变频器谐波危害的解决措施
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变频器谐波治理方案变频器是现代电力传动系统中的核心,其优点包括高效率、低噪声、易于控制和维护。
然而,变频器也会产生谐波,这会给电力系统带来一些问题,如加剧电网电压畸变、损坏设备等。
因此,需要制定一些变频器谐波治理方案来解决这些问题。
第一种谐波治理方案是使用谐波滤波器。
这种方法是通过添加一个LC谐波滤波器来滤除变频器产生的谐波。
通过选用合适的谐波滤波器,可以有效地减少电网的谐波含量,从而达到谐波治理的目的。
然而,谐波滤波器的成本较高,其安装和调试也相对复杂,需要专业的工程师来完成。
第二种谐波治理方案是使用变频器自带的谐波控制技术。
现代变频器通常都具有谐波控制技术,可以通过自带的谐波控制回路来降低谐波含量。
这种方法不需要额外的滤波器,可以减少成本和安装难度。
但需要注意的是,这种方法只适用于小功率的变频器,对于大功率的变频器,谐波控制技术并不是非常有效。
第三种谐波治理方案是使用多电平变频器。
多电平变频器通过使用多级电路来减少谐波含量。
这种方法可以有效地降低谐波含量,并且具有较低的电磁干扰和噪声。
然而,多电平变频器的成本和体积都相对较大,需要更高的设计和维护技术。
第四种谐波治理方案是采用无谐波变频器。
无谐波变频器通过使用原理与多电平变频器相似的PWM调制技术来消除谐波。
这种方法可以有效地消除谐波含量,并且不需要使用谐波滤波器或谐波控制技术。
但需要注意的是,无谐波变频器通常成本较高。
综上所述,针对变频器产生的谐波问题,我们有多种谐波治理方案可供选择。
具体选用哪种方案需要根据不同的应用场合和需求综合考虑。
无论选择何种方法,都需要确保谐波含量在电网允许范围内,并且满足国家相关标准和法规的要求。
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施变频器是现代工业中常用的一种电力调节设备,它能够将固定频率的交流电源转换为可调节频率和电压的交流电源。
变频器具有体积小、效率高、响应快等优势,但同时也会产生一系列的谐波问题,高次谐波就是其中之一。
本文将对变频器高次谐波的危害以及抑制措施进行浅谈。
变频器产生的高次谐波对电网的稳定性和可靠性造成了危害。
高次谐波会引起电网中电压和电流波形的失真,导致电路的过电压和过电流现象,加剧了电网设备的损坏和寿命缩短,同时还会对其他电子设备产生干扰,影响设备的正常运行。
高次谐波对电动机的性能和工作效率造成了不利影响。
电动机是变频器的负载设备之一,高次谐波的存在会引起电动机的附加损耗和热量损耗,导致电机的效率下降,降低了电机的运行质量,并且增加了电机的热量,使得电机的温升升高,缩短了电机的使用寿命。
高次谐波还会对电气设备的保护和继电保护系统产生负面影响。
高次谐波会造成继电保护系统误动作,使得对设备的保护无法有效地进行,增加了设备故障的产生和扩大。
高次谐波还会对建筑物内部的供电系统造成波动,引发灯光的闪烁和干扰,给用电加载设备带来不稳定性。
尤其是对于对电源质量要求较高的场所,如医院、实验室等,高次谐波的存在会对设备和人员的安全造成潜在风险。
为了减少高次谐波对电网和电气设备的危害,可以采取以下几种抑制措施:1. 采用谐波滤波器。
谐波滤波器是一种用于抑制谐波电流和谐波电压的设备,可将谐波电流引导至地线,从而减少高次谐波的产生和传播。
2. 优化变频器的电路设计。
通过合理设计变频器的电路结构和参数选择,减少谐波的产生和传播,降低对电网和电气设备的影响。
3. 增加变频器的滤波器。
在变频器的输入和输出端增加滤波电容或滤波线圈,减少谐波成分的传导,降低高次谐波的幅值。
4. 合理选择变频器的工作频率。
根据实际需求,选择合适的变频器工作频率,避免谐波频率与电网频率或其他设备频率的共振现象。
变频器高次谐波的危害是不可忽视的,对电网和电气设备的稳定性和可靠性带来了很大的威胁。
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施变频器高次谐波对电力系统的危害体现在以下几个方面:1. 电力系统的谐波污染:变频器高次谐波会导致电力系统中谐波电压和谐波电流的增加,从而引起谐波污染。
谐波污染会导致电力设备的运行不稳定,降低电力系统的安全可靠性和供电质量。
2. 会对电力设备造成损害:变频器高次谐波会使电力设备内部发生谐波电流流动,引起设备内部的电压和电流过大,从而加速设备的老化和损坏,缩短设备的使用寿命。
3. 产生不正常的感应和电磁干扰:变频器高次谐波还会引起感应和电磁干扰,对周围的设备和系统产生不正常的影响,影响设备的正常运行。
1. 采用谐波滤波器:谐波滤波器是一种专门用于抑制高次谐波的设备,能够降低变频器高次谐波的电压和电流,减少谐波对电力系统和设备的危害。
2. 安装隔离变压器:在使用变频器的设备中,可以安装隔离变压器来隔离变频器的高次谐波,降低谐波对系统和设备的危害。
3. 提高设备的设计和制造质量:在变频器的设计和制造中,采用合适的材料和工艺,提高系统的抗电磁干扰能力,降低变频器对电力系统的谐波污染。
4. 优化电力系统的设计和运行:在电力系统的设计和运行过程中,合理安排设备的位置和连接方式,避免谐波的传导和聚集,降低谐波对系统的影响。
除了以上措施,还可以根据实际情况采取其他一些办法,比如改进变频器的控制算法,减少谐波输出;优化电容器的设计和选择,提高电容器的负载适应能力等等。
变频器高次谐波对电力系统和设备会产生很多危害,包括谐波污染、设备损坏和电磁干扰等。
为了减少这些危害,我们可以采取一些抑制措施,如安装谐波滤波器、隔离变压器等。
也需要优化电力系统的设计和运行,提高设备的设计和制造质量。
这样才能有效降低变频器高次谐波带来的危害,提高电力系统的安全可靠性和供电质量。
