變頻電量

變頻電量

變頻電量是指用於傳輸功率的,並且滿足下述條件之一的交流電量。 1、信號頻譜僅包含一種頻率成分,而頻率不局限於工頻的交流電信號。 2、信號頻譜包含兩種或更多的被關注的頻率成分的電信號。 變頻電量包括電壓、電流以及電壓電流引出的有功功率、無功功率、視在功率、有功電能、無功電能等。

分析

一、兩電平變頻器的輸出電流波形及電壓波形

電流波形接近正弦波,電壓波形為PWM波,圖中較高的毛刺為過沖電壓,縮短電纜,增加dv/dt濾波器等可以降低或消除過沖電壓。

PWM波低次諧波含量較少,諧波主要集中在載波頻率整數倍附近。

變頻器的基波頻率記為fs;變頻器的載波頻率記為fc;

那么,N=fc/fs就是載波頻率比。

對於SPWM調製的三相變頻器中,當N為整數時,不含N-2次以下的諧波。

假設fs=50z,fc=2kHz,則N=40,變頻器輸出不含38次以下的諧波。

且諧波頻率為kfc±mfs,其中ks=1,2,3,4,5,6,7....k1=1,2,4,5,7...

一般而言,變頻器的負載是電機,電機為感性負載,可以較好的抑制高次諧波,因此,理論上,變頻器的載波頻率比越高,變頻器的輸出電流的諧波含量越少。

二、六脈整流變頻器的輸入電流、電壓波形圖

變頻器輸入電流電壓波形圖 變頻器輸入電流電壓波形圖

六脈整流變頻器輸入電流波形含有較大的諧波,其諧波主要為6k±1次,k為整數,且k≥1。類似的,12脈整流的輸入電流的諧波主要為12k±1次,k為整數,且k≥1。

假設變頻器為P脈整流,那么,變頻器的輸入電流中,不包含P-1次以下的諧波,其諧波主要為Pk±1次,k為整數,且k≥1。

三、變壓器空載輸入波形

變壓器空載輸入'尖頂波' 變壓器空載輸入'尖頂波'

上圖為單相變壓器的空載輸入波形圖,圖中電流波形畸變較大,根據其形狀特點,一般稱為“尖頂波”,由右側頻譜可知,尖頂波的諧波主要為奇次諧波,諧波階數越高,諧波含量越小。

四、定子疊頻法熱試驗的疊頻波

定子疊頻法熱試驗的疊頻波 定子疊頻法熱試驗的疊頻波

上圖波形包含兩種頻率成分,分別為50Hz和40Hz,50Hz稱為主電源,40Hz稱為副電源。電壓波形中,副電源幅值約為主電源的25%。

由於40Hz副電源的阻抗較低,電流波形中,其相對含量增大,波形波動變大。

產品

變頻電量測量/計量產品 變頻電量測量/計量產品

變頻電量測試、計量的代表產品是AnyWay變頻功率分析儀,校準、檢定的代表產品是ATITAN天濤變頻功率標準源。

特徵

典型的變頻電量波形圖 典型的變頻電量波形圖

其主要特徵包括:

1、幅值變化範圍大,可以從幾伏變化到幾萬伏,從幾安變化到幾千安。

2、基波頻率變化範圍寬,基波頻率可以從0.1Hz甚至更低變化到400Hz甚至更高。

3、相位變化範圍寬,功率因數可以在-1~1間任意變化。

4、往往是非正弦、高畸變,諧波含量豐富。

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