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分析变频节能设备中的谐波隐患
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2017-11-15
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随着节能减排观念的普及，变频器被广泛应用在工业生产、民用设备等领域，就连家中的空调、冰箱等电器也贴有节能标签。但在这片席卷全球的“节能”风暴下，却隐藏着会影响到电能质量的谐波隐患，本文将就此为大家进行介绍并提供测量解决方法。
变频器的节能原理
变频器可将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电，通过控制输出电压的频率，实现对电机（或其他负载）的调速。这样就能根据拖动负载的大小来控制电机转速快慢，做到“物有所用”，达到节省能耗，保护电机的目的。
谐波产生的源头：整流电路与PWM调制电路
那么谐波隐患是如何生成的呢？这是由变频器的电路特性决定的。变频器内部主电路可分为三部分：整流电路、直流母线、逆变电路。
图 1.2 变频器内部结构
变频器输入端的整流电路属于非线性负载，会将输入的正弦电流信号整形成脉冲波（如图 1 3），并产生大量谐波分量反馈给电网，影响电网供电设备的正常运作。
图 1 3 变频器输入输出波形
变频器输出端为逆变电路，对整流后的直流信号进行PWM脉冲调制，输出频率可调的PWM波（如图 1 3）。由于PWM信号是由许多高频脉冲信号组成，含有丰富的高次谐波，严重的话会导致输出设备运行噪音增大、设备发热，甚至造成设备损坏，因此必须对其进行测量与治理。
变频器的节能原理
变频器可将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电，通过控制输出电压的频率，实现对电机（或其他负载）的调速。这样就能根据拖动负载的大小来控制电机转速快慢，做到“物有所用”，达到节省能耗，保护电机的目的。
谐波产生的源头：整流电路与PWM调制电路
那么谐波隐患是如何生成的呢？这是由变频器的电路特性决定的。变频器内部主电路可分为三部分：整流电路、直流母线、逆变电路。
图 1.2 变频器内部结构
变频器输入端的整流电路属于非线性负载，会将输入的正弦电流信号整形成脉冲波（如图 1 3），并产生大量谐波分量反馈给电网，影响电网供电设备的正常运作。
图 1 3 变频器输入输出波形
变频器输出端为逆变电路，对整流后的直流信号进行PWM脉冲调制，输出频率可调的PWM波（如图 1 3）。由于PWM信号是由许多高频脉冲信号组成，含有丰富的高次谐波，严重的话会导致输出设备运行噪音增大、设备发热，甚至造成设备损坏，因此必须对其进行测量与治理。
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