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訣竅分享：精準排除變頻器中的諧波隱患

發布時間：2014-10-24 責任編輯：sherryyu

【導讀】變頻器廣泛的應用在工業生產、民用設備等領域，大家都知道的事情。但是在這片席卷全球的“節能”風暴下，卻隱藏著會影響到電能質量的諧波隱患，本文將就此為大家進行介紹並提供排除測量變頻器中的諧波隱患的訣竅方法。

隨著節能減排觀念的普及，變頻器被廣泛應用在工業生產、民用設備等領域，就連家中的空調、冰箱等電器也貼有節能標簽。但在這片席卷全球的“節能”風暴下，卻隱藏著會影響到電能質量的諧波隱患，本文將就此為大家進行介紹並提供測量解決方法。

變頻器的節能原理

變頻器可將固定頻率的交流電變換為頻率連續可調的交流電，通過控製輸出電壓的頻率，實現對電機(或其他負載)的調速。這樣就能根據拖動負載的大小來控製電機轉速快慢，做到“物有所用”，達到節省能耗，保護電機的目的。

諧波產生的源頭：整流電路與PWM調製電路

那麼諧波隱患是如何生成的呢?這是由變頻器的電路特性決定的。變頻器內部主電路可分為三部分：整流電路、直流母線、逆變電路。

變頻器內部結構

圖 1‑2 變頻器內部結構

變頻器輸入端的整流電路屬於非線性負載，會將輸入的正弦電流信號整形成脈衝波(如圖 1‑3)，並產生大量諧波分量反饋給電網，影響電網供電設備的正常運作。

變頻器輸入輸出波形

圖 1‑3 變頻器輸入輸出波形

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變頻器輸出端為逆變電路，對整流後的直流信號進行PWM脈衝調製，輸出頻率可調的PWM波(如圖 1‑3)。由於PWM信號是由許多高頻脈衝信號組成，含有豐富的高次諧波，嚴重的話會導致輸出設備運行噪音增大、設備發熱，甚至造成設備損壞，因此必須對其進行測量與治理。

輸入諧波過大導致電機發熱

圖 1‑1 輸入諧波過大導致電機發熱

變頻器諧波分析專家：PA6000功率分析儀

由於變頻器輸出PWM波的載波頻率較高，其高次諧波的頻率可達幾十k，所以這對測量儀器的精度、帶寬、諧波測量能力提出十分高的要求。

PA6000功率分析儀具備0.02%測量精度，1MHz寬帶寬，可對變頻器的輸出PWM信號進行高精度完整測量;還支持行業唯一的7通道信號同步輸入，保證各電路轉換效率與整體效率的測量結果實時、可靠。

通道同步測量變頻器效率

圖 1‑4 7通道同步測量變頻器效率

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為滿足變頻器諧波測量的需要，PA6000可實現對2.6kHz的信號進行高達40次的諧波分析，且內置GB/T 12668-2標準的THD(總諧波畸變)測量公式，完美滿足GB/T 12668-2國家標準的測試要求，輕鬆揪出隱藏在變頻器中的諧波隱患。

PA6000功率分析儀諧波分析特點

圖 1‑5 PA6000功率分析儀諧波分析特點

此外，PA功率分析儀還提供業界唯一的4路FFT同步顯示功能，可對變頻器的三相輸出信號同時進行FFT變換，實現其頻譜分布特性的同步分析。

路FFT同步顯示功能

圖 1‑6 4路FFT同步顯示功能

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