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              為什么不建議在變頻器的輸入端安裝有源濾波器

              變頻器的諧波電流已經引起廣泛的關注,與此對應,變頻器的諧波治理技術也越來越被關注。要是變頻器的諧波電流達到某個特定的指標,例如,THID<8%,一般只能采用專門的諧波濾波器,電抗器達不到這么嚴格的要求。

                變頻器電源線輸入端安裝的諧波濾波器一般有兩種,一種是有源濾波器,另一種是無源濾波器。從電磁兼容的角度看,盡量避免在變頻器的電源線輸入端安裝有源濾波器。因為,有源濾波器在工作時會產生較強的電磁干擾,這些干擾會導致電網上充滿高頻噪聲,表現為毛刺,也會通過空間產生電磁輻射,對鄰近的其它電子設備產生干擾。下面解釋有源濾波器帶來的電磁干擾風險。

                有源濾波器的工作原理與變頻器很類似,只不過有源濾波器的逆變器產生的諧波電流,而變頻器的逆變器產生的是正弦波電流。因此,只要了解了變頻器產生電磁干擾的機理,就容易了解有源濾波器產生電磁干擾的機理。

                眾所周知,變頻器最強的電磁干擾源之一。變頻器之所以產生很強的電磁干擾,是因為它輸出PWM電壓,也就是高頻脈沖電壓,這種高頻電壓會產生很強的電磁干擾。這種干擾通過途徑對其他電子設備產生電磁干擾,變頻器產生的幾種干擾總結如圖1所示。

                1) 輸入電源線的諧波電流發射:由整流電路產生;

                2) 輸入電源線的射頻電流發射:由逆變器泄漏到輸入回路的高頻成分;

                3) 輸入電源線的電磁輻射:電源線上有射頻電流時,必然產生電磁輻射;

                4) 輸出電纜的電磁輻射:輸出電纜上的電壓波形為PWM電壓波形,這種脈沖電壓必然產生很強的電磁輻射。

                

                圖1 變頻器產生的電磁干擾種類

                有源濾波器是直接向電網上用PWM電壓波的形式注入諧波電流,因此它產生圖1中的2項、3項、4項。需要注意的是,有源濾波器產生的第2項(射頻電流發射)更加強烈。因為,在變頻器的場合,射頻電流僅僅是從逆變器泄漏到輸入端,而有源濾波器是直接注入。

                有源濾波器產生的干擾分布在載波頻率(也就是PWM電壓波形的脈沖重復頻率)及其各高次諧波上。一般的有源濾波器,載波頻率為10kHz,因此干擾主要產生在10kHz以上的各個頻率。

                我們知道,變頻器都是要滿足一定電磁兼容標準要求的,也就是要限制電磁干擾的發射。那么,安裝了有源濾波器后,變頻器的電磁干擾發射必然超標,導致變頻器工作時產生電磁干擾。例如,某港口的龍門吊工作時,由于變頻器的干擾,現場的視頻監控系統受到干擾,圖像質量很差。本來認為是諧波電流導致的,在變頻器的電源線輸入端安裝了有源濾波器,結果干擾的情況更加嚴重。


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