变频器的谐波及常用解决方法

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变频器谐波治理方案

变频器谐波治理方案

变频器谐波治理方案变频器是现代电力传动系统中的核心,其优点包括高效率、低噪声、易于控制和维护。

然而,变频器也会产生谐波,这会给电力系统带来一些问题,如加剧电网电压畸变、损坏设备等。

因此,需要制定一些变频器谐波治理方案来解决这些问题。

第一种谐波治理方案是使用谐波滤波器。

这种方法是通过添加一个LC谐波滤波器来滤除变频器产生的谐波。

通过选用合适的谐波滤波器,可以有效地减少电网的谐波含量,从而达到谐波治理的目的。

然而,谐波滤波器的成本较高,其安装和调试也相对复杂,需要专业的工程师来完成。

第二种谐波治理方案是使用变频器自带的谐波控制技术。

现代变频器通常都具有谐波控制技术,可以通过自带的谐波控制回路来降低谐波含量。

这种方法不需要额外的滤波器,可以减少成本和安装难度。

但需要注意的是,这种方法只适用于小功率的变频器,对于大功率的变频器,谐波控制技术并不是非常有效。

第三种谐波治理方案是使用多电平变频器。

多电平变频器通过使用多级电路来减少谐波含量。

这种方法可以有效地降低谐波含量,并且具有较低的电磁干扰和噪声。

然而,多电平变频器的成本和体积都相对较大,需要更高的设计和维护技术。

第四种谐波治理方案是采用无谐波变频器。

无谐波变频器通过使用原理与多电平变频器相似的PWM调制技术来消除谐波。

这种方法可以有效地消除谐波含量,并且不需要使用谐波滤波器或谐波控制技术。

但需要注意的是,无谐波变频器通常成本较高。

综上所述,针对变频器产生的谐波问题,我们有多种谐波治理方案可供选择。

具体选用哪种方案需要根据不同的应用场合和需求综合考虑。

无论选择何种方法,都需要确保谐波含量在电网允许范围内,并且满足国家相关标准和法规的要求。

变频器谐波问题干扰范围及处理方法

变频器谐波问题干扰范围及处理方法

变频器常见谐波问题以及解决方法变频器常见谐波问题以及解决方法在现代化港口、矿井、运输港的建设中,变频软启动渐渐替代机械软启动,如常规液力耦合器,CST液力软启动,成为市场主流,其主要原因为可控性高,精度强。

变频器在使用过程中也会相应的出现自己的问题,重点介绍下在现场安装中变频器谐波问题以及处理办法。

就矿井使用的变频器而言,非下运皮带大都使用二象限的,因不需要对电网进行电能反馈,下运皮带在运行以后对电网进行电能反馈,既逆向输送电力,而非使用电力,四象限变频器就是除了正反转外还能控制,实现能量反馈回电网的变频器。

2象限指的就是普通的控制速度的变频器。

内部除了控制方式不同外,硬件方面主要就是4个象限变频器整流和逆变电路都使用可双向导通的半导体元件,一般是IGBT。

而2象限的整流部分一般是晶闸管或二极管。

而就谐波问题而言,问题重点出现在四象限变频器,因产生的奇数次谐波较强,且干扰问题严重,频器正常工作中,由于变频器高次谐波的影响引发控制电路发生串联谐振,造成系统电源故障,就功率等级而言,75KW以上四象限变频器因考虑进行谐波治理,而二象限变频功率在100KW以下可以进行常规处理即可。

在变频器使用过程中,经常出现误指示、乱码等情况;变频器停止工作时系统完全恢复正常。

很明显这是由于变频器高次谐波分量对电源的干扰造成的,通常,对此最为行之有效的办法就是对控制电路的供电电源加装电源滤波器。

在加装市售的通用电源滤波器后,系统恢复了正常,但是随之又有新的问题出现了,控制电路中的熔断器频繁熔断。

停电后对电路进行检查,经现场详细观察发现,在系统逐渐升速过程中,变频器运行输出在某个频段之间时频繁发生短路故障。

而且,将变频器的负载(电动机)断开后,该故障现象仍频繁出现,在去掉电源滤波器后该故障消失。

因此,首先对该滤波器进行了检查,拆开后发现滤波器采用的是常见的π型滤波。

检查发现电源滤波器本身没有任何故障,进一步分析变频器的工作原理可知,在交-直-交型变频器中,电网通过三相整流桥给变频器供电,供电电流利用傅立叶级数可以分解为包含基波和6K±1次谐波(K=1,2,3…)分量等一系列谐波分量,谐波含量随进线电抗和和直流滤波电抗的电感量增加而减少。

变频器谐波抑制方法

变频器谐波抑制方法

变频器谐波抑制方法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. 改善变频器结构可以从变频器自身硬件结构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基础上作点优化和改进,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)法和特定消谐法(SHE)法为例。

