随着大家对变频器等电力电子设备产生的谐波的认识不断深入,越来越多的工程中开始在变频器的电源线输入端安装谐波滤波器。这确实是解决谐波问题的正确思路。因为,在谐波源处消除谐波是效益最高的谐波治理策略,这样可以保证企业内部电网的纯净,获得高质量的电能。但是,怎样在设备的进线端安装谐波滤波器是一个值得讨论的问题。做得不好,适得其反,谐波指标满足要求了,但是带来了其它的一些问题。
大家对于LC陷波电路型的无源谐波滤波器十分熟悉,这种滤波器并联在线路上,为谐波电流提供一个低阻抗通路,如图1所示。但是这种滤波器不能用于变频器等设备的电源输入端。
这种滤波器不能用于设备的电源输入端,主要是存在以下四个方面的问题:
第一:滤波效果不确定:
这种滤波器得效果与电网的容量关系很大,因此与变频器组合起来时,并不能保证传动系统的谐波电流发射满足特定的要求,因为滤波器的实际效果与电网的阻抗有很大关系;图2是不同电网阻抗下的滤波器效果。
图2 不同电网阻抗对陷波器滤波效果的影响
第二:吸收上游谐波电流:
陷波型滤波器对于特定的谐波电流提供了一个低阻抗的通路,因此,不仅变频器产生的谐波电流能够被旁路,来自上游的谐波电流也会被旁路,这就容易造成滤波器过载,甚至损坏。
第三:发出过大容性无功:
陷波型滤波器由于采用较大的电容,因此会发出较大的容性无功。这对于传统的工业电网是好事,因为可以在滤波的同时,补偿无功功率。但是,变频器本身并不需要容性无功,滤波器发出过大的容性无功,会使传动系统成为一个电容性的负载,对电网造成不良的影响。
第四:可能与系统发生谐振:
陷波电路在调谐频率以外的频率呈现电容性或电感性,极有可能与系统的电容或电感发生谐振,造成系统不稳定,严重时,甚至会损坏系统。
那么,有源滤波器是否适合于在变频器的输入端使用呢?有源滤波器没有上面所述的问题,但是我们不提倡在变频器的输入端使用有源滤波器。因为有源滤波器本身是一个强干扰源,它工作时产生很强的射频干扰,既有传导到电网上的,也有辐射到空间的,这种干扰甚至超过变频器的干扰。因此,如果在企业内部电网上大量安装有源滤波器,会导致难以预料的射频干扰,出现新的电磁兼容问题。当然,有源滤波器较高的成本也是需要考虑的问题之一。