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變頻電源的諧波危害及解決措施

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變頻電源的諧波危害及解決措施

發布日期:2019-05-16 作者: 點擊:

  一、變頻電源使用中的成績

  在工業調速傳動範疇中,與傳統的機器調速相比,用變頻電源調速有諸多長處,使用非常遍及,但由于變頻電源逆變電路的開關特性,對其供電電源構成了一個典範的非線性負載,變頻電源在現場通常與别的設備同時運轉,比方盤算機和傳感器,這些設備經常安裝得很近,如許大概會形成互相影響。因而,以變頻電源為代表的電力電子安裝是公用電網中最重要的諧波源之一,其對電力零碎中電能質量有着緊張的影響。

  供電零碎諧波的界說是對周期性非正弦電量舉行傅立葉級數剖析,除了得到與電網基波頻率雷同的分量,還得到一系列大于電網基波頻率的分量,這部門電量稱為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1) 稱為諧波次數。電網中偶然也存在非整數倍諧波,稱為非諧波(Non-harmonics)或分數諧波。諧波現實上是一種 滋擾量,使電網遭到“淨化”,電能質量降落。電工技能範疇重要研讨諧波的産生、傳輸、丈量、危害及克制,其頻率範疇普通 為2≤n≤40。

  二、諧波的産生過程

  向公用電網注入諧波電流或在公用電網上産生諧波電壓的電氣設備稱為諧波源。具有非線性特性的電氣設備是重要的諧波源,比方帶有功率電子器件的變流設備,交換控制器和電弧爐、感到爐、熒光燈、變壓器等。

  諧波産生的基礎緣故原由是由于非線性負載所緻。當電流流經負載時,與所加的電壓不呈線性幹系,就構成非正弦電流,從而産生諧波。

  諧波頻率是基波頻率的整倍數,憑據法國數學家傅立葉(M.Fourier)闡發原理證實,任何反複的波形都可以剖析為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波,每個諧波都具有差别的頻率、幅度與相角。諧波可以區分為偶次與奇次諧波。在均衡的三相零碎中,由于對稱幹系,偶次諧波曾經被消弭了,隻要奇次諧波存在,奇次諧波惹起的危害比偶次諧波更多更大。我國工業企業也越來越多的利用産生諧波的電氣設備,比方晶閘管電路供電的直流提拔機、交-交變頻安裝、軋鋼機直傳播動安裝、晶閘管串級調速的風機水泵和冶煉電弧爐等。

  這些設備取用的電流黑白正弦形的,其諧波分量使零碎正弦電壓産生畸變。諧波電流的量取決于諧波源設備自己的特性及其事情狀态,而與電網參數有關,故可視為恒流源。 種種晶閘管電路産生的諧波次數與其電路情勢有關,稱為該電路的特性諧波。除特性諧波外,在三相電壓不均衡,觸發脈沖不對稱或非波動事情形态下,上述電路還會産生非特性諧波。

  舉行諧波闡發和盤算最故意義的是特性諧波,假如5,7,11,13次等。如直流側電流波紋較大,則5次諧波幅值将增大,别的各次諧波幅值将淘汰。 當電網接有多個諧波源時,由于各諧波源的同次諧波電流分量的相位差别,其和将小于各分量的算術和。 變壓器激磁電流中含有3,5,7等各次諧波分量。由于變壓器的原副邊繞組中總有一組為角形接法,為3次諧波提供了通路,故3次諧波電流不流入電網。但當各相激磁電流不均衡時,可使3次諧波的殘餘分量(最多可達20%)進入電網。


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