干擾方法。采取了各種有效減弱或消除變頻器諧波干擾措施，從而使系統(tǒng)中諧波污染大大減少。

　　近幾年在污水泵站使用變頻器驅(qū)動(dòng)水泵發(fā)展很快，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在著諧波及其產(chǎn)生的諧波干擾問(wèn)題，導(dǎo)致使用效果不盡人意。本文針對(duì)變頻驅(qū)動(dòng)水泵在污水泵站使用方面的問(wèn)題談一些淺顯的看法，以供商榷。

　　1使用變頻器驅(qū)動(dòng)水泵的優(yōu)點(diǎn)采用變頻器驅(qū)動(dòng)水泵電機(jī)后，使得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可任意調(diào)整，從而水泵的啟動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)變得平穩(wěn)，且節(jié)能效果明顯。變頻器驅(qū)動(dòng)水泵具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：變頻啟動(dòng)平穩(wěn)，減少啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)沖擊。

　　變頻啟動(dòng)電流很小，可控制在額定電流之內(nèi)，而直接啟動(dòng)電流可為7~8倍額定電流。另外，變頻啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速是逐漸升高，水泵內(nèi)的水壓也是逐漸升高，水壓不會(huì)產(chǎn)生沖擊。而直接啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速突升至額定轉(zhuǎn)速，這時(shí)水壓沖擊很大，水泵會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。

　　停泵時(shí)避免水錘效應(yīng)的產(chǎn)生，減少水錘效應(yīng)沖擊力對(duì)管道及供水設(shè)備的損壞。直接驅(qū)動(dòng)的水泵在停泵時(shí)，突然失去動(dòng)力，高速水流失去驅(qū)動(dòng)力后靠慣性向前沖，動(dòng)能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能，在勢(shì)能作用下水流向四方，反沖形成強(qiáng)大的水錘效應(yīng)，其沖擊力極大，為了減少其破壞力需設(shè)置消水錘器。而采用變頻器驅(qū)動(dòng)可以靠慢慢減小供電頻率，從而慢慢減速停止，使水流速度逐漸降至零，避免了水錘的產(chǎn)生，從而提高了系統(tǒng)的安全性。

　　調(diào)節(jié)水量，確保水泵運(yùn)行在最高效率工況點(diǎn)，節(jié)約電能。每一臺(tái)水泵都有自己的最有效水泵特征曲線，如所示，其兩個(gè)變化量揚(yáng)程h同體積流量qv的平方成反比關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際揚(yáng)程同流量的關(guān)系在水泵曲線中選擇最佳工況點(diǎn)。

　?。?玫水闈t.HiF曲線允效水持征曲線部分水泵特征曲線實(shí)際上的污水泵站，由于生活污水具有時(shí)間性，水量波動(dòng)很大，白天早、中、晚排水量最大，夜間排水量很小，因而污水泵站中收集的水量常常不穩(wěn)定，但是為了保證電機(jī)不頻繁啟動(dòng)、停止，則要根據(jù)實(shí)際進(jìn)水量調(diào)節(jié)提升的排水量。于是，我們從可知道體積流量qv變化導(dǎo)致水泵的揚(yáng)程h隨之上下波動(dòng)，動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的工作。

　　而我們知道，每套管網(wǎng)系統(tǒng)的所需揚(yáng)程是恒定的，這就造成了矛盾，有時(shí)候污水泵不上去，而有時(shí)候水壓又太高，大大地影響了系統(tǒng)運(yùn)行。

　　于是，針對(duì)水泵“流量大時(shí)揚(yáng)程低，流量小時(shí)揚(yáng)程高”的特性，通過(guò)變頻控制，無(wú)論體積流量如何變化，都使水泵運(yùn)行揚(yáng)程保持不變。當(dāng)體積流量由qi時(shí)，則工況點(diǎn)由A變?yōu)锳i，實(shí)際揚(yáng)程為hi，而管網(wǎng)要求揚(yáng)程為h，實(shí)際揚(yáng)程比管網(wǎng)要求揚(yáng)程多出Ahi=hi―h.采用變頻控制，則自動(dòng)將轉(zhuǎn)速調(diào)至ni，工況點(diǎn)處于Bi點(diǎn)，如所示，保證了管網(wǎng)要求揚(yáng)程ho.當(dāng)體積流量由qo q2時(shí)，則工況點(diǎn)由▲變?yōu)椤瑢?shí)際揚(yáng)程為h2，而管網(wǎng)要求揚(yáng)程為h，實(shí)際揚(yáng)程比管網(wǎng)要求揚(yáng)程少了Ah2=h2采用變頻控制，則自動(dòng)將轉(zhuǎn)速調(diào)至2，工況點(diǎn)處于B2點(diǎn)，如所示，保證了管網(wǎng)要求揚(yáng)程ho.同時(shí)水泵運(yùn)行始終在最高效率工況點(diǎn)，節(jié)約電能。

