如何避免变频器使用时的谐波干扰？

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：谐波的频率与变频器的调制频率有关，其中以5、7、11、13次的谐波电流占主要地位。在一般情况下，变频器输出的谐波电压合成总量THD%应控制在5%～7%。容量大于22kW时，一般选用并联方式的电源滤波器。

（一）变频器工作环境

电梯用变频器是一台晶体管电子设备，在正常工作、安装和维护时都需要一个合适的工作环境。

1.变频器的环境温度一般是在-10°至40°，湿度在90%以下。周围环境中不能有油污、金属粉末、腐蚀性气体和液体，不能阳光直射，振动要小。

2.室外扶梯工作在露天恶劣环境下，必须采取必要的措施，如进行隔离防护等。

3.当环境温度大于40℃时，每增加5℃，将导致变频器运行功率下降30%左右，所以对变频器必须进行散热处理。一般采用冷却风扇把热量带走。

4.电梯中的变频器一般采用柜式安装，如果环境比较清洁时，应尽量采用柜外冷却方式。若必须采用柜内冷却时，要在柜顶加装抽风式冷却风扇，且尽量装在变频器的正上方。

5.在户外环境安装变频器时，控制柜最好采用双层结构，在隔层之间有强制风冷设备，既可以防雨防晒，又有良好的散热条件。

（二）干扰产生机理和危害

变频器的主电路一般是交一直一交形式，由整流部分AC/DC和逆变部分DC/AC组成，先将电源进行三相桥式整流，再由大功率晶体管开关元件进行DC/AC转换。输入电压是正弦波，非线性二极管组成的三相整流桥，及二极管参数离散将引起输入电流非正弦波。输出线电压是SPWM脉宽调制的非线性矩形波，相电压是非线性阶梯波。输出电流是带毛刺的近正弦波。非线性正弦波必然产生谐波。根据理论分析，谐波中不含有3的整数倍谐波和偶次谐波，通常含有6n+1（n=1，2，3，┉）次谐波。谐波的频率与变频器的调制频率有关，其中以5、7、11、13次的谐波电流占主要地位。

谐波有下列危害：

1.输入电流谐波会使电网电压畸变，对其他用电设备造成不良影响，如使变压器温度升高，产生振动和噪声。

2.引起保护电器误动作。

3.导致计量仪表误差。

4.破坏绝缘，影响电器正常工作，减少使用寿命等。

5.输出电压和电流均有谐波，调制频率较低时，人耳可听见高次谐波频率产生的电磁噪声（尖叫声）。

6.谐波造成电动机发热和振动，峰值电压甚至击穿绝缘，无功损耗大，功率因数减少等。

7.调制频率较高时，谐波造成的影响要小，但无论调制频率高低，谐波都会通过导线的电磁耦合形成感应干扰。

8.通过电缆向空间发射高频电磁辐射干扰，对周边的线路、电气设备等造成不良影响，如电梯中干扰门机控制信号不能正常工作，电脑板液晶显示出错，微机时钟停止工作。

按照GB 12667—1990规定，我国高次谐波管理标准：电网电压谐波电压综合畸变率THD%≤10%，奇次谐波电压综合畸变率THD%≤5%，偶次谐波电压综合畸变率THD%≤2%。在一般情况下，变频器输出的谐波电压合成总量THD%应控制在5%～7%。

（三）干扰的抑制

对输入和输出谐波造成的干扰可采取如下措施：