2016-12-03
1偉創變頻器諧波產生機理
偉創變頻器的主電路一般為交-直-交組成，外部輸入380V／50Hz的工頻電源經三相橋式不可控整流成直流電壓信號，經濾波電容濾波及大功率晶體管開關元件逆變為頻率可變的交流信號。
輸入側產生諧波機理：不限于通用偉創變頻器，晶閘管供電的直流電動機、無換向器電動機等凡是在電源側有整流回路的，都將產生因其非線性引起的諧波。在三相橋式整流回路中，輸入電流的波形為矩形波，波形按傅立葉級數分解為基波和各次諧波，通常含有6n+1(n=l，2，3…．)次諧波。其中的高次諧波將干擾輸入供電系統。
輸出側產生諧波機理：在逆變輸出回路中，輸出電壓和電流均有諧波。對于PWM控制的偉創變頻器，只要是電壓型偉創變頻器，不管是何種PWM控制，其輸出電壓波形為矩形波。其中諧波頻率的高低是與偉創變頻器調制頻率有關，調制頻率低(如1～2KHz)，人耳聽得見高次諧波頻率產生的電磁噪聲(尖叫聲)。若調制頻率高(如IGBT偉創變頻器可達20KHz)，人耳聽不見，但高頻信號是客觀存在。從電壓方波及電流正弦鋸齒波，用傅立葉級數不難分析出各次諧波的含量。所以，輸出回路電流信號也可分解為只含正弦波的基波和其它各次諧波，而高次諧波電流對負載直接干擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設備。
2偉創變頻器諧波的危害
一般來講，偉創變頻器對容量大的電力系統影響不是十分明顯，但是對于系統容量小的系統，諧波產生的干擾就不可忽視，它對公用電網是一種污染，客觀的存在對公用電網和其它系統的危害大致有：
（1）偉創變頻器諧波使公用電網的元件產生了附加的諧波損耗，降低了發電、輸電及用電設備的使用率，大量的三次諧波流過中線時會使線路過熱甚至發生火災。
（2）偉創變頻器諧波影響各種電氣元件的正常工作。諧波對電機的影響除引起附加損耗外，還會產生機械振動、噪音和過電流，使電容器、電纜等設備過熱，絕緣老化、壽命縮短以至損壞。
（3）偉創變頻器諧波會引起公用電網局部的并聯諧振和串聯諧振，從而使諧波放大，這就使上述的危害大大的增加，甚至引起嚴重事故。
（4）偉創變頻器諧波會對臨近的通訊系統產生干擾，導致通訊質量降低，甚至信息的丟失，使通訊系統無法正常工作。
3偉創變頻器諧波的特性
1、偉創變頻器諧波有功功率是由非線性負荷產生；
2、偉創變頻器諧波有功方向與基波有功方向相反，即由用戶端送入電網；
3、對于偉創變頻器諧波源用戶而言，其計量入口處的總有功將是基波有功和諧波有功之代數和（實為相減）；
4、非線性負荷在其工作過程中將基波的部分功率轉變成諧波有功，諧波有功將在網絡內流動，并在各輸配電元件和其他設備中產生損耗和干擾。
4偉創變頻器諧波治理措施
治理偉創變頻器諧波問題，抑制輻射干擾和供電系統干擾，可采取屏蔽、隔離、接地等技術手段。
1、安裝適當的電抗器
在偉創變頻器輸入側與輸出側串接合適的電抗器，吸收諧波和增大電源或負載的阻抗，達到抑制諧波的目的，以減少傳輸過程中的電磁輻射。通過抑制諧波電流，將功率因數由原來的(0.5-0.6)提高至（0.75-0.85）；
2、電源隔離或安裝隔離變壓器
將變頻系統的供電電源與其他設備的供電電源相互獨立，或在偉創變頻器和其他用電設備的輸入側安裝隔離變壓器，切斷諧波電流；
3、避免干擾輻射
電動機和偉創變頻器之間電纜應穿鋼管敷設或用鎧裝電纜，并與其他弱電信號在不同的電纜溝分別敷設，避免輻射干擾；
4、偉創變頻器正確的接地
正確的接地既可以使系統有效地抑制外來干擾，又能降低設備本身對外界的干擾。偉創變頻器使用專用接地線，且用粗短線接地，鄰近其他電器設備的地線必須與偉創變頻器配線分開，使用短線，這樣能有效抑制電流諧波對鄰近設備的輻射干擾；
5、縮短線路長度
縮短線路長度，電源線和信號線單獨敷設，避免交叉，不能避免時，必須垂直交叉，絕對不能平等敷設，信號線屏蔽層不接到電機或偉創變頻器的地，而應該接到控制線路的公共端；
6、安裝EMI電源濾波器
當前抑制偉創變頻器諧波的一個重要趨勢是采用EMI電源濾波器，它串聯或是并聯于主電路中，實時從補償對象中檢測出偉創變頻器諧波電流，由補償裝置產生一個與該偉創變頻器諧波電流大小相等、方向相反的補償電流，從而使電網電流只含基波電流。EMI電源濾波器能對頻率和幅值都變化的偉創變頻器諧波進行跟蹤補償，其特性不受系統的影響，無諧波放大的危險，因而獲得了廣泛的應用。