ABB交流傳動諧波指南
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ABB交流傳動諧波指南
ABB交流傳動諧波指南。
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傳動
ABB
交流傳動諧波指南
6
號技術指南 6號技術指南 – 交流傳動諧波指南傳動
ABB
交流傳動諧波指南
號技術指南
6
3ABD64292714 中文 A 版本
Based on3AFE64292714 REV C EN
EFFECTIVE: 25.07.2008
? 2008 北京ABB電氣傳動系統(tǒng)有限公司 6號技術指南 – 交流傳動諧波指南目錄
第 1章 - 介紹 ..........................................................................................................7
概述 .............................................................................................................7
第2章 - 諧波現(xiàn)象的基本原理 ..................................................................................8
第3章 - 諧波畸變源和影響 ...................................................................................10
第4章 - 使用DriveSize軟件計算諧波畸變 .............................................................11
4.1 計算實例的電路圖................................................................................11
4.2 電機負載的輸入數(shù)據 ............................................................................11
4.3 選擇電機 ..............................................................................................12
4.4 選擇逆變器 ..........................................................................................12
4.5 逆變器供電單元數(shù)據 ............................................................................12
4.6 電網和變壓器數(shù)據輸入 ........................................................................13
4.7 計算的諧波電流和電壓 ........................................................................13
4.8 計算的諧波電流（用圖形表示） ..........................................................13
4.9 打印報告的一部分................................................................................14
第5章 - 諧波限值標準 ...........................................................................................15
5.1 EN61800-3 （IEC61800-3）調速電氣傳動系統(tǒng) .................................15
5.2 IEC610002-2，電磁兼容性（EMC） .................................................16
5.3 IEC61000-2-4，電磁兼容性（EMC） ................................................16
5.4 IEC61000-3-2，電磁兼容性（EMC） .................................................16
5.5 IEC61000-3-4, 電磁兼容性（EMC））..............................................16
5.6 IEC61000-3-12標準的介紹 ......................................................................17
5.7 IEEE519, IEEE推薦的電動系統(tǒng)諧波控制實踐和要求 ..............................17
5.8 公用電網諧波國家標準 ............................................................................18
第6章 - 諧波評估 ..................................................................................................20
第7章 - 如何通過改進交流傳動系統(tǒng)的結構來減少諧波 .........................................21
7.1 在交流傳動中影響諧波的因素 .............................................................21
7.2 表格：各種因素及其影響列表 ..............................................................22
7.3 使用6脈沖二極管整流器 ......................................................................22
7.4 使用12脈沖或24脈沖二極管整流器......................................................23
7.5 使用相控晶閘管整流器 ........................................................................23
7.6 使用IGBT電橋......................................................................................24
7.7 使用更大的直流或交流電感器 ..............................................................25
第8章 - 降低諧波的其它方法 ..............................................................................28
8.1 調諧的單臂無源濾波器 .......................................................................28
6號技術指南 – 交流傳動諧波指南 8.2 調諧的多臂無源濾波器 ........................................................................28
8.3 外部有源濾波器 ...................................................................................29
第9章 - 諧波衰減綜述 ...........................................................................................31
9.1 不帶電感器的6脈沖整流器 ...................................................................31
9.2 帶電感器的6脈沖整流器 ......................................................................31
9.3 帶三繞組變壓器的12脈沖整流器..........................................................31
9.4 由兩臺相位差30度的雙繞組變壓器組成12脈沖整流器 .........................31
9.5 帶兩套三繞組變壓器的24脈沖整流器 ..................................................32
9.6 有源IGBT濾波器 ..................................................................................32
第10章 - 定義 .......................................................................................................33
索引 .............................................................................................................35
6號技術指南 – 交流傳動諧波指南第 章 -- 介介介紹紹紹
1
概述
本指南是ABB系列技術指南的延續(xù)，其中介紹了諧波畸變、諧波畸
變源和影響、以及諧波畸變的計算和評估。文中還著重介紹了降低
交流傳動諧波的方法。
6號技術指南 – 交流傳動諧波指南 第 章 -- 諧諧諧波波波現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)象象象的的的基基基本本本原原原理理理
2
諧波電流和電壓是由與配電系統(tǒng)相連的非線性負載產生的。諧波
畸變是電設備中產生的一種污染，如果總諧波電流超過一定的限
值，就可能出現(xiàn)問題。
在各種電子系統(tǒng)中的所有電力電子變流器都可以通過向柵極直接
注入諧波電流而增加諧波干擾。圖2.1說明了在電力電子變流器輸
入電流中的電流諧波如何影響電源電壓（ut）。
is(t) = i1(t) + Σ ih(t)
變流器負載
u(t)
Rs Ls 公共耦合點（PCC）
主變壓器
其它負載
圖2.1 帶有變流器負載、主變壓器和其它負載的設備
可以使用如下公式根據直流輸出電流來計算3脈沖和6脈沖整流器
的線路電流
，其中
總RMS電流
整流器的直流電流輸出??
