一、 測(cè)試方法

電路圖如下圖所示，

三相市電經(jīng)過濾波器L1輸入到三相可控硅調(diào)整流電路，得到的脈動(dòng)直流電源經(jīng)過電抗器L2和母線電容C1至Cn濾波，再由IGBT橋式驅(qū)動(dòng)電路輸入到高頻變壓器，升壓得到高壓。

因?yàn)槟妇€電容上儲(chǔ)存的電能，IGBT在高頻導(dǎo)通時(shí)，可以直接從母線電容上取電，避免從電網(wǎng)取電，減少了對(duì)電網(wǎng)的IGBT的大電流開關(guān)動(dòng)作對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少電流的高次諧波。

在測(cè)試的控制柜中，共安裝了8個(gè)1050uF的電容，總?cè)萘繛?400uF；

而電抗器L2是減小了在可控硅導(dǎo)通瞬間母線電容充電的大電流，降低對(duì)電網(wǎng)的沖突，減少電流的高次諧波；

而濾波器L1用于阻止高次濾波電流串入電網(wǎng)而影響電能質(zhì)量。
本次測(cè)試用的除塵柜所使用的濾波器為200A的大功率濾波器，電抗器L2的電感量為0.36mH；

電抗器L2和母線電容C構(gòu)成的LC諧振電路的諧振頻率為：

如果導(dǎo)線電阻為R，從可控硅輸入端到母線電容的阻抗為：

其幅度為：

當(dāng)R=0.01Ω時(shí)，阻抗的幅度與頻率的關(guān)系曲線為：

阻抗的幅度與頻率的關(guān)系曲線

示波器用隔離變壓器供電，用高頻探頭測(cè)量濾波器輸入前的相電壓波形，同時(shí)用另一個(gè)通道測(cè)量互感器耦合的母線電流波形。

示波器的時(shí)間基準(zhǔn)調(diào)整為2.5ms/div，而一屏數(shù)據(jù)的總采樣個(gè)數(shù)為2500，采樣時(shí)間為25ms,采樣率為100kHz；取其中2000個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換，頻率分辨率為50Hz；

將示波器測(cè)得的相電壓波形導(dǎo)出數(shù)據(jù)到文件，對(duì)數(shù)值進(jìn)行FFT變化，得到相電壓各個(gè)諧波的幅度，假設(shè)基頻的幅度為V0，而其它高次諧波的幅度為Vi(i>=1)，則總諧波失真定義為：

THD計(jì)算

按照要求，總諧波失真需要小于5%；

二、 測(cè)試結(jié)果分析

測(cè)試條件，導(dǎo)通角上升到40%，此時(shí)，用萬用表測(cè)得母線電流為80A，一次電流為59A，母線電壓為394V，二次電流為429mA，二次電壓為71kV。

1. 電抗器L2對(duì)諧波失真的影響

再串入1個(gè)0.36mH/150A的電抗器，串入前后的波形以及未運(yùn)行時(shí)的波形進(jìn)行對(duì)比，如下：

紅色為除塵電源未運(yùn)行時(shí)的波形，綠色為只接1個(gè)電抗器的波形，藍(lán)色為接兩個(gè)電抗器的波形，多接入1個(gè)電抗器，失真情況稍有改善，7次諧波沒有變化，5次、11次，13次諧波的幅度稍有降低。

除塵柜未運(yùn)行時(shí)的THD為2.7%；

只接一個(gè)電抗器時(shí)的THD為5.3%;

接兩個(gè)電抗器時(shí)的THD為4.3%；

2. 母線電容C對(duì)諧波失真的影響

紅色為未運(yùn)行時(shí)的電網(wǎng)波形，綠色為母線電感為8個(gè)電解電容運(yùn)行時(shí)的電網(wǎng)波形；

藍(lán)色為母線電感為6個(gè)電解電容運(yùn)行時(shí)的電網(wǎng)波形

黃色為母線電感為4個(gè)電解電容運(yùn)行時(shí)的電網(wǎng)波形

未運(yùn)行時(shí)，THD=2.7%

接8個(gè)電容時(shí)，THD=5.3%

接6個(gè)電容時(shí)，THD=5.63%

接4個(gè)電容時(shí)，THD=5.66%

增加母線電容的效果不如增加電抗器的電感量明顯；

3. 輸入濾波器對(duì)諧波失真的影響

紅色為未運(yùn)行時(shí)的電網(wǎng)波形，綠色為0.36mH電抗器+4個(gè)電容+1個(gè)200A輸入濾波器的波形，藍(lán)色為不加輸入濾波器的波形，黃色為再加1個(gè)150A輸入濾波器的波形；

未運(yùn)行時(shí)，THD=2.7%

接1個(gè)200A輸入濾波器+1個(gè)150輸入濾波器時(shí)，THD=5.70%

接1個(gè)200A輸入濾波器，THD=5.79%

不接輸入濾波器，THD=6.81%;

接入輸入濾波器的效果明顯。

三、總結(jié)

1. 高頻電源已經(jīng)提供了充分的諧波治理的措施，包括足夠的母線電容，基本合適的電抗器以及串聯(lián)了合適的輸入濾波器

2. 控制拒的THD滿足符合5%以內(nèi)的要求，現(xiàn)場(chǎng)共有8個(gè)高頻除塵電源在同時(shí)運(yùn)行，可能柜子之間的諧波相互疊加導(dǎo)致了電網(wǎng)質(zhì)量的惡劣

3. 母線電容的個(gè)數(shù)為8個(gè)，總?cè)萘繛?400uF

4. 電抗器的電感量增加到0.72mH左右

5. 輸入濾波器效果明顯，可以換其它型號(hào)的輸入濾波器測(cè)試