4招，帮你解决变频器谐波问题-内容超详细
发布时间：
2021-09-15
一些大型工业企业，他们有很多的电机增加了变频器，有一些像 200、250 kW的电机，那会出现一些电机的温度偏高，然后时不时出现电机烧毁的情况，甚至有些变频器开启的时候会对周围的一些高精度的一些设备造成一些干扰。
企业变频器应用越来越多，变频器在节能的同时，也产生了大量的谐波，今天我和大家分享一下，变频器输入端，谐波治理的一些方法。
变频器一次主电路由整流、直流平波、直流逆变为交流，3部分。其中整流部分主要整流器件是二极管、IGBT、还有个别厂家采用晶闸管整流。其中二极管整流比较普遍，功率因数较低，谐波也比较大。IGBT整流属于全控型整流，加入PFC算法，其功率因数一般可以做到0.92~0.98，谐波含量根据生产企业技术能力，部分产品谐波电流可以做到5%以下。其缺点是，目前成本比较高，损耗比较大。所以今天主要分享，二极管不可控整流的，谐波治理方法。
这个图是变频器输入端的电流波形，比较典型，具有普遍性，是个双驼峰型的电流，已经严重脱离了正弦波。
变频器如果不采取，任何谐波抑制措施，其功率因数在0.8~0.9,谐波电流含量在30~120%。功率越大、负载率越高，往往谐波含量越低，变频器功率越小、负载率约低往往谐波含量越高。
例如：55kW以上的变频器，负载率70%的时候，谐波在30~35%居多，2.2kW的变频器，负载率如果小于50%，其谐波电流含量往往会在80~120%。
方案一，变频器前端加进线电抗器，谐波电流可以降到25%到35%之间。同时，我是建议大家把电抗率选在2~4%之间。如果电抗器的电抗率继续加大，加到5%、6%、甚至10%，它的效果肯定会更好。同时，电抗器的成本会大大的增加，损耗也会增加很多，而对于谐波抑制效果的增加并不理想。电抗率选在3~4%，是经济成本，和抑制谐波效果之间，一个比较优的平衡点。提醒大家选择进线电抗器时，一定要注意对电抗器的电抗率和温升提明确的要求，不能只图便宜。
方案二，增加直流电抗器。变频器，特别是大功率的变频器，会把直流端子单独引出，供用户自己安装直流电抗器。直流电抗器选型，一般阻抗选进线电抗器阻抗的2~3倍。增加直流电抗器，也可以把谐波电流的含量降到百分之25到40%之间，其效果和进线电抗器类似，但是比进线电抗器的效果会差。如果要增加电抗器，我个人还是建议优先增加进线电抗器。
方案三，增加有源滤波APF。往往是在配电室，加装有源滤波设备。建议变频器前端先加进线电抗器，然后再加apf滤波器，这时候滤波效果会比较好。缺点是APF自身损耗有3%，比较大，使用成本高。特别提醒一下大家，用APF治理变频器的谐波，变频器前端，要先加进线电抗器。如果不加进线电抗器，谐波治理的同时，变频器自身产生的谐波会增加，而且变频器的温升也会增加，反而降低了变频器自身的可靠性，提高了故障率。进线电抗器不仅可以，抑制变频器自身的谐波产生，还可以降低变频器电流的d(i)/d(t)，对变频器的整流部件起保护作用。所以建议大家不要在变频器前端直接加APF使用，一定要加进线电抗器。
方案四，为每台变频器增加单台的，设备级无源滤波器，其原理是右边这个电抗器起进线电抗器的作用，左边电抗器起到，增加源端电源阻抗，阻挡谐波电流，流向电源端，也阻止电网的谐波干扰本台变频器。加上中间这个滤波通道，吸收谐波，整体组合成一个宽频滤波器，其滤波效果非常好，缺点是体积偏大。
增加设备级无源滤波器，谐波电流可以降到3~8%，不仅效果好，可靠性比较高，主要应用在一些对谐波要求非常高的场所。其每台变频器的谐波，在就地治理了，谐波不在局域电网内流动，提高了整体安全性。
这个是效果图，滤波前、滤波后电流波形，对比非常明显。同时电流也降低了7~8%，主要原因是无源滤波器可以同时提高功率因数。
最后，再给大家做个总结（视频版可查看主页”视频中心“，详情可咨询客服）
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