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>>>公 司 新 闻 / 交流传动系统中不同结构的谐波因数影响
 

 

 

 

 

 

 

 

 

     谐波电流与电压是由与配电系统相连的非线性负载产生的。谐波畸变是电设备使能过程中产生的一种污染,如果总谐波电流超过一定的限值,供电系统就会产生危害。
    在各种电子系统中,电力电子变流器可以通过向栅极直接注入谐波电流而产生谐波干扰。图一说明了在电力电子变流器输入电流中,电流谐波对电源电压的影响。
    公共非线性负载包括电机、调速传动变流器、焊接电源、不间断电源及其它电子设备等。与产生谐波的设备连接到同一个电源上,则变压器、电缆、电机、发电机、电容器等设备可能因为谐波的干扰而出现过流而
损坏。
    在交流传动中影响谐波的因数较多(如图二),电流谐波取决于传动系统的结构,电压谐波则等于电流谐波与电源阻抗的乘积。
    各种因数对谐波的影响如表一所示
   A:使用6脉波二极管整流器结构在三相交流传动中,最常用的整流器电路是6脉波二极管整流桥。它包含6个不可控二极管线及回路中的电抗器,该电抗器与直流回路中的电容器共同形成低通滤波器,可以对直流电流进行平波处理,电抗器可位于直流端或交流端,见图三。6脉波整流器结构简单,但产生的5次、7次、11次等低频谐波较大,尤其在平波电抗器较小的情况下谐波就更大。为了减小谐波的影响,就需要采用特定的谐波滤波装置。
   B:使用12或24脉波二极管整流器结构  12脉波整流器是将两个 6 脉波整流器并联起来,向同一直流母线供电。整流器的输入是带有一个三绕组整流变压器,整流变压器的副边有 300 的相位偏移。这种变流结构的好处是电源端的一部分谐波处于相反的相位,因而被抵消了。该变流结构的缺点是需要采用特殊变压器,与 6 脉波整流变压器相比,成本较高。
   24脉波整流器的结构为两个并联的12脉波整流器构成,有 2 个三绕组整流变压器,变压器的原边有150的相位偏移。该变流器结构的好处是几乎可以消除所有低频谐波,但成本较高。对于大功率单传动系统或大型多传动系统来说,24脉波是最经济的解决方案,谐波畸变也较小,如图四。 图五为上述两种二极管整流器结构的谐波次数图。
    C:使用相控晶闸管的整流器结构 将6脉波的整流器中的二极管更换为晶闸管,可得到相控整流器。相控整流器的电流波形与6脉波二极管整流器类似,但是因为它们的功率吸收伴有交变位移功率因数,所以负载的功率因数较低,从而导致视在功率较高,在线路中的流过电流较高,绝对谐波电流高于二极管整流器。   
    同时因为换流的影响,相控变流器还会导致设备电压波形中出现换流缺口,缺口的角位置随触发角变化而变化。因使用了相控晶闸管,控制触发角的相位大小,可以使整流桥处于整流或再生回馈功能。图六为三种变流器结构的供电单元谐波影响。
   D:使用IGBT整流器结构  使用IGBT整流器结构,与相位换流元件构成的整流桥相比,采用自换向元件的整流器有若干优势与益处。
·在主电源中断情况下,可保证系统的安全
·即使在弱磁区域内,也能提供高度灵活的传动控制
·可以产生无功功率
·接近正弦波的电源电流,谐波最小


·电压升高能力。如果电源电压较低,可以升高直流电压,以确保电机电压高于电源的电压
·可实现整流与再生回馈功能
   图七为 IGBT 整流桥的电流波形与谐波含量
   综上所述,在交流传动系统中,要结合工厂的供配电的容量与短路比,根据项目的实际情况,选择性价比较高的交流驱动方案,进一步减小变流器产生的谐波影响。
   

 

 





 

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