西门子变频器产生的高次谐波的危害
发布日期:
2022-07-11

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倍数,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、4,6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为100Hz,3次谐波则是150Hz。一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。对于三相整流负载,出现的谐波电流是6n±1次谐波,变频器主要产生5、7次谐波。

传导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载,对并联的电气设备产生干扰;感应耦合是指在传导的过程中,与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干?电磁辐射是指变频器输出端的高次谐波还会产生辐射作用,对邻近的无线电及电子设备产生干扰。要有效地对高次谐波治理,就必须先了解它的危害表现形式。

(1)电力电子设备:电力电子设备通常靠精确电源零交叉原理或电压波形的形态来控制和操作,若电压有谐波成分时,零交叉移动、波形改变、以致造成许多误动作。

(2)计量仪表:计量仪表因为谐波会造成感应盘产生额外转距,引起误差,降低精度,甚至烧毁线圈。

(3)电力电容器:当高次谐波产生时由于频率增大,电容器阻抗瞬间减小,涌人大量电流,因而导致过热、甚至损坏电容器,还有可能发生共振,产生振动和噪声。

(4)变压器:电流和电压谐波将增加变压器铜损和铁损,结果使变压器温度上升,影响绝缘能力,造成容量裕度减小。谐波还能产生共振及噪声等。

(5)开关设备:由于谐波电流使开关设备在起动瞬间产生很高的电流变化率,使暂态恢复峰值电压增大,破坏绝缘,还会引起开关跳脱、引起误动作。

(6)保护电器:电流中含有的谐波会产生额外力距,改变电器动作特性,引起误动作,甚至改变其操作特性,或烧毁线圈。

(7)感应电动机:电流和电压谐波同样使电动机铜损和铁损增加,温度升。同时谐波电流会改变电磁转距,产生振动力矩,使电动机发生周期性转速变动,影响输出效率,并发出噪声。

另外,高次谐波还会对电脑、通信设备、电视及音响设备、载波遥控设备等产生干扰,使通信中断,产生杂讯,甚至发生误动作,另外还会对照明设备产生影响。了解变频器以及变频器谐波产生的机理,变频器谐波以及其危害性,以及采用变频器隔离、接地或采用无源滤波器、有源滤波器、加设无功补偿装置以及绿色变频器等方法。随着电力电子技术以及微电子技术等技术的飞速发展,在治理谐波问题上将会迈上一个新的台阶,将变频器产生的谐波控制在最小范围之内以达到抑制电网污染,提高电能质量。