高次谐波干扰的途径及防止对策
(1)高次谐波干扰的途径
变频器产生谐波的途径与一般的电磁干扰途径是一致的,分为辐射和传导两种,如图4-16所示。从图中可以看出,变频器产生的谐波第一是辐射干扰,它对周围的电子接收设备产生干扰;第二是传导干扰,使直接驱动的电动机产生电磁噪声,铁损和铜损增加;第三是传导电源对电源输入端所连接的电子敏感设备有影响;第四是对与变频器输出线相平行敷设的其他线路产生电磁耦合形成感应干扰。
图4-16谐波干扰途径
(2)防止谐波干扰的对策
防止高次谐波干扰的对策,大致分为两大类。第一类属传统方式,即降低杂讯(噪声)大小。
①采用开关频率高的电力电子元件,如MOSFET、IGBT等。
②在变频器输出端加装滤波器,使送至电力设备前的电源波形为正弦波。
③改善PWM的调制方法,降低谐波含量。
④用闭环控制的方法,如ADSM及DSMC,来改善传统PWM的高次谐波现象。
第二类属于新尝试,其基本观念及做法是企图将无意义的杂讯(噪声)转变为可选择的信息。如果将声音依着不定期的信息内容而变化的话,声音就只是普通声音,它可以传送某些信息,如音乐或警示等。日本日立研究实验室即试图利用控制的原理将交流电动机输出的杂讯(噪声)转变为期望的频率,在他们的研究中是选择不同曲调作为信息,并已在试验中证实了其有效性。
(3)防止谐波干扰的配套设备
为了防止干扰,建议采用图4-17所示的方案。变频器本身采用铁壳屏蔽,输出线采用钢管屏蔽,并与其他弱电信号分别配线,附近的其他灵敏电子设备线路也要屏蔽好,电源线采用隔离变压器或电源滤波器以避免传导干扰。为了减少电磁噪声,可以配置输出滤波器;为了减少对电源的污染,可以配置输入滤波器或零序电感。如要与其他负载,如晶闸管整流装置、功率因数补偿器并联使用,或电源变压器容量大于10倍变频器容量,或电源电压不平衡率超过3%时,需接电源匹配电感器,其参数见表4-16所示。采用了匹配电感器后对电压改善效果见表4-17。从表4-17看出,小容量变频器安装匹配电感器后使功率因数有所提高,大容量时对功率因数无提高,但可改善变频器运行性能,同时还可以起到滤波的作用。
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