变频器谐波干扰及治理措施变频器谐波是指由于正弦电压加压于非线性负载变频器,基波电流发生畸变而产生的谐波。
对于一台变频器来讲,它的输入端和输出端都会产生高次谐波,输入端的谐波还会通过输入电源线对公用电网产生影响。
变频器本身输入侧是一个非线性整流电路,对电源的波形将有影响,变频器输出侧电压、电流、非正弦或非完全正弦波含有丰富的谐波。
一般来讲,变频器对容量大的电力系统影响不是十分明显,但是对于系统容量小的系统,谐波产生的干扰就不可忽略,它对公用电网是一种污染,客观的存在对公用电网和其它系统的危害大致有:(1)变频器谐波使公用电网的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的使用率,大量的三次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。
(2)变频器谐波影响各种电气元件的正常工作。
谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪音和过电流,使电容器、电缆等设备过热,绝缘老化、寿命缩短以至损坏。
(3)变频器谐波会引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述的危害大大的增加,甚至引起严重事故。
(4)变频器谐波会对临近的通讯系统产生干扰,导致通讯质量降低,甚至信息的丢失,使通讯系统无法正常工作。
治理变频器谐波问题,抑制辐射干扰和供电系统干扰,可采取屏蔽、隔离、接地等技术手段。
1、安装适当的电抗器在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器,吸收谐波和增大电源或负载的阻抗,到达抑制谐波的目的,以减少传输过程中的电磁辐射。
通过抑制谐波电流,将功率因数由原来的(0.5-0.6)提高至(0.75-0.85);2、电源隔离或安装隔离变压器将变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独立,或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器,切断谐波电流;3、防止干扰辐射电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆,并与其他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设,防止辐射干扰;4、变频器正确的接地正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的干扰。
抑制谐波干扰常用的方法在实际使用过程中,经常遇到变频器谐波干扰问题.抑制谐波干扰常用的方法:谐波的传播途径是传导和辐射。
解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离;解决辐射干扰就是对辐射源或被干扰的线路进行屏蔽。
具体常用方法:(1)变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独立,或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器,切断谐波电流。
(2)在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器,或安装谐波滤波器,滤波器的组成必须是LC型,吸收谐波和增大电源或负载的阻抗,达到抑制谐波的目的。
(3)电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆,并与其他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设,避免辐射干扰。
(4)信号线采用屏蔽线,且布线时与变频器主回路控制线错开一定距离(至少20cm以上),切断辐射干扰。
(5)变频器使用专用接地线,且用粗短线接地,邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开,使用短线。
这样能有效抑制电流谐波对邻近设备的辐射干扰。
这些都是理论知识,在应用中我们要更多的结合现场工况。
例1记得还是1999年的事情,当初是在四川内江某一铁路水厂做变频自动化改造项目。
现场布线的时候,将所有控制线和动力线全部绑在一起,在刚调试变频器没有运行的时候,功能测试,数据的显示都很正常。
但当变频器一投入运行,整个数据就全乱了,数据波动特别大,完全不能正常显示。
后经检查,发现控制线与动力线布在一起。
与业主沟通之后,由于地沟有限,增加镀锌管,控制线穿管布线。
然后将镀锌管焊接接地线接地。
处理后,数据仍然有一定的跳动,尤其是频率比较低的时候,等频率上升到35HZ以上,数据就比较稳定了。
但为了更加可靠的运行,又做了2项处理:1、购买了一个隔离变压器作为PLC的供电,也就是使用AC380V输入/AC220V输出的变压器,输入输出隔离;2、在变频器输入端增加电抗器。
经过这两项处理后数据基本上稳定了。
最后在投入运行前,又将所有的模拟量输入的屏蔽层重新接地。
变频器产生的谐波危害及解决方法[优秀范文五篇]第一篇:变频器产生的谐波危害及解决方法变频器产生的谐波危害及解决措施变频器是工业调速传动领域中应用较为广泛的设备,由于变频器逆变电路的开关特性,对其供电电源形成了一个典型的非线性负载。
变频器在现场通常与其它设备同时运行,例如计算机和传感器,这些设备常常安装得很近,这样可能会造成相互影响。
