抑制变频器高次谐波治理——施耐德

1、关于变频器输出侧高次谐波管理

　　下降PWM操控的输出波形中所含有的沟通谐波成分带来的磁杂讯技能已越来越多地在各种变频器中得到使用，如选用更高频率的开关元件、变频器输出端加装滤波设备，用随机法调理切换频率和闭环操控改善高次谐波。

　　2、关于变频器输入侧高次谐波管理

　　（1）在变频器沟通输入侧设置沟通电抗器增大整流阻抗使整流重叠角增大，减小高次谐波。

　　（2）在电力回路中并联运用沟通滤波设备，能将来自变频器的高次谐波重量与电源体系分流。

　　（3）关于装设多台变频器的场合，可各配专用的变压器，利用输入变压器相位错开的办法按捺高次谐波。

　　3、运用无源滤波器或有源滤波器

　　运用无源滤波器其首要是改变在特别频率下电源的阻抗，适用于安稳、不改变的体系。而运用有源滤波器首要是用于补偿非线性负载。

　　传统的办法多选用无源滤波器，无源滤波器呈现最早，因其结构简单、出资少、运转可靠性较高以及运转费用较低，至今仍是谐波按捺的首要手法。LC滤波器是传统的无源谐波按捺设备，它由滤波电容器、电抗器和电阻器恰当组合而成，与谐波源并联，除具有滤波作用外，还有无功补偿的作用。这种设备存在一些较难战胜的缺点，首要是容易过载，在过载时会被烧损，或许构成功率因数过引、偿而被罚款；另外，无源滤波器不能受控，因而随着时间的推移，配件老化或电网负载的变动，会使谐振频率发生改变，滤波作用下降。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），假如过滤不同的谐波频率，则要别离用不同的滤波器，添加设备出资。

　　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盯梢补偿，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时代构成，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）操控技能的进步以及根据瞬时无功功率理论的谐波电流瞬时检测办法的提出，有源电力滤波器得以迅速发展。其基本原理是从补偿目标中检测出谐波电流，由补偿设备发生一个与该谐波电流巨细持平而极性相反的补偿电流频谱，以抵消原线路谐波源所发生的谐波，从而使电网电流只含有基波重量。其中中心部分是谐波电流发生器与操控体系，即其作业靠数字信号处理（DSP）技能操控快速绝缘双极晶体管（1GBT）来完结。

　　现在，在详细的谐波管理方面，呈现了无源滤波器（LC滤波器）与有源滤波器互补混合运用的办法，充分发挥LC滤波器结构简单、易完成、本钱低，有源电力滤波器补偿性能好的长处，战胜有源电力滤波器容量大、本钱高的缺点，两者结合运用，从而使整个体系获得杰出的性能。

　　4、削减回路的阻抗及堵截传输线路法

　　谐波发生的底子原因是由于运用了非线性负载，因而，解决的底子办法是把发生谐波的负载的供电线路和对谐波灵敏的负载的供电线路分开（如图2所示）。由于非线性负载引起的畸变电流在电缆的阻抗上发生一个畸变电压降，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（如图3所示）。因而，削减谐波损害的办法也可从加大电缆截面积，削减回路的阻抗办法来完成。现在，国内较多选用提高变压器容量，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、熔断器等维护元件等办法，但此种办法不能从底子上消除谐波，反而下降了维护特性与功能，又加大了出资，添加供电体系的隐患。从图2中可知，能够将线性负载与非线性负载从同一电源

　　接口点（PCC）就开始别离的电路供电，这样能够使由非线性负载发生的畸变电压不会传导到线性负载上去。这是现在管理谐波问题较为抱负的解决方案。

　　5、运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。变频器内置的沟通电抗器，它能很好的按捺谐波，一起能够维护整流桥不受电源电压瞬间尖波的影响，实践标明，不带电抗器的谐波电流明显高于带电抗器发生的谐波电流。为了削减谐波污染构成的搅扰，在变频器的输出回路装置噪声滤波器。并且在变频器允许的情况，下降变频器的载波频率。另外，在大功率变频器中，一般运用12脉冲或18脉冲整流，这样在电源中，经过消除最低次谐波来削减谐波含量。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，关于18脉冲，最低的谐波是17次和19次谐波。

　　变频器中使用的低谐波技能可，归纳如下：①逆变单元的并联多重化，选用2个或多个逆变单元并联，经过波形叠加抵消谐波重量。②整流电路的多重化，在PWM变频器中选用121脉冲、18脉冲或者24脉冲的整流，以削减谐波。③逆变单元的串联多重化，选用30脉冲的串联逆变单元多重化线路，其谐波可削减到很小。④选用新的变频调制办法，如电压矢量的菱形调制等。现在，许多变频器制造厂商已非常重视谐波问题，在设计时已从技能手法上确保了变频器的绿色化，从而在底子上解决谐波问题。

　　6、不管选用何种办法，都不或许完全解决高次谐波管理问题，在实际工业生产中为消除变频器高次谐波对电气设备的搅扰，首要从传导、辐射和耦合三个方面解决。总的原则是按捺和堵截搅扰源、堵截搅扰对体系的耦合通道和下降对搅扰信号的灵敏性。解决传导搅扰首要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者阻隔掉，解决辐射搅扰就是对辐射源或被搅扰的线路进行屏蔽，解决耦合搅扰就是合理安置搅扰源和被搅扰线路的间隔、走向，避免耦合发生。

　　除了选用比如阻隔、屏蔽、接地、合理布线等按捺搅扰传达的技能办法以外，还能够采取逃避和引导的技能处理，如滤波、吸收和旁路等等，这些逃避和引导技能简单而奇妙，有时能够代替本钱费用昂贵而质量体积较大的硬件办法，收到事半功倍的作用。

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