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低壓變頻器輸入、輸出端諧波的產生

發布時間:2015/7/16 20:10:00 訪問次數:1159

   圖4-2是典型低壓變頻器主電路圖。輸入由6只二極管組成三相全橋整流電路; OP220GSZ輸出由6只IGBT組成逆變電路。6只整流二極管在整流過程中,因為將3個正弦交流電整流為1個直流電,必然在任何瞬間,只能有2相導通(有電流),1相休息(沒電流)。哪一相最高,電流就由哪一相流進;那一相晟低,電流就由哪一相流出。不高不低的相中沒有電流。整流波形如圖4-3a所示。

   該整流電路為3相全波整流,任意時刻只有2相導通,電流從最高相流進,從最低相流出,不高不低的相中沒有電流。圖4-3a中標出的“整流間斷區”就是暫時不導通的相。整流后的直流電壓每個周期有6個小波峰,稱為6脈波整流電路。380V變頻器整流后電壓最大值為540V,波形見圖4-3a。

   由整流電路的相線電流波形可見(圖4-3a中下面的電流波形圖),相線電流一是不連續;二是每個半周為兩個脈沖,與正弦波相差甚遠,含有大量諧波成分。每相的電流諧波含量高達40u/o以上,該諧波電流在變壓器相線阻抗上產生電壓降,形成傳導干擾,干擾連接到該變壓器上的其他電器。

        

   因流進3條相線的電流之和為零,為差模干擾,消除差模干擾的方法是在相線上串聯交流電抗器和在直流母線上串聯直流電抗器。差模干擾主要干擾和變頻器工作在同一相線上的強電電器,如電動機、變壓器、功率因數補償器等。

   圖4-2中的VIl~VI6為IGBT逆變開關器件,通過6只開關器件交替開關工作,將整流后的直流電逆變為脈寬調制波,該脈寬調制波加到電動機的繞組上,等效為交流正弦波(見圖4-3b)。

   因為脈寬調制波為脈沖波,是間斷的,使電動機的中性點和電源變壓器的中性點不等電位,兩點之間出現電位差。又因為三相輸出電纜到地存在分布電容,三相輸出電壓含有大量的高次諧波,高次諧波通過分布電容產生接地電流,形成共模干擾。

   又因輸出脈沖的高次諧波頻率很高,有很強的輻射能力,通過輸出相線聲生輻射干擾,是變頻器輻射干擾的主要根源。


   圖4-2是典型低壓變頻器主電路圖。輸入由6只二極管組成三相全橋整流電路; OP220GSZ輸出由6只IGBT組成逆變電路。6只整流二極管在整流過程中,因為將3個正弦交流電整流為1個直流電,必然在任何瞬間,只能有2相導通(有電流),1相休息(沒電流)。哪一相最高,電流就由哪一相流進;那一相晟低,電流就由哪一相流出。不高不低的相中沒有電流。整流波形如圖4-3a所示。

   該整流電路為3相全波整流,任意時刻只有2相導通,電流從最高相流進,從最低相流出,不高不低的相中沒有電流。圖4-3a中標出的“整流間斷區”就是暫時不導通的相。整流后的直流電壓每個周期有6個小波峰,稱為6脈波整流電路。380V變頻器整流后電壓最大值為540V,波形見圖4-3a。

   由整流電路的相線電流波形可見(圖4-3a中下面的電流波形圖),相線電流一是不連續;二是每個半周為兩個脈沖,與正弦波相差甚遠,含有大量諧波成分。每相的電流諧波含量高達40u/o以上,該諧波電流在變壓器相線阻抗上產生電壓降,形成傳導干擾,干擾連接到該變壓器上的其他電器。

        

   因流進3條相線的電流之和為零,為差模干擾,消除差模干擾的方法是在相線上串聯交流電抗器和在直流母線上串聯直流電抗器。差模干擾主要干擾和變頻器工作在同一相線上的強電電器,如電動機、變壓器、功率因數補償器等。

   圖4-2中的VIl~VI6為IGBT逆變開關器件,通過6只開關器件交替開關工作,將整流后的直流電逆變為脈寬調制波,該脈寬調制波加到電動機的繞組上,等效為交流正弦波(見圖4-3b)。

   因為脈寬調制波為脈沖波,是間斷的,使電動機的中性點和電源變壓器的中性點不等電位,兩點之間出現電位差。又因為三相輸出電纜到地存在分布電容,三相輸出電壓含有大量的高次諧波,高次諧波通過分布電容產生接地電流,形成共模干擾。

   又因輸出脈沖的高次諧波頻率很高,有很強的輻射能力,通過輸出相線聲生輻射干擾,是變頻器輻射干擾的主要根源。


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