因此,以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一,电力电子装置所产生的谐波污染已成为阻碍电力电子技术自身发展的重大障碍。
相关的定义1.1 什么是谐波谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。
谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。
谐波可以I区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、1 4,6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz 时,2次谐波为lOOHz,3次谐波则是150Hz。
一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。
对于三相整流负载,出现的谐波电流是6n±1次谐波,例如5、7,11、13、17、19等,变频器主要产生5、7次谐波。
谐波定义示意图如图1所示。
1.2 谐波治理的有关标准变频器谐波治理应注意下面几个标准: 抗干扰标准:EN50082-1、-2,EN61800-3;辐射标准:EN5008l-1、-2,EN61800-3。
特别是IECl0003、IECl800-3(EN61800-3)、IEC555(EN60555)和IEEE519-1992。
普通的抗干扰标准EN50081和EN50082以及针对变频器的标准EN61800(1ECl800-3)定义了设备在不同的环境中运行时的辐射及抗干扰的水平。
变频器高次谐波抑制措施前言变频器是现代工业中普遍应用的电力调节和转换设备,尤其是在运动控制领域。
然而,使用变频器会导致高次谐波的产生,这些谐波将对设备、电网和其他设备造成负面影响,应该引起足够的重视。
因此,本文将讨论变频器高次谐波的产生及其对设备和系统的影响,并介绍抑制高次谐波的措施。
变频器高次谐波的产生变频器将交流电源转换成可调节的直流电源,然后通过逆变器将直流电源转换为可调节的交流电源。
然而,在逆变器输出的脉冲宽度调制 (PWM) 信号中,会产生频率高于基波频率的谐波。
这些谐波对设备和电网会产生不良影响,特别是在高功率和高速应用中。
变频器可能产生 5 至 40 倍于基波频率的高次谐波,这取决于 PWM 与逆变器拓扑、输出滤波器和负载的特性。
每个谐波序列可以进一步分为不同的模式,如交叉模式和共模模式。
高次谐波的不良影响高次谐波的存在将导致以下问题:1.会增加系统的噪声水平并降低通信系统的可靠性;2.在某些情况下,可能引起震动和噪声问题,从而影响系统的机械稳定性;3.可以降低电力传输系统的效率并导致能量损失;4.会纠缠和干扰其他电气设备,导致它们的失效。
因此,必须采取措施来抑制变频器产生的高次谐波。
抑制高次谐波的措施以下是抑制变频器高次谐波的措施:1. 增加输出滤波器适当的输出滤波器可以在一定程度上抑制高次谐波。
通常使用 LC 滤波器作为输出滤波器,可以削减高次谐波的幅值,最大限度地保护负载和电源。
需要注意的是,滤波器的设计需要考虑到负载的电流和逆变器的交叉模式与共模模式。
2. 采用多电平逆变器多电平逆变器是在逆变器输出增加多级电平的电源转换器。
这种拓扑结构可以有效地抑制高次谐波,使输出波形更接近正弦波,从而提高电气设备的运行效率和可靠性。
3. 采用多电平 PWM多电平 PWM 是一种抑制高次谐波的有效方法。
通过增加多个级联输出电平,可以有效消除谐波分量。
此外,使用多电平 PWM 还可以减小逆变器谐波产生的发热量,减少设备的故障率。
变频器的谐波及常用解决方法摘要:随着变频器等电力电子装置的广泛使用,系统的电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。
本文从谐波的概念入手,结合变频器内部相关知识,分析谐波的产生及其危害,并在此基础上结合本人多年工作实践提出抑制谐波的几种常用方法。
关键词:变频器;谐波;抑制;干扰由于变频器逆变电路的开关特性,对于其供电电源形成了一个典型的非线性负载,变频器输出侧电压、电流、非正弦或非完全正弦波含有丰富的谐波。
由于变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变,结果是在输入输出回路产生电流高次谐波,干扰供电系统、负载及其它邻近电气设备。
1 谐波的含义谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致,当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。
谐波频率是基波频率的整数倍。
2 变频器谐波产生机理变频器的主电路一般为交-直-交组成,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥式不可控整流成直流电压信号,经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。
输入侧产生谐波机理:在整流回路中,输出电压,电流都将产生因其非线性引起的谐波。
以三相桥式整流回路为例,交流电网电压为正弦波,交流输入电流的波形为矩形波,对于此方波,按傅立叶级数可分解为基波和各次谐波,通常含有6x+1(x=l,2,3….)次谐波。
其中的高次谐波将干扰输入供电系统,单个基波和几个高次谐波组合在一起称作畸波。
输出侧产生谐波机理:在逆变输出回路中,输出电压和电流均有谐波。
对于PWM控制的变频器,只要是电压型变频器,不管是何种PWM控制,其输出电压波形为矩形波。
其中谐波频率的高低是与变频器调制频率有关,调制频率低(如1~2KHz),人耳听得见高次谐波频率产生的电磁噪声(尖叫声)。
