变频器输出端专用型滤波器_百度百科
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变频器输出端专用型滤波器
变频器输出端专用型滤波器，是变频器专用滤波器的一种，安装在变频器的输出侧与电机之间，用于减小变频器输出电流中的高次谐波层，抑制变频器的输出侧的浪涌电压
变频器输出端专用型滤波器研发背景
1、工业现场对电动机转速和转矩大范围的控制，以及驱动器体积和功率损耗的要求是越来越高；
2、大多数变频器使用了高速半导体开关的技术，由此产生了上升沿非常陡峭的电压脉冲；
3、变频器输出端的干扰，容易引起电机过热、噪音变大等。
变频器输出端专用型滤波器作用
1、有效降低IGBT输出的高频谐波；
2、抑制dv/dt，延长电机寿命；
3、保护驱动装置电力电子元件不受主电源尖峰电流冲击；
4、提高系统可靠性型。
变频器输出端专用型滤波器参数
1、安装地点： 室内，落地或挂墙；
2、接电方式：电缆或母线；
3、额定电压：3φ100~480V AC，1φ100~240V AC
4、额定频率：50/60Hz
5、开关频率： 2－16KHZ
6、耐压强度： 3000VAC 10mA 持续60秒
7、过载能力： 1.5倍额定电流1分钟,3次/小时
8、防护等级：IP65
9、冷 却：自然空冷或强迫风冷
10、工作条件： 海拔高度≤2000m
11、环境温度：-25℃~+85℃
12、相对湿度：90%(+20℃时)
变频器输出端专用型滤波器应用
变频器输出端专用型滤波器适用于任何品牌变频器、电源、电梯行业，如萨顿斯、、欧姆龙变频器、安川变频器、富士变频器、三菱变频器、日立变频器、西门子变频器、、汇川变频器、LG（LS）变频器、富士变频器、ABB变频器、施耐德变频器、、博世力士乐变频器、爱默生变频器等。
变频器输出端专用型滤波器选型
变频器输出端专用型滤波器明确基本参数
首先，要明确需要配套变频器输出端专用型滤波器的变频器的基本参数，包括：电压类型、电压数值、电流数值、功率。
变频器输出端专用型滤波器明确目的
加变频器输出端专用型滤波器的目的，是想控制那些参数，控制到什么程度；一般来讲，LC滤波器可以把畸变率控制在8~10%，谐波滤波器可以控制在2~5%；正弦波滤波器，不但可以延长变频器输出线的距离，而且，可以把波形控制的比较像正弦波。
变频器输出端专用型滤波器特殊场所的特殊要求
一般情况下，只要设备能把参数控制到国标范围内即可，但是，有些场所的要求是比较特殊的，如医疗器械，如果泄漏电流过高，可能会导致人身伤害。
变频器输出端专用型滤波器安装
1、、变频器输出端专用型滤波器不能互相替用；
2、变频器输出端专用型滤波器安装时要有良好的接地；
3、应把变频器输出端专用型滤波器外壳直接和机箱的金属部分良好接触，且系统接地电阻应尽可能低；
4、变频器、UPS等大功率的用电设备，应把变频器输出端专用型滤波器安装在尽量接近设备的变频器输出端的位置，如果可能应装入设备内部，电源引入线和输出线应做屏蔽，不能在箱体中裸露，
5、变频器输出端专用型滤波器应保证变频器至电机的引线尽量短，并且不能和变频器的电源线以及其他控制、通讯线交叉或并行。变频器产生谐波的机理
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变频器产生谐波的机理
　的基本构成有四部分整流部分中间直流环节逆变部分和控制部分。变频器的输入侧为整流电路，它具有非线性特性，因此不可避免地要产生高次谐波。　　一般来讲，若整流电路为m个三相桥式整流电路构成的6m相整流电路，其侧电流将含有6m±1次谐波（m=l、2、3、……)，当变频器接入电源时这些高次谐波将会污染电源通；通用变频器的输出侧的逆变部分多采用正弦脉冲宽度调制方式，即SPWM方式。这种调制方式虽输出侧的谐波分量较其它控制方式大为减少但仍含有高次谐波分量。这些谐波会对设备、设中间直流环节.逆变部分及控制部分过热问题，究其原因实质上就是变频器产生某一次谐波激起了器与其他部分构成的谐振回路的谐振。　　