
天津市博寧電氣設(shè)備有限公司
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APF有源濾波器能解決變頻器在應(yīng)用中的哪些煩惱?
普通異步電動機都是按恒頻恒壓設(shè)計的,不能完全適應(yīng)變頻調(diào)速的要求。APF有源濾波器的出現(xiàn)能解決變頻器在應(yīng)用中給電機帶來的一些“煩惱”,APF有源濾波器能解決的煩惱具體如下:
1、電動機的效率降低和溫升的問題
不論那種形式的變頻器,在運行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動機在非正弦電壓、電流下運行。據(jù)資料介紹,以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例,其低次諧波基本為零,剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為:2u+1(u為調(diào)制比),高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的,因此,高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后,便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下,其溫升一般要增加10%-20%。





有源電力濾波器能解決變頻器應(yīng)用中的那些問題?
1、使電動機絕緣強度降低加速老化問題
目前很多變頻器是采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫上升率,相當(dāng)于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓,使電動機的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的4~6倍電壓疊加在電動機運行電壓上,會對電動機對地絕緣構(gòu)成威脅,對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊電動機定子繞組要承受很高的電壓外,由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖加速老化。
2、諧波電磁噪聲與震動加大問題
普通異步電動機采用變頻器供電時,會使由電磁、機械、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉,形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時,將產(chǎn)生共振現(xiàn)象,從而加大噪聲。由于電動機工作頻率范圍寬,轉(zhuǎn)速變化范圍大,各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構(gòu)件的固有震動頻率。
根據(jù)有源電力工程直流電儲能元件的分類
根據(jù)有源電力濾波器主電路直流電側(cè)儲能元件的差異,可分為APF有源電力濾波器有:工作電壓型APF和電流型APF。工作電壓型APF選用大電容器作為儲能元件連接到變流器的直流電側(cè),等效于電壓源、電流型APF主要是在變流器的直流電側(cè)連接一個電感器作為儲能元件,相當(dāng)于一個可控的電流源,以補償非線性負載產(chǎn)生的諧波電流。工作電壓電流APF具體框架圖如下:
電流工作電壓型有源電力濾波器
工作電壓型APF優(yōu)點是開關(guān)損耗少,過濾效果高,是絕大多數(shù)APF主電路結(jié)構(gòu)。電流型。APF立即導(dǎo)出諧波電流不僅可以補償正常諧波,還可以補償多次諧波和高次諧波,由于主電路開關(guān)設(shè)備的直接到達,不可能出現(xiàn)短路故障,因此在穩(wěn)定性和維護方面具有優(yōu)勢。
根據(jù)連接電網(wǎng)方法分類
根據(jù)電網(wǎng)接入方式的不同,有源電力濾波器主要分為并接型APF,串連型APF,復(fù)合型APF。