若调制频率高(如IGBT变频器可达20KHz),人耳听不见,但高频信号是客观存在。
从电压方波及电流正弦锯齿波,用傅立叶级数不难分析出各次谐波的含量。
变频器谐波的危害及解决措施◎王宏泰常识李玖洋工业化的生产使变频器的应用范围进一步扩大,变频器主要使用于工业领域的调速传动。
它与以往的机械调速相比有着巨大的优势。
但由于其逆变电路开关的特性,对自身的供电电源就形成了一个典型的非线性负荷,因为他通常不是单独使用,与其配套的设备共同使用。
又因为这些设备的安装距离一般都比较近,这样就造成了互相影响。
所以,以变频器为主要使用用途的电子电力设备是公用电网中谐波产生的重要来源,影响着电力系统的电能损耗。
一、变频器结构原理和谐波产生的原因典型变频器的原理框图尽管国内目前应用的变频器外观不同,结构各异,但基本电路结构是相似的,主要有:l .主电路。
对低压变频器来说,其主电路几乎均为电压型交一直一交电路。
它由三相桥式整流器(即AC /DC 模块)、滤波电路(电容器C )、制动电路(晶体管V 及电阻R )、三相桥式逆变电路(IGBT 模块)等组成。
电压型变频器是以电压源向交流电动机提供电功率的,优点是不受负载功率因数或换流的影响。
缺点是负载出现短路或波动时,容易产生过电流,烧损模块,故必须在极短时间内采取保护措施,且只适用单方向传送,不易实现能量回馈。
2.驱动板。
由IGBT 的驱动电路、保护电路、开关电源等组成3.主控板。
由CPU 故障信号检、I/O 光偶合电路、A/D 和D/A 转换、EPROM、16MHz 晶振、通信电路等组成,多数采用贴片元件(SMT )波峰焊接技术。
4.操作盘及显示。
输入I/O 操作信号,用LED (或LCD )来显示各种状态。
5.电流传感器。
用以得到电流信号。
变频器的制造原理是把频率50赫兹的直流电转化成为各种频率的交流电源,用来实现电机变速运行的设备。
其中主电路的控制由控制电路完成,变频器设备装置主要控制交流异步电机的变速运行,调速范围大、安全可靠、能源节约效果显著;其工作原理就是目前使用较为广泛的依旧是交-直-交变频器。
变频器使用的主电路是交-直-交,经过三相不可控整流成为直流电压。
变频器谐波抑制方法变频器是一种用于控制电动机转速的设备,能够改变电源频率,实现电机的速度调节。
然而,变频器在使用过程中会产生谐波,这些谐波会对电网和其他设备造成不良影响。
为了解决变频器谐波问题,人们提出了以下几种抑制谐波的方法。
1.有源滤波技术:有源滤波是一种通过在变频器输出端配置主动滤波器来消除谐波的方法。
主动滤波器通过监测变频器输出电流,产生等幅反向相位电流,以抵消谐波电流,实现谐波抑制。
这种方法可以有效地去除谐波,但成本较高。
2.无源滤波技术:无源滤波是一种通过电感、电容和电阻等元件构成的无源滤波器来消除谐波的方法。
无源滤波器能够通过选择不同的滤波器参数来抑制不同谐波频率,从而减少谐波对电源和其他设备的干扰。
这种方法成本较低,但只能抑制特定谐波频率。
3.直流耦合技术:直流耦合技术又称为谐波电流恢复技术,是一种将变频器输出电流通过电感等元件耦合到直流电路的技术。
直流电路通过整流滤波器将输出电流转化为直流电,然后再由逆变器将直流电转化为交流电,从而实现谐波电流的恢复。
这种方法可以有效地消除谐波,但对系统稳定性要求较高。
4.直接耦合技术:直接耦合技术是一种将变频器输出电压通过电容等元件耦合到电源网的技术。
电容通过对电流的调制和滤波,可以降低谐波电流对电网和其他设备的干扰。
这种方法成本较低,但对电容参数要求较高。
5.多电平逆变技术:多电平逆变技术是一种将变频器输出电压分解为多个不同电平的交流电压,从而抑制谐波的方法。
多电平逆变技术能够减少电压谐波含量,降低谐波对电网和其他设备的影响。
这种方法适用于大功率变频器,但成本较高。
6.软开关技术:软开关技术是一种利用电路元件的能量储存和释放特性,实现谐波抑制的方法。
软开关技术通过控制开关管的开关时间和频率,减少谐波电流的产生和传输,从而降低谐波对电网和其他设备的干扰。
这种方法成本适中,但对开关管的选择和控制要求较高。
总之,变频器谐波抑制方法有很多种,每种方法都有各自的优缺点,选择合适的方法需要考虑谐波频率、成本和实施难度等因素。
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施随着技术的发展,变频器已经成为实现电机变速控制的主要装置。
然而,变频器也会产生高次谐波,这些谐波对电网和其他设备产生危害。
本文将就变频器高次谐波的危害以及抑制措施进行简要介绍。
首先,高次谐波会污染电网。
高次谐波的含量越高,对电网的污染就越大。
电网污染会引起电网损失,减少电网的正常使用寿命,甚至降低翻新设备的效果。
同时,高次谐波包含有很多无功功率,在电网中,无功功率很难被直接利用,仅仅是增加了电网的无谓负荷,导致电网的可靠性变差。
其次,高次谐波会导致电机绝缘老化,增加电机绕组通路的损耗。
随着高次谐波的不断累加,在电机绕组和空气间产生的局部放电和闪络电压等现象会导致电机的绝缘老化,进而降低电机的使用寿命。
此外,高次谐波引起了电机内部振动,由于磁场的不均匀分布,电机绕组通路中的电流会发生积聚,会引发增加能量的分波谐振,缩短电机的使用寿命。
最后,高次谐波还会影响其他设备的使用。
当变频器不小心泄漏高次谐波时,高次谐波会干扰各种电子器件的工作,导致其他设备失灵。
为了解决这些问题,一种有效的控制变频器高次谐波的方法是使用滤波器。
滤波器能够滤除变频器产生的高次谐波,保护电网和其他设备。
由于变频器产生的高次谐波频率比较高,因此滤波器需要很高的带宽。
在实际应用过程中,可以考虑采用独立的谐波滤波器或者交流电滤波器,或者在设计变频器时就集成滤波器。
综上所述,变频器产生的高次谐波对电网和其他设备具有很大的危害。
