丹佛斯AHF010 操作手册

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MG.80.EA.41
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有各种谐波改善标准、规定和建议。不同的标准适
用于不同的地区和行业。以下为会遇到的标准：
·    IEC/EN 61000-3-2
·    IEC/EN 61000-3-12
·    IEC/EN 61000-3-4
·    IEC 61000-2-2
·    IEC 61000-2-4
·    IEEE 519
·    G5/4
IEC 61000-3-2，谐波电流发射限值（每相位设备输
入电流≤ 16A）。
IEC 61000-3-2 的范围为连接到公共低压配电系统
（每相位输入电流小于等于 16A）的设备。四个类
别定义如下：A 类至 D 类。
IEC 61000-3-12，连接到输入电流 >16A 和≤ 7
的公共低压系统产生的谐波电流限值。
IEC 61000-3-12 范围为连接到输入电流在 16A 和
7 之间的公共低压配电系统的设备。目前发射
限值于 230/400V 50Hz 系统，以后会增加其
他系统的限值。适合变频器的放射限值，请参阅
标准中的表 4。包括各次谐波（第 5 次、第 7 次、
第 11 次和第 13 次）以及 THD 和 PWHD 的要求。
Automation Drive 系 列（FC 102 HVAC、FC 202
Aqua 和 FC 302 Industry）变频器符合这些限值，
无需额外增加滤波器。
IEC 61000-3-4，限值，适合电流额定值大于 16A
的低压电源系统中的设备谐波电流限制电流在小于
7 时，IEC 61000-3-12 优于 IEC 61000-3-4。
因此，IEC 61000-3-4 适用于连接到公共低压配电
系统的电流额定值大于 7 的设备。作为技术报告
部分，不应该被看作是标准。三级评估过程适
用于设备与公共电源的连接，根据负载既定功率，
将高于 7 的设备限制为第 3 级连接。供电部门
可接受基于负载安装既定有效功率的设备连接，根
据当地供电部门要求。制造商应提供适合 THD 和
PWHD 的各次谐波的数值。
IEC 61000-2-2 和 IEC 61000-2-4 低频传导骚扰兼
容水平。
IEC 61000-2-2和IEC 61000-2-4电磁兼容环境2-2，
2-4 部分：公共低压供电系统低频传导骚扰及信号传
输的兼容水平。2-2 为公共低压供电系统，2-4 为工
业设施。
IEEE519，IEEE 建议的做法和在电力系统中谐波控
制的要求。
IEEE519 建立了包括线性和非线性负载的电气系统
设计的目标。确定波形失真目标，和确定电源与负
载之间的公共耦合点（PCC）。
IEEE519 是一种系统标准，旨在将 PCC 点的电压
畸变率控制为 5%THD，并将各zui大频率电压谐波
限制为 3%。谐波电流限值开发旨在限制各用户的谐
波注入，这样就不会产生不可接受电压畸变水平以
及超过用电设备所供系统电压总谐波畸变的限制。
电流畸变限值如标准中的表10.3所示，取决于ISC/IL 比，
其中 ISC 为用电设备 PCC 点的短路电流，IL 为zui大
需求负载电流。这些限值适用于单次谐波（zui高至
第 35 次）和总需求畸变（TDD）。请注意，这些限
值在用电设备 PCC 点适用。需要时，符合这些限值
的各个负载还要确保 PCC 点的符合性，这是
的解决方案。满足谐波畸变要求zui有效的方法就是
分别在各个负载进线侧进行改善并在 PCC 点测量。
然 而， 如 果 在 指 定 应 用 中 要 求 各 变 频 器 符 合
IEEE519 电流畸变率限值，则使用 AHF 就可满足这
些限制。
G5/4，工程导则，英国谐波电压畸变和非线性设备
接入输电系统和配电网的规划值。
G5/4 规定了非线性设备接入过程中所用谐波电压畸
变率的规划值。对根据这些规划值确定每位用户发
射限值的过程进行说明。G5/4 是一个系统级标准。
7谐波及其治理方法简介 AHF010 操作手册
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对于 400V 级点处的 THD 规划值为 5%。400V 系统
中奇偶谐波限值如标准中表 2 所示。对非线性设备
接入的评估过程进行说明。该过程遵照三级评估程
序，旨在使评估过程中所需的细目水平与部分设备
连接所造成的不可接受的电压谐波畸变率危险程度
保持均衡。
含有变频器的系统合规性取决于非线性负载的具体
拓扑结构和分布。使用 AHF 就可满足 G5/4 要求。
2.3 谐波改善
要改善变频器 6 脉冲整流器产生的谐波，有几