对厂供用电系统的设备影响及危害变频器产生的谐波对厂用供电系统的变输电设备用电设备测量仪表的影响及危害具体见表图变频器的构成备通讯设施产生干扰，使其工作不正常或无法工作变频器产生的谐波干扰及其危害由于变频器在应用中会产生谐波，这些谐波会对系统变输电设备用电设备测量仪表通讯设施产生干扰，使它们工作不正常或无法工作。　　下面从工厂企业用电的角度就变频器在使用中产生的谐波干扰及其危害加以分析说明。　　对厂用供电系统的影响及危害对工厂企业来说，其供电系统由变压器输电线路变电所设备（如开关母线等）用电设备（如等）等构成，其中输电线路对石化企业来说多为电力电缆。　　这个系统自然存在分布电容，同时为提高厂用供电系统的，一般还装有用于无功补偿的，这些电容就会与系统的其他部分（多为感性电路构成某一谐振频率的串联或并联谐振电路。　　而接入该供电系统的变频器刚好是一个谐波源，当变频器产生的某一次谐波的频率与上述串联或并联谐振电路的谐振频率相等或相接近时，系统就会出现谐振，谐振会带来危险的过电压和过流，使用电设备故障或危害其安全运行。　　比如某厂曾出现过变频器投入后引起接在同一母线上的补偿电容器出现过流抗干扰对策通过上述分析可知，变频器在使用中会产生各种谐波，这些谐波会对相应的或相邻的电气电子设备测量仪表产生各种干扰，影响它们的正常工作，比如发热误跳闸误动作，测量表计测量不准等，我们认为针对不同的情况可采取下列不同的对策来减轻变频器产生的谐波干扰及危害。　　（1）首先在变频器的选择上，要选择那些输入输出侧谐波含量尤其是低次谐波含量少的变频器，比如选择那些输人整流部分采用多脉冲整流电路输出逆变部分采用调制方式的变频器。　　工厂企业的供用电系统来讲，要对厂内所用变频器的总容量进行全面考虑，使变频器的总容量与厂内供电系统的总容量相匹配，使厂内供电系统中的谐波含量不超过电力系统谐波管理暂行规定的规定。　　（3）对于大功率变频器应在电源侧加装隔离变压器，以减轻谐波对电源的污染对于电子设备为防止谐波的干扰其电源侧也最好加装隔离变压器。　　（4）变频器产生的谐波干扰主要通过辐射电磁感应静电感应和线路传播的方式来影响和干扰电子设备无线电通讯设施。针对干扰讯号的不同传播方式可以采取不同的抗干扰措施来减轻对电子设备通讯设备的影响和干扰。　　（5）在测量接有变频器的电路时，为减少测量误差，在测量仪表的选择上，最好根据测量电压电流功率输人侧和输出侧量的不同选择不同的仪表仪器。　　变压器变频器产生的谐波会增加变压器的磁滞损耗涡流损耗及铜耗，谐波频次越高损耗越大，损耗增大将引起变压器发热严重，加重变压器绝缘的负担。变频器产生的频次为基波频率倍数的谐波会在变压器的接成的绕组中形成环流，使绕组过载。同时谐波还会使变压器的噪声增大。　　电力电缆电力电容器电动机电磁性感应型继电器继电保护装置整流型继电器谐波电流在电缆内流动不仅会引起电缆的附加损耗，还会使电压波形出现尖峰，损害电缆，从而加速电缆绝缘的老化，电缆的额定电压越高，谐波危害越大若流过断路器的电流中含有较大的谐波，在电流过零点时的可能比正常值大得多，这样就会使断路器的开断能力降低，其触头的烧损机会大为增加。　　谐波使电力电容器产生额外的损耗，同时谐波使电压波形畸变产生尖峰电压，损害电容器的绝缘。若变频器产生的谐波频率与电容器和系统的其他部分构成的串联或并联谐振回路的谐振频率相等或相接近时就会出现谐振，使电容器不能正常运行，过热或损坏。谐波使电动机的铁耗铜耗和附加损耗增大，同时谐波电流流入电动机会引起电动机的附加转矩，附加转矩会使电动机产生机械振动和噪声，机械振动对电动机的损害是非常大的，它将严重影响电动机的寿命。　　当流过继电器线圈的电流含有谐波电流时，与继电器的动作成正比将是包含基波在内的各次谐波电流的有效值，这样当谐波电流超过一定值时就会影响继电器的动作值，一般来讲，由于电磁型继电器的惯性比较大，只要谐波电流的含量不超过一般影响不大。　　感应型继电器是根据电磁感应原理来推动圆盘或圆筒转动而工作的。当流过继电器线圈的电流含有谐波电流时，圆盘或圆筒的转动将会抖动，但因转动部分的惯性比较大，一般不会造成明显的影响。　　整流型继电器比电磁型或感应型继电器容易受谐波的影响，由于整流继电器的种类较多，原理各不相同，受谐波影响的程度不一样，象反映瞬时值的继电器增量型继电器应用积分比相原理构成的高频差相保护和差动保护装置容易受到谐波的影响。　　