根据SPWM基本理论,当调制波频率为fr,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。

比如,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。

变频器的谐波电流与控制方法

变频器的谐波电流与控制方法

变频器的谐波电流与控制方法变频器是一种用来变换电源频率的装置,它在一些特殊的应用中可以产生谐波电流。

谐波电流会引起诸如电压畸变、电网谐波污染、电器设备损坏等问题。

因此,控制谐波电流是变频器应用过程中的一个重要问题。

控制变频器谐波电流的方法可以分为主动方法和被动方法两种。

下面将详细介绍这两种方法的原理和实现。

主动方法是指通过变频器内部的控制策略来减小谐波电流的方法。

主动方法的核心是通过改变变频器输出电压的波形来减小谐波电流。

常用的主动控制方法包括:多重谐波注入法、PWM调制法和谐波补偿法。

1.多重谐波注入法:该方法是通过在变频器的输出端注入特定频率和幅值的谐波电流,通过相互相消来减小实际电压中的谐波电流。

这样就能减小整个系统中的谐波电流,并且可以选择性地消除特定频率的谐波。

2. PWM调制法:该方法是通过改变变频器的PWM调制波形,来减小输出电压中的谐波电流。

常用的PWM调制技术包括:Sinusoidal PWM和Space Vector PWM等。

3.谐波补偿法:该方法是通过在变频器输入端添加谐波电流补偿装置,来减小谐波电流。

常见的补偿方法有:有源谐波补偿方法和无源谐波补偿方法。

有源谐波补偿方法是指在输入端加入一个逆变电源来产生反向谐波电流来达到谐波补偿的目的。

无源谐波补偿方法是指通过谐振电路将谐波分解为基波和谐波两部分,然后通过控制器将这两部分电流相消。

这样可以减小谐波电流。

被动方法是指在变频器的输出端加入滤波器或者其他的谐波抑制装置来消除谐波电流。

常用的被动方法有:谐波滤波器、谐波电流隔离器等。

1.谐波滤波器:该方法是通过在变频器的输出端串联一个谐波滤波器,将谐波电流滤除,只允许基波通过。

谐波滤波器通常采用L-C型谐振电路结构。

2.谐波电流隔离器:该方法是通过变频器输出电流的测量和控制,将负责谐波电流的电流循环隔离出来,以减小谐波电流。

这样谐波电流就不会对电网和设备产生影响。

综上所述,控制变频器谐波电流的方法主要包括主动方法和被动方法。

变频器电流谐波次数

变频器电流谐波次数

变频器电流谐波次数摘要:1.变频器电流谐波的概述2.谐波次数的影响因素3.谐波次数的测量方法4.减少谐波次数的措施5.结论正文:变频器电流谐波次数在当今社会,变频器在各行各业中得到了广泛的应用,其性能直接影响着整个电气系统的运行效率和稳定性。

然而,变频器电流中存在的谐波问题一直是一个难以忽视的问题。

本文将从谐波的概述、影响因素、测量方法以及减少谐波次数的措施等方面进行详细探讨。

一、变频器电流谐波的概述变频器电流谐波,指的是在变频器输出的电流中,除了基波之外的高次谐波。

这些高次谐波会对电气设备产生不良影响,如导致设备过热、噪音增大、电磁干扰等,严重影响设备的运行寿命和可靠性。

二、谐波次数的影响因素1.电源电压的谐波:电源电压中的谐波会传递到变频器输出电流中,从而影响谐波次数。

2.变频器的设计:变频器的控制策略、开关器件的开关速度等参数都会对输出电流的谐波产生影响。

3.负载特性:不同负载特性会对电流谐波产生不同的影响。

三、谐波次数的测量方法1.采用谐波分析仪:通过对电流信号进行实时采样,并进行FFT变换,分析电流信号中的谐波含量。

2.计算谐波次数:根据谐波分析结果,统计电流信号中谐波的次数。

四、减少谐波次数的措施1.优化变频器设计:采用先进的控制策略,降低开关器件的开关速度,减少谐波产生。

2.选用高品质变频器:选择具有良好谐波抑制能力的变频器,降低谐波次数。

3.滤波器补偿:在电气系统中加入滤波器,对谐波进行有效抑制。

4.合理配置电气系统:优化电气系统的布局,减小谐波传播途径。

五、结论变频器电流谐波次数是一个严重影响电气系统运行性能和设备可靠性的问题。

通过了解谐波的产生原因、测量方法以及采取相应的减少措施,可以有效降低谐波次数,提高电气系统的稳定性和可靠性。

变频器谐波的危害及解决措施

变频器谐波的危害及解决措施

变频器谐波的危害及解决措施◎王宏泰常识李玖洋工业化的生产使变频器的应用范围进一步扩大,变频器主要使用于工业领域的调速传动。

它与以往的机械调速相比有着巨大的优势。

但由于其逆变电路开关的特性,对自身的供电电源就形成了一个典型的非线性负荷,因为他通常不是单独使用,与其配套的设备共同使用。

又因为这些设备的安装距离一般都比较近,这样就造成了互相影响。

所以,以变频器为主要使用用途的电子电力设备是公用电网中谐波产生的重要来源,影响着电力系统的电能损耗。

一、变频器结构原理和谐波产生的原因典型变频器的原理框图尽管国内目前应用的变频器外观不同,结构各异,但基本电路结构是相似的,主要有:l .主电路。

对低压变频器来说,其主电路几乎均为电压型交一直一交电路。

它由三相桥式整流器(即AC /DC 模块)、滤波电路(电容器C )、制动电路(晶体管V 及电阻R )、三相桥式逆变电路(IGBT 模块)等组成。

电压型变频器是以电压源向交流电动机提供电功率的,优点是不受负载功率因数或换流的影响。

缺点是负载出现短路或波动时,容易产生过电流,烧损模块,故必须在极短时间内采取保护措施,且只适用单方向传送,不易实现能量回馈。

2.驱动板。

由IGBT 的驱动电路、保护电路、开关电源等组成3.主控板。

由CPU 故障信号检、I/O 光偶合电路、A/D 和D/A 转换、EPROM、16MHz 晶振、通信电路等组成,多数采用贴片元件(SMT )波峰焊接技术。

4.操作盘及显示。

输入I/O 操作信号,用LED (或LCD )来显示各种状态。

5.电流传感器。

用以得到电流信号。

变频器的制造原理是把频率50赫兹的直流电转化成为各种频率的交流电源,用来实现电机变速运行的设备。

其中主电路的控制由控制电路完成,变频器设备装置主要控制交流异步电机的变速运行,调速范围大、安全可靠、能源节约效果显著;其工作原理就是目前使用较为广泛的依旧是交-直-交变频器。