（適用于濾波直流電流）
基波電流為：
6號技術指南 – 交流傳動諧波指南諧波現(xiàn)象的基本原理
從理論上來說，如果將輸出電流估算為沒有污染的直流電流，那么
一個6脈沖三相整流器的諧波電流頻率為基波頻率（50或60Hz)的
n倍。如果線路電感與直流電抗器的電感相比可以忽略，那么下面
的計算方法是成立的。此時線路電流為120°塊狀矩形波。次數(shù)n用
如下公式計算:
諧波成分的有效值為：
在圖2.2中給出了諧波成分：
諧波電流
（%）
諧波成分的次數(shù)
圖2.2 一個6脈沖整流器理論矩形電流的諧波成分
在圖2.3中說明了如何將諧波成分添加到基波電流中去，圖中只顯
示了5次諧波。
ABB
交流傳動諧波指南
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EFFECTIVE: 25.07.2008
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第 1章 - 介紹 ..........................................................................................................7
概述 .............................................................................................................7
第2章 - 諧波現(xiàn)象的基本原理 ..................................................................................8
第3章 - 諧波畸變源和影響 ...................................................................................10
第4章 - 使用DriveSize軟件計算諧波畸變 .............................................................11
4.1 計算實例的電路圖................................................................................11
4.2 電機負載的輸入數(shù)據 ............................................................................11
4.3 選擇電機 ..............................................................................................12
4.4 選擇逆變器 ..........................................................................................12
4.5 逆變器供電單元數(shù)據 ............................................................................12
4.6 電網和變壓器數(shù)據輸入 ........................................................................13
4.7 計算的諧波電流和電壓 ........................................................................13
4.8 計算的諧波電流（用圖形表示） ..........................................................13
4.9 打印報告的一部分................................................................................14
第5章 - 諧波限值標準 ...........................................................................................15
5.1 EN61800-3 （IEC61800-3）調速電氣傳動系統(tǒng) .................................15
5.2 IEC610002-2，電磁兼容性（EMC） .................................................16
5.3 IEC61000-2-4，電磁兼容性（EMC） ................................................16
5.4 IEC61000-3-2，電磁兼容性（EMC） .................................................16
5.5 IEC61000-3-4, 電磁兼容性（EMC））..............................................16
5.6 IEC61000-3-12標準的介紹 ......................................................................17
5.7 IEEE519, IEEE推薦的電動系統(tǒng)諧波控制實踐和要求 ..............................17
5.8 公用電網諧波國家標準 ............................................................................18
第6章 - 諧波評估 ..................................................................................................20
第7章 - 如何通過改進交流傳動系統(tǒng)的結構來減少諧波 .........................................21
7.1 在交流傳動中影響諧波的因素 .............................................................21
7.2 表格：各種因素及其影響列表 ..............................................................22
7.3 使用6脈沖二極管整流器 ......................................................................22
7.4 使用12脈沖或24脈沖二極管整流器......................................................23