数字式继电器及微机保护装置电磁式数字式继电器及微机保护装置的算法依赖于采样数据及过零，容易受谐波干扰的影响。　　仪表电磁式仪表的指针偏转角是与线圈内通人的电流的有效值的平方成正比的。对电磁示电流表来说，若流入表的电流含有谐波，则其测量结果为包含谐波电流在内的总电流的有效值对电磁式电压表来说，由于表的电压线圈匝数较多，电感量较大，故流经线圈的高次谐波电流不大，因此既使所测电压含有谐波其测量结果仍接近于基波值。　　继电保护装置测量仪表整流式仪表是将被测的交流量整流成直流后再由电磁式直流仪表进行测量的，这种电磁式仪表指仪表针的偏转角是与被测电流的平均值成正比的，由于正弦量的波形系数（有效值与平均值之比）为常数，因此这种仪表的刻度可按比例刻成有效侄。（版权所有）但用此表测非正弦量时，由于正弦量的波形系数与非正弦量的波形系数是不相同的，因此用整流式仪表测量非正弦量时，就平均值而言是准确的，但其指针数不一定准确。　　热电式仪表是使被测电流通过热丝，根据热丝产生的温度来进行测量的，其测量结果与被测电流仪表的平方成正比，因此这种仪表在测量非正弦量时其测量结果为包含谐波电流在内的被测电流的有效值。　　电动式仪表数字电压表电子设备这种仪表主要用于测量电功率，由于高次谐波电流与基波电压乘箕的平均值为零，因此这种仪表的指针偏角只和有功功率（基波电流的功率成政比，其受谐波的影响不大。　　数字电压表是通过对被测电压进行采样和模数转换来进行测量的，它的采样元件和模数转换元件的工作频率都是按工频电压来设计的，其所采样都是系列脉冲的峰值。若用数字电压表测量变频器的输出侧电压，由于变频器的输出电压是经卜调制过的系列脉冲波，电压的平均值是通过改变脉冲间的占空比来进行调节的，的调制频率为一这样就会造成数字电压表的采样和模数转换工作的紊乱，因而在这种情况下的测量是不准确的。　　当变频调速系统的容量足够大时，所产生的高频信号通过辐射电磁感应静电感应线路传播的方式对周围各种电子设备形成干扰，如影响无线电设备的正常接受，影响周围电子设备的正常工作，使他们误接受信号而产生误动作，或影响电路的检测而引起错误判断等。
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高压变频器的高次谐波分析与控制
　　现代电力电子技术的应用极大地推动了电力系统的发展，与此同时也给电力系统带来了非常严重的谐波污染问题。高压变频器的高次谐波干扰对电力系统造成了严重影响，必须采取有效的措施来加以抑制。本文分析了高压变频器高次谐波污染的原因及其造成的危害，并提出了抑制谐波的措施。 中国论文网 /1/view-6682745.htm　　【关键词】高压变频器 高次谐波 干扰 控制 　　用电容量随着我国工业和经济的发展在不断地增加，为了减少电路损耗就需要提高输电线路电压等级。变频器主要由控制电路、逆变电路和整流电路组成，“其中整流电路和逆变电路由电力电子器件组成，电力电子器件具有非线性特征，当变频器运行时，它要进行快速开关动作，因而产生高次谐波”。变频器容量的提高，其谐波对电机负载及整个电网的污染及影响也将会更大，降低了系统的电能质量。 　　1 高次谐波产生的原因分析 　　热力电网中由高压变频器产生的高次谐波有多种来源，在电力的生产、传输、转换和使用的过程中都可能会产生谐波。谐波的产生主要是来自一些具有非线性特性的电气设备，例如具有铁磁饱和特性的铁芯没备，如：电抗器、变压器等，还有以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：大容量的电力晶闸管可控开关设备、相控调速和调压装置、各种电力变流设备（如变频器、整流器、逆变器）等，它们大量的用于电气铁道、冶金、矿山化工等工矿企业中。然而由于电机容量的不断增大，大功率变频器的输出谐波对电机的影响及其输入谐波对电网的影响交互成为变频系统中的突出问题，这些非线性负载从电网取用非正弦电流，即使电源给这些负载供给了正弦波形的电压，但由于电流流经负载时与电压不成线性关系，使得流过电网的是非正弦波形的电流。这种电流波形是由基波频率与基波成整数倍的谐波组成，使电网电压严重失真，另外电网还必须向这些负荷产生的谐波提供额外的电能。 　　