如何消除5次和7次諧波

諧波的產(chǎn)生

電力系統(tǒng)中理想的電壓、電流波形都是頻率為50Hz的正弦波，但是非線性電力設(shè)備 （大功率可控硅、變頻器、UPS、開關(guān)電源、中頻爐等）的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了大量畸變的諧波電流，諧波電流耦合在線路上產(chǎn)生諧波電壓。對(duì)非正弦的畸變電流作傅立葉級(jí)數(shù)分解，其中頻率與工頻相同的分量為基波，頻率是基波頻率整數(shù)倍的分量為諧波。諧波是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。

諧波濾波器的原理就是為諧波電流提供一個(gè)低阻抗通道，使諧波電流通過濾波器形成回路，而不流入電網(wǎng)，你可以通俗的理解為將諧波短路。

5次諧波濾波器會(huì)吸收部分7次諧波電流

7次諧波濾波器會(huì)對(duì)5次諧波電流有一定的放 大，即會(huì)惡化5次諧波影響。

諧波的危害

● 諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率。大量三次諧波流過中線會(huì)使線路過熱，甚至引起火災(zāi)。

● 諧波會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作，使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲等；使變壓器局部嚴(yán)重過熱；使電容器、電纜等設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。

● 引起電網(wǎng)諧振，使得諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍，會(huì)對(duì)系統(tǒng)，特別是對(duì)電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅，經(jīng)常使電容器和電抗器燒毀。

● 諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)，特別是微機(jī)綜合保護(hù)器與自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，造成不必要的供電中斷和生產(chǎn)損失。諧波還會(huì)使電氣測量儀表計(jì)量不準(zhǔn)確，產(chǎn)生計(jì)量誤差，給用電管理部門或電力用戶帶來經(jīng)濟(jì)損失。

● 臨近的諧波源或較高次諧波會(huì)對(duì)通信及信息處理設(shè)備產(chǎn)生干擾，輕則產(chǎn)生噪聲、降低通信質(zhì)量、計(jì)算機(jī)無法正常工作，重則導(dǎo)致信息丟失，使工控系統(tǒng)崩潰。

如何減小變頻器的5次和7次諧波？

對(duì)于三相輸出變頻器，只要開關(guān)頻率為基波頻率的整數(shù)倍，就不包含5次諧波。

就三相對(duì)稱電路而言，一般沒有偶次諧波，3的整數(shù)倍的諧波也被互相抵消，因此，通常只包含6k±1次諧波。

k=1時(shí)，就是5、7次諧波。從這個(gè)角度講，需要考慮5、7次諧波。

實(shí)際上，如果變頻器設(shè)計(jì)的好。假設(shè)是SPWM變頻器，變頻器的開關(guān)頻率fc是信號(hào)基波頻率fs的整數(shù)倍，fc/fs為載波頻率比，假設(shè)fc/fs=N，那么，變頻器輸出不包含N-2次以下的諧波。

如果N=20，那么，不包含18次以下的諧波，也就不包含5、7次諧波。

濾波磁環(huán)只對(duì)一般高頻雜波信號(hào)的濾除效果較好，對(duì)于變頻器產(chǎn)生的3.5.7次諧波，一般變頻器專用的輸入輸出電抗器就有很好的抑制作用。

電源內(nèi)的5次和7次諧波，消除解決的措施？

1、可以用電感L與電容C串聯(lián)諧振的方法濾除；

2、電路結(jié)構(gòu)類似電容器串聯(lián)限流保護(hù)電抗器的補(bǔ)償電路；

3、可以用下列計(jì)算式估算電感L與電容C的大?。?/p>

2πfL = 1/2πfC

4πfπfLC = 1

LC = 1/314×314×25 = 4/314×314×100 = 1/157×157×100

LC = 0.44 （C：μF，H:H）