应该采取有效的措施来控制谐波,保障电网和其他设备的正常稳定运行。
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施变频器是一种常见的电器设备,广泛应用于工业生产和家庭生活中。
它通过改变电源的频率和电压来控制马达的转速,从而实现对电动机的调节。
变频器在实际使用中可能会产生高次谐波,给电器设备及人体带来各种危害。
本文将从危害和抑制措施两个方面进行阐述。
变频器高次谐波对电器设备的危害不可忽视。
高次谐波主要表现为电流和电压波形失真,会导致电动机增加工作负载,使其容易出现过热并缩短使用寿命。
高次谐波还会影响电气设备的性能,如引起电力电子设备的故障、电动机输出扭矩降低等。
这些都会增加设备的维修和更换成本,并影响生产效率。
变频器高次谐波对人体的危害也不容忽视。
高次谐波会导致电器设备产生电磁辐射和噪声,对人体健康造成不利影响。
长时间暴露在高次谐波辐射下,可能引起头痛、失眠、疲劳等身体不适症状。
高次谐波还会影响人体神经系统和心脑血管系统的正常功能,增加患病风险。
为了减轻变频器高次谐波带来的危害,需采取相应的抑制措施。
一种常用的措施是使用滤波器来抑制高次谐波。
滤波器可以消除电路中的高次谐波成分,确保电器设备的正常工作。
选择合适的滤波器对于抑制高次谐波非常关键。
增大电源线的截面积和改善接地条件也可以减少高次谐波的产生。
由于高次谐波主要是通过电缆和导线的辐射而传播的,适当调整线路结构和连接方式也能够改善辐射噪声。
采用合适的电缆和导线也是抑制高次谐波的有效措施之一。
电缆和导线的选择应具有良好的抗干扰性能,能够有效地过滤高次谐波信号,并降低其对周围设备和人体的影响。
提高设备的绝缘能力和抗干扰能力也可以减少高次谐波产生的可能性。
变频器高次谐波对电器设备和人体健康都会带来不可忽视的危害。
为了减少高次谐波的产生和传播,需采取一系列的抑制措施,如加装滤波器、改善接地条件、选择合适的电缆和导线等。
这样可以有效地保护设备和人体免受高次谐波的危害。
对于使用变频器的单位和个人来说,还需提高对高次谐波的认识和重视,加强安全防护措施以避免潜在风险。
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施【摘要】高次谐波是变频器在工作过程中产生的一种有害电磁干扰。
这些高次谐波会影响电气设备的正常运行,导致设备故障和损坏,甚至影响整个电力系统的稳定性和安全性。
本文从高次谐波的危害、产生原因以及抑制措施等方面进行了探讨。
针对高次谐波的抑制措施包括滤波器的应用和其他各种抑制技术。
通过使用适当的滤波器和其他抑制措施,可以有效地减少高次谐波的影响,提高电力系统的可靠性和稳定性。
对于变频器高次谐波的危害及抑制措施是非常重要的,希望通过本文的探讨能够增加人们对这方面问题的认识,提高电气设备运行的安全性和可靠性。
【关键词】变频器、高次谐波、危害、原因、抑制措施、滤波器、结论1. 引言1.1 引言变频器在工业领域的广泛应用使得生产效率得到了显著提升,然而随之而来的高次谐波却给设备运行和电网稳定性带来了不可忽视的危害。
高次谐波是指频率高于基波频率的谐波,会导致电网电压波形失真、电流波形畸变,增加系统的电能损耗,影响设备的正常运行,甚至对其他设备造成干扰。
人们迫切需要有效的手段来抑制变频器产生的高次谐波。
在本文中,我们将深入分析高次谐波的危害、变频器产生高次谐波的原因,以及针对高次谐波的抑制措施。
我们还将重点讨论滤波器在高次谐波抑制中的应用,以及其他一些有效的抑制措施。
通过对这些内容的探讨,我们希望能够为工程师和技术人员提供关于高次谐波问题的深入理解,为他们在实际工程中应对高次谐波提供一定的参考和帮助。
通过共同努力,我们相信可以更好地保障电网运行稳定,确保设备正常运行,推动工业生产的持续发展。
2. 正文2.1 高次谐波的危害高次谐波是指频率是基波频率的整数倍的谐波成分,在变频器系统中产生的高次谐波会对电网和设备造成一系列的危害。
高次谐波会导致电网的电压失真和电流失真增加,影响电能质量,降低系统的功率因数,增加谐波损耗。
高次谐波会导致变频器系统内部设备的故障,如电容器老化、绕组温升过高等问题,缩短设备的寿命。
总结谐波对电机的影响机处理高次谐波对电动机的影响主要有以下几方面。
1、高次谐波使变频器输出电压波形失真,输出电压中会叠加由于开关开闭时产生的浪涌电压。
该浪涌电压的峰值很高,可对电动机绝缘产生不良影响,甚至会击穿绝缘。
2、引起电动机附加发热,导致电动机的额外温升。
3、谐波还会引起电动机转矩脉动,产生振动和噪声。
针对这些影响,下面提出一些防范措施。
一、防止浪涌电压使电动机绝缘劣化普通的二电平和三电平PWM电压型变频器由于输出电压跳变台阶较大,相电压达到直流母线电压的一半,同时,由于逆变器功率器件开关输出较快,会产生较大的电压变化率,从而产生浪涌电压。
浪涌电压会影响电动机的绝缘,尤其当变频器输出与电动机之间电缆距离较长时,由于线路分布电感和分布电容普遍存在,会产生行波反射作用,使电压变化率放大,到电动机端子处可增加一倍以上,使电动机绝缘损坏。
为了减小浪涌电压对电动机绝缘的影响,可采取如下措施。
1、电动机与变频器的距离尽量缩短。
2、在PWM变频器的输出侧接入滤波器以抑制由于电路共振或电磁辐射产生的浪涌电压。
3、实现上述措施,若不经济可改用PAM控制变频器。
4、提高电动机的绝缘强度。
5、定期检查电动机的绝缘强度,进行早期诊断,防患于未然。
6、用压敏电阻防止浪涌电压。
二、防止电动机变频调速后温升提高普通异步电动机多采用自通风方式,当转速降低时,风速下降,风冷能力降低,会引起电动机过热。
此外,由于变频器产生的高次谐波电流使电动机铜损和铁损增加。
因此,要根据负荷状态和调速范围,采取如下措施。
1、最好采用强制通风型电动机。
