流電路。整流電路是最典型的諧波源。一般低壓變頻器的輸入端是三相六脈整流電路，變頻器的電流波形如圖1(a)所示，諧波電流的頻譜如圖1(b)所示，主要成份是：5、7、11、13、17、19等(6N1的規(guī)律)。總諧波電流畸變率THID與變頻器的品牌、變頻器的功率、電網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗、變頻器的負載等因素有關(guān)。    圖1 變頻器的輸入電流波形和頻譜    變頻器的諧波電流發(fā)射與變頻器的品牌有關(guān)，主要是因為不同品牌的變頻器中所使用的濾波電路的不同，這包括，是否內(nèi)嵌了直流電抗器或交

3、流電抗器、濾波電容的容量大小等。    通常，變頻器的額定功率越小，產(chǎn)生的諧波電流發(fā)射越嚴重，表1是不同功率的變頻器產(chǎn)生的諧波電流發(fā)射。需要注意的是，這里講的諧波電流發(fā)射嚴重是指諧波電流畸變率THID更大，并不是諧波電流的絕對值更大。了解這個特點很重要，這意味著，大量的小功率變頻器同時工作時，他們產(chǎn)生的諧波電流要比同樣功率的一臺大功率變頻器產(chǎn)生的諧波更嚴重。例如，10臺11kW的變頻器工作時向電網(wǎng)注入的諧波電流要大于一臺110kW變頻器工作時向電網(wǎng)注入的諧波電流，盡管他們的總功率相同。    表1 不同功率的變頻器

4、的諧波電流發(fā)射                     變頻器的功率        THID                  &

5、#160;   1 20HP               >100%                 25 40HP           80100%&#

6、160;                50 150HP            6080%                 200HP以上  

7、;       5070%              變頻器的諧波電流發(fā)射還與變頻器的負載有關(guān)，負載越輕，THID越大。這提示我們不要用功率余量過大的變頻器。例如，如果用22kW的變頻器驅(qū)動11kW電機的電機時，要比用11kW的變頻器驅(qū)動產(chǎn)生更大的諧波電流發(fā)射。請讀者思考其中的道理，這對于加深理解諧波電流產(chǎn)生的機理十分有益。    同一臺變頻器所產(chǎn)生的諧波電

8、流發(fā)射與電網(wǎng)的阻抗有關(guān)，電網(wǎng)的阻抗越低(電源    表2 變頻器在不同電網(wǎng)阻抗條件下的諧波電流發(fā)射                諧波次數(shù)            電網(wǎng)的阻抗         

9、           0.5%            1%            1.5%            2% 

10、           2.5%            3%                    5      

11、;      0.8            0.6            0.5            0.46     

12、0;      0.42            0.4                    7          &#

13、160; 0.6            0.37            0.3            0.22          

14、  0.2            0.16                    11            0.18  

15、;          0.12            0.1            0.09            0.08 &#

16、160;          0.073                    13            0.1     

17、0;      0.075            0.06            0.058            0.05    

18、0;       0.049                    17            0.073        

19、0;   0.062            0.04            0.036            0.032       

20、60;    0.03                    19            0.06            

21、;0.042            0.03            0.028            0.025          

22、0; 0.022                    THID            102.5%            72.2%            5