諧波控制可以通過以下方式進行
(1) 變頻器的隔離、屏蔽和接地
變頻器系統的電源獨立于其他設備。或在逆變器等用電設備輸入側安裝隔離變壓器;或將變頻器放入鐵盒內,鐵盒外殼接地。同時,變頻器的輸出功率應盡量遠離控制電纜敷設(間距不小于50mm),必須盡量靠近敷設,交叉正交角,必須平行敷設盡量縮短平行段的長度(不超過1mm),輸出電纜應穿過鋼管與鋼管進行電氣連接并可靠接地。
(2) 增加交流電抗器和直流電抗器
當變頻器用于配電變壓器容量大于500kVA,且變壓器容量為變頻器容量的10倍以上時,應在變頻器輸入側加裝交流電抗器。當配電變壓器三相輸出電壓不平衡,且不平衡率大于3%時,變流器輸入電流的峰值非常大,會導致導線過熱。此時需要安裝交流電抗器。嚴重時需加裝直流電抗器。
(3) 添加無源濾波器
無源濾波器安裝在變頻器的交流側。無源濾波器由 L、C 和 R 分量組成,形成諧波諧振電路。當LC電路的諧波頻率與某個高次諧波電流的頻率相同時,可以防止高次諧波流入電網。無源濾波器具有投資少、頻率高、結構簡單、運行可靠、維護方便等特點。無源濾波器的缺點是濾波器容易受系統參數的影響,對一些次諧波有放大的可能,成本高,體積大。
(4) 添加有源濾波器
早在1970年代初,日本學者就提出了有源電力濾波器的概念。源濾波器檢測電流中的高次諧波,根據檢測結果,輸入電流與高次諧波分量反相,從而達到實時補償諧波電流的目的。與無源濾波器相比,具有可控性高、響應速度快的特點。可以消除與系統阻抗共振的危險。它還可以自動跟蹤和補償諧波變化。但有容量大、價格高的特點。
(5) 安裝無功靜態無功補償裝置
對于沖擊較大的負載,無功功率是給靜態型的無功補償裝置,以獲得快速變化的負載無功功率需求,提高功率因數和諧波濾波系統,減少系統諧波電流注入,穩定母線電壓,降低三相電壓不平衡程度,提高電力系統抗諧波能力。其中,自飽和電抗型(SR)效果最好,電子元件少,可靠性高,反應速度快,維護方便經濟,我國通用變壓器廠均可制造。
(6) 分隔線
由于供電系統中的阻抗,諧波負載電流會引起電壓波形的諧波電壓畸變。產生諧波的負載的電源線與對諧波敏感的負載的電源線是分開的。線性負載和非線性負載由不同的電路從同一個電源接口點PCC饋電,這樣非線性負載產生的失真電壓就不會傳遞給線性負載。
(7) 多元化的電路
逆變單元的并聯多樣化是兩個或多個逆變單元并聯,通過波形偏移和疊加來抵消諧波分量。多路整流電路采用12脈沖、18脈沖、24脈沖整流,可降低諧波分量;功率單元串聯乘法使用多個脈沖波(如30脈沖波串聯),功率單元乘法線也可以減少諧波分量。此外,還有新的變頻調制方法,如電壓矢量的變形調制。
(8) 改進變頻器的控制方式
隨著電力電子技術、微電子技術、計算機網絡等高新技術的發展,變頻器控制方式有以下發展:數字控制變頻器,數字變頻器采用單片機MCS51或80C196MC,SLE4520或EPLD液晶顯示實現更完美的控制性能;多種控制方式相結合,單一的控制方式有其自身的不足。如果將這些單一的控制方法結合起來,可以相互學習,減少諧波,提高效率。
(9) 使用理想的無諧波污染的綠色變頻器
綠色變頻器的質量標準是:輸入輸出電流為正弦波,輸入功率因數可控,任何負載均可使功率因數為1,在工頻上下均可獲得任意可控輸出功率。
綜上所述,我們可以了解變頻器和變頻器諧波的產生機理,變頻器諧波及其危害,以及逆變器的使用隔離、接地或使用無源濾波器、有源濾波器、加無功補償裝置和綠色變頻器等方法。
隨著電力電子技術和微電子技術的飛速發展,諧波問題的處理將進入一個新階段,將逆變器產生的諧波控制在最小范圍內,以抑制對電網的污染,提高電能質量。