2、选用变频调速专用电动机。
3、减小调速范围,避免超低速运行。
三、谐波对电动机产生转矩脉动普通电流源型变频器的输出电流不是正弦波,而是120°的方波,因而三相合成磁动势不是恒速旋转的,而是步进磁动势,它和基本恒速旋转的转子磁动势产生的电磁转矩的不同之处在于除了平均转矩外,还有脉动的分量。
变频器产生的干扰及解决方案一、引言在工业生产过程中,变频器被广泛应用于控制机电的转速和运行。
然而,变频器的使用也带来了一些问题,其中之一就是产生的干扰。
本文将详细介绍变频器产生的干扰的原因和影响,并提供一些解决方案,以匡助企业有效地解决这一问题。
二、变频器产生的干扰原因1. 高频电磁干扰:变频器在工作过程中会产生高频电磁干扰,这些干扰信号会通过电源线、信号线和地线传播到其他设备和系统中。
2. 电源线谐波干扰:变频器的输入端会引入谐波电流,这些谐波电流会对电源系统造成干扰,导致其他设备的正常工作受到影响。
3. 电磁辐射干扰:变频器在工作时会产生电磁辐射,这些辐射会干扰周围的设备和系统,导致它们的正常工作受到影响。
三、变频器产生的干扰影响1. 信号干扰:变频器产生的干扰信号可能会影响其他设备和系统的正常工作,导致信号传输错误或者丢失。
2. 电源系统不稳定:变频器引入的谐波电流会导致电源系统的电压波动,进而影响其他设备的正常工作。
3. 机电故障:变频器产生的干扰信号可能会对机电的正常运行产生影响,导致机电故障或者损坏,进而影响生产效率。
四、解决变频器产生的干扰的方案1. 滤波器的使用:安装滤波器可以有效地减少变频器产生的高频电磁干扰。
滤波器可以在变频器的输入端或者输出端安装,通过滤波器对干扰信号进行滤波,减少干扰的传播。
2. 接地措施:合理的接地系统可以有效地降低变频器产生的电磁辐射干扰。
确保变频器和其他设备都良好接地,减少接地电阻,提高接地效果。
3. 屏蔽措施:对变频器和其他设备进行屏蔽处理,可以有效地减少电磁辐射干扰。
使用金属屏蔽罩、屏蔽线缆等材料对设备进行屏蔽,减少干扰信号的传播。
4. 谐波滤波器的应用:安装谐波滤波器可以有效地减少变频器引入的谐波电流对电源系统的干扰。
谐波滤波器可以将谐波电流滤波,使其不会对其他设备和系统造成影响。
5. 电磁兼容性测试:进行电磁兼容性测试可以匡助企业了解变频器产生的干扰情况,并采取相应的措施进行干扰的消除和防护。
变频器谐波干扰对港口供配电系统的危害及解决方法变频器谐波干扰是指变频器工作时产生的谐波电流和谐波电压对港口供配电系统的干扰。
由于谐波干扰会导致电网电压波形失真、电压降低、设备温升过高等问题,对港口供配电系统的运行和设备的正常工作造成一定的危害。
为了解决这一问题,可以采取以下措施:1.增加传输线路的容量:增加线路容量可以降低线路电流密度,减少谐波电流对电网的影响。
可以采用增设平衡三相电源、并联传输线路等方法来提高电网传输能力。
2.增加谐波滤波器:谐波滤波器可以将变频器产生的谐波电流和谐波电压滤除,减少其对电网的干扰。
可以根据谐波特性选择合适的谐波滤波器,并将其安装在变频器的输出端。
3.优化电网运行参数:可以通过优化电网的运行参数来减少谐波干扰的影响。
例如,调整电压调整装置的参数,提高变压器的阻抗,增加电源的级数等。
4.使用谐波消除器:谐波消除器可以通过产生与谐波相位相反的谐波电压,将变频器产生的谐波电压抵消掉,从而减少谐波干扰的影响。
可以选择合适的谐波消除器,并将其与变频器连接。
5.使用谐波抑制器:谐波抑制器可以通过改变谐波电流的路径,将谐波电流引导到地电源或者其他合适的位置,从而减少其对电网的干扰。
可以选择合适的谐波抑制器,并将其与变频器连接。
综上所述,变频器谐波干扰对港口供配电系统的危害较大,但可以通过增加线路容量、增加谐波滤波器、优化电网参数、使用谐波消除器和谐波抑制器等措施来解决这一问题。
这些方法不仅可以减少谐波干扰的影响,还可以提高电网的稳定性和设备的可靠性,确保港口供配电系统的正常运行。
变频器的谐波危害与控制方法变频器(变频调速器)是一种将电能进行转换,并通过调整电频、电压和电流来控制电机转速和负载的设备。
它在工业生产中被广泛应用,但同时也会带来一些谐波危害。
本文将详细介绍变频器的谐波危害及其控制方法。
现代工业中,变频器广泛应用于电机控制系统,其原理是通过改变电源电压的频率,从而控制电机的转速和负载。
然而,变频器会引起谐波现象,主要包括电流谐波和电压谐波。
1.电流谐波变频器工作时,电源输入端的电流是非正弦波形,会产生大量的谐波电流。
这些谐波电流会对电网及相关设备造成一定的危害,如电网负载能力降低、导线和电缆温升、电气设备运行不稳定等。
2.电压谐波电源输入端的电压也会受到变频器的影响而引起谐波。
这些谐波电压除了对电网和设备产生类似电流谐波的危害外,还可能对变频器本身产生不利影响,如增加电容器的损耗、降低变频器的效率等。
二、变频器谐波危害的影响谐波电流和电压对电网和设备可能造成以下主要影响:1.电网负载能力下降谐波电流引起电网额定电流的损耗,导致电网传输能力减少。
这会对电网的稳定性和可靠性产生负面影响。
2.导线和电缆温升谐波电流会导致电缆和导线的温度升高,可能造成电缆绝缘老化、熔断器跳闸等故障。
3.电气设备运行不稳定由于谐波电流和电压的存在,电气设备可能出现运行不稳定、增加的机械振动和噪音等问题。
4.变频器本身故障谐波电流和电压对变频器本身也会产生负面影响,增加电容器的损耗、降低变频器的效率以及频率器件损坏等。
三、变频器谐波危害的控制方法为了减小变频器谐波危害的影响,以下是一些常用的控制方法:1.滤波器安装滤波器可以有效地减少谐波电流和电压,提高电网的负载能力并减少整个系统的谐波污染。
滤波器可以分为有源滤波器和无源滤波器两种。
-有源滤波器是通过控制电流和电压来实现谐波补偿,它具有快速响应、高精度等优点,但成本较高。