变频器使用的主电路是交-直-交,经过三相不可控整流成为直流电压。

变频器的谐波干扰与抑制及参数设定

变频器的谐波干扰与抑制及参数设定

变频器的谐波干扰与抑制及参数设定变频器是一种将交流电源转换为可调控频率和电压的电力变换装置,广泛应用于工业生产中的电机驱动系统。

然而,变频器在运行过程中会产生谐波干扰,给电气设备带来诸多问题。

本文将重点介绍变频器的谐波干扰、抑制方法以及参数设定。

一、变频器的谐波干扰变频器在将电源交流电转换为电机驱动所需的直流电后,将其通过逆变器部分将其转换为可调频率的交流电。

在这个过程中,电压和电流在逆变器部分会发生波形的失真,进而产生谐波。

谐波表现为频率不同的电流或电压的波形成分,由于谐波的存在,会导致电气设备的过热、寿命缩短、工作不稳定等问题。

二、谐波干扰的分类谐波干扰主要分为电压谐波和电流谐波两种类型。

电压谐波是指在电源侧(变频器输出侧),电压的波形失真导致谐波的产生;电流谐波是指在电机侧(电机输出侧),电流的波形失真导致谐波的产生。

通常情况下,电流谐波对电气设备的影响更为严重,因此本文主要关注电流谐波的抑制方法与参数设定。

三、抑制电流谐波的方法1.增加滤波电容:通过在变频器输出侧添加滤波电容来减小电流谐波,滤波电容能够吸收一部分的谐波电流。

滤波电容的参数设定应根据谐波电流的频率和幅值进行选择。

2.采用谐波抑制器:谐波抑制器是一种专业的设备,能够检测并抑制系统中的电流谐波波动。

谐波抑制器通过将谐波电流反馈给变频器,使其产生反向的谐波电流,从而抵消谐波波动。

3.增加输出滤波器:通过在变频器输出侧添加输出滤波器,可以有效地减小电流谐波。

输出滤波器可将变频器输出的方波电流转换为更接近正弦波的电流。

四、参数设定参数设定是抑制谐波干扰的重要环节,合理设置变频器的参数可以减小谐波的产生。

参数设定的要点如下:1.频率设定:根据实际情况设定变频器的输出频率,合理的频率设定能够减小谐波的产生。

2.减小调速时间:调速时间是指从起动到达设定速度所需的时间,减小调速时间能够降低谐波的产生。

3.加大滤波时间常数:滤波时间常数是指变频器输出电流和电压滤波的时间,加大滤波时间常数能够减小谐波的波动。

变频器谐波抑制方法

变频器谐波抑制方法

变频器谐波抑制方法变频器是一种用于控制电动机转速的设备,能够改变电源频率,实现电机的速度调节。

然而,变频器在使用过程中会产生谐波,这些谐波会对电网和其他设备造成不良影响。

为了解决变频器谐波问题,人们提出了以下几种抑制谐波的方法。

1.有源滤波技术:有源滤波是一种通过在变频器输出端配置主动滤波器来消除谐波的方法。

主动滤波器通过监测变频器输出电流,产生等幅反向相位电流,以抵消谐波电流,实现谐波抑制。

这种方法可以有效地去除谐波,但成本较高。

2.无源滤波技术:无源滤波是一种通过电感、电容和电阻等元件构成的无源滤波器来消除谐波的方法。

无源滤波器能够通过选择不同的滤波器参数来抑制不同谐波频率,从而减少谐波对电源和其他设备的干扰。

这种方法成本较低,但只能抑制特定谐波频率。

3.直流耦合技术:直流耦合技术又称为谐波电流恢复技术,是一种将变频器输出电流通过电感等元件耦合到直流电路的技术。

直流电路通过整流滤波器将输出电流转化为直流电,然后再由逆变器将直流电转化为交流电,从而实现谐波电流的恢复。

这种方法可以有效地消除谐波,但对系统稳定性要求较高。

4.直接耦合技术:直接耦合技术是一种将变频器输出电压通过电容等元件耦合到电源网的技术。

电容通过对电流的调制和滤波,可以降低谐波电流对电网和其他设备的干扰。

这种方法成本较低,但对电容参数要求较高。

5.多电平逆变技术:多电平逆变技术是一种将变频器输出电压分解为多个不同电平的交流电压,从而抑制谐波的方法。

多电平逆变技术能够减少电压谐波含量,降低谐波对电网和其他设备的影响。

这种方法适用于大功率变频器,但成本较高。

6.软开关技术:软开关技术是一种利用电路元件的能量储存和释放特性,实现谐波抑制的方法。

软开关技术通过控制开关管的开关时间和频率,减少谐波电流的产生和传输,从而降低谐波对电网和其他设备的干扰。

这种方法成本适中,但对开关管的选择和控制要求较高。

总之,变频器谐波抑制方法有很多种,每种方法都有各自的优缺点,选择合适的方法需要考虑谐波频率、成本和实施难度等因素。

变频器谐波治理

变频器谐波治理

变频器谐波治理一、引言随着工业自动化的不断发展,变频器作为一种重要的电力调节设备,已经广泛应用于各个领域。

然而,变频器在工作过程中会产生大量谐波污染,给电网和其他电气设备带来严重的影响。

因此,对于变频器谐波治理问题的研究和解决具有重要意义。

二、变频器谐波产生原因1. 变频器工作原理变频器是通过将交流电转换为直流电再通过逆变器将直流电转换为交流电实现对三相异步电动机的控制。

