高溫廢氣凈化爐變頻器諧波產(chǎn)生機(jī)理,變頻器的主電路一般為交-直-交組成,外部輸入380V/50Hz的工頻電源經(jīng)三相橋式不可控整流成直流電壓信號(hào),經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開(kāi)關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號(hào)。
輸入側(cè)產(chǎn)生諧波機(jī)理:不限于通用變頻器,晶閘管供電的直流電動(dòng)機(jī)、無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)等凡是在電源側(cè)有整流回路的,都將產(chǎn)生因其非線性引起的諧波。在三相橋式整流回路中,輸入電流的波形為矩形波,波形按傅立葉級(jí)數(shù)分解為基波和各次諧波,通常含有6n+1(n=l,2,3….)次諧波。其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。
輸出側(cè)產(chǎn)生諧波機(jī)理:在逆變輸出回路中,輸出電壓和電流均有諧波。對(duì)于PWM控制的變頻器,只要是電壓型變頻器,不管是何種PWM控制,其輸出電壓波形為矩形波。其中諧波頻率的高低是與變頻器調(diào)制頻率有關(guān),調(diào)制頻率低(如1~2KHz),人耳聽(tīng)得見(jiàn)高次諧波頻率產(chǎn)生的電磁噪聲(尖叫聲)。
若調(diào)制頻率高(如IGBT變頻器可達(dá)20KHz),人耳聽(tīng)不見(jiàn),但高頻信號(hào)是客觀存在。從電壓方波及電流正弦鋸齒波,用傅立葉級(jí)數(shù)不難分析出各次諧波的含量。所以,輸出回路電流信號(hào)也可分解為只含正弦波的基波和其它各次諧波,而高次諧波電流對(duì)負(fù)載直接干擾。另外高次諧波電流還通過(guò)電纜向空間輻射,干擾鄰近電氣設(shè)備。
3、 諧波干擾途徑 變頻器諧波干擾途徑還是與一般無(wú)線電干擾一樣分傳導(dǎo)和輻射,在傳導(dǎo)的過(guò)程中,與變頻器輸出線平行敷設(shè)的導(dǎo)線又會(huì)產(chǎn)生電磁耦合形成感應(yīng)干擾;變頻器輸出側(cè)諧波又會(huì)輻射,對(duì)附近的無(wú)線電設(shè)備產(chǎn)生干擾,其干擾途徑如圖1所示。
4、 高溫廢氣凈化爐諧波干擾的危害
(1)變壓器:電流諧波將增加銅損,電壓諧波將增加鐵損,綜合效果是使變壓器溫度上升,影響其絕緣能力,并造成容量裕度減小。諧波也可能引起變壓器繞組及線間電容之間的共振,及引起鐵心磁通飽和或歪斜,而產(chǎn)生噪聲。
(2)電動(dòng)機(jī):輸出諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響主要有,引起電動(dòng)機(jī)附加發(fā)熱,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的額外溫升,電動(dòng)機(jī)往往要降額使用,由于輸出波形失真,增加電動(dòng)機(jī)的重復(fù)峰值電壓,影響電動(dòng)機(jī)的絕緣,諧波還會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),以及噪聲增加。
(3)電力電容器組:一般電容器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,規(guī)定其最大電流只允許35%的超載,但實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于諧波的影響,以致常發(fā)生嚴(yán)重過(guò)載。由于電容器之阻抗,隨頻率的增加而減少,故諧波產(chǎn)生時(shí),電容器即成為一陷流點(diǎn),流入大量電流,因而導(dǎo)致過(guò)熱、增加介電質(zhì)的應(yīng)力,甚至損壞電力電容器。當(dāng)電容器與線路阻抗達(dá)到共振條件時(shí),會(huì)發(fā)生振動(dòng)短路、過(guò)電流及產(chǎn)生噪聲。
(4)開(kāi)關(guān)設(shè)備:由于諧波電流的存在,開(kāi)關(guān)設(shè)備在起動(dòng)瞬間產(chǎn)生很高di/dt的電流變化率,致使增加暫態(tài)恢復(fù)電壓的峰值,以致破壞絕緣。
(5)保護(hù)電器:電流中含有諧波,必產(chǎn)生額外的轉(zhuǎn)矩,改變電器的動(dòng)作特性,以致引起誤動(dòng)作。
(6)計(jì)量?jī)x表:電能表等計(jì)量?jī)x表,因諧波而會(huì)造成感應(yīng)轉(zhuǎn)盤(pán)產(chǎn)生額外的電磁轉(zhuǎn)矩,引起誤差,降低精確度
會(huì),同常的變頻技術(shù)都是 交-----直------交 的 它雖然有隔離變壓器,但是高次諧波也會(huì)通過(guò)隔離變壓器回饋到電網(wǎng)中
交--交變頻電路的主要特點(diǎn)是:
只用一次變流效率較高;可方便實(shí)現(xiàn)百四象限工作度,低頻輸出時(shí)的特性接近正弦波。
交交變頻電路的主要不足是:
接線復(fù)雜,如采用三知相橋式電路的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管;受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制,輸出頻率較低道;輸出功率因數(shù)較低;輸入電流諧波含量大,頻譜復(fù)雜。
主要用途:500千瓦或1000千瓦以內(nèi)下的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路,如軋機(jī)主傳容動(dòng)裝置、鼓風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等場(chǎng)合。