變頻器諧波干擾解決方案

  變頻器是目前工業傳動領域內應用非常廣泛的設備，但由于變頻器電路的開關特性，其本質就決定了它就是非線性負載，也就是我們平常所說的諧波源。在現場中，變頻器往往都不是獨自運行的，其周圍比較常見的就是計算機和傳感器。于是，我們經常會遇到這類問題：變頻器不工作的時候，計算機和傳感器都可以正常運行，一旦變頻器開始運行后，計算機和傳感器就會出現各式各樣的問題，像什么顯示數據及其不穩定、通訊中斷等等，這些問題的出現，很顯然是變頻器在運行過程中產生的諧波導致的。那么，該如何來解決變頻器的干擾問題呢？下面，綠波杰能就根據其近20年來一直專注變頻器諧波治理的過程中總結出來的一些經驗，來和大家一起討論。

  一、變頻器輸入端諧波干擾抑制方案
  變頻器輸入端的電磁諧波干擾，可以通過綠波杰能自主研發、生產、銷售的如下器件進行抑制：
  1、MLAD-V-SR系列變頻器輸入端專用濾波器
  2、MLAD-VR-SR系列變頻器輸入端專用電抗器
  3、MLAD-VR-DR系列變頻器專用直流平波電抗器
  4、MLAD-GFC系列LCL諧波濾波器
  5、MLAD-APF系列有源電力諧波濾波器
  6、MLAD-MR系列磁環濾波器
  7、MLAD-ZR系列零相電抗器

  二、變頻器輸入端諧波抑制器件綜合對比表

  三、變頻器輸出端的諧波干擾解決方案
  變頻器輸出端的電磁諧波，可以應用綠波杰能自主研發、生產、銷售的如下器件進行濾除：
  1、MLAD-V-SC系列變頻器輸出端專用濾波器
  2、MLAD-VR-SC系列變頻器出線側專用電抗器
  3、MLAD-DW系列Du/Dt濾波器
  4、MLAD-SW系列正弦波濾波器
  5、MLAD-ZR系列零相電抗器
  6、MLAD-MR系列磁環濾波器

  四、變頻器輸出端諧波抑制器件綜合對比表

  五、變頻器輸入端的諧波干擾解決方案
  除了以上提到的變頻器輸入端諧波解決方案以及變頻器輸出端諧波解決方案之外，還可以通過如下方式方法來解決變頻器的諧波干擾問題：
  1、接地
  變頻器必須使用單獨的、符合相關標準的接地，接地線應該盡可能的端，其線徑應該≥主線徑的一半；
  2、載波頻率
  選擇合適的載波頻率也是解決變頻器諧波干擾的方法之一，必要的情況下，可以增加或者是減少變頻器的載波頻率，如果可調的話；
  3、屏蔽線
  屏蔽線路對于射頻諧波有較好的抑制作用，在主線路長≤50m的情況下，應該盡可能選擇屏蔽效果較好的屏蔽線路；對于通訊線路，可以選用屏蔽雙絞線來屏蔽外界的電磁干擾，屏蔽線可以單端接地或者是雙端接地；
  4、布線
  布線應該本著“橫平豎直”的原則；強電和弱電不能平行布線，必要時，應采用十字交叉法進行布線；輸入線路和輸出線路不能捆扎到一起；

  六、變頻器輸入側諧波產生機理
  變頻器的主電路一般為交一直一交組成，外部輸入380V/50Hz的工頻電源經三相橋路不可控整流成直流電壓，經電容濾波及大功率晶體管開關元件逆變為頻率可變的交流電壓。在整流回路中，輸入電流的波形為不規則的矩形波，波形按傅立葉級數分解為基波和各次諧波，諧波次數通常為6n±1次高次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統。如果電源側電抗充分小、換流重疊角"可以忽略，那么n次高次諧波為基波電流的1/n。

  七、變頻器輸出端的諧波干擾解決方案
  除了以上提到的變頻器輸入端諧波解決方案以及變頻器輸出端諧波解決方案之外，還可以通過如下方式方法來解決變頻器的諧波干擾問題：
  1、接地
  變頻器必須使用單獨的、符合相關標準的接地，接地線應該盡可能的端，其線徑應該≥主線徑的一半；
  2、載波頻率
  選擇合適的載波頻率也是解決變頻器諧波干擾的方法之一，必要的情況下，可以增加或者是減少變頻器的載波頻率，如果可調的話；
  3、屏蔽線
  屏蔽線路對于射頻諧波有較好的抑制作用，在主線路長≤50m的情況下，應該盡可能選擇屏蔽效果較好的屏蔽線路；對于通訊線路，可以選用屏蔽雙絞線來屏蔽外界的電磁干擾，屏蔽線可以單端接地或者是雙端接地；
  4、布線
  布線應該本著“橫平豎直”的原則；強電和弱電不能平行布線，必要時，應采用十字交叉法進行布線；輸入線路和輸出線路不能捆扎到一起；

  八、變頻器輸出側諧波產生機理
  變頻器的主電路一般為交一直一交組成，外部輸入380V/50Hz的工頻電源經三相橋路不可控整流成直流電壓，經電容濾波及大功率晶體管開關元件逆變為頻率可變的交流電壓。在逆變輸出回路中，輸出電流信號是受PWM載波信號調制的脈沖波形。對于GTR大功率逆變元件，其PWM的載波頻率為2-3kHz，而IGBT大功率逆變元件的PWM最高載頻可達15kHz。同樣，輸出回路電流信號也可分解為只含基波和其他各次諧波。