变频器谐波对其它设备干扰的防止措施-模拟基础电路图

1 变频器输入侧谐波对其他设备的干扰

一般连接变频器的电源系统还并联有电力电容器、发电机、变压器、电动机等负载，变频器产生的谐波电流会按着电源系统和并联的负载各自的阻抗分流到其中，其结果是对各电气设备的影响较大。

1)电力电容器由于谐波引起并联谐振，则有异常电流流入电容器，其结果是导致电容器过热，绝缘层被破坏。通常，当电源阻抗充分小(电源设备容量大)时产生的故障很少，但要考虑高次谐波对低压电力电容的影响，因此可使用带6豫串联电抗器的电力电容器来减小谐波干扰，电抗器与电力容器、变频器连接图如图1所示。

2)自用发电机自用发电机给变频器供电或在同步发电机与电网并联的系统中接入变频器，则变频器产生的高次谐波电流流向同步发电机，在同步发电机的制动绕组和励磁绕组引起感应电流，根据其大小，发热产生的损耗增加(输出功率降低)，可能导致电机过热、寿命缩短等。假设谐波电流产生的损耗与逆相电流产生的损耗相等，设法使谐波产生的等效逆相电流在柴油机传动同步发电机中规定的逆相容许电流值(额定电流的15豫)以下，同步发电机的谐波影响可以减轻，等效逆相电流I2可由式(1)求出。

当同步发电机谐波电流产生的损耗较大，超过阻尼绕组的容许值时，必须选择数个大等级容量的或选用反相耐量大的发电机。另外，在变频器的输入侧接入改善功率因数用的电抗器、减少高次谐波电流也是有效的。在变频器输入侧接入改善功率因数用电抗器，虽不能一概而论，但大体可以考虑发电机的容量为变频器容量2 倍以上;如不接入改善功率因数用电抗器，有时需要3倍以上的发电机容量。

3)保护继电器继电器的种类非常多，充分掌握谐波的影响是困难的，但可以考虑由过电压及热损坏产生的绝缘损坏，振动引起的机械破坏等方面，在实用上几乎没有问题，但是如果电压电流的有效值大幅度超过额定值，偶尔会发生线圈

的过热烧损现象。

(1)关于误动作对于圆盘感应式的过电流及过电压继电器，其误动作的可能性小。对于静止式的，有的以有效值为基准而动作，此时如果含有高次谐波，在接近额定值处也会有误动作的可能。

(2)关于动作特性对于圆盘感应式的保护继电器，如果含有谐波则动作值和动作时间有增大增长的倾向，但在实用上多没有问题。

4)指示电气仪表指示电气仪表的动作原理大体可分为有效值响应式和平均值响应式。

有效值响应式基本上不受高次谐波的影响，根据磁通的非线性(它与使用的铁芯材料和磁回路设计参数相关)，有时对精度有些影响。平均值响应式在其动作原理上由于所含奇次谐波的波形有效值与平均值的差将影响此种原理的仪表。

2 防止变频器输入侧谐波干扰的对策

为了将谐波产生的种种干扰防患于未然，应该在发生源(变频器)侧抵制高次谐波。首先主电路可选择采用多脉冲数整流、多电平输出形式，谐波少对电网的污染也小，如表1 所列。从表中看出主电路整流脉波数多三电平输出可达到高标准的要求。还可采用动态消除谐波的方法，当然成本就会增加，但要比较权衡。

但是，以现有的两大技术水平和经济条件要将产生的高次谐波全部消除是困难的。当前必须把高次谐波发生侧和受到高次谐波干扰的装置侧协调起来，作为系统的整体实施，这在经济、技术上是最有效的对策。

2.1 在变频器输入侧的对策

防止变频器输入侧谐波干扰的措施，通常有在变频器输入侧设置交流电抗器、交流滤波器及采用整流器多重化等方法，这些对策的使用方法及特点可参考相关文献，在此不再赘述。

2.2 被干扰设备的对策

设备对谐波容计值数据如下。

1)电动机在电压畸变为10豫耀20豫以下时无大问题。

2)电子开关电压畸变超过10豫误动作。

3)仪表在电压畸变10豫，电流畸变10豫时，误差在1豫以下。

4)计算机电压畸变超过5豫产生干扰。

上述设备发生问题时，必须将电源系统分离，以免受高次谐波的影响或者在输入侧装设抑制谐波流入的装置。

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