3    谐波滤波器简介
3.1 工作原理
谐波滤波器（AHF）包括主电感器 L0 和电感器
L1 和 L2 以及电容器 C1 和 C2 组合的二级吸收电路。
吸收电路经特别调整，可改善以第 5 次和第 5 次以
上的谐波电流。基波频率 50Hz 和基波频率 60Hz 的
电路是不同的基波频率。
滤波器性能随负载功能的变化而变化。额定负载下，
AHF010 滤波器的性能等于或优于 10%（ THiD）。
部分负载情况下，THiD 有较高的数值。然而，即使
THiD 具有较高的数值，谐波电流的值在部分负
载情况下也较低。因此，部分负载条件下谐波的副
作用低于*负载条件下谐波的副作用。
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3.1.1 功率因数
在无负载条件下（变频器处于待机状态），变频器
电流可以忽略，电网产生的主电流为通过谐波滤波
器中电容器的电流。因此，功率因数接近 0，具有
电容性。电容电流约为滤波器额定电流的 25%（取
决于滤波器尺寸、20% 与 25% 之间的典型值）。
功率因数随负载的增加而增大。
下图显示了 AHF010 有效功率因数的典型值。

3.1.2 电容器断开连接
如果应用在无负载情况下需要较高的功率因数且在
待机情况下需要降低电容电流，则应断开电容器连
接。接触器可在负载低于 20% 时断开电容器连接。
在发电机供电时的谐波滤波器，在设计中考虑电容
性电流也非常重要。在无负载和低负载情况下，电
容性电流可使发电机过励磁。过励磁可导致电压升
高，超过 AHF 和变频器的允许电压。因此，在发电
机应用中务必断开电容器连接并认真考虑设计。
在背景失真和供电不平衡方面，无源谐波滤波器的
性能（如 AHF）优于多脉冲整流器。然而考虑在部
分负载和功率因素场合时，无源滤波器性能差于有
源谐波滤波器。有关提供的各种谐波改善解决方案
的性能定位，请查阅相关谐波改善资料。

4    谐波滤波器选择
本章节提供有关如何选择正确尺寸滤波器的指导，
包括计算示例、电气数据以及滤波器一般说明。
4.1 如何选择正确的 AHF
为了获得*的性能，AHF 的大小应符合变频器的
主电源输入电流。这是依据变频器预期负载（而非
变频器自身大小）确定的输入电流。
4.1.1 滤波器电流计算
根据电动机铭牌上电动机额定电流（IM,N）和电动
机功率因数（Cos φ）计算变频器的电源输入电流
（IFC,L）。如果电机额定电压（UM,N）不等于实际电
源电压（UL），则必须根据以下等式中所示的这些
电压间的比例对计算所得的电流进行校正：
所选 AHF 的额定电流（IAHF,N）值必须具有大于或等
于计算所得变频器电源输入电流（IFC,L）。
提示
由于在滤波器额定负载时，获得*谐波性能。使
用过大的滤波器功率时，有可能降低 THiD 性能。
如果必须将几个变频器连接到相同的滤波器上，则
必须根据计算所得的电源输入电流总和选用 AHF 的
功率。

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