在这个过程中,逆变器输出的交流信号是由直流信号经过PWM(脉宽调制)技术转换而来的。

而PWM技术会产生高频谐波信号。

2. 变频器内部元件在变频器内部,存在大量的半导体元件和滤波元件。

这些元件在工作时也会产生谐波信号。

三、变频器谐波对电力系统和其他设备造成的影响1. 对电力系统造成的影响(1)降低功率因数:由于谐波信号包含有大量的高次谐波,这些高次谐波会导致电流和电压的相位差增大,从而降低了功率因数。

(2)增加损耗:谐波信号会导致变压器、电缆、电机等设备中的损耗增加,从而影响设备的寿命。

(3)造成电网振荡:谐波信号还会引起电网共振,产生振荡。

2. 对其他设备造成的影响(1)降低设备效率:谐波信号会对其他设备产生干扰,从而降低了其效率。

(2)导致故障:谐波信号还可能导致其他设备出现故障。

四、变频器谐波治理方法1. 滤波器法滤波器法是目前最常用的一种变频器谐波治理方法。

它通过在变频器输出端添加滤波器来滤除高次谐波。

根据不同的滤波方式,可以将其分为被动滤波和主动滤波两种。

2. 多级变频技术多级变频技术是一种新兴的变频器谐波治理方法。

它通过将单级逆变器改为多级逆变器,从而减小了逆变器输出的谐波信号。

3. 谐波抑制变频器谐波抑制变频器是一种新型的变频器谐波治理设备。

它通过在逆变器中添加额外的电路,从而实现对谐波信号的抑制。

4. 电网侧滤波法电网侧滤波法是一种将滤波器放置在电网侧而不是变频器输出端的方法。

它可以有效地减小电网共振和其他电气设备受到的干扰。

变频器产生的干扰及解决方案

变频器产生的干扰及解决方案

变频器产生的干扰及解决方案一、引言变频器作为一种常见的电力设备,广泛应用于工业生产过程中。

然而,它也会产生一定的电磁干扰,对周围的电子设备和系统造成不良影响。

本文将详细介绍变频器产生的干扰原因、干扰类型以及解决方案。

二、干扰原因1. 高频谐波变频器工作时,由于非线性元件的存在,会产生高频谐波。

这些高频谐波会通过电源线、信号线以及空气传播,引起附近设备的故障或干扰。

2. 电磁辐射变频器内部的高频电流和高频电压会产生电磁辐射。

这些电磁辐射会通过空气传播,干扰附近的电子设备。

3. 地线干扰变频器的电源和信号线都需要接地,而地线的电位差可能会引起地线干扰。

地线干扰会通过共模电流的形式,干扰附近设备的正常工作。

三、干扰类型1. 电源线干扰变频器的高频谐波会通过电源线传播,引起附近设备的电源线干扰。

这种干扰表现为电源电压波动、电源电压失真等现象。

2. 信号线干扰变频器的高频电磁辐射会通过信号线传播,引起附近设备的信号线干扰。

这种干扰表现为信号失真、信号丢失等现象。

3. 地线干扰地线干扰主要通过共模电流的形式传播,干扰附近设备的正常工作。

这种干扰表现为设备工作不稳定、噪声增加等现象。

四、解决方案1. 滤波器的使用在变频器的输入端和输出端加装合适的滤波器,可以有效地抑制高频谐波和电磁辐射,减少干扰对周围设备的影响。

2. 电磁屏蔽在变频器的外壳上加装电磁屏蔽材料,可以有效地减少电磁辐射,降低干扰对周围设备的影响。

3. 优化接地系统合理设计变频器的接地系统,采用良好的接地方式,可以减少地线干扰的发生。

例如,使用大面积的接地铜板,减小接地电阻,提高接地效果。

4. 电缆布线合理布置变频器的电源线和信号线,避免与其他设备的线路交叉,减少干扰的传播。

5. 屏蔽电缆的使用在变频器的输入端和输出端使用屏蔽电缆,可以有效地减少信号线干扰。

6. 隔离变压器的使用在变频器的输入端和输出端加装隔离变压器,可以有效地隔离电源线干扰和信号线干扰。

变频器谐波含量计算及改善

变频器谐波含量计算及改善

变频器谐波含量计算及改善引言:随着现代化生产工艺的不断发展,变频器被广泛应用于各行各业的电动设备中。

然而,变频器在工作过程中会产生谐波,给电网和设备带来一系列的问题。

本文将介绍变频器谐波含量的计算方法,并提出改善谐波的措施。

一、变频器谐波含量的计算方法变频器的谐波含量一般通过谐波电流的总畸变率来进行表征。

谐波电流的总畸变率可以通过测量谐波电流的有效值和基波电流的有效值之比来计算。

具体计算方法如下:1.首先,需要测量谐波电流和基波电流的有效值。

这可以通过在电路中插入电流互感器并连接到电流测量仪器来实现。

2.根据测得的谐波电流和基波电流的有效值,可以计算出谐波电流的总畸变率。

计算公式如下:Total Harmonic Current Distortion= sqrt( (I_h1^2 + I_h2^2 + ... + I_hn^2) / I_f1^2 ) × 100%其中,I_h1, I_h2, ..., I_hn分别表示各谐波电流的有效值,I_f1表示基波电流的有效值。

