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將變頻器諧波控制在比較小范圍的方法

時(shí)間:2018-07-18 20:00 來(lái)源:未知 點(diǎn)擊:

  諧波是指對(duì)周期性非正統(tǒng)交流量行傅里葉級(jí)數(shù)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)倍的各次分量,通常也被稱為高次諧波。電機(jī)專用型變頻器在電力電子系統(tǒng)、工業(yè)等諸多領(lǐng)域中的應(yīng)用頗多,無(wú)論是通用型變頻器還是專用型變頻器所產(chǎn)生的高次諧波對(duì)公用電網(wǎng)產(chǎn)生的危害也日益嚴(yán)重。隨著電力電子技術(shù)以及微電子技術(shù)等技術(shù)的飛速發(fā)展,在治理諧波問題上將會(huì)邁上一個(gè)新的臺(tái)階,將變頻器廠家所產(chǎn)生的諧波控制在比較小范圍之內(nèi)以達(dá)到抑制電網(wǎng)污染,提高電能質(zhì)量。目前,諧波的治理可采用以下方法:

  1、變頻器的控制方式的完善:隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)發(fā)展,變頻器控制方式有了以下發(fā)展:數(shù)字控制變頻器,變頻器數(shù)字化采用單片機(jī)MCS51或80C196MC等,輔助以SLE4520或EPLD液晶顯示器等來(lái)實(shí)現(xiàn)更加完善的控制性能;多種控制方式結(jié)合,單一的控制方式有著各自的缺點(diǎn),如果將這些單一控制方式結(jié)合起來(lái),可以取長(zhǎng)補(bǔ)短,從而達(dá)到降低諧波提高效率的功效。

  2、加裝有源濾波器:早在70年代初,日本學(xué)者就提出有源濾波器的概念,由源濾波器通過對(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,達(dá)到實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流的目的。與無(wú)源濾波器相比具有高度可控性和快速響應(yīng)性,有一機(jī)多能特點(diǎn)。且可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振危險(xiǎn)。也可自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化的諧波。但存在容量大,價(jià)格高等特點(diǎn)。

  3、加裝無(wú)源濾波器:將無(wú)源濾波器安裝在變頻器的交流側(cè),無(wú)源濾波器由L、C、R元件構(gòu)成諧波共振回路,當(dāng)LC回路的諧波頻率和某一次高次諧波電流頻率相同時(shí),即可阻止高次諧波流入電網(wǎng)。無(wú)源濾波器特點(diǎn)是投資少、頻率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠及維護(hù)方便。無(wú)源濾波器缺點(diǎn)是濾波易受系統(tǒng)參數(shù)的影響,對(duì)某些次諧波有放大的可能、耗費(fèi)多、體積大。

  4、加裝交流電抗器和直流電抗器:當(dāng)變頻器使用在配電變壓器容量大于500KVA,且變壓器容量大于變頻器容量的10倍以上,則在變頻器輸入側(cè)加裝交流電抗器。而當(dāng)配電變壓器輸出電壓三相不平衡,且不平衡率大于3%時(shí),變頻器輸入電流峰值很大,會(huì)造成導(dǎo)線過熱,則此時(shí)需加裝交流電抗器。嚴(yán)重時(shí)則需加裝直流電抗器。

  5、加裝無(wú)功功率靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置:對(duì)于大型沖擊性負(fù)荷,可裝設(shè)無(wú)功功率的靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置,以獲得補(bǔ)償負(fù)荷快速變動(dòng)的無(wú)功需求,改善功率因數(shù),濾除系統(tǒng)諧波,減少向系統(tǒng)注入諧波電流,穩(wěn)定母線電壓,降低三相電壓不平衡度,提高供電系統(tǒng)承受諧波能力。而其中以自飽和電抗型(SR型)的效果好,其電子元件少,可靠性高,反應(yīng)速度快,維護(hù)方便經(jīng)濟(jì),且我國(guó)一般變壓器廠均能制造。

  6、線路分開:因電源系統(tǒng)內(nèi)有阻抗,所以諧波負(fù)荷電流將造成電壓波形的諧波電壓畸形。把產(chǎn)生諧波的負(fù)荷的供電線路和對(duì)諧波敏感的負(fù)荷供電線路分開,線性負(fù)荷和非線性負(fù)荷從同一電源接口點(diǎn)PCC開始由不同的電路饋電,使非線性負(fù)荷產(chǎn)生的畸變電壓不會(huì)傳導(dǎo)到線性負(fù)荷上去.

  7、變頻器的隔離、屏蔽、接地:變頻器系統(tǒng)的供電電源與其它設(shè)備的供電電源相互獨(dú)立?;蛟谧冾l器和其它用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器?;蛘邔⒆冾l器放入鐵箱內(nèi),鐵箱外殼接地。同時(shí)變頻器輸出電源應(yīng)盡量遠(yuǎn)離控制電纜敷設(shè)(不小于50mm間距),必須靠近敷設(shè)時(shí)盡量以正交角度跨越,必須平行敷設(shè)時(shí)盡量縮短平行段長(zhǎng)度(不超過1mm),輸出電纜應(yīng)穿鋼管并將鋼管作電氣連通并可靠接地。

  8、電路的多重化、多元化:逆變單元的并聯(lián)多元化是采用2個(gè)或多個(gè)逆變單元并聯(lián),通過波形移位疊加,抵消諧波分量;整流電路的多重化是采用12脈波、18脈波、24脈波整流,可降低諧波成分;功率單元的串聯(lián)多重化是采用多脈波(如30脈波的串聯(lián)),功率單元多重化線路也可降低諧波成分。此外還有新的變頻調(diào)制方法,如電壓矢量的變形調(diào)制。

  9、使用理想化的無(wú)諧波污染的綠色變頻器:綠色變頻器的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是:輸入和輸出電流都是正弦波,輸入功率因數(shù)可控,帶任何負(fù)載使都能使功率因數(shù)為1,可獲得工頻上下任意可控的輸出功率。

通用型變頻器


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