产生谐波的机制变频器变频调速的原理是从电网上输入三相交流电源,经过三相全波整流器整流变成直流,再经轭流圈和大电容器平滑后输送到逆变器。由六组IGBT和反向二极管构成的逆变器的门极由控制器产出六组宽度可变、频率可变的脉冲序列控制,使之强迫换流,结果在IGBT的中间点上产出幅值可变和频率可变的三相交流电压,施加在电机的输入端,实现电机的调频调速。谐波就是在整流器的整流过程产生的。由于是三相全波整流,结果产生6个脉冲。
5次与7次谐波电流是主要谐波干扰,也是要设法消除的主要对象。消除谐波的措施本供电系统拟采取如下措施消除或降低其谐波电流。低压电器(19994)供电系统消除谐波干扰的措施(1)采用三绕组变压器产生六相交流,每相相位角差60。变频器的整流器也设为六相全波整流方式,一般称此为12脉冲方式。具体设计见。电路采用输入12脉冲电源,可有效地降低5次和7次谐波。
六相全波整流调速系统(2)移相技术的实施。移相技术只有在两路变频器完全相同,其两台驱动电机也完全相同,并同频同速运行时才有效。鉴于核反应堆二回路的两支路正是需要同频同速同功率运行,故移相技术在此可用。移相技术的原理是一台变频器从电网上取得三相交流电源,而另一台变频器从同一电网三相电源经移相变压器移相60后取得三相电源。
因两台变频器都用三相全波整流器,它们各自产生的5次和7次谐波电流在总电网上因相位相差180而互相抵消(不难证明),故基本上消除了5次和7次谐波。具体实现的电路如所示。
移相法电路图以上两项措施相比较,前一项优点突出,适用性强,故本供电系统采用前一项技术设计。国外还采用其他一些方法,如Z型绕组自耦变压器、主动型滤波器等消除谐波干扰。Z型绕组变压器主要用来消除3次谐波电流;采用主动型滤波器前必须进行全系统的计算机模拟实验,比较复杂,故本文在此不作详细介绍。
结束语随着电子技术,特别是IGBT技术和微处理器的迅速发展,变频器的功能越来越强,可靠性也越高。许多大型工业部门,如化工、轧钢、造纸、自来水行业等都广泛使用变频器调速与控制。但使用变频器不当会给电网带来污染,尤其是对供电质量要求较高的场所,消除或降低其引入电网的谐波干扰是科技工作者共同性的课题。
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