3.通常,为了更好地评估谐波含量的影响,还可以计算谐波电流的各次谐波含量的百分比。

计算公式如下:Harmonic Current Distortion Ratio= (I_h / I_f) × 100%其中,I_h表示其中一次谐波电流的有效值,I_f表示基波电流的有效值。

二、改善变频器谐波含量的措施为了减少变频器产生的谐波含量,可以采取以下措施:1.安装谐波电流滤波器:谐波电流滤波器可以有效地消除谐波电流,减少谐波含量。

常见的谐波电流滤波器有被动滤波器和有源滤波器两种。

2.选择高品质的变频器:高品质的变频器通常具有更好的谐波抑制性能,可以减少谐波产生。

3.在设计变频器的系统中考虑谐波抑制措施:通过合理设计变频器的拓扑结构和控制策略可以减小谐波含量。

例如,在变频器中采用多电平逆变器、多电平交流侧滤波器等结构,可以有效地减小谐波含量。

变频器的三谐波问题及其解决方案

变频器的三谐波问题及其解决方案

变频器的三谐波问题及其解决方案注:本文无需节数,文章排版采用分段、段间留白的格式,便于阅读。

变频器的三谐波问题及其解决方案随着现代工业技术水平的提高,变频器在工业控制中得到了广泛应用。

变频器可以将电源频率转换为变频输出,灵活运行。

但是,变频器也会随之带来问题,其中之一就是三谐波问题。

1. 三谐波问题的原因在电气系统中,三相电源不平衡会导致电流谐波。

而变频器作为一种电源负载,接收电网电源后形成电源谐波。

当这两种谐波叠加时,就会产生电流三次谐波,称为三谐波。

三谐波的频率是电源频率的三倍,会对变频器和电气系统带来一系列问题。

2. 三谐波问题的表现(1) 变频器工作不稳定:三谐波会使变频器内部产生干扰,降低变频器正常工作的效率。

(2) 电气系统温度升高:由于三谐波引起的能量损耗,电气系统内部温度会升高。

(3) 电气设备寿命减少:三谐波对电气设备的绝缘层、继电器触点等产生局部电弧放电,加速设备老化,缩短设备使用寿命。

(4) 产生振动和噪声:三谐波会引起电机震动和噪声,影响设备运行和人体健康。

3. 三谐波问题的解决方案(1) 安装滤波器:滤波器是解决三谐波问题的有效手段。

滤波器通过对三谐波信号的滤波,有效减少三谐波的影响。

(2) 采用电容补偿:电容器可以吸收电源三谐波电流,补偿容性反抗,从而减少三谐波的影响。

(3) 改善电气设备绝缘:在设计电气设备时,增加设备的绝缘强度,可以减少局部电弧放电,降低三谐波的影响。

(4) 采用三谐波电流限制器:三谐波电流限制器能够使电流通过设备时保持在安全范围内,从而减少设备受到的三谐波影响。

4. 结论如今的现代工业环境已经不可避免的使用了变频器,但三谐波问题可能会引起电气系统的许多问题。

为了解决三谐波问题,可以采取上述措施,有效控制三谐波,从而提高设备的运行稳定性和使用寿命,同时降低环境污染,保障工人的身体健康。

变频器谐波产生原因与抑制方法的分析

变频器谐波产生原因与抑制方法的分析

变频器谐波产生原因与抑制方法的分析变频器(VFD)是一种用于控制电动机转速的装置,通过调整电源频率和电压来改变电机运行速度。

然而,变频器在使用过程中常常会产生谐波,导致电网负载不稳定,影响其他电气设备的正常运行。

本文将分析变频器谐波产生的原因,并介绍一些抑制谐波的方法。

1.变频器本身结构特点:变频器通过高频开关器件(如IGBT、MOSFET等)将直流电源转化为交流电源,在电流开关过程中会产生高频脉冲,这些脉冲会引起电压和电流的谐波。

2.非线性负载:变频器供电的电机通常是非线性负载,即电流与电压不成正比。

非线性负载会引起电流谐波的产生,进而导致电压谐波扩大。

3.电源系统结构:由于电源系统结构及其参数的限制,电源系统的阻抗不匹配可能导致变频器谐波产生。

例如,电容器、滤波器等元件的阻抗变化会引起电源谐波问题。

4.电源负载波动:当电源系统中的其他负载发生波动时,变频器的谐波也会受到影响。

电源负载波动会引起电压波动,进而导致变频器谐波的产生。

针对变频器谐波问题,可以采取以下几种抑制方法:1.安装滤波器:滤波器是一种能够滤除谐波信号的装置,通过调整滤波器的参数(如电容、电感等),可以有效地消除变频器产生的谐波。

