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電能質(zhì)量
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傳統(tǒng)無源濾波器能否用于變頻器諧波治理？

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專家講堂2

一般的無源諧波濾波器采用LC濾波回路，并聯(lián)在線路上，為諧波電流提供一個(gè)低阻抗通路，如圖1所示。

這種原理的濾波不能用于變頻器的電源輸入端，主要是存在以下幾個(gè)方面的問題：

第一：濾波效果不確定
這種濾波器與變頻器組合起來時(shí)，并不能保證傳動(dòng)系統(tǒng)的諧波電流發(fā)射滿足特定的要求，因?yàn)闉V波器的實(shí)際效果與電網(wǎng)的阻抗有很大關(guān)系;
用如圖2所示的電路來分析濾波器的效果。圖中，ZS表示變壓器的阻抗，ZL表示線路的阻抗，(ZS+ZL)代表了電網(wǎng)的阻抗。利用并聯(lián)電路分析的方法可知，流過濾波器的諧波電流越大，意味著流入電網(wǎng)的諧波電流越小，也就是濾波器的效果越好。

而流入濾波器的諧波電流的大小取決于電網(wǎng)阻抗與濾波器的阻抗ZF的比值，這個(gè)比值越大，濾波器的濾波效果越好。
當(dāng)濾波器的阻抗ZF一定時(shí)，線路的阻抗Z0越大，濾波效果越好。如果線路的阻抗一定，則濾波器的阻抗ZF越小，濾波效果越好。

因此，LC型濾波器的效果與電網(wǎng)的阻抗密切相關(guān)。圖3是不同電網(wǎng)阻抗下的濾波器效果。

第二：吸收上游諧波電流
LC型濾波器對于特定的諧波電流提供了一個(gè)低阻抗的通路，因此，不僅變頻器產(chǎn)生的諧波電流能夠被旁路，來自上游的諧波電流也會(huì)被旁路，這就容易造成濾波器過載，甚至損壞。
第三：發(fā)出過大容性無功
LC型濾波器由于采用較大的電容，因此會(huì)發(fā)出較大的容性無功。這對于傳統(tǒng)的工業(yè)電網(wǎng)是好事，因?yàn)榭梢栽跒V波的同時(shí)，補(bǔ)償無功功率。但是，變頻器本身并不需要容性無功，濾波器發(fā)出過大的容性無功，會(huì)使傳動(dòng)系統(tǒng)成為一個(gè)電容性的負(fù)載，對電網(wǎng)造成不良的影響。
第四：可能與系統(tǒng)發(fā)生諧振
濾波電路在調(diào)諧頻率以外的頻率呈現(xiàn)電容性或電感性，極有可能與系統(tǒng)的電容或電感發(fā)生諧振，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)p壞系統(tǒng)。

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