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通常来讲,变频器谐波对容量相对较大的系统影响不很明显;而对容量小的系统,变频器谐波产生的干扰就不可忽视。
变频器谐波污染对电力系统的危害是严重的,主要表现在以下几个方面:
变频器电流谐波将会使变压器的铜损增加。变频器电压谐波将增加铁损,使其温度上升,影响绝缘能力,并造成容量裕度减小。同时变频器谐波也可能引起变压器绕组及线间电容之间的共振。
变频器输出谐波对电动机的影响有:电机附加发热使电机额外升温;产生机械震动、噪音及过电流。变频器谐波会使电力电容发生过载、过热甚至损坏电容器。当电容器与线路阻抗达到共振时会发生振动、短路、过电流及产生噪声。变频器谐波电流会使开关设备在启动瞬间产生很高的电流变化率,破坏绝缘。
变频器谐波将使继电保护和自动装置出现误动作,使仪器仪表出现误差。
有源电力滤波器,是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流,并将模拟电流信号转换为数字信号,送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理,将谐波与基波分离,向补偿电流发生电路送出驱动脉冲,驱动IGBT或IPM功率模块,生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网,对谐波电流进行补偿或抵消,主动消除电力谐波。
低谐波变频器,是有源滤波器与标准变频器合二为一,其基本原理如下图所示:
前端有一个LCL滤波器,用于消除较高次的谐波,即25-50倍基波的高次谐波;而25倍以下的中低次谐波由有源滤波器治理。
有源滤波器与变频器并联,这种结构下,兼顾了变频器运行和谐波治理的目的,如果有源滤波器发生故障也不会影响变频器的正常工作,只是谐波治理能力下降,系统具有很高的鲁棒性。
按控制模式分,有源滤波器的分为电压控制式和直接控制式。
电压控制式,即PWM控制式,基本原理如下图所示:
电流控制器通过对比计算电流,通过输出补偿电压,经过PWM调制,控制IGBT输出谐波补偿电流。绝大多数厂家采用这种控制模式。
直接控制式的低谐波变频器LHD,即VLTÒ HVAC Drive FC-102、VLTÒ AQUA Drive FC-202、VLTÒ Automation Drive FC-302,基本原理如下图所示:
电流控制器通过对比计算电流,直接控制IGBT输出谐波补偿电流,响应时间甚至在30微秒以下。
两者特点比较:
由此可见,直接控制有显著的优点,但对算法要求更高。
低谐波变频器拥有卓越的谐波特性,电流谐波可以控制在5%以下。而且,低谐波变频器还可以进行功率因素补偿,以提高驱动系统的功率因素。
通常来讲,变频器谐波对容量相对较大的系统影响不很明显;而对容量小的系统,变频器谐波产生的干扰就不可忽视。
变频器谐波污染对电力系统的危害是严重的,主要表现在以下几个方面:
变频器电流谐波将会使变压器的铜损增加。变频器电压谐波将增加铁损,使其温度上升,影响绝缘能力,并造成容量裕度减小。同时变频器谐波也可能引起变压器绕组及线间电容之间的共振。
变频器输出谐波对电动机的影响有:电机附加发热使电机额外升温;产生机械震动、噪音及过电流。变频器谐波会使电力电容发生过载、过热甚至损坏电容器。当电容器与线路阻抗达到共振时会发生振动、短路、过电流及产生噪声。变频器谐波电流会使开关设备在启动瞬间产生很高的电流变化率,破坏绝缘。
变频器谐波将使继电保护和自动装置出现误动作,使仪器仪表出现误差。
功率分析仪可以高精度、可靠地测量由变频器、电机、照明电路、电源等导致的波形失真。推荐横河品牌。网侧谐波测量可用电能质量分析仪。或用频谱分析仪。示波器FFT做谐波分析仅供参考。
1、谐波治理的功能:电能质量的好坏,直接影响到工业产品的质量,评价电能质量有三方面标准。首先是电压方面,它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等;其次是频率波动;最后是电压的波形质量,即三相电压波形...