2.采用三级变频器:三级变频器是一种设计更为复杂的变频器,通过增加线性输入级、非线性级和滤波级的结构,可以大大减小谐波的产生。

3.提高电压/电流质量监测和控制:通过使用高效的电源和电流控制技术,可以减小电压和电流的波动,从而减小谐波的产生。

4.加强电网监测和保护:定期检查电网的参数,确保电源系统的稳定运行,减小电压波动,从根本上减少变频器谐波产生。

5.优化变频器设计:改进变频器的硬件和软件设计,减小开关脉冲和非线性负载对谐波产生的影响。

总之,变频器谐波的产生主要是由于变频器本身结构特点、非线性负载、电源系统结构和电源负载波动等原因导致的。

为了抑制变频器谐波,可以采取安装滤波器、采用三级变频器、提高电压/电流质量监测和控制、加强电网监测和保护、优化变频器设计等方法。

变频器的谐波危害与控制方法

变频器的谐波危害与控制方法

变频器的谐波危害与控制方法变频器(变频调速器)是一种将电能进行转换,并通过调整电频、电压和电流来控制电机转速和负载的设备。

它在工业生产中被广泛应用,但同时也会带来一些谐波危害。

本文将详细介绍变频器的谐波危害及其控制方法。

现代工业中,变频器广泛应用于电机控制系统,其原理是通过改变电源电压的频率,从而控制电机的转速和负载。

然而,变频器会引起谐波现象,主要包括电流谐波和电压谐波。

1.电流谐波变频器工作时,电源输入端的电流是非正弦波形,会产生大量的谐波电流。

这些谐波电流会对电网及相关设备造成一定的危害,如电网负载能力降低、导线和电缆温升、电气设备运行不稳定等。

2.电压谐波电源输入端的电压也会受到变频器的影响而引起谐波。

这些谐波电压除了对电网和设备产生类似电流谐波的危害外,还可能对变频器本身产生不利影响,如增加电容器的损耗、降低变频器的效率等。

二、变频器谐波危害的影响谐波电流和电压对电网和设备可能造成以下主要影响:1.电网负载能力下降谐波电流引起电网额定电流的损耗,导致电网传输能力减少。

这会对电网的稳定性和可靠性产生负面影响。

2.导线和电缆温升谐波电流会导致电缆和导线的温度升高,可能造成电缆绝缘老化、熔断器跳闸等故障。

3.电气设备运行不稳定由于谐波电流和电压的存在,电气设备可能出现运行不稳定、增加的机械振动和噪音等问题。

4.变频器本身故障谐波电流和电压对变频器本身也会产生负面影响,增加电容器的损耗、降低变频器的效率以及频率器件损坏等。

三、变频器谐波危害的控制方法为了减小变频器谐波危害的影响,以下是一些常用的控制方法:1.滤波器安装滤波器可以有效地减少谐波电流和电压,提高电网的负载能力并减少整个系统的谐波污染。

滤波器可以分为有源滤波器和无源滤波器两种。

-有源滤波器是通过控制电流和电压来实现谐波补偿,它具有快速响应、高精度等优点,但成本较高。

-无源滤波器则是通过LC谐振电路来抑制谐波,它成本较低,但在稳定性和补偿效果方面有一定的局限性。

变频器的谐波及常用解决方法

变频器的谐波及常用解决方法

变频器的谐波及常用解决方法变频器是一种用于调节交流电源的电器设备。

它广泛应用于工业生产、电力系统、医疗设备和家居电器等领域。

然而,变频器工作时会产生谐波,给电网稳定性和设备运行带来一些问题,因此需要采取一些常用的解决方法。

首先,我们先来了解一下变频器产生的主要谐波类型。

主要谐波有三种类型:整流谐波、逆变谐波和直流谐波。

整流谐波是由于电网被电源单相或三相晶闸管整流电源所供给而产生的,逆变谐波是由于变频器输出电压采用高频脉冲宽度调制技术而产生的,直流谐波是由于变频器直流电源引起的。

这些谐波会导致电网电压畸变、电流畸变和设备损坏等问题。

针对这些问题,以下是一些常用的变频器谐波处理方法:1.加装谐波滤波器:谐波滤波器是一种能够抑制谐波电流的装置。

它按照电网谐波谐波的类型进行设计,能够有效减少谐波对电网的影响,提高电网的稳定性。

谐波滤波器通常分为有源滤波器和无源滤波器两种。

有源滤波器是通过电子元器件对谐波进行补偿和降低,而无源滤波器则是通过电感、电容和电阻等被动元件来吸收谐波。

2.采用多电平逆变器:多电平逆变器可以减少逆变输出电压的谐波含量。

它使用多个电平的开关器件来产生逆变输出电压,以减少逆变谐波的产生。

多电平逆变器可以提高变频器的输出电压质量,减少对电网和设备的影响。

3.使用变压器/电抗器:变频器前、后或中间加装变压器或电抗器可以减少电网电压和电流的谐波。

变频器输入端加装变压器可以降低电网电压的谐波含量,而变频器输出端加装电抗器可以限制谐波电流的流动。

这种方法在一些对电网稳定性要求较高的场合中比较常见。

4.优化系统设计:对变频器系统进行优化设计也是减少谐波的有效方法。

例如,减小谐波电流传输路径的电感,优化谐波电流的流动路径,减小电缆长度和截面积,优化系统的接地方式等。

这些优化措施可以减少电流流动时的电阻和电感损耗,降低谐波电流的大小。

综上所述,变频器产生的谐波问题可以通过加装谐波滤波器、使用多电平逆变器、采用变压器/电抗器以及优化系统设计等方式得到解决。

变频器电流谐波次数

变频器电流谐波次数

变频器电流谐波次数【原创版4篇】篇1 目录1.变频器电流谐波的产生原因2.变频器电流谐波的影响3.变频器电流谐波的解决方法4.案例分析5.总结篇1正文一、变频器电流谐波的产生原因变频器是一种广泛应用于工业控制领域的电力调节设备,它能够实现对交流电机的转速、转矩等参数的精确控制。

