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變頻器的不良影響及解決辦法

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摘要:變頻器的不良影響及解決辦法
變頻器的不良影響及解決辦法:

1.變頻器的不良影響:變頻器工作時,向電網發射諧波電流和射頻噪聲電流,這些會導致電壓發生畸變,對同一個電網上的電子設備形成電磁幹擾,對於變頻器導致的電磁幹擾問題,人們往往不能確定導致問題的原因,因此也就不能采取正確的對策措施,熟悉強電的人,往往會認為導致幹擾的原因是諧波電流,而熟悉弱點的人,往往認為導致幹擾的原因是射頻電流,要知道,這兩種問題的對策是不同的,這也導致人們不能順利解決問題;當出現:PLC工作異常、儀表讀數錯誤、控製係統誤差增加等現象時,往往是射頻電流導致的結果,諧波電流導致的故障現象主要包括:①無功補償電容不能投切或者燒毀;②電纜、變壓器過熱、 配電盤跳閘、變壓器噪聲增加;③同一個電網上的電動機溫升增加、噪聲變大;變頻器不僅對電網側產生不良的影響,對於負載側也會有不良的影響,主要表現在對電機的損傷,變頻器對電機的損傷主要有以下幾個方麵:①電機發熱嚴重、噪聲增加,導致電機的壽命縮短;②電機的定子繞組絕緣損壞,這種現象的發生時間不定,短則數周,長則數月;③電機的軸承損壞,這種現象的發生時間不定,短則數周,長則數月;導致這些故障現象的根本原因是變頻器輸出的PWM脈衝電壓波形,脈衝電壓的上升沿越陡、頻率越高、對電機的損傷越嚴重;現代變頻器追求體積更小、效率更高、達到這個目的的方法就是增加PWM電壓波形的陡度,然而,這導致上述的一些問題也越來越嚴重;

2.變頻器不良影響的根源:變頻器之所以會導致諸多電磁兼容和電能質量的問題,是由變頻器的工作原理所決定的;變頻器主要由兩部分組成:整流器和逆變器,整流器工作時產生諧波電流,這在第一分冊中已經進行了討論,逆變器對直流電壓進行控製,產生脈寬調製波,電壓波形是電磁幹擾和損傷電機的根本原因;變頻器的諧波電流發射與變頻器的品牌有關,主要是因為不同品牌的變頻器中所使用的濾波電路的不同,這包括,是否內嵌了 直流電抗器或者交流電抗器、濾波電容的容量大小等;變頻器對電機的損傷程度與變頻器的品牌和功率有關,與變頻器的工作電壓有關,還與電機的功率有關;

3.怎樣消除變頻器的不良影響:輸入端的處理:•在輸入端安裝諧波濾波器;•在輸入端安裝射頻濾波器輸出端的處理:•在輸出端安裝正弦波濾波器;•在輸出端安裝射頻濾波器;•在電機側安裝尖峰電壓吸收器;在變頻器的輸入端和輸出端安裝適宜的濾波器是解決變頻器帶來的各種問題的有效方法;航天綠電係列綠電產品為解決變頻器的各中電磁兼容問題提供了可能;在變頻器的輸入端,安裝HTHF諧波濾波器,不僅能夠有效減小諧波電流的發射,還能控製射頻幹擾的發射,如果對射頻幹擾的控製又進一步要求,可以安裝EMFI射頻幹擾濾波器;在變頻器的輸出端,安裝SWF濾波器能夠有效解決電機損傷的問題,如果要加強對電機軸承的保護,可以在安裝一台EMFO濾波器,這種方案的效果最好,但是成本較高,如果僅希望對電機的定子繞組進行保護,就可以用下麵的較低成本的方案;SVA變頻器尖峰電壓吸收器為電機保護提供低成本的方案,這種方法適用於變頻器與電機之間電纜長度小於300米的場合等;

4.不是任何濾波器都能與變頻器配套:變頻器諧波濾波器要滿足:1.濾波效果確定:要承諾變頻器安裝濾波器後達到的諧波電流發射程度,例如:THID<8%;2.不吸收上遊諧波電流:傳動係統會安裝在電網的任何位置,不能因為上遊有其它諧波源,而使濾波器過載;3.不對係統產生不良影響:在任何電網中使用時,不能與電網係統發生諧振或者產生其他不良影響;4.不發出過度的容性無功功率:變頻器的主要問題是諧波電流,而不是cosϕ低,濾波器發出太大的容性無功,會損害電網,特別是柴油發電機的場合;控製變頻器的諧波電流發射,性價比最高的方法是無源濾波器,但是需要注意,一般的無源濾波器不能用於變頻器的諧波治理;一般的無源諧波濾波器采用LC陷波電路,並聯在線路上,為諧波電流提供一個低阻抗通路,這種原理的濾波主要存在以下幾個方麵的問題:1.濾波效果不確定:濾波器的實際效果與電網的阻抗有很大關係,因此不能保證變頻器配裝了濾波器滿足特定諧波限製要求;2.吸收上遊諧波電流:不僅吸收變頻器產生的諧波電流,還吸收來自上遊的諧波電流,這就容易造成濾波器過載,甚至損壞;3.發出過大容性無功:這對於傳統的工業電網是好事,因為可以在濾波的同時,補償無功功率,但是,變頻器本身並不需要容性無功,濾波器發出過大的容性無功,會使傳動係統成為一個電容性的負載,對電網造成不良的影響;4.可能與係統發生諧振:濾波器有可能與係統的電容或者電感發生諧振,造成係統不穩定,嚴重時,甚至會損壞係統。
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