杭州三科變頻技術有限公司
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閱讀：204發(fā)布時間：2025-9-25
我們在使用低容量的通用型變頻器（以下簡稱-VFD）時，可以發(fā)現高次諧波很少成為問題，但當VFD的容量或數量較大時，往往會出現高次諧波電流和高次諧波干擾，因此首先對高次諧波采取適當的對策和預防措施非常重要。
1.改進VFD結構
可以從VFD自身硬件結構或者整個變頻系統(tǒng)的建設方式、設備選型等方面考慮，從根本上減少變頻系統(tǒng)注入電網的諧波和無功污染。
(1)變頻系統(tǒng)的電源獨立于其他設備的電源，或在VFD等電氣設備的輸入側安裝隔離變壓器；
(2)整流中采用乘法技術增加脈沖波數，可有效增加特征諧波數，降低特征諧波幅值。對于大容量晶閘管VFD，可以采用這種方法，通過復用抑制流向電源側的高次諧波；
(3)采用高頻整流電路，改善整流波形和功率因數，DC電壓可調；
(4)逆變器采用開關頻率高的電力電子器件，如MOSFET、IGBT等，可以提高載頻比，抑制VFD輸出的高頻諧波。
(5)在逆變器中采用乘法技術，增加脈沖波數，使輸出電流和電壓波形更接近正弦波。但重復次數越多，電路越復雜，可靠性越低。三倍頻電路可以兼顧輸出波形的質量和設備的可靠性，是比較理想的。
2.采用適當的控制策略。
從VFD 控制器來看，我們可以采用更合適的控制策略或者在原有控制策略的基礎上做一些優(yōu)化和改進，從原理上的減少諧波的產生。以實際應用中常用的正弦脈寬調制(SPWM)法和特定諧波消除(SHE)法為例。
根據SPWM的基本理論，當調制波頻率為fr，載頻為fc，載頻比N=fc/fr時，單極SPWM控制在輸出電壓中產生N-3倍以上的諧波，雙極SPWM控制在輸出電壓中產生N-2倍以上的諧波。例如，當N=25時，22階以下的諧波全部被單極SPWM控制消除，23階以下的諧波全部被雙極SPWM控制消除。
但當輸出電壓頻率較高時，由于器件開關頻率的限制，n的值不可能很大，SPWM控制的優(yōu)勢并不明顯。此時選擇SHE方式可以輸出開關次數相等的高質量電壓和電流，降低了對輸入輸出濾波器的要求。
3.采用濾波電路。
在VFD外采取措施，綜合考慮注入電網的VFD的特征諧波和個別VFD的非特征諧波，制定濾波方案，控制污染源。也就是說，先污染，后治理。單獨使用濾鏡效果并不理想，配合以上兩種方法更有效。
(1)如果VFD的輸入側沒有配備專用變壓器，可以在輸入側連接交流電抗器(ACL ),以增加整流阻抗，抑制高次諧波電流。
(2)在VFD和電網系統(tǒng)之間的電源電路中使用交流濾波器。交流濾波器包括調諧濾波器和二次濾波器。調諧濾波器用于吸收單次諧波，而二次濾波器適用于吸收多次高次諧波。通常，兩個濾波器結合使用，以消除單個諧波，同時濾除一個或多個諧波。
(3)在VFD的輸出端增加LC濾波器，可以濾除VFD輸出的高次諧波，延長PWM的上升沿，降低dV/dt，從而抑制變頻的輸出過壓。如果在外殼上接LC濾波器，還可以濾除VFD output的零序分量，避免零序電壓產生的電流通過定子繞組和定轉子側的寄生電容造成電機等設備的損耗
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