　　水泵變頻控制原理1水泵變頻控制原理二2減弱或消除變頻器諧波及其產(chǎn)生的諧波干擾雖然變頻器驅(qū)動(dòng)水泵有這么多優(yōu)點(diǎn)，但是由于使用變頻器而產(chǎn)生的諧波干擾不僅影響了電網(wǎng)電能質(zhì)量，還帶來(lái)許多其他的問(wèn)題，于是，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，我們必須消除其不好的影響。我們討論一下變頻器如何產(chǎn)生諧波及減弱或消除變頻器所產(chǎn)生諧波及諧波干擾的方法。

　　2.1變頻器諧波的產(chǎn)生頻兩大類。間接變頻將工頻電流通過(guò)整流器變成直流，然后再經(jīng)過(guò)逆變器將直流變換成可控頻率的交流。直接變頻器則將工頻交流變換成可控頻率的交流，沒(méi)有中間的直流環(huán)節(jié)。它的每相都是一個(gè)兩組晶閘管整流裝置反并聯(lián)的可逆線路。正反兩組按一定周期相互切換，在負(fù)荷上就獲得了交變輸出的電壓，輸出的電壓的幅值決定于各整流裝置的控制角，頻率決定于兩組整流裝置的切換頻率。目前，應(yīng)用較多的還是間接變頻器。

　　間接變頻有3種不同的結(jié)構(gòu)形式：用可控整流器變壓，用逆變器變頻，調(diào)壓和調(diào)頻分別是在兩個(gè)環(huán)節(jié)上進(jìn)行，兩者要在控制電路上協(xié)調(diào)配合。

　　用不控整流器整流斬波器變壓、逆變器變頻，這種變頻器整流環(huán)節(jié)用斬波器，用脈寬調(diào)壓。

　　用不控整流器整流，PWM逆變器同時(shí)變頻，這種變頻器只有采用可控關(guān)斷的全控式器件（如IGBT等）輸出波形才會(huì)有非常逼真的正弦波。

　　無(wú)論是哪一種的變頻器，都大量使用了晶閘管等非線性電力電子元件，不管采用哪種整流方式，變頻器從電網(wǎng)中吸取能量的方式均不是連續(xù)的正弦波，而是以脈動(dòng)的斷續(xù)方式向電網(wǎng)索取電流，這種脈動(dòng)電流和電網(wǎng)的沿路阻抗共同形成脈動(dòng)電壓降疊加在電網(wǎng)的電壓上，使電壓發(fā)生畸變，經(jīng)傅里葉分析可知，這種非同期正弦波電流是由頻率相同的基波和頻率大于基波頻率的諧波組成。

　　2.2減少變頻器諧波及其對(duì)電網(wǎng)干擾的方法2.2.1增加交流/直流電抗器采用交流/直流電抗器后，進(jìn)線電流的諧波畸變率大約降低30%~50%是不加電抗器諧波電流的一半左右。2.2.2多相脈沖整流在條件具備或要求產(chǎn)生的諧波限制在比較小的情況下，可以采用多相整流的方法。12相脈沖整流諧波畸變率（以下簡(jiǎn)稱THDv）大約為10%~15%，18相脈沖整流的THDv約為3%~8%，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。其缺點(diǎn)是需要專用變壓器和整流器，不利于設(shè)備改造，價(jià)格較高。

　　2.2.3無(wú)源濾波器采用無(wú)源濾波器后，滿載時(shí)進(jìn)線中的THDv可降至510%滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，技術(shù)成熟，價(jià)格適中。適用于所有負(fù)載下的THW30%的情況。其缺點(diǎn)是輕載時(shí)功率因數(shù)會(huì)降低。

　　2.2.4輸出電抗器1從結(jié)構(gòu)來(lái)看變頻器分為厲變-頻和墨接變ishingl可以采用在變頻器到電動(dòng)機(jī)之間增加電抗器的方法，主要目的是減少變頻器的輸出在能量傳輸過(guò)程中線路產(chǎn)生的電磁輻射。該電抗器必須安裝在距離變頻器最近的地方，盡量縮短與變頻器的引線距離。如果使用鎧裝電纜作為變頻器與電動(dòng)機(jī)的連線時(shí)，可不使用該方法，但要做到電纜的鎧在變頻器和電動(dòng)機(jī)端可靠接地，而且接地的鎧要原樣不動(dòng)接地，不能扭成繩或辮，不能用其他導(dǎo)線延長(zhǎng)，變頻器側(cè)要接在變頻器的地線端子上，再將變頻器接地。

