处理谐波问题是切断干扰的传播途径,遏制干扰源上的高次谐波。
切断干扰的传播途径有:
1)切断共用接地线传播干扰的方式。电源线的接地应与控制线的接地分开,即将电源装置的接地端子连接到接地线上,将控制装置的接地端子连接到装置盘的金属外壳上。
2)远离干扰源电流的信号线接线分离对消除这种干扰有效,即将高压电缆、动力电缆、控制电缆与仪表电缆、计算机电缆分开接线。
遏制干扰源高次谐波的方法有:
1)增加变频器供电电源的内阻抗。通常,电源设备的内阻抗可以缓冲变频器直流滤波电容器的无功功率。内阻抗越大,谐波含量越小,这种内阻抗是变压器的短路阻抗。因此,在选择变频器电源时,较好选择短路阻抗较大的变压器。
2)安装滤波器,在变频器前安装LC型无源滤波器,滤除高次谐波,通常滤除5次和7次谐波。
3)变频器前侧安装电抗器,可遏制电源侧过电压。
4)设置有源滤波器,自动产生与谐波电流幅值相同、相位相反的电流,有效吸收谐波电流。
2处理噪声和振动问题
1)当变频器输出中的低谐波分量与转子固有机械频率共振时,噪声增大;当变频器输出中的高谐波分量与铁芯、外壳、轴承架共振时,噪声增大。
变频器传动电机产生的噪声,特别是刺耳的噪声,与PWM控制的开关频率有关,尤其是在低频区域。为了解决这个问题,交流电抗器通常与变频器的输出侧连接。如果电磁转矩有余量,可以设置较小的u/f来抑制和降低噪音。
2)变频器工作时,输出波形中高次谐波引起的磁场,对许多机械部件产生电磁策动力,当策动力的频率接近或重叠这些机械部件的固有频率时,就会产生谐振。对振动影响较大的主要是低次谐波分量,对PAM和方波PWM影响较大。但采用SPWM时,低次谐波分量较小,影响较小。
减少或消除振动的方法是将人交流电抗器连接到变频器输出侧,以吸收变频器输出电流中的高次谐波电流成分。当使用PAM或方波PWM变频器时,可以使用SPWM变频器来减少脉动扭矩,可以减弱或消除振动,防止机械部件因振动而损坏。