谐波和间谐波的集肤效应使输出电线等效截面积变小,线路损耗增加,铁芯中附加高频涡流损耗,谐波和间谐波电流导致电压波形畸变和辐射干扰,引起同一电网其它负载减少,损耗增加甚至误动作,应增加滤波装置
变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器已经广泛应用在各种工业和民用场合,如钢铁、起重、食品饮料、楼宇等。随着功率越来越大的变频器大量使用,变频器产生的谐波电流,也不断地干扰着其他设备的正常运转,威胁到生产安全。低谐波变频器拥有卓越的谐波特性,电流谐波可以控制在5%以下,适合各种谐波严苛的应用场。
随着变频器应用越来越多,大家对变频器引起谐波问题越来越重视,低谐波变频器在很多应用场合崭露头角,为设备提供精确控制和节约能源的同时,也提供一个良好干净的用电环境。
大型船舶上安装较大功率的变频器,而且由于供电容量限制,谐波对系统危害严重。低谐波变频器能够适用这种应用场合的要求,特别是有些产品,如丹佛斯公司的低谐波变频器LHD拥有各类船级认证,适用於此类场合。
总所周知,医院里安装了各种重要的敏感设备,任何少量的扰动将给病人带来不可预期的危险。在此环境下,对变频器的谐波要求极为严苛,低谐波变频器满足该场合的应用要求。
大型污水处理厂配置大量的大功率变频器,有时谐波会对设备造成重大影响。
半导体工业对电力系统的谐波要求极为严苛,对大功率变频器要求谐波很低,低谐波变频器尤其适用于此场合。
机场拥有各种敏感控制设备,对谐波要求很高。很多机场配置低谐波变频器。
有源电力滤波器,是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流,并将模拟电流信号转换为数字信号,送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理,将谐波与基波分离,向补偿电流发生电路送出驱动脉冲,驱动IGBT或IPM功率模块,生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网,对谐波电流进行补偿或抵消,主动消除电力谐波。
低谐波变频器,是有源滤波器与标准变频器合二为一,其基本原理如下图所示:
前端有一个LCL滤波器,用于消除较高次的谐波,即25-50倍基波的高次谐波;而25倍以下的中低次谐波由有源滤波器治理。
有源滤波器与变频器并联,这种结构下,兼顾了变频器运行和谐波治理的目的,如果有源滤波器发生故障也不会影响变频器的正常工作,只是谐波治理能力下降,系统具有很高的鲁棒性。
按控制模式分,有源滤波器的分为电压控制式和直接控制式。
电压控制式,即PWM控制式,基本原理如下图2所示:
电流控制器通过对比计算电流,通过输出补偿电压,经过PWM调制,控制IGBT输出谐波补偿电流。绝大多数厂家采用这种控制模式。
直接控制式的低谐波变频器LHD,即VLTÒ HVAC Drive FC-102、VLTÒ AQUA Drive FC-202、VLTÒ Automation Drive FC-302,基本原理如下图3所示:
电流控制器通过对比计算电流,直接控制IGBT输出谐波补偿电流,响应时间甚至在30微秒以下。
两者特点比较:
由此可见,直接控制有显著的优点,但对算法要求更高。
低谐波变频器拥有卓越的谐波特性,电流谐波可以控制在5%以下。而且,低谐波变频器还可以进行功率因素补偿,以提高驱动系统的功率因素。
矿用防爆变频器谐波治理研究与应用
随着矿井逐步向深部开采,防爆变频器愈来愈多的得到应用,由于电力电子器件的非线性工作特性,谐波污染问题日益突出,对矿井的供电安全带来巨大的威胁。由于矿井安全与供电安全息息相关,
谈变频器产生的谐波对变压器寿命的影响
随着电器设备的运用不断发展,变频器的应用范围也在不断的扩大,而变频器使用过程中所产生的谐波对变压器的使用寿命的影响也越发的突出,进而也降低了供电的稳定性,本文就变频器产生的谐波对变压器寿命的影响进行分析.
现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。国际变频器巨头丹佛斯公司最先推出直接控制式的低谐波变频器。