揪出變頻節能設備中的諧波隱患

　　隨著節能減排觀念的普及，變頻器被廣泛應用在工業生產、民用設備等領域，就連家中的空調、冰箱等電器也貼有節能標簽。但在這片席卷全球的“節能”風暴下，卻隱藏著會影響到電能質量的諧波隱患，本文將就此為大家進行介紹并提供測量解決方法。

　　變頻器的節能原理

　　變頻器可將固定頻率的交流電變換為頻率連續可調的交流電，通過控制輸出電壓的頻率，實現對電機(或其他負載)的調速。這樣就能根據拖動負載的大小來控制電機轉速快慢，做到“物有所用”，達到節省能耗，保護電機的目的。

　　諧波產生的源頭：整流電路與PWM調制電路

　　那么諧波隱患是如何生成的呢?這是由變頻器的電路特性決定的。變頻器內部主電路可分為三部分：整流電路、直流母線、逆變電路。

　　圖 1.2 變頻器內部結構

　　變頻器輸入端的整流電路屬于非線性負載，會將輸入的正弦電流信號整形成脈沖波(如圖 1 3)，并產生大量諧波分量反饋給電網，影響電網供電設備的正常運作。

　　圖 1 3 變頻器輸入輸出波形

　　變頻器輸出端為逆變電路，對整流后的直流信號進行PWM脈沖調制，輸出頻率可調的PWM波(如圖 1 3)。由于PWM信號是由許多高頻脈沖信號組成，含有豐富的高次諧波，嚴重的話會導致輸出設備運行噪音增大、設備發熱，甚至造成設備損壞，因此必須對其進行測量與治理。

　　圖 1 1 輸入諧波過大導致電機發熱

　　變頻器諧波分析專家：PA6000功率分析儀

　　由于變頻器輸出PWM波的載波頻率較高，其高次諧波的頻率可達幾十k，所以這對測量儀器的精度、帶寬、諧波測量能力提出十分高的要求。　　PA6000功率分析儀具備0.02%測量精度，1MHz寬帶寬，可對變頻器的輸出PWM信號進行高精度完整測量;還支持行業唯一的7通道信號同步輸入，保證各電路轉換效率與整體效率的測量結果實時、可靠。

　　圖 1 4 7通道同步測量變頻器效率

　　為滿足變頻器諧波測量的需要，PA6000可實現對2.6kHz的信號進行高達40次的諧波分析，且內置GB/T 12668-2標準的THD(總諧波畸變)測量公式，完美滿足GB/T 12668-2國家標準的測試要求，輕松揪出隱藏在變頻器中的諧波隱患。

　　圖 1 5 PA6000功率分析儀諧波分析特點

　　此外，PA功率分析儀還提供業界唯一的4路FFT同步顯示功能，可對變頻器的三相輸出信號同時進行FFT變換，實現其頻譜分布特性的同步分析。

　　圖 1 6 4路FFT同步顯示功能