低壓變頻器輸入、輸出端諧波的產(chǎn)生
發(fā)布時(shí)間:2015/7/16 20:10:00 訪問(wèn)次數(shù):1261
圖4-2是典型低壓變頻器主電路圖。輸入由6只二極管組成三相全橋整流電路; OP220GSZ輸出由6只IGBT組成逆變電路。6只整流二極管在整流過(guò)程中,因?yàn)閷?個(gè)正弦交流電整流為1個(gè)直流電,必然在任何瞬間,只能有2相導(dǎo)通(有電流),1相休息(沒(méi)電流)。哪一相最高,電流就由哪一相流進(jìn);那一相晟低,電流就由哪一相流出。不高不低的相中沒(méi)有電流。整流波形如圖4-3a所示。
該整流電路為3相全波整流,任意時(shí)刻只有2相導(dǎo)通,電流從最高相流進(jìn),從最低相流出,不高不低的相中沒(méi)有電流。圖4-3a中標(biāo)出的“整流間斷區(qū)”就是暫時(shí)不導(dǎo)通的相。整流后的直流電壓每個(gè)周期有6個(gè)小波峰,稱為6脈波整流電路。380V變頻器整流后電壓最大值為540V,波形見(jiàn)圖4-3a。
由整流電路的相線電流波形可見(jiàn)(圖4-3a中下面的電流波形圖),相線電流一是不連續(xù);二是每個(gè)半周為兩個(gè)脈沖,與正弦波相差甚遠(yuǎn),含有大量諧波成分。每相的電流諧波含量高達(dá)40u/o以上,該諧波電流在變壓器相線阻抗上產(chǎn)生電壓降,形成傳導(dǎo)干擾,干擾連接到該變壓器上的其他電器。
因流進(jìn)3條相線的電流之和為零,為差模干擾,消除差模干擾的方法是在相線上串聯(lián)交流電抗器和在直流母線上串聯(lián)直流電抗器。差模干擾主要干擾和變頻器工作在同一相線上的強(qiáng)電電器,如電動(dòng)機(jī)、變壓器、功率因數(shù)補(bǔ)償器等。
圖4-2中的VIl~VI6為IGBT逆變開(kāi)關(guān)器件,通過(guò)6只開(kāi)關(guān)器件交替開(kāi)關(guān)工作,將整流后的直流電逆變?yōu)槊}寬調(diào)制波,該脈寬調(diào)制波加到電動(dòng)機(jī)的繞組上,等效為交流正弦波(見(jiàn)圖4-3b)。
因?yàn)槊}寬調(diào)制波為脈沖波,是間斷的,使電動(dòng)機(jī)的中性點(diǎn)和電源變壓器的中性點(diǎn)不等電位,兩點(diǎn)之間出現(xiàn)電位差。又因?yàn)槿噍敵鲭娎|到地存在分布電容,三相輸出電壓含有大量的高次諧波,高次諧波通過(guò)分布電容產(chǎn)生接地電流,形成共模干擾。
又因輸出脈沖的高次諧波頻率很高,有很強(qiáng)的輻射能力,通過(guò)輸出相線聲生輻射干擾,是變頻器輻射干擾的主要根源。
圖4-2是典型低壓變頻器主電路圖。輸入由6只二極管組成三相全橋整流電路; OP220GSZ輸出由6只IGBT組成逆變電路。6只整流二極管在整流過(guò)程中,因?yàn)閷?個(gè)正弦交流電整流為1個(gè)直流電,必然在任何瞬間,只能有2相導(dǎo)通(有電流),1相休息(沒(méi)電流)。哪一相最高,電流就由哪一相流進(jìn);那一相晟低,電流就由哪一相流出。不高不低的相中沒(méi)有電流。整流波形如圖4-3a所示。
該整流電路為3相全波整流,任意時(shí)刻只有2相導(dǎo)通,電流從最高相流進(jìn),從最低相流出,不高不低的相中沒(méi)有電流。圖4-3a中標(biāo)出的“整流間斷區(qū)”就是暫時(shí)不導(dǎo)通的相。整流后的直流電壓每個(gè)周期有6個(gè)小波峰,稱為6脈波整流電路。380V變頻器整流后電壓最大值為540V,波形見(jiàn)圖4-3a。
由整流電路的相線電流波形可見(jiàn)(圖4-3a中下面的電流波形圖),相線電流一是不連續(xù);二是每個(gè)半周為兩個(gè)脈沖,與正弦波相差甚遠(yuǎn),含有大量諧波成分。每相的電流諧波含量高達(dá)40u/o以上,該諧波電流在變壓器相線阻抗上產(chǎn)生電壓降,形成傳導(dǎo)干擾,干擾連接到該變壓器上的其他電器。
因流進(jìn)3條相線的電流之和為零,為差模干擾,消除差模干擾的方法是在相線上串聯(lián)交流電抗器和在直流母線上串聯(lián)直流電抗器。差模干擾主要干擾和變頻器工作在同一相線上的強(qiáng)電電器,如電動(dòng)機(jī)、變壓器、功率因數(shù)補(bǔ)償器等。
圖4-2中的VIl~VI6為IGBT逆變開(kāi)關(guān)器件,通過(guò)6只開(kāi)關(guān)器件交替開(kāi)關(guān)工作,將整流后的直流電逆變?yōu)槊}寬調(diào)制波,該脈寬調(diào)制波加到電動(dòng)機(jī)的繞組上,等效為交流正弦波(見(jiàn)圖4-3b)。
因?yàn)槊}寬調(diào)制波為脈沖波,是間斷的,使電動(dòng)機(jī)的中性點(diǎn)和電源變壓器的中性點(diǎn)不等電位,兩點(diǎn)之間出現(xiàn)電位差。又因?yàn)槿噍敵鲭娎|到地存在分布電容,三相輸出電壓含有大量的高次諧波,高次諧波通過(guò)分布電容產(chǎn)生接地電流,形成共模干擾。
又因輸出脈沖的高次諧波頻率很高,有很強(qiáng)的輻射能力,通過(guò)輸出相線聲生輻射干擾,是變頻器輻射干擾的主要根源。
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