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1、变频器高次谐波抑制措施对小容量的通用变频器,高次谐波很少成为问题,但当使用 的变频器容量大或数量多时,往往就会产生高次谐波电流和 高次谐波干扰问题,因此对于高次谐波先采取适当的对策和 预防措施是非常重要的。1.改善变频器构造可以从变频器自身硬件构造或者整个变频系统的构建 方式和设备选择等方面考虑,从根本上减少变频系统注入电 网的谐波、无功等污染。(1)变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互 独立,或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压 器;(2)在整流环节采用多重化技术,提高脉波数,可以有 效地提高特征谐波次数,降低特征谐波幅值。对于大容量晶 闸管变频器可以采取这种方法,利用多重化抑
2、制流向电源侧 的高次谐波;(3)采用高频整流电路,改善整流波形,提高功率因数, 直流电压可调节;(4)逆变环节采用高开关频率高的电力电子器件,如 MOSFET, IGBT等,可以提高载波频率比,抑制变频器输出端 的高频谐波。(5)在逆变环节采用多重化技术,提高脉波数,使输出 的电流电压波形更加接近正弦波。但重数越多电路越复杂,可靠性会随之降低,三重化电路可以兼顾输出波形质量和设 备可靠性,较理想。2 .采用合适的控制策略从变频器控制器这一点出发,可采用更合适的控制策略 或者在原来的控制策略根底上作点优化和改良,原理上更大 限度地减少谐波的产生。以实际应用中常用的正弦脉宽调制 法(SPWM)法和
3、特定消谐法(SHE)法为例。根据SPWM基本理论,当调制波频率为红,载波频率为 fc,载波频率比N=fc/fr,单极性SPWM控制在输出电压中产 生N-3次以上的谐波,双极性SPWM控制在输出电压中产生 N-2次以上的谐波。比方,N=25,采用单极性SPWM控制,低 于22次的谐波全被消除,采用双极性SPWM控制,低于23 次的谐波全被消除。但输出电压频率较高的时候,由于受到元件开关频率的 限制,N值不可能大,SPWM控制的优势就不太明显了,这个 时候选择SHE法可以在开关次数相等的情况下输出质量较高 的电压、电流,降低了对输入、输出滤波器的要求。3 .采取滤波电路在变频器外部采取措施,综合考
4、虑变频器注入电网的特 征谐波以及个别变频器的特有非特征谐波特性,制订滤波方 案对污染源开展治理。也即通常说的先污染,后治理。只用 滤波器效果并不理想,与上述二类方法配合作用更见效。(1)假设变频器输入侧没有装设专用变压器,可在输入侧 接入交流电抗器(ACL)使整流阻抗增大,抑制高次谐波电流。(2)在变频器和电网系统间的电力回路中使用交流滤 波器。交流滤波器有调谐滤波器和二次型滤波器,调谐滤波 器用于单次谐波的吸收,而二次型滤波器那么适用于多个高次 谐波的吸收,一般两者组合使用,消除某个单次谐波同时滤 除某次及以上的谐波。(3)在变频器输出端加LC滤波器可以滤除变频器输出 的高次谐波,且可以延长PWM的上升沿,减小dV/dt,从而 抑制变频输出过电压。如果采用LC滤波器接外壳,还可以 滤除变频器输出的零序分量,防止零序电压经定子绕组与定、 转子边的寄生电容产生的电流对电机等设备造成损失。