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谐波治理连载2变频器谐波电流的产生

日期:2019-11-12 21:32
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摘要:

变频器工作时,之所以产生谐波电流,是因为变频器输入端的整流电路的阻抗不是一个定值,其阻抗随着外加电压的变化发生变化,这就导致整流器从电网吸取的电流不是正弦波电流。

单相整流器由整流桥和平滑电容构成。一般情况下,负载的电流由平滑电容供给,仅当正弦波的电压高于平滑电容的电压时,才会有电流流入电容和负载中,因此仅在电压峰值处产生脉冲状,这种脉冲状电流中包含了丰富的谐波成分。同样的道理,3相整流器也会产生谐波电流,但是这时对应每个波峰,不是一个脉冲电流,而是两个脉冲电流。

无论单相整流器还是三相整流器,他们的电流波形都发生了畸变,不再是正弦波电流,因此包含了谐波成份。

产生谐波电流的负载称为非线性负载,与之对应,不产生谐波电流的负载称为线性负载。线性负载的阻抗不会随着施加在其上面的电压发生变化。这时,流过负载的电流IUR,这意味着电流I与电压U是线性关系,线性负载由此得名。当电压为正弦波时,流过线性负载的电流依然为正弦波电流,因此不会产生谐波电流成分。

理想的电阻、电感和电容都是线性负载。但是实际的电感可能是非线性负载,例如,带有铁芯的电感,其电感量随着外加电压而变化(随之而来的是阻抗的变化),因此是非线性负载。变压器产生谐波电流就是这个道理。

非线性负载的阻抗随着施加在其上的电压变化,这时流过它的电流与施加在它上面的电压不是线形关系,故称其为非线性负载。对这样的负载施加正弦波电压时,流过负载的电流值不再是正弦波,其中包含了谐波成分。

带平滑电容的整流器是*常见的非线性负载,它产生的谐波电流与电路结构有关。整流器从电网吸取脉冲电流,每个交流电周期整流出的脉冲数称为这个整流器的脉数。例如,对于单相整流电路,每个周期输出2个直流脉冲,因此称为2脉整流器;对于3相整流电路,每个周期输出6个脉冲,因此称为6脉整流器。除此以外,还有12脉整流器、18脉整流器等。

总结:

变频器的谐波电流是由变频器整流器输入电路导致的。不同脉数的整流器产生的谐波成分不同,36脉整流器产生的谐波电流以5次、7次、11次、13次为主。增加变频器输入整流器的脉数可以减小谐波电流。

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