变频器用滤波器—原理、类型与应用
随着工业自动化和节能减排的需求日益增长,变频器作为调节电机转速和节约能源的重要设备,已广泛应用于各行各业。然而,变频器在运行过程中会产生高频谐波和电磁干扰,影响电网质量和设备安全。为此,配备适当的滤波器显得尤为重要。下面将深入探讨变频器用滤波器的原理、类型、选择原则以及实际应用。
1. 变频器的工作原理与产生的干扰
变频器通过整流、直流链路和逆变器三个主要部分,将交流电转换为可调频率和电压的交流电输出。其工作过程包括:
1.1 整流:将输入的交流电转换为直流电。
1.2 直流链路:储存和滤波直流电,提供稳定的直流电源。
1.3 逆变器:将直流电转换为所需频率和电压的交流电输出。
在逆变器的开关过程中,采用脉宽调制(PWM)技术生成高频开关信号,这些高频成分会通过电源线传播,形成电磁干扰(EMI),影响周围设备的正常运行。

2. 变频器用滤波器的作用
抑制电磁干扰(EMI):减少变频器产生的高频噪声,防止其对其他设备造成干扰。
降低谐波污染:滤除变频器产生的谐波,改善电网质量,保护电网设备。
保护电气设备:减少高频噪声对电机和其他电气设备的影响,延长其使用寿命。
3. 变频器用滤波器的类型
3.1 输入滤波器
输入滤波器安装在变频器的输入端,主要用于抑制从电网传入的高频噪声,防止变频器对电网造成干扰。常见的输入滤波器类型包括:
EMC滤波器:用于减少和抑制变频器所产生的电磁干扰。EMC滤波器有两种,A级和B级滤波器。A级滤波器用于工业场合,B级滤波器用于更严格的环境。
电抗器:用于限制输入电流的变化率,减少电网谐波。
3.2 输出滤波器
输出滤波器安装在变频器的输出端,主要用于平滑输出波形,减少高频噪声对电机的影响。常见的输出滤波器类型包括:
dV/dt滤波器:用于限制输出电压的上升时间,减少电机绕组的电气应力。
LC滤波器:由电感和电容组成,能够有效滤除高频噪声,改善输出波形。
3.3 直流链路滤波器
直流链路滤波器用于平滑直流链路中的电压,减少直流电源的纹波,提升系统的稳定性。
4. 选择变频器用滤波器的原则
匹配性:滤波器的额定电压、电流和频率应与变频器的参数相匹配。
滤波效果:根据需要抑制的频率范围,选择合适的滤波器类型和参数。
安装位置:根据安装环境和空间限制,选择适合的滤波器形式。
可靠性:选择具有高可靠性和长寿命的滤波器,减少维护成本。
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