7.5 使用相控晶閘管整流器 ........................................................................23
7.6 使用IGBT電橋......................................................................................24
7.7 使用更大的直流或交流電感器 ..............................................................25
第8章 - 降低諧波的其它方法 ..............................................................................28
8.1 調諧的單臂無源濾波器 .......................................................................28
6號技術指南 – 交流傳動諧波指南 8.2 調諧的多臂無源濾波器 ........................................................................28
8.3 外部有源濾波器 ...................................................................................29
第9章 - 諧波衰減綜述 ...........................................................................................31
9.1 不帶電感器的6脈沖整流器 ...................................................................31
9.2 帶電感器的6脈沖整流器 ......................................................................31
9.3 帶三繞組變壓器的12脈沖整流器..........................................................31
9.4 由兩臺相位差30度的雙繞組變壓器組成12脈沖整流器 .........................31
9.5 帶兩套三繞組變壓器的24脈沖整流器 ..................................................32
9.6 有源IGBT濾波器 ..................................................................................32
第10章 - 定義 .......................................................................................................33
索引 .............................................................................................................35
6號技術指南 – 交流傳動諧波指南第 章 -- 介介介紹紹紹
1
概述
本指南是ABB系列技術指南的延續(xù)，其中介紹了諧波畸變、諧波畸
變源和影響、以及諧波畸變的計算和評估。文中還著重介紹了降低
交流傳動諧波的方法。
6號技術指南 – 交流傳動諧波指南 第 章 -- 諧諧諧波波波現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)象象象的的的基基基本本本原原原理理理
2
諧波電流和電壓是由與配電系統(tǒng)相連的非線性負載產生的。諧波
畸變是電設備中產生的一種污染，如果總諧波電流超過一定的限
值，就可能出現(xiàn)問題。
在各種電子系統(tǒng)中的所有電力電子變流器都可以通過向柵極直接
注入諧波電流而增加諧波干擾。圖2.1說明了在電力電子變流器輸
入電流中的電流諧波如何影響電源電壓（ut）。
is(t) = i1(t) + Σ ih(t)
變流器負載
u(t)
Rs Ls 公共耦合點（PCC）
主變壓器
其它負載
圖2.1 帶有變流器負載、主變壓器和其它負載的設備
可以使用如下公式根據直流輸出電流來計算3脈沖和6脈沖整流器
的線路電流
，其中
總RMS電流
整流器的直流電流輸出??
（適用于濾波直流電流）
基波電流為：
6號技術指南 – 交流傳動諧波指南諧波現(xiàn)象的基本原理
從理論上來說，如果將輸出電流估算為沒有污染的直流電流，那么
一個6脈沖三相整流器的諧波電流頻率為基波頻率（50或60Hz)的
n倍。如果線路電感與直流電抗器的電感相比可以忽略，那么下面
的計算方法是成立的。此時線路電流為120°塊狀矩形波。次數(shù)n用
如下公式計算:
諧波成分的有效值為：
在圖2.2中給出了諧波成分：
諧波電流
（%）
諧波成分的次數(shù)
圖2.2 一個6脈沖整流器理論矩形電流的諧波成分
在圖2.3中說明了如何將諧波成分添加到基波電流中去，圖中只顯
示了5次諧波。
AIGC"ABB交流傳動諧波指南" 是一份詳細的技術文檔或手冊，由全球領先的電力和自動化技術公司 ABB 提供。這份指南主要針對交流傳動系統(tǒng)（如變頻器、電機控制等）在實際應用中可能出現(xiàn)的諧波問題進行了深入解析。內容可能包括：
1. 什么是交流傳動系統(tǒng)的諧波及其影響：解釋交流電動機工作時由于非線性負載產生的電壓和電流中的高次諧波成分，以及這些諧波對設備性能（如效率、可靠性、壽命）、電網質量（如電壓波動、功率因素降低）以及環(huán)境保護（如電磁干擾、噪聲污染）等方面的影響。
2. ABB交流傳動產品特性的諧波管理：介紹 ABB 在其交流傳動產品的設計中如何采用先進的濾波技術和算法來抑制諧波的產生與傳播，如采用多級PWM調制、使用諧波抑制電抗器、智能型電壓源正弦波逆變器等技術。
3. 諧波檢測與分析方法：闡述如何通過各種測試手段（如FFT分析、THD測量）來診斷和評估交流傳動系統(tǒng)中的諧波問題，并提供相應的解決方案。
4. 防止和減輕諧波影響的實踐措施：給出用戶在安裝、運行及維護過程中應遵循的最佳實踐，包括選擇合適的電源配置、合理布局動力系統(tǒng)、定期進行諧波測試以及必要時的諧波補償裝置配置等。
5. 合規(guī)標準與法規(guī)要求：涉及國際和國內關于交流傳動系統(tǒng)諧波排放的相關標準（如IEC61000-4-30, GB/T 14549等），強調企業(yè)在設計和運營交流傳動系統(tǒng)時必須遵守的規(guī)定。
總之，"ABB交流傳動諧波指南"為用戶提供了一個全面而實用的框架，幫助理解和解決交流傳動系統(tǒng)在實際應用中遇到的諧波相關問題，確保電力系統(tǒng)的高效、可靠與環(huán)保運行。