对于高压变频器来说，其产生的谐波频率的高低与调制变频器的频率有关。当调制频率控制在1～2kHz时，人耳能够听到高次谐波频率产生的噪声；调制频率过高时人耳虽然听不到，但高频信号仍是客观存在的。 　　2 高压变频器的高次谐波造成的危害 　　一般变频器结构由逆变器和整流器组成，普遍使用整流二极管或晶闸管等非线性整流器件，在工作时会在电网产生大量谐波。大量谐波电流流入电网后，对电网将产生传导干扰，由电网阻抗所产生的谐波压降叠加在电网基波上，就会引起电网的电压畸变，影响到电网的供电质量，致使电能质量变差。当流入电网的谐波超过一定值时，就会对电网及用电设备的正常工作造成影响。 　　2.1 引起串联或并联谐振 　　为了提高补偿负载的无功功率和电力系统的电压水平，通常在负载处或变电所安装并联电容器。在工频频率下，系统的感抗远大于这些电容器的容抗，就不会产生谐振。在变频器高次谐波的影响下，系统的感抗会大大增加，而电容器的容抗却大大减小，这种情况下就可能会产生串联或并联谐振。谐振会对电容器及与之串联的电抗器造成极大威胁，能使谐波电流放大数十倍，从而可能烧毁电容器和电抗器。 　　2.2 对电网及其设备造成危害 　　高压变频器的高次谐波电流在电网上流动，会按各自的阻抗分流到电源系统及其并联的负载上，对整个电网系统和相关设备都形成不同程度的影响。对于电缆输电系统而言，谐波电流不但能够引起附加损耗，也会使输电线路的电能损耗增加，加速电缆绝缘的老化，也使介质损耗增加，引起浸渍绝缘的局部放电，缩短电缆的使用寿命。高次谐波也会对电子测量装备的测量结果产生影响，当有谐波出现时，按工频正弦波形设计的电力测量仪表就会产生测量误差。此外，高压变频器的高次谐波还会对继电保护和自动装置的工作可靠性造成影响，可能会误启动录波装置，使其动作失去一定的选择性，降低工作可靠性并容易引发系统事故，对电力系统的安全运行造成严重威胁。 　　2.3 对电机及其负载的影响 　　高压变频器输出高次谐波会引起电动机机械振动、机械噪声、转矩脉动、发热等现象，严重时会引起系统共振。谐波中的能量在电动机工作时并不做功便全部转化为热量，对电机造成严重影响，并且高次谐波由于谐波频率的增加而更容易引起变压器发热。变压器在通电的瞬间产生的谐波电流，一般由于时间太短而不会造成危害，但如果发生谐振，就会危及变压器的安全。 　　3 高压变频器高次谐波的控制 　　变频器在带给人们极大方便的同时，对电网注入大量的谐波使供电质量不断恶化，为控制谐波污染可以从以下方面着手。 　　3.1 安装合适的电抗器 　　例如在电源与高压变频器输入端串联交流电抗器，来增大整流阻抗而抑制高次谐波电流，或者在直流环节串联直流抗电器以减小输入电流的高次谐波成分。另外，由于变频器与电机之间的电缆存在电容分布，并且在电缆较粗或距离较长时，经过逆变输出后变频器调制方波会在电路上产生一定过电压而导致电机无法正常工作，这种情况可以通过在电机和变频器之间连接输出电抗器来抑制谐波。 　　3.2 选择适当的滤波器 　　在变频器电路中有很多高次谐波电流，滤波器可以有效抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传导，也对外界无线电干扰、浪涌对变频器的干扰有着一定的控制作用，例如可以将输入线路滤波器串联在变频器输入侧，通过增大电路的阻抗来减小高次谐波电流等。 　　3.3 配用变频专用电缆，合理布线 　　选用电缆绝缘水平及热稳定性较高的电缆，降低电容分布，加强电缆静电屏蔽，从而减小、抑制谐波电流，阻断高次谐波干扰的传播途径。在布线上使变频器与电动机尽量靠近，可以缩短引接电缆长度，也能有效减小、抑制谐波电流。 　　参考文献 　　[1]姚骞，舒昭君，孙强等.变频器谐波的产生和危害及其解决方法探讨[J].机床电器，2006（01）. 　　作者简介 　　于晓涛（1986-）男，吉林省长春市人。大学本科学历。现为大唐长春第三热电厂助理工程师。研究方向为电气工程自动化。 　　作者单位 　　大唐长春第三热电厂 吉林省长春市 130000
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