高压变频器对电网与电动机的影响

　　 1、对电网的影响

    出于高压变频器容量一般较大，占整个电网比例较为显著考虑，所以高压变频器对电网的谐波污染已不容忽视。解决谐波污染有两种方法：一是采取消波滤波器，对高压变频器产生的谐波进行治理，以达到供电部门的要求；二是采用谐波电流较小的变频器，变频器本身基本不对电网造成谐波污染，即采用所谓的“绿色”电力电子产品，从本质上解决谐波污染问题。

    一般电流源型变频器用的6脉波晶闸管电流源型整流电路，其总的谐波电流失真约为30%，远高于IEEE519 1992标准所规定的电流失真小于5%的要求，所以必须设置输入谐波滤波器。对12脉波晶闸管整流电路，其总谐波电流失真约为10%，仍需安装谐波滤波装置。大多数PWM电压源型变频器都采用二极管整流电路，如果整流电路也采用PWM控制，则可以做到输入电流基本为正弦波，谐波电流很低。单元串联多电平变频器采用多重化结构，输入脉波数很高。总的谐波电流失真可低于10%，不加任何滤波器就可满足电网无谐波失真的要求。

    高压变频器的另一项综合性能指标是输入功率因数，普通电流源型变频器的输入功率因数较低，且会随着转速的下降而线性下降，因此需要设置功率因数补偿装置。二极管整流电路在整个运行范围内都有较高的功率因数，一般不必设置功率因数补偿装置。采用全控型电力电子器件构成的PWM型整流电路，其功率因数可调，可以做到接近1。单元串联多电平PWM变频器功率因数较高，实际功率因数在整个调速范围内可达到0.95以上。

    从以上两项指标来看，全控型电力电子器件的PWM型整流电路和单元串联多电平PWM(高-低结构)变频器均属“绿色”电力电子产品。

    2、对电动机的影响

    高压变频器输出谐波会在电动机中引起谐波发热（铁心）和转矩脉动，且输出du/dt、共模电压与噪声等也会对电动机有负面影响。电流源型变频器由于输出谐波和共模电压较大，电动机需降额使用和加强绝缘，且存在转矩脉动问题，使其应用受到限制。三电平电压源型变频器存在输出谐波和du/dt等问题，一般要设置输出滤波器，否则必须使用专用电动机。对风机和水泵等一般不要求四象限运行的设备，单元串联多电平PWM电压源型变频器在输出谐波、du/dt等方面有明显的优势，对电动机没有特殊的要求，具有较广阔的应用前景。