ABB交流传动谐波指南

传动
ABB
交流传动谐波指南
6
号技术指南 6号技术指南 – 交流传动谐波指南传动
ABB
交流传动谐波指南
号技术指南
6
3ABD64292714 中文 A 版本
Based on3AFE64292714 REV C EN
EFFECTIVE: 25.07.2008
© 2008 北京ABB电气传动系统有限公司 6号技术指南 – 交流传动谐波指南目录
第 1章 - 介绍 ..........................................................................................................7
概述 .............................................................................................................7
第2章 - 谐波现象的基本原理 ..................................................................................8
第3章 - 谐波畸变源和影响 ...................................................................................10
第4章 - 使用DriveSize软件计算谐波畸变 .............................................................11
4.1 计算实例的电路图................................................................................11
4.2 电机负载的输入数据 ............................................................................11
4.3 选择电机 ..............................................................................................12
4.4 选择逆变器 ..........................................................................................12
4.5 逆变器供电单元数据 ............................................................................12
4.6 电网和变压器数据输入 ........................................................................13
4.7 计算的谐波电流和电压 ........................................................................13
4.8 计算的谐波电流（用图形表示） ..........................................................13
4.9 打印报告的一部分................................................................................14
第5章 - 谐波限值标准 ...........................................................................................15
5.1 EN61800-3 （IEC61800-3）调速电气传动系统 .................................15
5.2 IEC610002-2，电磁兼容性（EMC） .................................................16
5.3 IEC61000-2-4，电磁兼容性（EMC） ................................................16
5.4 IEC61000-3-2，电磁兼容性（EMC） .................................................16
5.5 IEC61000-3-4, 电磁兼容性（EMC））..............................................16
5.6 IEC61000-3-12标准的介绍 ......................................................................17
5.7 IEEE519, IEEE推荐的电动系统谐波控制实践和要求 ..............................17
5.8 公用电网谐波国家标准 ............................................................................18
第6章 - 谐波评估 ..................................................................................................20
第7章 - 如何通过改进交流传动系统的结构来减少谐波 .........................................21
7.1 在交流传动中影响谐波的因素 .............................................................21
7.2 表格：各种因素及其影响列表 ..............................................................22
7.3 使用6脉冲二极管整流器 ......................................................................22
7.4 使用12脉冲或24脉冲二极管整流器......................................................23
7.5 使用相控晶闸管整流器 ........................................................................23
7.6 使用IGBT电桥......................................................................................24
7.7 使用更大的直流或交流电感器 ..............................................................25
第8章 - 降低谐波的其它方法 ..............................................................................28
8.1 调谐的单臂无源滤波器 .......................................................................28
6号技术指南 – 交流传动谐波指南 8.2 调谐的多臂无源滤波器 ........................................................................28
8.3 外部有源滤波器 ...................................................................................29
第9章 - 谐波衰减综述 ...........................................................................................31
9.1 不带电感器的6脉冲整流器 ...................................................................31
9.2 带电感器的6脉冲整流器 ......................................................................31
9.3 带三绕组变压器的12脉冲整流器..........................................................31
9.4 由两台相位差30度的双绕组变压器组成12脉冲整流器 .........................31
9.5 带两套三绕组变压器的24脉冲整流器 ..................................................32
9.6 有源IGBT滤波器 ..................................................................................32
第10章 - 定义 .......................................................................................................33
索引 .............................................................................................................35
 6号技术指南 – 交流传动谐波指南第 章 -- 介介介绍绍绍
1
概述
本指南是ABB系列技术指南的延续，其中介绍了谐波畸变、谐波畸
变源和影响、以及谐波畸变的计算和评估。文中还着重介绍了降低
交流传动谐波的方法。
6号技术指南 – 交流传动谐波指南 第 章 -- 谐谐谐波波波现现现象象象的的的基基基本本本原原原理理理
2
谐波电流和电压是由与配电系统相连的非线性负载产生的。谐波
畸变是电设备中产生的一种污染，如果总谐波电流超过一定的限
值，就可能出现问题。
在各种电子系统中的所有电力电子变流器都可以通过向栅极直接
注入谐波电流而增加谐波干扰。图2.1说明了在电力电子变流器输
入电流中的电流谐波如何影响电源电压（ut）。
is(t) = i1(t) + Σ ih(t)
变流器负载
u(t)
Rs Ls 公共耦合点（PCC）
主变压器
其它负载
图2.1 带有变流器负载、主变压器和其它负载的设备
可以使用如下公式根据直流输出电流来计算3脉冲和6脉冲整流器
的线路电流
，其中
总RMS电流
整流器的直流电流输出��
（适用于滤波直流电流）
基波电流为：
 6号技术指南 – 交流传动谐波指南谐波现象的基本原理
从理论上来说，如果将输出电流估算为没有污染的直流电流，那么
一个6脉冲三相整流器的谐波电流频率为基波频率（50或60Hz)的
n倍。如果线路电感与直流电抗器的电感相比可以忽略，那么下面
的计算方法是成立的。此时线路电流为120°块状矩形波。次数n用
如下公式计算:
谐波成分的有效值为：
在图2.2中给出了谐波成分：
谐波电流
（%）
谐波成分的次数
图2.2 一个6脉冲整流器理论矩形电流的谐波成分
在图2.3中说明了如何将谐波成分添加到基波电流中去，图中只显
示了5次谐波。

"ABB交流传动谐波指南" 是一份详细的技术文档或手册，由全球领先的电力和自动化技术公司 ABB 提供。这份指南主要针对交流传动系统（如变频器、电机控制等）在实际应用中可能出现的谐波问题进行了深入解析。内容可能包括： 1. 什么是交流传动系统的谐波及其影响：解释交流电动机工作时由于非线性负载产生的电压和电流中的高次谐波成分，以及这些谐波对设备性能（如效率、可靠性、寿命）、电网质量（如电压波动、功率因素降低）以及环境保护（如电磁干扰、噪声污染）等方面的影响。 2. ABB交流传动产品特性的谐波管理：介绍 ABB 在其交流传动产品的设计中如何采用先进的滤波技术和算法来抑制谐波的产生与传播，如采用多级PWM调制、使用谐波抑制电抗器、智能型电压源正弦波逆变器等技术。 3. 谐波检测与分析方法：阐述如何通过各种测试手段（如FFT分析、THD测量）来诊断和评估交流传动系统中的谐波问题，并提供相应的解决方案。 4. 防止和减轻谐波影响的实践措施：给出用户在安装、运行及维护过程中应遵循的最佳实践，包括选择合适的电源配置、合理布局动力系统、定期进行谐波测试以及必要时的谐波补偿装置配置等。 5. 合规标准与法规要求：涉及国际和国内关于交流传动系统谐波排放的相关标准（如IEC61000-4-30, GB/T 14549等），强调企业在设计和运营交流传动系统时必须遵守的规定。 总之，"ABB交流传动谐波指南"为用户提供了一个全面而实用的框架，帮助理解和解决交流传动系统在实际应用中遇到的谐波相关问题，确保电力系统的高效、可靠与环保运行。