然而,变频器在工作过程中,由于其非线性特性,会产生电流谐波。

电流谐波是指电流中除了基波(50Hz 或 60Hz)之外,还存在其他频率的谐波成分。

在变频器中,电流谐波主要产生于整流和逆变过程。

在整流过程中,变频器将交流电转换为直流电,这个过程中会产生谐波。

在逆变过程中,变频器将直流电转换为交流电,这个过程中同样会产生谐波。

二、变频器电流谐波的影响变频器电流谐波对电力系统和电气设备都有一定的影响。

首先,谐波会导致电网电压波动,影响电力系统的稳定性。

其次,谐波会引起电动机振动、啸叫、温升等问题,影响电动机的正常运行。

三、变频器电流谐波的解决方法针对变频器电流谐波的问题,可以采取以下几种解决方法:1.安装滤波器:滤波器能够有效地抑制电流谐波,降低谐波对电网和电动机的影响。

2.改变电流互感器安装位置:通过改变电流互感器的安装位置,可以降低电流谐波的传播范围,减少谐波对电力系统的影响。

3.采用正弦波 PWM 调制:正弦波 PWM 调制可以降低变频器输出电流中的谐波含量,减少谐波对电动机的影响。

四、案例分析假设某工厂的电力系统中,由于使用了变频器,导致电网电压波动,影响了电力系统的稳定性。

同时,电动机出现了振动、啸叫、温升等问题,影响了电动机的正常运行。

为了解决这个问题,工厂采取了以下措施:1.安装滤波器:在变频器的输入和输出端都安装了滤波器,有效地抑制了电流谐波,降低了谐波对电网和电动机的影响。

2.改变电流互感器安装位置:将电流互感器安装在变频器输出端,降低了电流谐波的传播范围,减少了谐波对电力系统的影响。

3.采用正弦波 PWM 调制:采用正弦波 PWM 调制,降低了变频器输出电流中的谐波含量,减少了谐波对电动机的影响。

变频器的谐波及常用解决方法

变频器的谐波及常用解决方法

变频器的谐波及常用解决方法摘要:随着变频器等电力电子装置的广泛使用,系统的电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。

本文从谐波的概念入手,结合变频器内部相关知识,分析谐波的产生及其危害,并在此基础上结合本人多年工作实践提出抑制谐波的几种常用方法。

关键词:变频器;谐波;抑制;干扰由于变频器逆变电路的开关特性,对于其供电电源形成了一个典型的非线性负载,变频器输出侧电压、电流、非正弦或非完全正弦波含有丰富的谐波。

由于变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变,结果是在输入输出回路产生电流高次谐波,干扰供电系统、负载及其它邻近电气设备。

1 谐波的含义谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致,当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。

谐波频率是基波频率的整数倍。

2 变频器谐波产生机理变频器的主电路一般为交-直-交组成,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥式不可控整流成直流电压信号,经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。

输入侧产生谐波机理:在整流回路中,输出电压,电流都将产生因其非线性引起的谐波。

以三相桥式整流回路为例,交流电网电压为正弦波,交流输入电流的波形为矩形波,对于此方波,按傅立叶级数可分解为基波和各次谐波,通常含有6x+1(x=l,2,3….)次谐波。

其中的高次谐波将干扰输入供电系统,单个基波和几个高次谐波组合在一起称作畸波。

输出侧产生谐波机理:在逆变输出回路中,输出电压和电流均有谐波。

对于PWM控制的变频器,只要是电压型变频器,不管是何种PWM控制,其输出电压波形为矩形波。

其中谐波频率的高低是与变频器调制频率有关,调制频率低(如1~2KHz),人耳听得见高次谐波频率产生的电磁噪声(尖叫声)。

若调制频率高(如IGBT变频器可达20KHz),人耳听不见,但高频信号是客观存在。

从电压方波及电流正弦锯齿波,用傅立叶级数不难分析出各次谐波的含量。

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变频器的谐波及常用解决方法
摘要:
随着变频器等电力电子装置的广泛使用,系统的电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。

本文从谐波的概念入手,结合变频器内部相关知识,分析谐波的产生及其危害,并在此基础上结合本人多年工作实践提出抑制谐波的几种常用方法。

关键词:变频器;谐波;抑制;干扰
由于变频器逆变电路的开关特性,对于其供电电源形成了一个典型的非线性负载,变频器输出侧电压、电流、非正弦或非完全正弦波含有丰富的谐波。

由于变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变,结果是在输入输出回路产生电流高次谐波,干扰供电系统、负载及其它邻近电气设备。

1 谐波的含义
谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致,当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。

谐波频率是基波频率的整数倍。

2 变频器谐波产生机理
变频器的主电路一般为交-直-交组成,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥式不可控整流成直流电压信号,经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。

输入侧产生谐波机理:在整流回路中,输出电压,电流都将产生因其非线性引起的谐波。

以三相桥式整流回路为例,交流电网电压为正弦波,交流输入电流的波形为矩形波,对于此方波,按傅立叶级数可分解为基波和各次谐波,通常含有6x+1(x=l,2,3….)次谐波。

