變頻器諧波及其治理

1、變頻器諧波及其治理潘洪進（溫州現(xiàn)代集團有限公司）一、 概述：變頻器由于優(yōu)越的調(diào)速性能、節(jié)能效果顯著以及可以接受的價格，使它獲得廣泛應(yīng)用，但是也帶來不可忽現(xiàn)的不良后果，在交流輸入側(cè)，將產(chǎn)生諧波輸入到電網(wǎng)中，給電網(wǎng)造成諧波污染，嚴(yán)重時影響到用電設(shè)備的安全運行，因此必須對諧波進行治理或抑制。二、 變頻器的諧波：1、電流源型變頻器，變頻器前端用單相或三相橋式整流在直流側(cè)用大電感平波(像直流調(diào)速一樣)，變頻器產(chǎn)生的諧波電流近似用下列公式計算；Ih=I1h， h為第n次諧波電流，I1為負(fù)荷的基波電流。例次諧波電流約為基波電流20%，但通用的變頻器并不采用這種電流源型的平波方案而采用電壓源型大電容平波。2、

2、電壓源型變頻器，變頻器前端用單相或三相橋式整流在直流側(cè)用大電容平波，變頻器直接接在電網(wǎng)上，它對電網(wǎng)輸入諧波電流大小量已載入IEC標(biāo)準(zhǔn)中，見下表中：UdUdiRsc各次諧波電流相對值IhI1571113171923251.015000.860.700.350.220.090.090.070.051.001000.640.400.090.090.050.040.020.020.97200.300.090.060.060.020.020.010.010.94100.200.070.040.030.0140.010.010.01上表中：Ud-實際直流電壓， Udi-空載時直流理想電壓， Rsc-短路比

3、，即輸入側(cè)短路功率與裝置直流額定功率之比， Ih-第n次諧波電流，I1-基波電流。某變頻器電源側(cè)諧實測諧波值(單位A)；諧波變頻器輸出頻率次數(shù)頻率Hz2030405015010.328.962.911952505.79.014.325.473503.64.77.212.6115502.01.83.67.2136502.01.43.25.7178500.30.92.03.6199500.250.81.83.22311500.10.61.32.32512500.140.51.11.82914500.060.40.91.33115500.10.40.81.3各次諧波電流峰值可達到的百分比：50Hz基

4、波100%Im基波幅值250 Hz5次諧波80%Im350 Hz7次諧波70%Im550 Hz11次諧波34%Im650 Hz13次諧波24%Im850 Hz17次諧波4%Im三、 變頻器的諧波治理：1、變頻器的交流側(cè)加裝交流進線電抗器，從上表可以看出，變頻裝置接入電網(wǎng)點的短路功率愈大，即系統(tǒng)阻抗愈小，諧波電流愈大，因此限制諧波電流的首選方法就是在變頻器的交流側(cè)加裝交流進線電抗器。一個變頻器加裝交流進線電抗器后諧波實測如下表； 加裝三相進線電抗器對抑制5-19次諧波數(shù)效果明顯PWM控制變頻器輸入側(cè)沒有LAC輸入側(cè)有LAC1-基波816%97%3次37%5次496%219%7次274%71%11

5、次76%39%13次67%28%一般配電系統(tǒng)容量大于變頻器的容量10倍以上影響小可以對諧波不用進行處理，10倍以下，要加裝三相進線電抗器。一般選用時電抗器的壓降為額定電壓4%左右為宜。2、采用多重脈沖整流；12相脈沖整流的電流畸變率約10%-15%，18相脈沖整流的電流畸變率約3%-8%，完全滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的要求，其缺點是需要專用變壓器，成本高。各婁型變頻器諧波比較；THD%57111317192325296P28.821%12.8%8.8%6.8%5.3%4.5%3.7%3.2%2.6%12P11.7008.4%6.9%003%2.6%012P-PWM7.4006.4%3.3%001.1%1.1%09單元串聯(lián)多沖化3.470.01%0002.75%1.93%00018P-GTO3.612.6%1.6%0.7%0.4%1.5%0.9%0003，采用無源濾波或有源濾波方法，在加裝三相進線電抗器后仍達不到要求時，還要采用無源濾波或有源濾波方法，但有源濾波價格太高用戶難以接受，目前大多數(shù)用