变频器谐波抑制策略：提高载波频率与交流电抗器应用

"本文主要探讨了抑制或削弱谐波及变频器电磁干扰的方法，重点关注了提高载波频率、使用交流电抗器等策略。" 变频器在工业自动化领域广泛应用，但其工作过程中产生的谐波和电磁干扰是不可忽视的问题。谐波会干扰电网稳定性，降低电力设备效率，甚至导致设备损坏。而电磁干扰则可能影响其他电子设备的正常运行。 首先，提高变频器的载波频率是抑制谐波的有效手段。载波频率范围通常在2至16kHz之间，较高的载波频率可以减少电流波形的毛刺，使输出更接近正弦波，从而降低谐波的相对值。然而，高载波频率也会增加IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的功耗，因此，出厂设置往往倾向于较低的载波频率以节省能耗。用户可根据谐波问题的严重程度适当调整载波频率。 其次，添加交流电抗器是另一种减弱谐波和电磁干扰的方法。交流电抗器可串联于变频器输入电路中，虽然滤波效果有限，但能提升功率因数，降低谐波影响。对于特定的应用场景，如大型变压器或存在功率因数补偿电容的情况，选择合适的交流电抗器至关重要。电抗器的选择应基于变频器容量、电源电压的三相平衡度以及系统中是否存在晶闸管整流装置等因素。电抗器的电压降一般控制在额定电压的3%左右，以达到最佳的谐波抑制效果。 此外，交流电抗器也可以用于变频器的输出电路，起到抑制发射干扰和感应干扰的作用，同时减少电动机电压波动。对于不同功率等级的变频器，交流电抗器的配置方式也有所不同，一般功率较小的变频器内置电抗器，而大功率变频器则需考虑外置。 在选择交流电抗器时，需要参考相关数据表，考虑变频器的功率、谐波电流的频率等因素。适当的电抗器参数可以有效抑制特定次数的谐波，例如5至19次谐波。 抑制谐波和电磁干扰的关键在于理解谐波的产生机制和变频器的工作原理，通过调整载波频率和合理选用交流电抗器，可以显著改善系统的电磁兼容性，保障设备的稳定运行。同时，对于具体应用环境，应根据实际情况灵活调整和配置，确保谐波抑制措施的有效性。