-无源滤波器则是通过LC谐振电路来抑制谐波,它成本较低,但在稳定性和补偿效果方面有一定的局限性。
变频器的谐波及常用解决方法变频器是一种用于调节交流电源的电器设备。
它广泛应用于工业生产、电力系统、医疗设备和家居电器等领域。
然而,变频器工作时会产生谐波,给电网稳定性和设备运行带来一些问题,因此需要采取一些常用的解决方法。
首先,我们先来了解一下变频器产生的主要谐波类型。
主要谐波有三种类型:整流谐波、逆变谐波和直流谐波。
整流谐波是由于电网被电源单相或三相晶闸管整流电源所供给而产生的,逆变谐波是由于变频器输出电压采用高频脉冲宽度调制技术而产生的,直流谐波是由于变频器直流电源引起的。
这些谐波会导致电网电压畸变、电流畸变和设备损坏等问题。
针对这些问题,以下是一些常用的变频器谐波处理方法:1.加装谐波滤波器:谐波滤波器是一种能够抑制谐波电流的装置。
它按照电网谐波谐波的类型进行设计,能够有效减少谐波对电网的影响,提高电网的稳定性。
谐波滤波器通常分为有源滤波器和无源滤波器两种。
有源滤波器是通过电子元器件对谐波进行补偿和降低,而无源滤波器则是通过电感、电容和电阻等被动元件来吸收谐波。
2.采用多电平逆变器:多电平逆变器可以减少逆变输出电压的谐波含量。
它使用多个电平的开关器件来产生逆变输出电压,以减少逆变谐波的产生。
多电平逆变器可以提高变频器的输出电压质量,减少对电网和设备的影响。
3.使用变压器/电抗器:变频器前、后或中间加装变压器或电抗器可以减少电网电压和电流的谐波。
变频器输入端加装变压器可以降低电网电压的谐波含量,而变频器输出端加装电抗器可以限制谐波电流的流动。
这种方法在一些对电网稳定性要求较高的场合中比较常见。
4.优化系统设计:对变频器系统进行优化设计也是减少谐波的有效方法。
例如,减小谐波电流传输路径的电感,优化谐波电流的流动路径,减小电缆长度和截面积,优化系统的接地方式等。
这些优化措施可以减少电流流动时的电阻和电感损耗,降低谐波电流的大小。
综上所述,变频器产生的谐波问题可以通过加装谐波滤波器、使用多电平逆变器、采用变压器/电抗器以及优化系统设计等方式得到解决。
变频器电压谐波变频器是一种广泛应用于工业领域的电力调节装置,它能够改变电源的频率以实现电机的调速。
然而,在变频器工作期间,会产生电压谐波问题,给电力系统带来一系列的负面影响。
本文将就变频器电压谐波问题展开论述,并探讨一些缓解方法。
一、变频器电压谐波的原因及危害1. 变频器内部电路变频器内部的整流电路和逆变电路会引入谐波电压。
当电压经过整流和变频电路时,它们的断路器会以非线性的方式打开和关闭,导致电压波形被扭曲,产生谐波。
2. 变频器工作方式变频器工作时,会将电源频率转换为适用于电机的调节频率。
这种频率转换过程也会引入谐波电压。
谐波电压引起的危害主要体现在以下几个方面:1. 设备损坏谐波电压会对电力设备产生不利影响,特别是那些对电压质量要求较高的设备。
高振荡的谐波电压可能导致设备故障、损坏甚至起火。
2. 功率损耗谐波电压增加了电力系统的功率损耗。
由于谐波电压引起的电流畸变,会导致额外的电阻和导线损耗,造成电能的浪费。
3. 接地干扰谐波电压也会对接地产生干扰。
因为电压谐波会经过接地导线返回到电力系统,对其他设备产生干扰,甚至引起共模干扰。
二、缓解变频器电压谐波的方法1. 滤波器的应用滤波器是缓解电压谐波问题的有效手段之一。
通过安装滤波器,可以将谐波电流进行滤除,减少谐波电压的产生。
常用的滤波器包括有源滤波器、无源滤波器和谐波滤波器。
2. 升级变频器技术随着技术的不断进步,现代变频器已经具备了一定的抑制谐波的能力。
采用新一代的变频器可以有效地降低谐波水平,减少谐波电压的产生。
3. 降低负载对电网的谐波响应降低负载对电网的谐波响应是另一种有效的缓解方法。
通过增加再生单元、改进电机设计等手段,可以减少负载对电网的谐波响应,降低谐波电压的产生。
4. 优化电力系统设计合理的电力系统设计也是解决谐波问题的关键。
通过合理规划供电系统、选择合适的设备和线缆等,可以减少谐波电压的产生。
结论在变频器的使用过程中,电压谐波是一个需要重视的问题。
变频器谐波危害的解决措施
摘要:阐述了谐波的概念及产生原理、对变频器产生的谐波问题作了较为详细的描述,并对目前解决谐波问题的措施作了全面的分析,提出了可供参考的解决方案。
关键字:交频器;谐波干扰;谐波危害
变频器是工业调速传动领域中应用较为广泛的设备,由于变频器逆变电路的开关特性,对其供电电源形成了一个典型的非线性负载。
变频器在现场通常与其它设备同时运行,例如计算机和传感器,这些设备常常安装得很近,这样可能会造成相互影响。
因此,以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一,电力电子装置所产生的谐波污染已成为阻碍电力电子技术自身发展的重大障碍。
相关的定义
1.1 什么是谐波
谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。
谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。
谐波可以I区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、1 4,6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为lOOHz,3次谐波则是150Hz。
一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。
对于三相整流负载,出现的谐波电流是6n±1次谐波,例如5、7,11、13、17、19等,变频器主要产生5、7次谐波。
谐波定义示意图如图1所示。
1.2 谐波治理的有关标准
