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实验电炉马弗炉变频器谐波的五大危害

浏览: 作者: 来源: 时间:2020-04-14 分类:行业动态
变频器以其优越的调速性能、节能效果,被广泛的应用在实验电炉马弗炉上。但由于变频器在输入回路中产生的高次谐波电流,对供电系统等设备都产生了一定的干扰,使得谐波干扰问题十分严重。

变频器以其优越的调速性能、节能效果,被广泛的应用在实验电炉马弗炉上。但由于变频器在输入回路中产生的高次谐波电流,对供电系统等设备都产生了一定的干扰,使得谐波干扰问题十分严重。那么变频器谐波危害主要体现在哪些方面呢?

 

1、增加输电线路、变压器和电力电容器的损耗,使设备的温度过热,降低设备的利用率和经济效益:

 

2、影响继电保护和自动装置的工作可靠性:

 

特别对于电磁式继电器来说,电力谐波常会引起继电保护及自动装置误动或拒动,使其动作失去选择性,可靠性降低,容易造成系统事故,严重威胁电力系统的安全运行。

 

3、对通讯系统工作产生干扰:

 

电力线路上流过的幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合时,会在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压,干扰通信系统的工作,影响通信线路通话的清晰度,甚至在极端的情况下,还会威胁着通信设备和人员的安全。

 

4、对用电设备的影响:

 

电力谐波会使电视机、计算机的图形畸变,画面亮度发生波动变化,并使机内的元件温度出现过热,使计算机及数据处理系统出现错误,严重甚至损害机器。

 

5、电力谐波还会对测量和计量仪器的指示不准确及整流装置等产生不良影响。通过以上五点内容,我们可以看出变频器谐波,已经成为当前电力系统中影响电能质量的大公害,并且相信大家对变频器谐波的危害应该有了一定的了解,在以后使用中要尽量避免变频器谐波,需要找到消除变频器谐波的方法。

 

 

实验电炉和马弗炉变频器谐波含量与开关频率、控制算法及调制比等相关。 对于一台固定的变频器,输出电压越低,谐波含量越高 普通V/F变频器在额定电压时,谐波含量可达50%以上。

实验电炉和马弗炉变频器谐波的产生:

变频器在整流、逆变过程中,输入输出部分会产生大量的高次谐波,变频器谐波对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰。

实际上不限于变频器,晶闸管供电的直流电动机、无换向器电动机等凡是在电源侧有整流回路的,都将产生因其非线性引起的高次谐波。

1、变频器输入端谐波产生机理

变频器的主电路一般为交一直一交组成,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压,经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波,谐波次数通常为6n±1次高次谐波,其中的高次谐波将干扰输入供电系统。如果电源侧电抗充分小、换流重叠角"可以忽略,那么n次高次谐波为基波电流的1/n

2、实验电炉和马弗炉变频器输出端谐波产生机理

在逆变输出回路中,输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变元件,其PWM的载波频率为2-3kHz,而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样,输出回路电流信号也可分解为只含基波和其他各次谐波。

 

1、变频器谐波的大小,分为谐波的次数和谐波的幅值。

2、谐波的次数,zd和变频器内部的线路结构有关。整流桥的相数越多,最低次谐波版的次数越高, 最大幅值也越小。通常是三相全控桥最多,谐波次数为5次、7

3、谐波幅值和实际负载权有关。负载重,谐波含量高。

对变频器,如果关心谐波情况,应该采用带谐波指示的电力表。

 

实验电炉和马弗炉变频器控制调节电机转速 变频电源--提供理想中的电网电源1:变频电源是将市电中的交流电经过AC-DC-AC变换, 输出为纯净的正弦波,输出频率和电压 一定范围内可调。理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波无失真。

 

变频器的谐波主要集中在开关频率整倍数附近,在额定电压时,其谐波含量可达60%甚至更高,同一台变频器,输出电压越低,相对于基波,其谐波含量越高。

 

 

实验电炉和马弗炉变频技术作为一种新兴技术,在各行各业得到的认可和运用是显而易见的,随着这项技术的发展,对此技术的缺点产生了疑问和争议都是很正常的,这有助于我们看问题更全面,更深刻,更理性!

