变频空调电流谐波抑制方案
发布时间：
2021-09-15
谐波的产生主要是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不成线性关系，就会形成非正弦电流，从而产生谐波。在空调变频控制系统中，220VAC的交流电源经过整流桥整流、大功率晶体管逆变，结果是在输入输出回路产生电流高次谐波。电流谐波可造成电网电压的严重畸变，电缆电线过热，绝缘老化加速，损坏并导致线间短路和接地故障，引起电器火灾和人身电击事故，以及补偿功率因数的电容器过热、易损坏和寿命缩短，还会导致系统的功率因数降低等危害。
CCC认证的要求
根据我国CCC认证的要求，空调器必须通过一系列试验，其中包括连续干扰电压、断续干扰电压、干扰功率、谐波等项目。其中，谐波试验是一项关键项目，但也是相对难度较大的试验。
解决方案
无源滤波方案通过在原有电路上增加LC电路，利用电感的蓄流以及二极管的单向导通特性来抑制电流谐波的产生。工作原理是当220VAC电源经过全波整流后，脉动直流电在0-π/2区间内给电容C1充电。同时，当电压值u0小于u2（u2为电容C2处电压）时，由于二极管D1的单向导通性，回路D1-L2-C2并没有电流流过。当u0逐渐升至u2时，D1开始导通，电解电容C2开始充电，在π/2-π区间内，由于电源电压开始下降，交流电容C1开始放电，同时电解电容C2也开始放电，C1原“正极”电压下降，“负极”电压上升，最终“正负极”交换。需要注意的是C1放电结束后，靠近L1处的电压依然比较高，而且因为二极管D1的存在，保证了C1右边相对于左边有一个正向电压。在π/2-3π/2区间内，随着电源电压的增大，因为C1左边电压较低，因此电源电压升到C1左边电压时，将有电流产生，这样电流比原来方案将提前产生，减小了电流和电压的不同步性，从而降低了高次谐波含量。
无源滤波方式结构简单、维护方便，运行费用较低，并能满足出口项目、招标文件内的技术要求。
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