其中的高次谐波将干扰输入供电系统,单个基波和几个高次谐波组合在一起称作畸波。

输出侧产生谐波机理:在逆变输出回路中,输出电压和电流均有谐波。

对于PWM控制的变频器,只要是电压型变频器,不管是何种PWM控制,其输出电压波形为矩形波。

其中谐波频率的高低是与变频器调制频率有关,调制频率低(如1~2KHz),人耳听得见高次谐波频率产生的电磁噪声(尖叫声)。

若调制频率高(如IGBT变频器可达20KHz),人耳听不见,但高频信号是客观存在。

从电压方波及电流正弦锯齿波,用傅立叶级数不难分析出各次谐波的含量。

所以,输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其它各次谐波,而高次谐波电流对负载直接干扰。

另外高次谐波电流还通过电缆向空间辐射,干扰邻近电气设备。

3 谐波干扰的危害
一般来讲,变频器对容量相对较大的电力系统影响不是很明显,而对容量较小的系统,谐波产生的干扰是不可忽视的,谐波的出现是对电网的一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,给周边的通讯带来危害。

4 谐波研究的意义
正因为谐波有如此大的危害,所以我们要研究它。

各种谐波源产生谐波给电力系统造成巨大的污染,影响到整个电力系统的运行环境、包括系统中的广大用户,而且其污染影响的范围很广,距离很远。

研究谐波的意义,还在于其对电力电子技术自身发展的影响。

谐波是电力电子技术发展的产物,而它的出现已经成为阻碍电子技术发展的重大障碍,它迫使电子领域的人员必须对谐波问题进行更加有效的研究。

研究谐波是为了维护“绿色电网”,对电力系统来说,无谐波就是“绿色”的重要标志之一。

对电力系统谐波污染的治理已成为电工学科技术界所必须面对和解决的问题。

5 抑制谐波干扰的对策
变频器在给我们带来方便、高效和巨大的经济效益的同时,它也对我们的电网注入了大量的谐波和无用功,使供电质量不断恶化。

而且随着计算机技术的发展应用,大量敏感设备的普及,人们对公用电网的要求越来越高。

所以说解决谐波问题已成为电子技术领域的当务之急。

抑制谐波的总体思路有三个。

一是用谐波补偿的办法,其次是对电力系统进行改造,使其不产生谐波,且功率因数可控为,第三是在系统中抑制谐波。

具体方法如下:
(1)选用适当电抗器。

建议在下列情况下串联电抗器:1.变频器电源容量和变频器容量之比为10:1以上,2.三相电压不平衡较大(≥3%),3.和变频器同一电源上接有晶闸管设备或带有开关控制的功率因数补偿装置。

另外,基于交流电抗器成本高,体积大,所以只有当变频器功率>30kw才考虑配置。

(2)选用适当滤波器。

在变频器输入、输出电路中,有许多高频谐波,滤波器用于抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传导,也可以抑制外界电信号干扰及瞬时冲击、浪涌对变频器本身的干扰。

分为输入、输出滤波器。

输出滤波器串联在变频器输出侧,由电感线圈组成,可以减少输出电流中的高次谐波,抑制变频器输出侧的浪涌电压。

在实际操作接线中要注意滤波器到变频器和电机的接线要尽量短,滤波器也要尽量靠近变频器。

输出滤波器从结构上分LR滤波器和LC滤波器。

根据实际工作经验,变频器现场配线与接地工作做得好对抑制谐波干扰一样有很大帮助。

6 抑制谐波干扰实际运用
我厂投入使用的7.5kw以上的变频器共有8台,其中镀膜玻璃生产线共计7台,功率都比较小,而且当时安装时都考虑到了高次谐波及控制回路抗干扰问题,所以运行至今很少因谐波问题出现故障。

而钢化玻璃生产线450HP风机由于罗宾康控制板损坏后从广州贝西电气有限公司(B&C)购回一台380kw变频器(BC2000-4T3800G)用于风机控制。

在试运行期间偶发出现E-12过电流现象,尤其是在生产厚板钢化玻璃时由于工艺要求,频率骤升骤降幅度大且加减速时间比较短,该变频器故障频率明显上升,实测频率从28HZ快速降至6HZ时电流迅速从350A回落至80A左右,估计是控制板检测到短时浪涌电流过大而启动保护回路工作或是由于此时高频谐波信号过强所致,从该变频器内部构造分析入手,发现功率如此大功率变频器厂家居然没有加装平滑回路(估计是考虑到生产成本的原因),经过反复推敲,决定在其输出侧串联电抗器,另考虑到从PC控制中心过来的0~10VDC控制电压信号距离变频器较远(50m左右),由于距离控制距离远,变频器本身干扰大,加之电压信号不如电流信号稳定等因素,遂在控制柜里将控制电压信号用信号转换器改为4~20mA电流信号来控制变频器,同时将电机电缆穿管后埋入电缆沟中,经过以上改动后试运行至今,故障频率明显降低,抑制谐波干扰效果比较理想。

近年来,出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求,加之变频器易操作、控制精度高等因素,使变频器在工厂中的使用越发的广泛。

然而在此同时变频器谐波干扰的严重性也给设备稳定可靠运行带来潜伏的威胁,如何才能最大限度的抑制由此而来的谐波问题是摆在我们每个电气技术人员面前的课题。

本文从谐波产生的原因入手,结合自己十几年的实践,在此基础上提出一些抑制谐波的常用方法。

当然,鉴于笔者水平有限,错误和疏漏难免,
望专家指正,同时自己也要不断学习提高。

参考文献:
1.韩安荣.通用变频器及其应用.北京:机械工业出版社,2000
2.电气标准规范汇编.北京:计划出版社,1994
3.黄俊王兆安.电力电子变流技术.北京:机械工业出版社,2003
4.贝西变频器BC2000系列产品说明书.广州贝西电气有限公司,2008。

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