回复:【分享】大功率变频器使用,产生的谐波总畸变率达45%以上,请大侠分析一下

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发布于 2017-11-16 23:10:28

20楼

一、关于变频器进线侧谐波的问题:
首先要分清电流谐波电压谐波的关系及其对局部电网内设备的影响。
电流谐波:只要使用非线性的整流器件(简单三相整流桥),都是非正弦波脉动的进线电流。因为,对直流母线的充电都是在特定的相角。换句话说,一个局部电网,你用200个小功率2kW整流器件工作,与使用一个400kW整流器件是一样的。它们都是在相同的相角取用电网的能量。所以,这是不可避免的。(我并不关心电流谐波)
电压谐波:如果变压器相对容量较小,输电线路线径较小(即线路压降较大),那么局部电网上的电压谐波就会直接影响所有接在上面的用电器。因此,电压谐波才是需要关心的。
关心电压谐波什么呢?就关心其两点,1、谐波的能量;2、谐波的频率。这是因为,大多带整流的用电器,前端都有X电容。较高的谐波频率,它可以直接短路掉。但是,如果主要谐波频率较低,X电容的容抗就不能泄漏掉这个频率的谐波。如果能量较大,会直接损害这些进线端的X电容;导致压敏电阻爆炸等等损害。

所以要把重点放在关注局部电网上的电压谐波。也就是说,变压器容量要足够大,输电电缆要足够粗。(你就可以省掉电抗器等费用。)


二、关于轴电流的问题
我的认识上,只要是交-直-交,通过载波电压控制的变频器,电机轴电流的产生是不可避免的。
而产生的原因,主要是来自异步电机的漏磁部分和载波的高频电压泄漏部分。
电机外壳是导体,转子轴也是导体,它们正好形成一个1匝的“线圈”,两者中间的介质就是轴承。一台高能效的电机,漏磁就少,反之,轴电流就会很大。

值得注意的是:外壳有很好的散热,转子体积也较大,它们的电流密度其实是不大的(就是说发热不大,散热好。);而恰恰在轴承处,形成了高电流密度的区域。与变压器原理很相近,尽管轴电流的电压并不高;但电流并不小。电机容量越大,轴电流越大。
另一方面,则是变频器的高频载波通过等效电容泄漏的电流。如果电机轴的连接轴是导体;接地不规范时,就可能通过转子-连接器-机械部分对地泄漏。(外壳接地并不代表不可以通过转子哦;线包对转子也有等效电容的。)而这部分“交流”电压则可以高达70V呢。但因为其通过等效电容的容抗,这个泄漏电流并不算很大。(大型电机能达到10A)


学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?

精华帖版主置评:感谢Y版的分析-北

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