关于"变频器节电是建立在设备不合理的使用基础上"的言论是不全面的,它并没有对整个工业设备的现状有清晰的认识,工业设备和其它设备在设计的时候是按照最大的工作能力来设计的而且为系统安全都会留有一定的余量,而实际的运行情况在很多时间里是达不到额定设计值的,从而出现了大马拉小车的现象,这样一来就存在了节能空间,变频器的产生使设备真正处于一种需要多少就给多少的状态,从而达到节能的目的.变频器对电网而言是一个电容性负载,它本身具备了提高功率因数的能力,这就是为什么在使用变频器之后,无功电流变小的原因,虽然不像有节省功功率那么受欢迎,但它对提高整个电网的有效利用,减少线损还是有益的.

在实验电炉和马弗炉电气控制中,任何引起电流或电压产生突变的控制过程都会产生谐波干扰,变频器只是其中之一,我们不否认这种谐波在电网中是有害的,就如同大河中的有害物质一样,我们需要将这种有害物质的含量控制在安全的范围内,不是放任自流,也不是彻底否定!这就是国家有关部门制定行业标准的意义!

随着人类文明的进步,我们回顾历史可以看到,任何一项新技术的产生在它带给我们便宜的同时也带给我们麻烦,汽车让我们交通更方便,但也带来空气和噪音污染,但人们却还是要买,因为它带来的好处要大于它的缺点,尽管不是每个人都这么认为!

实验电炉和马弗炉变频器逆变环节往往采用正弦脉宽调制法(SPWM)法,其输出部分线电压是正弦脉宽、幅值相等的窄矩形波,其三相的相电压是阶梯波,其非线性是由SPWM脉宽调制的性质所定的;电流波形和载波频率比有关,载波频率比越高,越接近正弦波,波形中会含有和载波频率相关的高次谐波,高次谐波电流对负载直接干扰,还会通过电缆向空间辐射,干扰邻近电气设备。

随着变频器在实验电炉和马弗炉的应用面扩大,单机容量的加大和使用变频器的总容量的增大,因此谐波污染电源及对周围其他设备的影响就日益严重,甚至造成其他电子设备不能正常工作。特别是供电线路上通常连接电力电容器,很容易产生并联谐振,使整流器和其它电器设备因过电流绝缘损坏或烧坏。这样的事故近几年的发生率呈上升趋势。

变频器周围电气设备受谐波的影响

连接变频器的电源系统往往有并联有电力电容器、发电机、变压器、电动机等负载,变频器产生的高次谐波电流按着各自的阻抗分配到电源系统和并联负载.下面叙述高次谐波电流对各实验电炉和马弗炉设备的影响。

(1) 电力电容器

根据IEC标准规定一般电容器最大电流只允许35%的超载。实际运转时由于谐波的影响常发生严重过载。电容器阻抗随频率的增加而减少,故产生谐波时,电容器即成为一陷流点流人大量电流,导致过热、增加介电质的应力,甚至损坏电力电容器。当电容器与线路阻抗达到共振条件时,会发生振动短路、过电流及产生噪声。

(2) 同步发电机

变频器产生的高次谐波电流在同步发电机的激磁绕组中会产生感应电流,引起损耗增加,可能导致电机过热、绝缘降低、寿命缩短等[2>

(3) 变压器

电流谐波将增加变压器铜损,电压谐波将增加铁损,综合效果是使变压器温度上升,影响其绝缘能力,并造成容量裕度减小。谐波也可能引起变压器绕组及线间电容之间共振,及引起铁心磁通饱和而产生噪声。

(4) 电动机

谐波会引起电动机附加发热,导致电动机额外温升,电动机往往要降额使用。如果输入电动机的波形失真,会增加其重复峰值电压,影响电动机的绝缘

(5) 电力电子设备

电力电子设备在多种场合是产生谐波的谐波源,但他自身也很容易感受谐波失真而误动作。这种设备靠着电压的过零点或电压波形来控制或操作,若电压有谐波成分时,零点移动、波形改变,造成许多误动作。

(6) 保护继电器

由于高次谐波的影响,可能引起继电器过电压、产生绝缘损坏、振动引起的机械破坏等等。对于以有效值为基准而动作的继电器,高次谐波的存在使得继电器在接近额定值处也有误动作的可能。

(7) 指示电气仪表

电能表等计量仪表会因谐波而造成感应转盘产生额外的电磁转矩,引起误差,降低精确度。20%的5次谐波将产生10-15%的误差。过大的谐波电流,也很容易使仪器里的线圈损。