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丹佛斯AHF010 操作手冊(cè)

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MG.80.EA.41
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有各種諧波改善標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和建議。不同的標(biāo)準(zhǔn)適
用于不同的地區(qū)和行業(yè)。以下為會(huì)遇到的標(biāo)準(zhǔn)：
·    IEC/EN 61000-3-2
·    IEC/EN 61000-3-12
·    IEC/EN 61000-3-4
·    IEC 61000-2-2
·    IEC 61000-2-4
·    IEEE 519
·    G5/4
IEC 61000-3-2，諧波電流發(fā)射限值（每相位設(shè)備輸
入電流≤ 16A）。
IEC 61000-3-2 的范圍為連接到公共低壓配電系統(tǒng)
（每相位輸入電流小于等于 16A）的設(shè)備。四個(gè)類
別定義如下：A 類至 D 類。
IEC 61000-3-12，連接到輸入電流 >16A 和≤ 7
的公共低壓系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波電流限值。
IEC 61000-3-12 范圍為連接到輸入電流在 16A 和
7 之間的公共低壓配電系統(tǒng)的設(shè)備。目前發(fā)射
限值于 230/400V 50Hz 系統(tǒng)，以后會(huì)增加其
他系統(tǒng)的限值。適合變頻器的放射限值，請(qǐng)參閱
標(biāo)準(zhǔn)中的表 4。包括各次諧波（第 5 次、第 7 次、
第 11 次和第 13 次）以及 THD 和 PWHD 的要求。
Automation Drive 系 列（FC 102 HVAC、FC 202
Aqua 和 FC 302 Industry）變頻器符合這些限值，
無(wú)需額外增加濾波器。
IEC 61000-3-4，限值，適合電流額定值大于 16A
的低壓電源系統(tǒng)中的設(shè)備諧波電流限制電流在小于
7 時(shí)，IEC 61000-3-12 優(yōu)于 IEC 61000-3-4。
因此，IEC 61000-3-4 適用于連接到公共低壓配電
系統(tǒng)的電流額定值大于 7 的設(shè)備。作為技術(shù)報(bào)告
部分，不應(yīng)該被看作是標(biāo)準(zhǔn)。三級(jí)評(píng)估過(guò)程適
用于設(shè)備與公共電源的連接，根據(jù)負(fù)載既定功率，
將高于 7 的設(shè)備限制為第 3 級(jí)連接。供電部門
可接受基于負(fù)載安裝既定有效功率的設(shè)備連接，根
據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求。制造商應(yīng)提供適合 THD 和
PWHD 的各次諧波的數(shù)值。
IEC 61000-2-2 和 IEC 61000-2-4 低頻傳導(dǎo)騷擾兼
容水平。
IEC 61000-2-2和IEC 61000-2-4電磁兼容環(huán)境2-2，
2-4 部分：公共低壓供電系統(tǒng)低頻傳導(dǎo)騷擾及信號(hào)傳
輸?shù)募嫒菟健?-2 為公共低壓供電系統(tǒng)，2-4 為工
業(yè)設(shè)施。
IEEE519，IEEE 建議的做法和在電力系統(tǒng)中諧波控
制的要求。
IEEE519 建立了包括線性和非線性負(fù)載的電氣系統(tǒng)
設(shè)計(jì)的目標(biāo)。確定波形失真目標(biāo)，和確定電源與負(fù)
載之間的公共耦合點(diǎn)（PCC）。
IEEE519 是一種系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，旨在將 PCC 點(diǎn)的電壓
畸變率控制為 5%THD，并將各zui大頻率電壓諧波
限制為 3%。諧波電流限值開發(fā)旨在限制各用戶的諧
波注入，這樣就不會(huì)產(chǎn)生不可接受電壓畸變水平以
及超過(guò)用電設(shè)備所供系統(tǒng)電壓總諧波畸變的限制。
電流畸變限值如標(biāo)準(zhǔn)中的表10.3所示，取決于ISC/IL 比，
其中 ISC 為用電設(shè)備 PCC 點(diǎn)的短路電流，IL 為zui大
需求負(fù)載電流。這些限值適用于單次諧波（zui高至
第 35 次）和總需求畸變（TDD）。請(qǐng)注意，這些限
值在用電設(shè)備 PCC 點(diǎn)適用。需要時(shí)，符合這些限值
的各個(gè)負(fù)載還要確保 PCC 點(diǎn)的符合性，這是
的解決方案。滿足諧波畸變要求zui有效的方法就是
分別在各個(gè)負(fù)載進(jìn)線側(cè)進(jìn)行改善并在 PCC 點(diǎn)測(cè)量。
然 而， 如 果 在 指 定 應(yīng) 用 中 要 求 各 變 頻 器 符 合
IEEE519 電流畸變率限值，則使用 AHF 就可滿足這
些限制。
G5/4，工程導(dǎo)則，英國(guó)諧波電壓畸變和非線性設(shè)備
接入輸電系統(tǒng)和配電網(wǎng)的規(guī)劃值。
G5/4 規(guī)定了非線性設(shè)備接入過(guò)程中所用諧波電壓畸
變率的規(guī)劃值。對(duì)根據(jù)這些規(guī)劃值確定每位用戶發(fā)
射限值的過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。G5/4 是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
7諧波及其治理方法簡(jiǎn)介 AHF010 操作手冊(cè)
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對(duì)于 400V 級(jí)點(diǎn)處的 THD 規(guī)劃值為 5%。400V 系統(tǒng)
中奇偶諧波限值如標(biāo)準(zhǔn)中表 2 所示。對(duì)非線性設(shè)備
接入的評(píng)估過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。該過(guò)程遵照三級(jí)評(píng)估程
序，旨在使評(píng)估過(guò)程中所需的細(xì)目水平與部分設(shè)備
連接所造成的不可接受的電壓諧波畸變率危險(xiǎn)程度
保持均衡。
含有變頻器的系統(tǒng)合規(guī)性取決于非線性負(fù)載的具體
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和分布。使用 AHF 就可滿足 G5/4 要求。
2.3 諧波改善
要改善變頻器 6 脈沖整流器產(chǎn)生的諧波，有幾

