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变频器谐波的产生

变频器谐波的产生

点击数:7434 次   录入时间:03-04 11:46:23   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础

   1.谐波的产生原因

    谐波产生的根本原因是存在非线性负载。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,形成非正弦电流,从而产生谐波。

    2.谐波简介

 谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅里叶(MFourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和基波倍数频率的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率、幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性。在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多、更大。对于三相整流负载,变频器主要产生57次谐波。

    3.变频器基波和谐波

    一般电压在380 - 500V的低压变频器,其主电路都采用“交一直一交”电路,而且是电压型的,它的输入具有整流电路,无论是哪一种的变频器,都大量使用了晶司管等非线性电力电子器件,不管采用哪种整流方式,变频器从电网中吸取能量的方式均不是连续的正弦波,而是以脉动的断续方式向电网索取电流,这种脉动电流和电网的沿路阻抗共同形成脉动电压降叠加在电网的电压上,使电压发生畸变,经傅里叶分析可知,这种非周期正弦波电流是由于频率相同的基波和频率大于基波频率的谐波组成。

    4.变频器的电压波形

    在变频器输入部分,电压波形是正弦的,电网电源RST也是正弦的,但电流波形是非正弦的,这是由于电容滤波及二极管的参数离散所引起的。在变频器的输出部分,电压(线电压)是按正弦脉宽调制规律( SPWM)变化的,是幅值相等、宽度不等的矩形波,其等效后是连续的矩形波,而三相的相电压是阶梯波,因此是非线性的。电流是近似的正弦波(指曲线不光滑,带有毛刺),而且载波频率值越高,越接近正弦波。

    总之,变频器既然有非正弦的电压和电流的出现,就存在谐波电流与谐波电压。当变频器容量不大于电源变压器容量的10%时,影响是不大的。当容量超过以上值时,谐波的影响就不容忽视了,就必须采取一定的防干扰措施。


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