高压变频器中谐波的产生和治理

2015/04/29 | 作者: 广州科誉 | 查看: | 评论: 0 | 来源: 科誉变频器维修培训官网

在电力系统中，对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解后，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量被称为谐波。

在高压变频器系统中，由于大量使用IGBT等非线性电力电子功率器件，变频器从电网中吸取能量的方式均不是连续的正弦波，而是以脉冲的断续方式向电网索取电流，这种脉冲电流和电网的沿路阻抗共同形成脉冲电压降叠加在电网的电压上，使电压发生变化，经傅里叶分析可知，这种非同期正弦波电流是由频率相同的基波和频率大于基波频率的谐波组成。

抑制谐波的基本思路有三：其一是装设谐波补偿装置来补偿谐波，其二是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控制为1，其三是在市电网络中采用适当的措施来抑制谐波，具体方法有以下几种。

1）采用多相脉冲整流在条件允许或是要求谐波限制在比较小的情况下，可采用多相整流的方法。12 相脉冲整流THD原V 为10%-15%，18 相脉冲整流的THD原V 为3%-8%，满足国际标准的要求。需要专用的移相变压器，这也是现阶段高压变频器普遍采用的方法。

2）安装适当的电抗器变频器的输入侧功率因数取决于装置内部的AC-DC变换电路系统，可利用并联功率因数校正DC 电抗器组，电源侧串联AC 电抗器的方法，使进线电流的THD原V 降低30%耀50%，是不加电抗器谐波电流的一半左右。

3）装设有源电力滤波器除传统的LC滤波器还在应用外，目前谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器。它串联或是并联于主电路中，实时从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等，方向相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，其特性不受系统的影响，无谐波放大的危险，因而倍受关注，在日本等国家已获得广泛应用。