　　2.2.5使用隔離變壓器使用隔離變壓器主要是應(yīng)對(duì)來(lái)自于電源的傳導(dǎo)干擾。使用具有隔離層的隔離變壓器，可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前，同時(shí)，還可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于控制系統(tǒng)中的儀表、可編程邏輯控制器（PLC）及其他低壓小功率用電設(shè)備的抗傳導(dǎo)干擾。

　　2.2.6使用濾波模塊或組件目前市場(chǎng)中有很多專門用于抗傳導(dǎo)干擾的濾波器模塊或組件，這些濾波器具有較強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)還具有防止用電器本身的干擾傳導(dǎo)給電源，有些還兼有尖峰電壓吸收功能，對(duì)各類用電設(shè)備有很多好處。

　　2.2.7加軟件濾波在使用以單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理（DSP，Digitalsignalprocessing）等為核心的控制系統(tǒng)中，編制軟件的時(shí)候，可以適當(dāng)加對(duì)檢測(cè)信號(hào)和輸出控制部分的軟件濾波，以強(qiáng)系統(tǒng)自身的抗干擾能力。

　　2.3減少變頻器諧波對(duì)信號(hào)線干擾在這里我們要特別提一下減少變頻器諧波對(duì)信號(hào)線干擾的問(wèn)題，對(duì)信號(hào)線上的干擾主要是來(lái)自變頻器諧波產(chǎn)生的電磁輻射，有常態(tài)干擾和共模干擾兩種。

　　2.3.1常態(tài)干擾的抑制常態(tài)干擾是指疊加在測(cè)量信號(hào)線上的干擾信號(hào)，這種干擾大多是頻率較高的交變信號(hào)，其來(lái)源一般是耦合干擾。抑制常態(tài)干擾的方法有以下幾個(gè)方面在輸入回路中，接RC濾波器或雙T濾波器。

　　盡量采用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器，這種積分器工作的特點(diǎn)，具有一定的消除高頻干擾的作用。

　　將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)再傳輸?shù)姆绞?，?duì)于常態(tài)的干擾有非常強(qiáng)的抑制作用。

　　2.3.2共模干擾的抑制共模干擾是指信號(hào)線上共有的干擾信號(hào)，一般是由于被測(cè)信號(hào)的接地端與控制系統(tǒng)的接地端存在期、幅值基本相等，所以，采用上面的方法無(wú)法消除或抑制。對(duì)共模干擾的抑制方法有以下幾個(gè)方面：采用雙差分輸入的差動(dòng)放大器，這種放大器具有很高的共模抑制比。

　　把輸入線絞合，絞合的雙絞線能降低共模干擾，由于改變了導(dǎo)線電磁感應(yīng)e的方向，從而使其感應(yīng)互相抵消。

　　采用光電隔離的方法，可以消除共模干擾。

　　使用屏蔽線時(shí)，屏蔽層只一端接地。若兩端接地，由于接地電位差在屏蔽層內(nèi)會(huì)流過(guò)電流而產(chǎn)生干擾，因此，只要一端接地即可防止干擾。

　　無(wú)論是抑制常態(tài)干擾還是抑制共模干擾，還應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：配線時(shí)避免和動(dòng)力線接近，信號(hào)線與動(dòng)力線分開配線，把信號(hào)線放在有屏蔽的金屬管內(nèi)，或者動(dòng)力線和信號(hào)線分開，距離要在40cm以上。

　　為了避免信號(hào)失真對(duì)于較長(zhǎng)距離傳輸?shù)男盘?hào)要注意阻抗匹配。

　　2.4實(shí)際應(yīng)用方法選用某型號(hào)變頻器，采用多脈波整流，且內(nèi)置電抗器，同時(shí)，我們還選擇其可選濾波器附件，最大限度減少諧波的產(chǎn)生。

　　用調(diào)諧電抗電容器，做功率因數(shù)補(bǔ)償，吸收電網(wǎng)中一部分低次諧波。

　　變頻器出線采用屏蔽電纜，減少變頻器諧波產(chǎn)生的電磁輻射。

　　控制線路與動(dòng)力線分開配線，控制線路也采用屏蔽線。同時(shí)，使得屏蔽線的屏蔽層一端接地。

　　經(jīng)過(guò)上述措施，我們有效地抑制了諧波，也減少了變頻器諧波對(duì)控制線的干擾。

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