由于目前的變頻器幾乎都采用PWM控制方式，這樣的脈沖調(diào)制形式使得變頻器運(yùn)行時(shí)在電源側(cè)產(chǎn)生高次諧波電流，并造成電壓波形畸變，對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

 

    隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型用電設(shè)備越來(lái)越多地問(wèn)世和使用，高次諧波的影響越來(lái)越嚴(yán)重。電力系統(tǒng)受到諧波污染后，輕則影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率;重則損壞設(shè)備以至危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。諧波產(chǎn)生的主要由以下兩大因素造成：

 

    1. 可控硅整流裝置和調(diào)壓裝置等的廣泛使用，晶閘管在大量家用電器中的普通采用，以及各種非線(xiàn)性負(fù)荷的增加導(dǎo)致波形畸變。

 

    2. 設(shè)備設(shè)計(jì)思想的改變。過(guò)去傾向于采用在額定情況以下工作或余量較大的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在為了競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)電工設(shè)備傾向于采用在臨界情況下的設(shè)計(jì)。例如，有些設(shè)計(jì)為了節(jié)省材料使磁性材料工作在磁化曲線(xiàn)的深飽和區(qū)段，而在這些區(qū)段內(nèi)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致激磁材料波形嚴(yán)重畸變。高次諧波的危害

 

    高次諧波的危害具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

 

    1、電力電子設(shè)備

 

    電力電子設(shè)備通?？烤_電源零交叉原理或電壓波形的形態(tài)來(lái)控制和操作，若電壓有諧波成分時(shí)，零交叉移動(dòng)、波形改變、以致造成許多誤動(dòng)作。

 

    2、電力電容器

 

    當(dāng)高次諧波產(chǎn)生時(shí)，由于頻率增大，電容器阻抗瞬間減小，涌人大量電流，因而導(dǎo)致過(guò)熱、甚至損壞電容器，還有可能發(fā)生共振，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。

 

    3、變壓器

 

    電流和電壓諧波將增加變壓器銅損和鐵損，結(jié)果使變壓器溫度上升，影響絕緣能力，造成容量裕度減小。諧波還能產(chǎn)生共振及噪聲。

 

    4、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

 

    電流和電壓諧波同樣使電動(dòng)機(jī)銅損和鐵損增加，溫度升。同時(shí)諧波電流會(huì)改變電磁轉(zhuǎn)距，產(chǎn)生振動(dòng)力矩，使電動(dòng)機(jī)發(fā)生周期性轉(zhuǎn)速變動(dòng)，影響輸出效率，并發(fā)出噪聲。

 

    5、開(kāi)關(guān)設(shè)備

 

    由于諧波電流使開(kāi)關(guān)設(shè)備在起動(dòng)瞬間產(chǎn)生很高的電流變化率，使暫態(tài)恢復(fù)峰值電壓增大，破壞絕緣，還會(huì)引起開(kāi)關(guān)跳脫、引起誤動(dòng)作。

 

    6、保護(hù)電器

 

    電流中含有的諧波會(huì)產(chǎn)生額外轉(zhuǎn)距，改變電器動(dòng)作特性，引起誤動(dòng)作，甚至改變其操作特性，或燒毀線(xiàn)圈。

 

    7、計(jì)量?jī)x表

 

    計(jì)量?jī)x表因?yàn)橹C波會(huì)造成感應(yīng)盤(pán)產(chǎn)生額外轉(zhuǎn)距，引起誤差，降低精度，甚至燒毀線(xiàn)圈。

 

    8、其它

 

    高次諧波還會(huì)對(duì)電腦、通信、設(shè)備電視及音響設(shè)備、載波遙控設(shè)備等產(chǎn)生干擾，使通信中斷，產(chǎn)生雜訊，甚至發(fā)生誤動(dòng)作，另外還會(huì)對(duì)照明設(shè)備產(chǎn)生影響。高次諧波特征量

 

    為了便于諧波的計(jì)量和管理，在實(shí)際工作中常需用數(shù)字來(lái)集中表征畸變波形的某種特性,因此定義了一些特征量,諸如畸變率、諧波含量、通信干擾指標(biāo)(TIF)、波幅系數(shù)、波形系數(shù)等,其中畸變率和諧波含量應(yīng)用最廣泛。

 

    ●畸變率

 

    表征波形畸變的程度。它是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。各次諧波電壓的有效值的均方根值與額定電壓或其基波電壓有效值的百分比，稱(chēng)為電壓正弦波形畸變率，簡(jiǎn)稱(chēng)畸變率(DφU)，即(%)許多國(guó)家規(guī)定低壓供電電壓的畸變率不許超過(guò)5%。

 

    ●諧波含量

 

    工程上常要求給出電壓或電流畸變波形中某次諧波的含量，以便于監(jiān)測(cè)和采取防治措施。定義電壓(或電流)畸變波形的第n次諧波含量等于第n次諧波電壓(或電流)有效值 Un(或In)與其基波電壓(或電流)有效值U1(或I1)的百分比。高次諧波的抑制

 

    高次諧波的對(duì)策，從設(shè)計(jì)制造角度：選用IGBT功率元件，空間電壓矢量控制，多相疊加，例如六相，十二相，多重化移相，調(diào)制過(guò)程中選擇合理的參數(shù)值等。一般以高品位，名牌和采用新技術(shù)的產(chǎn)品為好。從使用安裝角度：采用進(jìn)線(xiàn)AC電抗器，出線(xiàn)采用DC電抗器或正弦濾波器;不共用地線(xiàn)，分開(kāi)供電電源(變頻器，受干擾設(shè)備分開(kāi)供電);易受干擾的設(shè)備采用隔離電感器供電;變頻器出線(xiàn)與進(jìn)線(xiàn)采用屏蔽線(xiàn)并接地，且分開(kāi)一定距離;進(jìn)、出線(xiàn)穿金屬管并接地;輸出使用四芯電纜(一芯接地)，電機(jī)外殼接地，變頻器單獨(dú)接地;采用絕緣型電源變壓器(中性點(diǎn)不接地);縮短線(xiàn)路長(zhǎng)度;電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)單獨(dú)敷設(shè)，避免交叉，不能避免時(shí)，必須垂直交叉，絕對(duì)不能平等敷設(shè);信號(hào)線(xiàn)屏蔽層不接到電機(jī)或變頻器的地，而應(yīng)該接到控制線(xiàn)路的公共端;必要時(shí)可采用零序電抗器、電涌吸收器、電涌抑制器，輸入抑制電抗器;使用絞線(xiàn)布線(xiàn)。亦可降低變頻器的載波頻率來(lái)消除干擾的影響。一般頻率降低干擾會(huì)下降，但噪音可能要大些，電流波形平滑性要差些。具體可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試而定，必須時(shí)采用專(zhuān)用的變頻電機(jī)。

 

    總之，采用以上對(duì)策后，基本可消除高次諧波的干擾或大大減弱高次諧波的影響。以上諸多措施，只是選其中幾項(xiàng)即可，按現(xiàn)場(chǎng)具體條件、情況而定。

 

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