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变频器运行谐波及应对策略

变频器运行谐波及应对策略

作者:
2020/03/11 17:24

  专用变频器供应商提醒您:随着变频技术的提高,交流电动机的应用越来越广泛,采用变频调速可以提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量,有利于实现生产过程的自动化,是交流拖动系统具有优良的控制性能,而且在许多生产场合具有显著的节能效果。

 

  变频器的应用

 

  我国的电动机用电量占全国发电量的60%~70%,风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3.造成这种状况的主要原因是:风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输入功率大,大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。

 

  由于风机、水泵类大多为平房转矩负载,轴功率与转速成立方关系,所以当风机、水泵转速下降时,消耗的功率也大大下降,因此节能潜力非常大,最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量,应用变频器节电率为20%~50%,效益显著。

 

  许多机械由于工艺需要,要求电动机能够调速。过去由于交流电动机调速困难,调速性能要求高的场合都采用直流调速,而直流电冬季结构复杂,体积大,维修困难,因此随着变频调速技术的成熟,交流调速正逐步取代直流调速,往往需要进行是量和直接转矩控制,来满足各种工艺要求。

 

  利用变频器拖动电动机,起动电流小,可以实现软起动和无级调速,方便的进行加减速控制,是电动机获得高性能,大幅度地节约电能,因而变频器在工业生产和生活中得到了越来越广泛的应用。

 

  存在的问题及对策

 

  随着变频器应用范围的扩大,运行中出现的问题也越来越多,主要表现为:高次谐波、噪声与振动、负载匹配、发热等问题。本文针对以上问题进行分析并提出相应措施。

 

  通用变频器的主电路形式一般由整流、逆变和滤波三部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,中间滤波部分采用大电容作为滤波器,逆变部分为IGBT三项桥式逆变器,且输入为PWM波形。输出电压中含有除基波以外的其它谐波,较低次谐波通常对电动机负载影响较大,引起转矩脉动;而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加,使电动机出力不足,因此变频器输出的高低次谐波都必须抑制,可以采用以下方法抑制谐波。

 

  1.增加变频器供电

  电源内阻抗通常电源设备的内阻抗可以器到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用,内阻抗越大,谐波含量越小,这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。因此选择变频器供电电源时,最好选择短路阻抗大的变压器。

 

  2.安装电抗器

  在变频器的输入端与输出端串接合适的电抗器,或安装谐波滤波器,滤波器的组成为LC型,吸收谐波和增大电源或负载阻抗,达到抑制目的。

 

  3.采用变压器多项运行

  通用变频器为六脉波整流器,因此产生的谐波较大。如果采用变压器多相运行,使相位角互差30°,如Y-△、△-△组合的变压器构成12脉波的效果,可减小低次谐波电流,很好的抑制了谐波。

 

  4.设置专用谐波

  设置专用滤波器用来检测变频器和相位,并产生一个与谐波电流的幅值相同且相位正好相反的电流,通到变频器中,从而可以有效的吸收谐波电流。