變頻器產(chǎn)生的干擾及解決方案(一)

1、變頻器產(chǎn)生的干擾及解決方案 一、前言 采用變頻器驅(qū)動的電動機系統(tǒng)因其節(jié)能效果明顯、調(diào)節(jié)方便、維護簡 單、網(wǎng)絡化等優(yōu)點而被越來越多的應用。但是，由于變頻器特殊的工 作方式帶來的干擾越來越不容無視。變頻器干擾主要有：一是變頻器 中普遍使用了晶閘管或者整流二極管等非線性整流器件，其產(chǎn)生的諧 波對電網(wǎng)將產(chǎn)生傳導干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變電壓畸變率用THDv表 示，變頻器產(chǎn)生諧波引起的THDv在 1040%左右,影響電網(wǎng)的供電質(zhì) 量；二是變頻器的輸出局部一般采用的是 IGBT等開關器件，在輸出能 量的同時將在輸出線上產(chǎn)生較強的電磁輻射干擾，影響周邊電器的正 常工作。二、諧波和電磁輻射對電網(wǎng)及其它系統(tǒng)的危害1

2、. 諧波使電網(wǎng)中的電器元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了輸變電及用電設備的效率。2. 諧波可以通過電網(wǎng)傳導到其它的用電器， 影響了許多電氣設備的正常 運行，比方諧波會使變壓器產(chǎn)生機械振動， 使其局部過熱， 絕緣老化， 壽命縮短，以至于損壞；還有傳導來的諧波會干擾電器設備內(nèi)部軟件 或硬件的正常運轉(zhuǎn)。3. 諧波會引起電網(wǎng)中局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振，從而使諧波放大。4. 諧波或電磁輻射干擾會導致繼電器保護裝置的誤動作，使電氣儀表計量不準確，甚至無法正常工作。5. 電磁輻射干擾使經(jīng)過變頻器輸出導線附近的控制信號、 檢測信號等弱 電信號受到干擾，嚴重時使系統(tǒng)無法得到正確的檢測信號，或使控制 系統(tǒng)紊亂。一般來講

3、，變頻器對電網(wǎng)容量大的系統(tǒng)影響不十清楚顯，這也就是諧 波不被大多數(shù)用戶重視的原因。但對系統(tǒng)容量小的系統(tǒng)，諧波產(chǎn)生的 干擾就不能無視。三、有關諧波的國際及國家標準現(xiàn)行的有關標準主要有：國際標準IEC61000-2-2 IEC61000-2-4歐洲標準 EN61000-3-2, EN61000-3-12,國際 電工學會的建議標準 IEEE519-1992中國國家標準 GB/T14549-93電能質(zhì)量共用電網(wǎng)諧波?。 下面分別做簡要介紹：1. 國際標準IEC61000-2-2標準適用于公用電網(wǎng)，IEC61000-2-4標準適用于廠級電網(wǎng)， 這兩個標準規(guī)定了不給電網(wǎng)造成損害所允許的諧波程度，它們規(guī)定了

4、 最大允許的電壓畸變率 THDv.IEC61000-2-2標準規(guī)定了電網(wǎng)公共接入點處的各次諧波電壓含有的THDv約為 8%.IEC61000-2-4標準分三級。第一類對諧波敏感場合如計算機、實驗室 等THDv為5%;第二類針對電網(wǎng)公共接入點和一局部廠內(nèi)接入點THDv為8%;第三類主要針對廠內(nèi)接入點 THDv為10%.以上兩個標準還規(guī)定了電器設備所允許產(chǎn)生諧波電流的幅值，前者主要針對16A以下，后者主要針對16A到64A.IEEE519-1992標準是個建議標準，目標是將單次THDv限制在3%以下,總THDv限制在5%以下。2. 國內(nèi)標準GB/T14549-93中規(guī)定，公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓)

5、限值為380V(220V) 電網(wǎng)電壓總THDv為5%,各次諧波電壓含有率奇次為 4%,偶次為2%. 由以上標準看來， 一般單次電壓畸變率在 36%，總電壓畸變率在 58% 的范圍內(nèi)是可以接受的。四、減少變頻器諧波對其它設備影響的方法1. 增加交流 /直流電抗器采用交流/直流電抗器后，進線電流的 THDv大約降低30%50%是不 加電抗器諧波電流的一半左右。2. 多相脈沖整流 在條件具備，或者要求產(chǎn)生的諧波限制在比擬小的情況下，可以采用 多相整流的方法。12相脈沖整流THDv大約為10%15% 18相脈沖整 流的THDv約為3%8% 滿足EN61000-3-12和IEEE519-1992嚴格標準 的要求。缺點是需要專用變壓器和整流器，不利于設備改造，價格較高。3. 無源濾波器采用無源濾波器后，滿載時進線中的 THDv 可降至 5%10%，滿足EN61000-3-12和IEEE519-1992的要求，技術成熟，價格適中。適用于所有負載下的THDv4輸出電抗器 也可以采用在變頻器到電動機之間增加交流電抗器的方法，主要目的 是減少變頻器的輸出在能量傳輸過程中，線路產(chǎn)生的電磁輻射。該電 抗器必須安裝在距離變頻器最近的地方，盡量縮短與變頻器的引線距 離。如果使用鎧裝電纜作為變頻器與電動機的連線