变频器谐波治理应注意下面几个标准,抗干扰标准:EN50082-1、-2,EN61800-3:辐射标准:EN5008l-1、-2,EN61800-3。
特别是IECl0003、IECl800-3(EN61800-3)、IEC555(EN60555)和IEEE519-1992。
普通的抗干扰标准EN50081和EN50082以及针对变频器的标准
EN61800(1ECl800-3)定义了设备在不同的环境中运行时的辐射及抗干扰的水平。
上述标准定义了在不同环境条件下的可接受辐射等级:L级,无辐射限制。
适用于在不受干扰的环境下使用变频器的用户和自己处理辐射限制的用户。
H级,根据EN61800-3确定的限制,第一环境:有限制分布,和第二环境。
作为选件RFI滤波器,配置RFI滤波器可以使变频器达到商业级,通常用于非工业的环境。
2 谐波的治理措施
治理谐波问题,抑制辐射干扰和供电系统干扰,可采取屏蔽,隔离,接地及滤波等技术手段。
①使用无源滤波器或有源滤波器:②增加变压器的容量,减少回路的阻抗及切断传输线路法;③使用无谐波污染的绿色变频器。
2.1 使用无源滤波器或有源滤波器
使用无源滤波器其主要是改变在特殊频率下电源的阻抗,适用于稳定、不改变的系统。
而使用有源滤波器主要是用于补偿非线性负载。
传统的方式多选用无源滤波器,无源滤波器出现最早,因其结构简单、投资少、运行可靠性较高以及运行费用较低,至今仍是谐波抑制的主要手段。
LC滤波器是传统的无源谐波抑制装置,它由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除具有滤波作用外,还有无功补偿的作用。
这种装置存在一些较难克服的缺点,主要是容易过载,在过载时会被烧损,可能造成功率因数过引、偿而被罚款;另外,无源滤波器不能受控,因此随着时间的推移,配件老化或电网负载的变动,会使谐振频率发生改变,滤波效果下降。
更重要的是无源滤波器只能过滤一种谐波成份(如有的滤波器只能滤除三次谐波),如果过滤不同的谐波频率,则要分别用不同的滤波器,增加设备投资。
国内外有多种有源滤波器,这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。
有源电力滤波器(APF)理论在20世纪60年代形成,后来着大中功率全控型半导体器件的成熟,脉冲宽
度调制(PWM)控制技术的进步以及基于瞬时无功功率理论的谐波电流瞬时检测方法的提出,有源电力滤波器得以迅速发展。
其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流,由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流频谱,以抵消原线路谐波源所产生的谐波,从而使电网电流只含有基波分量。
其中核心部分是谐波电流发生器与控制系统,即其工作靠数字信号处理(DSP)技术控制快速绝缘双极晶体管(1GBT)来完成。
目前,在具体的谐波治理方面,出现了无源滤波器(LC滤波器)与有源滤波器互补混合使用的方式,充分发挥LC滤波器结构简单、易实现、成本低,有源电力滤波器补偿性能好的优点,克服有源电力滤波器容量大、成本高的缺点,两者结合使用,从而使整个系统获得良好的性能。
2.2 减少回路的阻抗及切断传输线路法
谐波产生的根本原因是由于使用了非线性负载,因此,解决的根本办法是把产生谐波的负载的供电线路和对谐波敏感的负载的供电线路分开。
由于非线性负载引起的畸变电流在电缆的阻抗上产生一个畸变电压降,而合成的畸变电压波形加到与此同一线路上所接的其它负载,引起谐波电流在其上流过。
因此,减少谐波危害的措施也可从加大电缆截面积,减少回路的阻抗方式来实现。
目前,国内较多采用提高变压器容量,增大电缆截面积,特别是加大中性线电缆截面,以及选用整定值较大的断路器、熔断器等保护元件等办法,但此种方式不能从根本上消除谐波,反而降低了保护特性与功能,又加大了投资,增加供电系统的隐患。
可以将线性负载与非线性负载从同一电源接口点(PCC)就开始分别的电路供电,这样可以使由非线性负载产生的畸变电压不会传导到线性负载上去。
这是目前治理谐波问题较为理想的解决方案。
2.3 使用无谐波污染的绿色变频器
绿色变频器的品质标准是:输入和输出电流都是正弦波,输入功率因数可控,带任何负载时都能使功率因数为1,可获得工频上下任意可控的输出频率。
变频器内置的交流电抗器,它能很好的抑制谐波,同时可以保护整流桥不受电源电压瞬间尖波的影响,实践表明,不带电抗器的谐波电流明显高于带电抗器产生的谐波电流。
为了减少谐波污染造成的干扰,在变频器的输出回路安装噪声滤波器。
并且在变频器允许的情况,降低变频器的载波频率。
另外,在大功率变频器中,通常使用12脉冲或18脉冲整流,这样在电源中,通过消除最低次谐波来减少谐波含量。
例如12脉冲,最低的谐波是
11次、13次、23次、25次谐波。
依次类推,对于18脉冲,最低的谐波是17次和19次谐波。
变频器中应用的低谐波技术可,归纳如下:①逆变单元的并联多重化,采用2个或多个逆变单元并联,通过波形叠加抵消谐波分量。
②整流电路的多重化,在PWM变频器中采用121脉冲、18脉冲或者24脉冲的整流,以减少谐波。
③逆变单元的串联多重化,采用30脉冲的串联逆变单元多重化线路,其谐波可减少到很小。
④采用新的变频调制方法,如电压矢量的菱形调制等。
目前,许多变频器制造厂商已非常重视谐波问题,在设计时已从技术手段上保证了变频器的绿色化,从而在根本上解决谐波问题。
3结论
综上所述,可以清楚地了解谐波产生的原因,在具体治理上可采用无源滤波器、有源滤波器,减少回路阻抗,切断谐波传输路径及开发使用无谐波污染的绿色变频器等方法,将变频器产生的谐波控制在最小范围内,达到科学合理用电,抑制电网污染,提高电源质量。