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領(lǐng)步-首頁(yè) 有源濾波器 無(wú)源濾波裝置 智云新技術(shù) 特殊問(wèn)題診治 案例-新聞
在上文中我們一方面研究了變頻器的工作原理,另一方面探討了諧波的產(chǎn)生到底都會(huì)產(chǎn)生哪些危害。今天我們接著上一篇文章,探討一下研究諧波有什么意義以及變頻器諧波進(jìn)行治理時(shí)有效的辦法有什么,讓我們對(duì)變頻器諧波的工作原理、諧波產(chǎn)生和危害以及如何治理有更加透徹的了解。
一、諧波研究的意義
(1)首先因?yàn)橹C波的危害十分嚴(yán)重。各種諧波源產(chǎn)生的諧波給電力系統(tǒng)造成巨大的污染,影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境、包括系統(tǒng)本身的廣大用戶,而且其污染影響的 范圍很廣、距離很遠(yuǎn),可能遠(yuǎn)比一個(gè)工廠對(duì)大氣環(huán)境的污染范圍還要大、距離還要遠(yuǎn)。
(2)諧波研究的意義還在于其對(duì)電力電子技術(shù)自身發(fā)展的影響。電力電子技術(shù)是未來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要支柱。然而,電力電子裝置所產(chǎn)生的諧波污染已成為阻礙,它迫使電力電子領(lǐng)域的研究人員必須對(duì)諧波問(wèn)題進(jìn)行更為有效的研究。
(3)諧波研究更可以上升到治理環(huán)境污染、維護(hù)綠色電網(wǎng)的角度來(lái)認(rèn)識(shí)。對(duì)電力系統(tǒng)這個(gè)環(huán)境來(lái)說(shuō),無(wú)諧波就是“綠色”的主要標(biāo)志之一。在電力電子技術(shù)領(lǐng)域,要求實(shí)施“綠色電力電子”的呼聲日益高漲。目前,對(duì)地球的環(huán)境保護(hù)已成為全人類(lèi)的共識(shí)。對(duì)電力系統(tǒng)諧波污染的治理已成為電子學(xué)科技術(shù)界所必須解決的問(wèn)題。諧波研究的意義還在于對(duì)電能質(zhì)量這一概念的理解。
二、諧波的治理方法
變頻器給人們帶來(lái)極大的方便、有效率和巨大的經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí),對(duì)電網(wǎng)注入了大量的諧波和無(wú)用功,使供電質(zhì)量不斷惡化。另一方面,隨著以計(jì)算機(jī)為代表的大量敏感設(shè)備的普及應(yīng)用,人們對(duì)公用電網(wǎng)的供電質(zhì)量要求越來(lái)越高,許多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)制定了各自的諧波標(biāo)準(zhǔn),以限制供電系統(tǒng)及用電設(shè)備的諧波污染。
抑制諧波的總體思路有三個(gè):其一是裝置諧波補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)償諧波;其二是對(duì)電力系統(tǒng)裝置本身進(jìn)行改造,是其不產(chǎn)生諧波,且功率因數(shù)可控為1;其三是在電網(wǎng)系統(tǒng)中采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)抑制諧波。具體方法有以下幾種:
1.選用適當(dāng)?shù)碾娍蛊?/b>
(1)輸入電抗器
在電源與變頻器輸入側(cè)之間串聯(lián)交流電抗器,這樣使整流阻抗增大來(lái)有效抑制高次諧波電流,減少電源浪涌對(duì)變頻器的沖擊,改善三相電源的不平衡性,提高輸入電源的功率因數(shù),這樣僅限電流的波形畸變大約降低30%-50%,是不加電抗器諧波電流的一般左右。
建議在下列情況下使用輸入交流電抗器:
a)變頻器所用之處的電源容量與變頻器容量之比為10:1以上;
b)同一電源上接有晶閘管設(shè)備或帶有開(kāi)關(guān)控制的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置;
