变频器对电源电网干扰的防范措施

变频器是电力电子设备，有集成电路、计算机芯片，易受外界的一些电气干扰，因此，变频器在投入电网运行时，需要考虑电网电网的干扰因素，并采取有效措施，从而保证变频器安全、高效地工作。

一、变频器接入电网各类形式电流波形畸变分析

1、变频器直接接入配电变压器时输入电流波形的畸变

变频器接入配电网络，只是经过配电变压器，而不接任何交、直流电抗器 ，此时通过三相全波整流电路整流后向电解电容充电，其充电电流大小取决于整流电压和电容电压之差，通过示波器测量输入电流波形，可以明显发现输入电流波形发生畸变。

2、变频器通过交流电抗器接入变压器电源时输入电流波形的畸变

在变频器和变压器之间接入交流电抗器，在变频器直流电路中接入直流电抗器，从示波器电流波形来看，输入电流波形发生明显变化。如果阻抗小，输入电流峰值大。

3、变频器接入配电网络，配电网络三相电压不平时时变频器输入电流波形

的畸变

4、当配电网络，配电变压器网络，同时接有功率因数补偿电容器及晶闸管

整流装置时，此时变频器输入电流波形畸变 二、防止不同电源网络电磁干扰的措施 1、配电变压器容量非常大的情况

当变频器使用在配电变压器容量大于500kv.A，或者变压器容量大于变频器容量10倍以上时，变频器输入电流峰值很高，加重了整流二极管及电解电容的负担，造成二极管及电解电容的损坏，此类情况下须在变频器输入侧家装交流电抗器，交流电抗器的大小参见表-1.如果变压器与变频器之间的连接阻抗大于表-1中所表明的值，可以不加装交流电抗器。

表-1：交流电抗器数据

电源电压 及容量 适用电动机功率/kw 0.75 1.5 2.2 4.0 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 大于变频器 容量/kw 0.75 1.5 2.2 4.0 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 额定电流/A 2.5 3.7 5.5 9.0 13 18 24 30 39 45 100 100 135 选配电抗器 电抗/(欧/相) 1.196 1.159 0.851 0.512 0.349 0.256 0.1825 0.1392 0.1140 0.0958 0.0417 0.0417 0.0308 线圈电感/mH 功率/w 10 11 14 17 22 27 40 46 57 62 38.99 55.7 50.2 配电变压器容量500kv.A，或者变压器容量大于变频器容量10倍以上 6.1 3.69 2.71 1.63 1.11 0.814 0.581 0.443 0.363 0.305 0.0273 0.0273 0.00161 续 上 表 电源电压 及容量 配电变压器容量大于500kv.A，或者变压器容量大于变频器容量10倍以上 适用电动机功率/kw 55 75 90 110 132 160 200 220 280 变频器 容量/kw 55 75 90 110 132 160 200 220 280 额定电流/A 135 160 250 250 270 561 561 561 825 选配电抗器 电抗/(欧/相) 0.0308 0.0258 0.0167 0.0167 0.0208 0.01 0.01 0.01 0.00667 线圈电感/mH 功率/w 70.7 65.3 65.3 42.2 60.3 19 90.4 107 108 0.00161 0.00161 0.00161 0.000523 0.000741 0.000236 0.000236 0.000236 0.000144 2、电源三相电压不平衡的情况

当变频器使用在配电变压器输出电压三项不平衡时，不平衡率大于3%，其变频器输入电流的峰值就很大，则会造成链接变频器的电缆线过热或变频器过压或过流损坏二极管及电解电容，此种情况需要家装交流电抗器。特别是变压器是V型链接则更严重，除在变压器侧加装电抗器外，还需要在直流侧加装直流电抗器，其直流电抗器的数据参见表-2：直流电抗器数据。

见表-2：直流电抗器数据

电源 电压 适用电动机功率/kw 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200 220 280 变频器 容量/kw 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200 220 280 直流电抗器 额定 电流/A 80 100 120 146 200 238 291 326 395 494 557 700 电感/mH 0.86 0.7 0.58 0.47 0.35 0.29 0.24 0.215 0.177 0.142 0.126 0.1 电阻/mΩ 9.84 5.6 4.03 3.01 2.38 1.55 1.36 0.941 0.737 0.574 0.516 0.347 过电流速率/(%/min) 损耗/w 16.2 37.7 42.8 48.4 58 68 83 81.3 92.9 112 118 134 380V 150 3、配电变压器接有功率因数补偿电容的情况

当变频器接入的配电网络有功率因数补偿电容或晶闸管整流装置时，此时输入电流峰值变大，加重了二极管整流负担，则需要变频器加装表-1所示的交流电抗器，变频器产生的高次谐波电流输给补偿电容及配电系统，若配电系统的电感与补偿电容发生谐振呈现最小阻抗，其补偿电容和配电系统将呈现

最大电流，使变频器和补偿电容都会受损伤。为了防止此类现象发生，在补偿电容前串联表-1所示6%电抗器值，就可以使得5次以上谐波的电流成为感性，避免共振现象的发生。

三、对于交流电抗器在电磁干扰防范中的评价 对于交流电抗器在电磁干扰防范中的评价，通常以配电网络低压母线电压的畸变率来评价，假定工厂内低压母线的负载阻抗为无限大，变压器与无限大母线连接。工厂母线中无其他高次谐波源。

供稿：中国工控网