變頻器中要進行大功率二極管整流、大功率晶體管逆變,結(jié)果是在輸入輸出回路產(chǎn)生電流高次諧波,干擾供電系統(tǒng)、負(fù)載及其他鄰近電氣設(shè)備。在實際使用過程中,經(jīng)常遇到變頻器諧波干擾問題,下面簡單介紹諧波產(chǎn)生的機理、傳播途徑及有效抑制干擾的方法。
一、抑制諧波干擾常用的方法
諧波的傳播途徑是傳導(dǎo)和輻射,解決傳導(dǎo)干擾主要是在電路中把傳導(dǎo)的高頻電流濾掉或者隔離;解決輻射干擾就是對輻射源或被干擾的線路進行屏蔽。具體常用方法:
(1)變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨立,或在變頻器和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器,切斷諧波電流。
(2)在變頻器輸入側(cè)與輸出側(cè)串接合適的電抗器,或安裝KYLCF諧波治理模塊,KYLCF諧波治理模塊是LC型,吸收諧波和增大電源或負(fù)載的阻抗,達到抑制諧波的目的。
(3)電動機和變頻器之間電纜應(yīng)穿鋼管敷設(shè)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(shè),避免輻射干擾。
(4)信號線采用屏蔽線,且布線時與變頻器主回路控制線錯開一定距離(至少20CM以上),切斷輻射干擾。
(5)變頻器使用專用接地線,且用粗短線接地,鄰近其他電器設(shè)備的地線必須與變頻器配線分開,使用短線。這樣能有效抑制電流諧波對鄰近設(shè)備的輻射干擾
二、變頻器諧波產(chǎn)生機理
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(jīng)三相橋路不可控整流成直流電壓信號,經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號。在整流回路中,輸入電流的波形為不規(guī)則的矩形波,波形按傅立葉級數(shù)分解為基波和各次諧波,其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。在逆變輸出回路中,輸出電流信號是受PWM載波信號調(diào)制的脈沖波形,對于GTR大功率逆變元件,其PWM的載波頻率為2~3KHZ,而IGBT大功率逆變元件的PWM最高載頻可達15KHZ。同樣,輸出回路電流信號也可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波,而高次諧波電流對負(fù)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(shè)備。
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