一般無源濾波器能否用于變頻器的諧波治理

一般的無源諧波濾波器采用LC陷波電路，并聯(lián)在線路上，為諧波電流提供一個低阻抗通路，如圖1所示。

　　圖1 傳統(tǒng)陷波器型濾波器

　　這種原理的濾波不能用于變頻器的電源輸入端，主要是存在以下幾個方面的問題：

　　第一：濾波效果不確定：

　　這種濾波器與變頻器組合起來時，并不能保證傳動系統(tǒng)的諧波電流發(fā)射滿足特定的要求，因為濾波器的實際效果與電網(wǎng)的阻抗有很大關(guān)系;

　　用如圖2所示的電路來分析濾波器的效果。圖中，ZS表示變壓器的阻抗，ZL表示線路的阻抗，(ZS+ZL)代表了電網(wǎng)的阻抗。利用并聯(lián)電路分析的方法可知，流過濾波器的諧波電流越大，意味著流入電網(wǎng)的諧波電流越小，也就是濾波器的效果越好。

　　而流入濾波器的諧波電流的大小取決于電網(wǎng)阻抗與濾波器的阻抗ZF的比值，這個比值越大，濾波器的濾波效果越好。

　　當(dāng)濾波器的阻抗ZF一定時，線路的阻抗Z0越大，濾波效果越好。如果線路的阻抗一定，則濾波器的阻抗ZF越小，濾波效果越好。

　　圖2 陷波型濾波器的濾波效果分析

　　因此，陷波型濾波器的效果與電網(wǎng)的阻抗密切相關(guān)。圖3是不同電網(wǎng)阻抗下的濾波器效果。

　　圖3 不同電網(wǎng)阻抗對陷波器濾波效果的影響

　　第二：吸收上游諧波電流：

　　陷波型濾波器對于特定的諧波電流提供了一個低阻抗的通路，因此，不僅變頻器產(chǎn)生的諧波電流能夠被旁路，來自上游的諧波電流也會被旁路，這就容易造成濾波器過載，甚至損壞。

　　第三：發(fā)出過大容性無功：

　　陷波型濾波器由于采用較大的電容，因此會發(fā)出較大的容性無功。這對于傳統(tǒng)的工業(yè)電網(wǎng)是好事，因為可以在濾波的同時，補償無功功率。但是，變頻器本身并不需要容性無功，濾波器發(fā)出過大的容性無功，會使傳動系統(tǒng)成為一個電容性的負(fù)載，對電網(wǎng)造成不良的影響。

　　第四：可能與系統(tǒng)發(fā)生諧振：

　　陷波電路在調(diào)諧頻率以外的頻率呈現(xiàn)電容性或電感性，極有可能與系統(tǒng)的電容或電感發(fā)生諧振，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時，甚至?xí)p壞系統(tǒng)。

　　因此，用于變頻器的諧波濾波器必須專門設(shè)計，避免上述的各種缺陷。近年來，隨著變頻器的廣泛應(yīng)用，以及變頻器產(chǎn)生的諧波造成的問題日益嚴(yán)重，人們對變頻器產(chǎn)生諧波的機理進(jìn)行了深入的研究，并開發(fā)出了適宜的濾波器。