直流調速器電磁噪聲解決方案

  直流調速器多采用相控（6脈沖）橋式整流電路，但是此種整流電路在實現直流電能與交流電能之間的相互變換過程時，會出現功率因數偏低，并因此而導致線路損耗偏大，從而使得電網的容量得不到充分的利用；同時，相控橋式整流電路運行過程中產生的電磁噪聲，會直接注入電網，進而導致電網噪聲諧波過大產生電磁干擾的現象，同時還會導致感應電機出現力矩擾動和電磁材料出現渦流損耗等不良的后果。

一、直流調速器電磁噪聲所引發的系列問題
  直流調速器在運行過程中產生的諧波電流在電源系統內及裝置內都會一系列的問題。
1、電壓畸變
  因為電源系統有內阻抗，所以諧波負荷電流將造成電壓波形的諧波電壓畸變。電源系統內阻抗有兩個組成部分：電源接口PCC以后的電氣裝置內部電纜線路的阻抗和PCC以前電源系統內的阻抗。
  由直流調速器引起的畸變負荷電流在電纜的阻抗上會產生一個畸變的電壓降。合成的畸變電壓波形疊加到與此同一電路上所接的全部其它負荷上，引起諧波電流的流過。
2、過零噪聲
  許多電子控制器要檢測電壓的過零點，以確定負荷的接通時刻。這樣做是為了在電壓過零時接通感性負荷，以避免產生瞬態過電壓，從而可以減少電磁干擾和半導體開關器件上的電壓沖擊。擋在電源上有高次諧波或瞬態過電壓時，在過零處電壓的變化率就很高，且難于判定，從而導致誤動作。實際上，在每個半波里可有多個過零點。
3、中性線過熱
  在中性點直接接地的三相四線式供電系統中，當負荷產生3N次諧波電流時，中性線上將流過各相3N次諧波電流的和。入當時三相負荷不平衡時，中性線上流經的電流會更大。綠波杰能最近研究實驗發現中性線電流會可能大于任何一相的相電流，造成中性線導線過熱，增加了線路損耗，甚至會燒斷導線。
4、變壓器溫升過高
  接線為Yyn的變壓器，其二次側負荷產生3N次諧波電流時，其中性線上除了含有三相負荷不平衡時的電流綜合外，還將流過3N次諧波電流的代數和，并將諧波電流通過變壓器一次側流入電網，所有的諧波電流都會增加變壓器的電能損耗，并增加變壓器的溫升。
5、引起剩余電流斷路器的誤動作
  剩余電流斷路器是根據通過零序互感器的電流之和來動作的，如果電流之和大于額定的限值，它就將脫扣切斷電源。出現諧波時，剩余電流斷路器誤動作的兩個原因：一是因為剩余電流斷路器是一種機電器件，有時不能準確檢測出高頻分量的和，就會誤跳閘；二是由于諧波電流的緣故，流過電路的電流會比計算所得或簡單測得的值要大。大多數的便攜式測量儀表并不能測出真實的電流均方根而只是平均值，然后假設波形是純正的正弦波，再乘一個校正系數而得出讀數。在有諧波時，這樣讀出的結果可能比真實數值要低得多，這就意味著脫扣器是被整定在一個十分低的數值上。
6、影響供電電源
  由畸變電流造成的電壓畸變取決于電源阻抗，電源阻抗越大，則由同一電流畸變所造成的電壓畸變就會越大。對于10次以下的諧波而言，供電網絡通常是感性的，所以，電源阻抗就和頻率成正比，諧波次數越高，所造成的畸變就越大。通常不可能減小供電系統的阻抗，所以需要采用別的辦法來保證電壓畸變不超過其限值。

二、直流調速器電磁噪聲抑制辦法
1、消除電壓畸變
  把直流調速器等非線性負荷的供電線路與對諧波敏感的負荷的供電線路分開，線性負荷與直流調速器等非線性負荷從同一電源接口點開始由不同的電路饋電，使直流調速器等非線性負荷產生的畸變電壓不會傳導到線性負荷上去。
2、消除中性線過熱
  可以采用增大三相四線式供電系統的導線截面積的方式，最低要求要使用與相線截面積相等的導線，最好是線性線徑2倍的導線。
3、 安裝MLAD-GFC系列LCL諧波濾波器
  直流調速器產生的諧波的形狀很分明，可以用MLAD-GFC系列泛用進階諧波濾波器來降低諧波電流。

綠波杰能MLAD-GFC系列LCL諧波濾波器濾波效果對比圖

4、加裝隔離變壓器
  均衡的三次諧波電流傳回到電源去的時候，可以用一臺Dyn接法的隔離變壓器來削弱。使用這種隔離變壓器時，通常還會裝設一個旁路的電路，以避免在對隔離變壓器進行維護時，導致不能給負荷供電。
  在重要的配電系統中，隔離變壓器就地裝在每一個配電盤上，使3N次諧波電流與配電系統相隔離。隔離變壓器要適當提高額定值，否則也會產生電壓畸變和過熱。
5、安裝MLAD-APF系列有源電力諧波濾波器
  由直流調速器等產生的邊頻帶和諧波，不能用普通的濾波器來實現較好的濾除，這是因為邊頻帶上的頻率是隨直流調速器的速度而變化的，并且時常會較接近基波頻率。MLAD-APF系列有源電力諧波濾波器與供電系統是并聯關系，它只控制諧波電流，基波電流并不流過MLAD-APF系列有源電力諧波濾波器，因此，她就能較好的濾除直流調速器的邊頻帶上的諧波電流。

三、直流調速器電磁噪聲抑制器件綜合比較

四、直流電機調速原理
  當改變勵磁電流時，就可以改變磁通量的大小，從而達到變磁通調速的目的。由于勵磁線圈發熱和電動機飽和的限制，電動機的勵磁電流和磁通量只能在低于其額定值的范圍內調節，也就是說，只能是弱磁調速。
  而對于調節電樞外加R時，會使機械特性變軟，導致電機帶負載能力減弱。
  當改變電樞電壓，理想空載轉速隨電樞電壓升降而發生相應的升降變化。不同電樞電壓的機械特性曲線相互平行，說明其硬度不隨電樞電壓的變化而變化，電機帶負載能力恒定。當我們平滑調節他勵直流電機電樞兩端電壓時，可實現電機的無級調速。