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變頻器是如何產生諧波電流的?

人氣:405次發表時間:2020-04-30

變頻器工作時,之所以產生諧波電流,是因為變頻器輸入端的整流電路阻抗不是一個定值,其阻抗著外加電壓的變化發生變化,這就導致整流器從電網吸取的電流不是正弦電流。

單相整流器由整流橋和平滑電容構成。一般情況下,負載的電流由平滑電容供給,僅當正弦波的電壓高于平滑電容的電壓時,才會有電流流入電容和負載中,因此僅在電壓峰值處產生脈沖狀,這種脈沖電流中包含了豐富的諧波成分。同樣的道理,三相整流器也會產生諧波電流,但是這時對應每個波峰,不是一個脈沖電流,而是兩個脈沖電流。

無論單相整流器還是三相整流器,他們的電流波形都發生了畸變,不再是正弦電流,因此包含了諧波成分。產生諧波電流的負載稱為非線性負載,與之對應,不產生諧波電流的負載稱為線性負載。線性負載的阻抗不會隨著施加在其上面的電壓發生變化。這時,流過負載的電流I=U/R,這意味著電流I與電壓U是線性關系,線性負載由此得名。當電壓為正弦波時,充過線性負載的電流依然為正弦電流,因此不會產生諧波電流成份。

理想的電阻、電感和電容都是線性負載。但是實際的電感可能是非線性負載,例如,帶有鐵芯的電感,其電感量隨著外加電壓而變化(隨之而來的是阻抗變化),因此是非線性負協。變壓器產生諧波電流就是這個道理。

非線性負載的阻抗隨著施加在其上的電壓 變化,這時流過它的電流與施加在它上面的電壓 不是線必關系,故稱其為非線性負載。對這樣的負載施加正弦波電壓時,流過負載的電流值不再是正弦波,其中包含量諧波成分。

帶平滑電容的整流器是較常見的非線性負載,它產生的諧波電流與電路結構有關。整流器從電網吸取脈沖電流,每個交流電周期整流出的脈沖稱為這個整流器的脈數。例如:對于單相整流電路,每個周期輸出2個直流脈沖,因此稱為二脈整流器;對于三相整流電路,每個周期輸出6個脈沖,因些稱為6脈整流器。除此以外,還有12脈整流器、13脈整流器等。

總結:變頻器的諧波電流是由變頻器整流輸入電路導致的。不同脈數的整流器產生的諧波成分不同,三相六脈整流器產生的諧波電流以5次、7次、11次、13次為主。增加變頻器輸入整流器的脈數可以減小諧波電流。

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