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變頻器運行諧波及應對措施

日期: 2020-03-11
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  變頻器配套設備供應商提醒您:隨著變頻技術的提高,交流電動機的應用越來越廣泛,采用變頻調速可以提高生產機械的控制精度、生產效率和產品質量,有利于實現生產過程的自動化,是交流拖動系統具有優良的控制性能,而且在許多生產場合具有顯著的節能效果。


  變頻器的應用


  我國的電動機用電量占全國發電量的60%~70%,風機、水泵設備年耗電量占全國電力消耗的1/3.造成這種狀況的主要原因是:風機、水泵等設備傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量,其輸入功率大,大量的能源消耗在擋板、閥門地截流過程中。


  由于風機、水泵類大多為平房轉矩負載,軸功率與轉速成立方關系,所以當風機、水泵轉速下降時,消耗的功率也大大下降,因此節能潛力非常大,最有效的節能措施就是采用變頻調速器來調節流量,應用變頻器節電率為20%~50%,效益顯著。


  許多機械由于工藝需要,要求電動機能夠調速。過去由于交流電動機調速困難,調速性能要求高的場合都采用直流調速,而直流電冬季結構復雜,體積大,維修困難,因此隨著變頻調速技術的成熟,交流調速正逐步取代直流調速,往往需要進行是量和直接轉矩控制,來滿足各種工藝要求。


  利用變頻器拖動電動機,起動電流小,可以實現軟起動和無級調速,方便的進行加減速控制,是電動機獲得高性能,大幅度地節約電能,因而變頻器在工業生產和生活中得到了越來越廣泛的應用。


  存在的問題及對策


  隨著變頻器應用范圍的擴大,運行中出現的問題也越來越多,主要表現為:高次諧波、噪聲與振動、負載匹配、發熱等問題。本文針對以上問題進行分析并提出相應措施。


  通用變頻器的主電路形式一般由整流、逆變和濾波三部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,中間濾波部分采用大電容作為濾波器,逆變部分為IGBT三項橋式逆變器,且輸入為PWM波形。輸出電壓中含有除基波以外的其它諧波,較低次諧波通常對電動機負載影響較大,引起轉矩脈動;而較高的諧波又使變頻器輸出電纜的漏電流增加,使電動機出力不足,因此變頻器輸出的高低次諧波都必須抑制,可以采用以下方法抑制諧波。


  1.增加變頻器供電

  電源內阻抗通常電源設備的內阻抗可以器到緩沖變頻器直流濾波電容的無功功率的作用,內阻抗越大,諧波含量越小,這種內阻抗就是變壓器的短路阻抗。因此選擇變頻器供電電源時,最好選擇短路阻抗大的變壓器。


  2.安裝電抗器

  在變頻器的輸入端與輸出端串接合適的電抗器,或安裝諧波濾波器,濾波器的組成為LC型,吸收諧波和增大電源或負載阻抗,達到抑制目的。


  3.采用變壓器多項運行

  通用變頻器為六脈波整流器,因此產生的諧波較大。如果采用變壓器多相運行,使相位角互差30°,如Y-△、△-△組合的變壓器構成12脈波的效果,可減小低次諧波電流,很好的抑制了諧波。


  4.設置專用諧波

  設置專用濾波器用來檢測變頻器和相位,并產生一個與諧波電流的幅值相同且相位正好相反的電流,通到變頻器中,從而可以有效的吸收諧波電流。


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