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注意：本產(chǎn)品所提到的變頻器濾波器并不是電磁（高頻諧波）干擾濾波器，而是電能質(zhì)量治理（低次諧波）的濾波器，如有疑問，歡迎咨詢我們！
變頻技術(shù)在大量的感性負(fù)載節(jié)能方面有著無可替代的地位，節(jié)約的電能有時(shí)能達(dá)到30%以上，效益十分可觀。隨著變頻器日益廣泛的普及和應(yīng)用，其占電網(wǎng)總負(fù)荷的比例已經(jīng)越來越大。其中大部分額定電壓為三相380V的交直交型變頻器。然而，隨之帶來的網(wǎng)側(cè)諧波問題也越來越受到各變頻器用戶和供電部門的關(guān)注。
1、概述
由于變頻器的整流部分一般為三相全波不可控整流，直流回路采用大電容作為濾波器。這樣，雖然變頻器的網(wǎng)側(cè)輸入電壓波形基本上是正弦波，但輸入電流是脈沖式的充電電流，表現(xiàn)在網(wǎng)側(cè)的有5、7、11、13、15、17、19次諧波電流，一般最大以5、7次為主。其波形如圖1所示。感型負(fù)載在運(yùn)行中要消耗大量的無功電流，但是諧波會(huì)使無功補(bǔ)償裝置不能正常運(yùn)行，并且導(dǎo)致一些現(xiàn)代化的精密控制機(jī)床無法運(yùn)行，因此對(duì)使用變頻器的系統(tǒng)采取諧波治理措施是必須的。
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2、變頻器供電系統(tǒng)的諧波抑制與無功功率補(bǔ)償方法
根據(jù)變頻器分類，變頻器供電系統(tǒng)的就地諧波治理與無功功率補(bǔ)償裝置分為：含各次濾波器的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置、6%電抗的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置、固定投入各次濾波器的裝置、有源電力濾波器。
2.1 交-直-交電流型變頻器
電網(wǎng)通過可控硅三相全控橋給變頻器供電，功率因數(shù)角約等于控制角a。供電電流包含6±1次諧波(K=1、2、3…)，并且在直流電流無脈動(dòng)的理想情況下，n次諧波電流含量是基波電流的1/n。實(shí)際上，直流電流脈動(dòng)導(dǎo)致五次諧波和七次諧波含量增加，大于七次諧波的高次諧波含量減少。
就地實(shí)現(xiàn)諧波治理和無功功率補(bǔ)償是安裝含各次濾波器的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置。裝置中計(jì)算機(jī)根據(jù)基波無功功率投入一定數(shù)量的五次、七次、十一次和十三次濾波器。濾波器對(duì)基波呈容性，補(bǔ)償基波無功功率；濾波器對(duì)諧波呈現(xiàn)很小的電感，濾除各次諧波無功功率。
2.2 交-交變頻器
電網(wǎng)通過可控硅三相可逆整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)很低。從電電流不僅包含6K±1次諧波(K=1、2、3…)，還在諧波附近出現(xiàn)間隔為變頻器輸出頻率的間諧波。用五次、七次、十一次和十三次濾波器可以濾除諧波，但是濾波器器對(duì)一些間諧波呈容性，必然產(chǎn)生間諧波放大現(xiàn)象。
就地實(shí)現(xiàn)諧波、間諧波治理和無功功率補(bǔ)償是安裝6%電抗的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置。特點(diǎn)是對(duì)五次和五次以上諧波和間諧波都呈感性，沒有諧波放大現(xiàn)象。對(duì)五次、七次諧波和五次、七次諧波附近的間諧也有一定的濾波效果。
2.3交-直-交電壓型變頻器
電網(wǎng)通過三相二極管整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)大于0.97。由于二極管整流橋僅在網(wǎng)壓峰頂開通，對(duì)電容器充電，電流波形是導(dǎo)通角較窄的尖鋒。供電電流包含6K±1次諧波(K=1、2、3…),諧波含量隨進(jìn)線電抗和直流濾波電抗的電感量增加而減少。一般來說，加電抗器后五次諧波、七次諧波十一次諧波和十三次諧波仍然占40%、35%、25%和20%。
對(duì)供電變壓器還有其它感性負(fù)載的場(chǎng)合，可以安裝含各次濾波器的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置；對(duì)幾乎全是交-直-交電壓型變頻器的車間由于不需要補(bǔ)償基波無功功率需要濾除諧波無功功率，應(yīng)安裝固定投入各次濾波器的裝置。為了防止輕載過補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)電壓的提升，該濾波器應(yīng)該具有提供的基波容性抗器應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮諧波發(fā)熱和過壓?jiǎn)栴}。
3、變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無功功率補(bǔ)償?shù)脑砗蛻?yīng)用
下面就TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置和固定投入的濾波裝置的結(jié)構(gòu)、原理作簡(jiǎn)要介紹。其特點(diǎn)是晶閘管電子開關(guān)將濾波器投入、退出電網(wǎng)速率為10mS，無功補(bǔ)償動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間15mS，各次諧波濾除率80%以上。濾波器為L(zhǎng)-C串聯(lián)濾波器，可以設(shè)計(jì)成五次、七次、十一次、十三次濾波器或6%電抗濾波器。
如果負(fù)載相電流分別為ia、ib和ic，其對(duì)應(yīng)無功電流分量的有效值是Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t),采用星電容器接法，線間補(bǔ)償電流的有效值分別為Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t)。線間應(yīng)投入多少單位電容量nab(t)、nb(t)和nca(t)：
3.1 從包含諧波的負(fù)載相電流ib和ic中計(jì)算負(fù)載三相無功電流Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t)。
3.2 根據(jù)負(fù)載三相無功電流計(jì)算三相補(bǔ)償電流Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t)。
3.3 根據(jù)三相補(bǔ)償電流和網(wǎng)壓計(jì)算各路應(yīng)投入多少單位電容naq(t)、nbq(t)和ncq(t)。
為降低輻身干擾，選用鐵芯電抗器。裝置的核心技術(shù)是晶閘管電子開關(guān)高速率將濾波器投入、退出電網(wǎng)平滑無沖擊。裝置內(nèi)計(jì)算機(jī)還對(duì)散熱器溫度、補(bǔ)償電流、電網(wǎng)電壓和接觸器接點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視，在無人值守情況下，實(shí)現(xiàn)散熱器超溫、補(bǔ)償電流過流和過載、電網(wǎng)電壓氛相和相序錯(cuò)、接觸器等故障的保護(hù)和容錯(cuò)運(yùn)行。裝置運(yùn)行后，不僅使功率因數(shù)大于0.95，而且使諧波電流和網(wǎng)壓畸變率均達(dá)GB/T14549-93國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
固定投入的濾波裝置主回路類似，只不過晶閘管電子開關(guān)換成了接觸器。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)按一定次序和時(shí)間間隔投入各次濾波器。為避免諧波放大，為減少投切沖擊和防止補(bǔ)償網(wǎng)壓提升，電容量應(yīng)做