變頻器屬于非線性負荷，它從電網(wǎng)吸收非正弦電流，引起電網(wǎng)電壓畸變，它既是一個諧波源，又是一個諧波接收者。作為諧波源，它對各種電氣設(shè)備，自動裝置、計算機、計量儀器以及通信系統(tǒng)均有不同程度的影響。對于供電線路來說，由于諧波的作用，惡化了電網(wǎng)質(zhì)量指標(biāo)，降低了電網(wǎng)的可靠性，增加了電網(wǎng)損失，縮短了電氣設(shè)備的壽命。其產(chǎn)生的主要危害有：

 

    (1)增加了電網(wǎng)中發(fā)生諧振的可能性，從而造成很高的過電流或過電壓而引發(fā)事故的危險性。

 

    (2)增加附加損耗，輸電及用電設(shè)備的效率和設(shè)備利用率。

 

    (3)使電氣設(shè)備(旋轉(zhuǎn)電機、電容器、變壓器等)運行不正常，加速絕緣老化，從而縮短它們的使用壽命。

 

    (4)使測量和計量儀器、儀表、自動裝置、計算機系統(tǒng)，以及許多用電設(shè)備運轉(zhuǎn)不正常或者不能正常動作或操作。

 

    (5)干擾通信系統(tǒng)，降低信號的傳輸質(zhì)量，破壞信號的正常傳遞，甚至損壞通信設(shè)備。

 

    (6)某些情況下，它不僅產(chǎn)生諧波，而且還引起供電電壓波動和閃變，甚至引起三相電壓不平衡，會危及電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行，并影響電氣設(shè)備的正常用電和周邊用戶。

 

    要降低諧波的影響程度，可以采取各種措施，但對于變頻器來說，主要是在其回路中加裝交流電抗器。

 

    變頻器輸入側(cè)產(chǎn)生諧波機理：對于變頻器而言，只要是電源側(cè)有整流回路的，都將產(chǎn)生因非線性引起的諧波。以三相橋整流電路為例，交流電網(wǎng)電壓為一正弦波，交流輸入電流波形為方波，對于這個波形，按傅氏級數(shù)可分解為基波和各次諧波，通常含有6m±1(m=1,2,…)次諧波，其中高次諧波干擾電網(wǎng)。單個基波與幾個高次諧波組合一起被稱為畸波.

 

    單次諧波電流理論值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。即5次約1/5，7次約1/7......

 

    從結(jié)構(gòu)來看，變頻器可分為間接變頻和直接變頻兩大類。間接變頻將工頻電流通過整流器變成直流，然后再經(jīng)過變器將直流變換成可控頻率的交流。直接變頻器則將工頻交流變換成可控頻率的交流，沒有中間的直流環(huán)節(jié)。它每相都是一個兩組晶閘管整流裝置反并聯(lián)的可逆線路。正反兩組按一定周期相互切換，在負荷上就獲得了交變輸?shù)碾妷篣0,U0的幅值決定于各整流裝置的控制角，頻率決定于兩組整流裝置的切換頻率。目前應(yīng)用較多的還是間變頻器。

 

    間接變頻有三種不同的結(jié)構(gòu)形式：(1)用可控整流器變壓，用逆變器變頻，調(diào)壓和調(diào)頻分別是在兩個環(huán)節(jié)上進行，兩者要在控制電路上協(xié)調(diào)配合。(2)用不控整流器整流斬波器變壓、逆變器變頻，這種變頻器整流環(huán)節(jié)用波器，用脈寬調(diào)壓 (3)用不控整流器整流，PWM逆變器同時變頻，這種變頻器只有采用可控關(guān)斷的全控式器件(如IGBT等)輸出波形才會非常逼真的正弦波。

 

    無論是哪一種的變頻器，都大量使用了晶閘管等非線性電力電子元件，不管采用哪種整流方式，變頻器從電網(wǎng)中吸取能量的方式均不是連續(xù)的正弦波，而是以脈動的斷續(xù)方式向電網(wǎng)索取電流，這種脈動電流和電網(wǎng)的沿路阻抗共同形成脈動電壓降疊加在電網(wǎng)的電壓上，使電壓發(fā)生畸變，經(jīng)傅里葉分析可知，這種非同期正弦波電流是由于頻率相同的基波和頻率大于基波頻率的諧波組成。

 

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