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当变频器出现了谐波问题时你知道该如何处理吗?

变频器(以下简称-VFD)的输入和输出都不是标准的正弦波,尤其是输出的PWM波含有大量的高次谐波,使用通用的功率分析仪和谐波分析法存在较大的误差。

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一、采样频率不足导致VFD谐波分析错误

分析VFD输出波形时,应首先对信号进行采样。根据采样定理,采样频率fs必须大于信号最高频率fm的两倍(fs≥2fm)才能得到信号的全谱。当fs

二、测量仪器的实际带宽不足以造成VFD谐波分析误差。

为了避免混叠,一般功率分析仪的常用做法是增加抗混叠滤波器,限制信号带宽,滤除VFD输出PWM波中高于fs/2的信号。抗混叠滤波器的带宽是分析仪的实际带宽。这种先滤除谐波再分析谐波的方法,误差非常大,甚至可以说是错误的。

三、分析算法VFD谐波分析错误原因

目前大部分分析仪采用FFT算法进行谐波分析。利用FFT谐波分析,首先用一个数据序列截取信号,然后对信号进行采样,最后通过FFT变换在频域对信号进行离散化。由于FFT的特性,要求截取的数据序列必须包含整数个信号周期,数据序列中的采样点数必须是2的n次方。事实上,用于FFT变换的信号周期是最后检测到的信号周期。因为VFD output的信号周期不是完全稳定的,必然会产生误差。从FFT的要求可以看出,FFT算法的局限性是显而易见的:如果从信号中截取的数据序列不是整数个信号周期,就会造成频谱泄漏和严重误差。

使用FFT谐波分析时,频谱泄漏影响谐波分析的测量精度,而频谱泄漏最根本的原因是采样中周期同步的误差。为了处理频谱泄漏现象,一般分析仪采用加窗函数(如汉宁窗、布莱克曼窗等。),这只是在一定程度上抑制了频谱泄漏,可以说带来了新的误差。

四、VFD测量精度引起的谐波分析误差

VFD谐波分析是基于对电信号的测量,功率分析仪对电信号测量的误差必然导致分析结果的误差。要降低测量误差对谐波分析的影响,选择真正高精度的功率分析仪是关键。

五、计算误差

电信号采样为功率分析仪可以处理的数字信号后,需要根据公式计算有效值、平均值、功率、总谐波失真、谐波因数等相关参数,这会导致计算误差。

第六,选择合适的功率分析仪。

根据VFD谐波分析中的误差来源,可以对功率分析仪提出以下要求:

采样频率要足够高,满足VFD谐波分析的要求,不低于200kHz。

带宽应高于开关频率6倍VFD,带宽不应低于100kHz。

谐波分析算法采用DFT算法,不需要数据序列的整个周期和点数。

在强大的硬件支持下,可以满足DFT算法对计算速度和计算量的要求。

采用具有明确误差参考条件的高精度功率分析仪,参考条件包括实际使用条件。

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