揪出變頻節(jié)能設(shè)備中的諧波隱患

　　隨著節(jié)能減排觀念的普及，變頻器被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、民用設(shè)備等領(lǐng)域，就連家中的空調(diào)、冰箱等電器也貼有節(jié)能標(biāo)簽。但在這片席卷全球的“節(jié)能”風(fēng)暴下，卻隱藏著會影響到電能質(zhì)量的諧波隱患，本文將就此為大家進(jìn)行介紹并提供測量解決方法。

　　變頻器的節(jié)能原理

　　變頻器可將固定頻率的交流電變換為頻率連續(xù)可調(diào)的交流電，通過控制輸出電壓的頻率，實現(xiàn)對電機(jī)(或其他負(fù)載)的調(diào)速。這樣就能根據(jù)拖動負(fù)載的大小來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速快慢，做到“物有所用”，達(dá)到節(jié)省能耗，保護(hù)電機(jī)的目的。

　　諧波產(chǎn)生的源頭：整流電路與PWM調(diào)制電路

　　那么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(nèi)部主電路可分為三部分：整流電路、直流母線、逆變電路。

　　圖 1.2 變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　變頻器輸入端的整流電路屬于非線性負(fù)載，會將輸入的正弦電流信號整形成脈沖波(如圖 1 3)，并產(chǎn)生大量諧波分量反饋給電網(wǎng)，影響電網(wǎng)供電設(shè)備的正常運(yùn)作。

　　圖 1 3 變頻器輸入輸出波形

　　變頻器輸出端為逆變電路，對整流后的直流信號進(jìn)行PWM脈沖調(diào)制，輸出頻率可調(diào)的PWM波(如圖 1 3)。由于PWM信號是由許多高頻脈沖信號組成，含有豐富的高次諧波，嚴(yán)重的話會導(dǎo)致輸出設(shè)備運(yùn)行噪音增大、設(shè)備發(fā)熱，甚至造成設(shè)備損壞，因此必須對其進(jìn)行測量與治理。

　　圖 1 1 輸入諧波過大導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱

　　變頻器諧波分析專家：PA6000功率分析儀

　　由于變頻器輸出PWM波的載波頻率較高，其高次諧波的頻率可達(dá)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(jìn)行高精度完整測量;還支持行業(yè)唯一的7通道信號同步輸入，保證各電路轉(zhuǎn)換效率與整體效率的測量結(jié)果實時、可靠。

　　圖 1 4 7通道同步測量變頻器效率

　　為滿足變頻器諧波測量的需要，PA6000可實現(xiàn)對2.6kHz的信號進(jìn)行高達(dá)40次的諧波分析，且內(nèi)置GB/T 12668-2標(biāo)準(zhǔn)的THD(總諧波畸變)測量公式，完美滿足GB/T 12668-2國家標(biāo)準(zhǔn)的測試要求，輕松揪出隱藏在變頻器中的諧波隱患。

　　圖 1 5 PA6000功率分析儀諧波分析特點(diǎn)

　　此外，PA功率分析儀還提供業(yè)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(jìn)行FFT變換，實現(xiàn)其頻譜分布特性的同步分析。

　　圖 1 6 4路FFT同步顯示功能