1、變頻器產(chǎn)生的干擾及解決方案 一、前言 采用變頻器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)因其節(jié)能效果明顯、調(diào)節(jié)方便、維護(hù)簡 單、網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點(diǎn)而被越來越多的應(yīng)用。但是，由于變頻器特殊的工 作方式帶來的干擾越來越不容無視。變頻器干擾主要有：一是變頻器 中普遍使用了晶閘管或者整流二極管等非線性整流器件，其產(chǎn)生的諧 波對電網(wǎng)將產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變電壓畸變率用THDv表 示，變頻器產(chǎn)生諧波引起的THDv在 1040%左右,影響電網(wǎng)的供電質(zhì) 量；二是變頻器的輸出局部一般采用的是 IGBT等開關(guān)器件，在輸出能 量的同時(shí)將在輸出線上產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射干擾，影響周邊電器的正 常工作。二、諧波和電磁輻射對電網(wǎng)及其它系統(tǒng)的危害1

2、. 諧波使電網(wǎng)中的電器元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了輸變電及用電設(shè)備的效率。2. 諧波可以通過電網(wǎng)傳導(dǎo)到其它的用電器， 影響了許多電氣設(shè)備的正常 運(yùn)行，比方諧波會(huì)使變壓器產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)， 使其局部過熱， 絕緣老化， 壽命縮短，以至于損壞；還有傳導(dǎo)來的諧波會(huì)干擾電器設(shè)備內(nèi)部軟件 或硬件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3. 諧波會(huì)引起電網(wǎng)中局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振，從而使諧波放大。4. 諧波或電磁輻射干擾會(huì)導(dǎo)致繼電器保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，使電氣儀表計(jì)量不準(zhǔn)確，甚至無法正常工作。5. 電磁輻射干擾使經(jīng)過變頻器輸出導(dǎo)線附近的控制信號、 檢測信號等弱 電信號受到干擾，嚴(yán)重時(shí)使系統(tǒng)無法得到正確的檢測信號，或使控制 系統(tǒng)紊亂。一般來講

3、，變頻器對電網(wǎng)容量大的系統(tǒng)影響不十清楚顯，這也就是諧 波不被大多數(shù)用戶重視的原因。但對系統(tǒng)容量小的系統(tǒng)，諧波產(chǎn)生的 干擾就不能無視。三、有關(guān)諧波的國際及國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有：國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-2-2 IEC61000-2-4歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN61000-3-2, EN61000-3-12,國際 電工學(xué)會(huì)的建議標(biāo)準(zhǔn) IEEE519-1992中國國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T14549-93電能質(zhì)量共用電網(wǎng)諧波?。 下面分別做簡要介紹：1. 國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-2-2標(biāo)準(zhǔn)適用于公用電網(wǎng)，IEC61000-2-4標(biāo)準(zhǔn)適用于廠級電網(wǎng)， 這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不給電網(wǎng)造成損害所允許的諧波程度，它們規(guī)定了

4、 最大允許的電壓畸變率 THDv.IEC61000-2-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電網(wǎng)公共接入點(diǎn)處的各次諧波電壓含有的THDv約為 8%.IEC61000-2-4標(biāo)準(zhǔn)分三級。第一類對諧波敏感場合如計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)室 等THDv為5%;第二類針對電網(wǎng)公共接入點(diǎn)和一局部廠內(nèi)接入點(diǎn)THDv為8%;第三類主要針對廠內(nèi)接入點(diǎn) THDv為10%.以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了電器設(shè)備所允許產(chǎn)生諧波電流的幅值，前者主要針對16A以下，后者主要針對16A到64A.IEEE519-1992標(biāo)準(zhǔn)是個(gè)建議標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)是將單次THDv限制在3%以下,總THDv限制在5%以下。2. 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549-93中規(guī)定，公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓)

5、限值為380V(220V) 電網(wǎng)電壓總THDv為5%,各次諧波電壓含有率奇次為 4%,偶次為2%. 由以上標(biāo)準(zhǔn)看來， 一般單次電壓畸變率在 36%，總電壓畸變率在 58% 的范圍內(nèi)是可以接受的。四、減少變頻器諧波對其它設(shè)備影響的方法1. 增加交流 /直流電抗器采用交流/直流電抗器后，進(jìn)線電流的 THDv大約降低30%50%是不 加電抗器諧波電流的一半左右。2. 多相脈沖整流 在條件具備，或者要求產(chǎn)生的諧波限制在比擬小的情況下，可以采用 多相整流的方法。12相脈沖整流THDv大約為10%15% 18相脈沖整 流的THDv約為3%8% 滿足EN61000-3-12和IEEE519-1992嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn) 的要求。缺點(diǎn)是需要專用變壓器和整流器，不利于設(shè)備改造，價(jià)格較高。3. 無源濾波器采用無源濾波器后，滿載時(shí)進(jìn)線中的 THDv 可降至 5%10%，滿足EN61000-3-12和IEEE519-1992的要求，技術(shù)成熟，價(jià)格適中。適用于所有負(fù)載下的THDv4輸出電抗器 也可以采用在變頻器到電動(dòng)機(jī)之間增加交流電抗器的方法，主要目的 是減少變頻器的輸出在能量傳輸過程中，線路產(chǎn)生的電磁輻射。該電 抗器必須安裝在距離變頻器最近的地方，盡量縮短與變頻器的引線距 離。如果使用鎧裝電纜作為變頻器與電動(dòng)機(jī)的連線