3    諧波濾波器簡(jiǎn)介
3.1 工作原理
諧波濾波器（AHF）包括主電感器 L0 和電感器
L1 和 L2 以及電容器 C1 和 C2 組合的二級(jí)吸收電路。
吸收電路經(jīng)特別調(diào)整，可改善以第 5 次和第 5 次以
上的諧波電流?；l率 50Hz 和基波頻率 60Hz 的
電路是不同的基波頻率。
濾波器性能隨負(fù)載功能的變化而變化。額定負(fù)載下，
AHF010 濾波器的性能等于或優(yōu)于 10%（ THiD）。
部分負(fù)載情況下，THiD 有較高的數(shù)值。然而，即使
THiD 具有較高的數(shù)值，諧波電流的值在部分負(fù)
載情況下也較低。因此，部分負(fù)載條件下諧波的副
作用低于*負(fù)載條件下諧波的副作用。
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3.1.1 功率因數(shù)
在無(wú)負(fù)載條件下（變頻器處于待機(jī)狀態(tài)），變頻器
電流可以忽略，電網(wǎng)產(chǎn)生的主電流為通過(guò)諧波濾波
器中電容器的電流。因此，功率因數(shù)接近 0，具有
電容性。電容電流約為濾波器額定電流的 25%（取
決于濾波器尺寸、20% 與 25% 之間的典型值）。
功率因數(shù)隨負(fù)載的增加而增大。
下圖顯示了 AHF010 有效功率因數(shù)的典型值。

3.1.2 電容器斷開連接
如果應(yīng)用在無(wú)負(fù)載情況下需要較高的功率因數(shù)且在
待機(jī)情況下需要降低電容電流，則應(yīng)斷開電容器連
接。接觸器可在負(fù)載低于 20% 時(shí)斷開電容器連接。
在發(fā)電機(jī)供電時(shí)的諧波濾波器，在設(shè)計(jì)中考慮電容
性電流也非常重要。在無(wú)負(fù)載和低負(fù)載情況下，電
容性電流可使發(fā)電機(jī)過(guò)勵(lì)磁。過(guò)勵(lì)磁可導(dǎo)致電壓升
高，超過(guò) AHF 和變頻器的允許電壓。因此，在發(fā)電
機(jī)應(yīng)用中務(wù)必?cái)嚅_電容器連接并認(rèn)真考慮設(shè)計(jì)。
在背景失真和供電不平衡方面，無(wú)源諧波濾波器的
性能（如 AHF）優(yōu)于多脈沖整流器。然而考慮在部
分負(fù)載和功率因素場(chǎng)合時(shí)，無(wú)源濾波器性能差于有
源諧波濾波器。有關(guān)提供的各種諧波改善解決方案
的性能定位，請(qǐng)查閱相關(guān)諧波改善資料。

4    諧波濾波器選擇
本章節(jié)提供有關(guān)如何選擇正確尺寸濾波器的指導(dǎo)，
包括計(jì)算示例、電氣數(shù)據(jù)以及濾波器一般說(shuō)明。
4.1 如何選擇正確的 AHF
為了獲得*的性能，AHF 的大小應(yīng)符合變頻器的
主電源輸入電流。這是依據(jù)變頻器預(yù)期負(fù)載（而非
變頻器自身大小）確定的輸入電流。
4.1.1 濾波器電流計(jì)算
根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌上電動(dòng)機(jī)額定電流（IM,N）和電動(dòng)
機(jī)功率因數(shù)（Cos φ）計(jì)算變頻器的電源輸入電流
（IFC,L）。如果電機(jī)額定電壓（UM,N）不等于實(shí)際電
源電壓（UL），則必須根據(jù)以下等式中所示的這些
電壓間的比例對(duì)計(jì)算所得的電流進(jìn)行校正：
所選 AHF 的額定電流（IAHF,N）值必須具有大于或等
于計(jì)算所得變頻器電源輸入電流（IFC,L）。
提示
由于在濾波器額定負(fù)載時(shí)，獲得*諧波性能。使
用過(guò)大的濾波器功率時(shí)，有可能降低 THiD 性能。
如果必須將幾個(gè)變頻器連接到相同的濾波器上，則
必須根據(jù)計(jì)算所得的電源輸入電流總和選用 AHF 的
功率。

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