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      變頻控制柜產(chǎn)生諧波的原因有哪些?
      作者:泵閥 來源:電機(jī) 發(fā)布時(shí)間:2025-06-07
          變頻控制柜作為工業(yè)調(diào)速系統(tǒng)的核心設(shè)備,通過變頻器將固定頻率的交流電轉(zhuǎn)換為可調(diào)頻率的交流電源,實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確控制。在這一過程中會產(chǎn)生諧波問題,會對電網(wǎng)和設(shè)備穩(wěn)定性造成威脅。
      變頻控制柜產(chǎn)生諧波的原因有哪些?
      1. 功率電子元件的空間排列干擾
           多相變頻器中,不同相位的功率元件在空間布局上可能形成電磁耦合。當(dāng)各相PWM脈沖波形存在相位差時(shí),元件間的互感效應(yīng)會引入空間諧波。此類諧波的頻率與電路拓?fù)浜烷_關(guān)時(shí)序相關(guān),可能表現(xiàn)為基波頻率的非整數(shù)倍諧波。
      2. 整流電路的非線性特性
           變頻控制柜的輸入端通常采用三相橋式不控整流電路,由二極管或晶閘管構(gòu)成。該電路在工作時(shí),在交流電壓峰值附近導(dǎo)通,導(dǎo)致輸入電流呈現(xiàn)脈沖狀波形。根據(jù)傅里葉級數(shù)分析,此類非正弦電流可分解為基波與6n±1次諧波(如5次、7次、11次等)。這種非線性特性使整流電路成為典型的諧波源,諧波電流通過電網(wǎng)傳播,引發(fā)電壓畸變和功率損耗。
      3. 脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)的開關(guān)特性
           變頻器的輸出端采用PWM技術(shù),通過快速切換IGBT等功率器件生成一系列寬度可調(diào)的脈沖,模擬所需電壓波形。然而,這種高頻開關(guān)動作導(dǎo)致輸出電壓和電流中包含大量高頻諧波成分。PWM載波頻率(通常為2-15kHz)的整數(shù)倍諧波會疊加在基波上,形成高次諧波群。例如,當(dāng)載波頻率為10kHz時(shí),諧波可能集中在20kHz、40kHz等頻段。這些高頻諧波會影響電機(jī)效率,還可能通過電纜輻射干擾周邊設(shè)備。

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