c)三相電源的電壓不平衡度較大(≥3%);
(2)在直流環(huán)節(jié)串聯(lián)直流電抗器
有源交流電抗器體積較大,成本較高,當(dāng)變頻器功率>30KW時(shí)才考慮配置交流電抗器。直流電抗器串聯(lián)在直流中間環(huán)節(jié)母線中,主要是減少輸入電流的高次諧波成分,提高輸入電源的功率因數(shù)(提高到0.95)。此電抗器可與交流電抗器同時(shí)使用,變頻器功率>30kw時(shí)才考慮配置。
(3)輸出電抗器(電機(jī)電抗器)。由于電機(jī)與變頻器之間的電纜存在分布電容,尤其是在電纜距離較長(zhǎng),且電纜較粗時(shí),變頻器經(jīng)逆變輸出后調(diào)制方波會(huì)在電路上產(chǎn)生一定的過(guò)電壓,使電機(jī)無(wú)法正常工作,可以通過(guò)在變頻器和電機(jī)間連接輸出電抗器來(lái)進(jìn)行限制
2、選用有源濾波器
在變頻器輸入、輸出電路中,有許多高頻諧波電流,濾波器用于抑制變頻器產(chǎn)生電磁干擾噪聲的傳導(dǎo),也可一直外界無(wú)線電干擾以及瞬時(shí)沖擊、浪涌對(duì)變頻器的干擾。根據(jù)使用位置的不同可以分為輸入濾波器和輸出濾波器。
輸入濾波器有兩種,線路濾波器和輻射濾波器。
輸出濾波器串聯(lián)在變頻器輸出側(cè),由電感線圈組成,可以減小輸出電流中的諧波成分,抑制在變頻器輸出側(cè)的浪涌電壓,同時(shí)可以減小電動(dòng)機(jī)由高頻諧波電流引起的附加轉(zhuǎn)矩。注意輸出濾波器到變頻器和電機(jī)的接線盡量縮短,濾波器也可以盡量靠近變頻器。輸出濾波器從結(jié)構(gòu)上分LR濾波單元和LC濾波器單元。
除了上述的LR\LC濾波器還在應(yīng)用以外,當(dāng)前抑制諧波電流的重要趨勢(shì)是采用有源電力濾波器,它串聯(lián)或并聯(lián)于主電路中,實(shí)時(shí)對(duì)電流中高次諧波進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)檢測(cè)結(jié)果輸入與高次諧波成分具有相反相位電流,導(dǎo)到實(shí)際補(bǔ)償諧波電流目的,從而使電網(wǎng)電流只含基波電流。它與無(wú)源濾波器相比,具有高度可控性和快速響應(yīng)性,且可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振危險(xiǎn),但存在容量大,價(jià)格高的特點(diǎn)。
對(duì)于變頻器諧波的治理方法,領(lǐng)步推出變頻器專(zhuān)用有源濾波器,能夠提升35%以上的諧波濾除能力,通常有源濾波器的補(bǔ)償能力收IGBT容量的限制,而領(lǐng)步利用PMW變流技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)功率單元的容量擴(kuò)充,大大降低了成本,并提高了35%以上的諧波濾除能力。對(duì)變頻設(shè)備負(fù)載系統(tǒng)的諧波治理具有較高性?xún)r(jià)比。
3、采用多相脈沖整流
在條件允許或是要求諧波限制在比較小的情況下,可采用多相整流的方法。12相脈沖整流的畸變大約為10%-15%,18相的為3%-8%,完全滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。其缺點(diǎn)是需要專(zhuān)用變壓器,不利于設(shè)備的改造,成本費(fèi)用較高。
4、開(kāi)發(fā)新型的變頻器
現(xiàn)在許多廠家提出生產(chǎn)名為“綠色變頻器”該變頻器品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn):輸出和輸入都為正炫波,輸入功率因數(shù)可控,帶任何負(fù)載都能使功率因數(shù)為1,可獲工頻上下任意可控的輸出頻率。變頻器內(nèi)置的交流電抗器能有效抑制諧波,同時(shí)可以保護(hù)整流橋不收電源電壓瞬間尖波影響。
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