閑聊EMC—常見(jiàn)濾波器介紹（一）

諧波濾波器

由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中主要非線性負(fù)載有整流器、變頻器、逆變器等。減小諧波的主要的手段，

A）增加整流電路的脈波數(shù) ，比如典型的6脈波整流，通過(guò)三繞組或多繞組變壓器形成12脈波，24脈波等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而提高諧波次數(shù)，減小諧波影響；

B）通過(guò)增加回路阻抗 ，比如進(jìn)線電抗器，變壓器等減小諧波電流的影響；

C）通過(guò)有源前端 ，比如AFE，一方面提高諧波次數(shù)，另一方面通過(guò)軟件可消除特定諧波

D）諧波濾波器(LHF)是一種無(wú)源濾波器 ，主要吸收6脈波整流器的5、7次網(wǎng)側(cè)諧波電流。使用網(wǎng)側(cè)諧波濾波器需要在變頻器進(jìn)線側(cè)安裝一個(gè)相對(duì)短路壓降Uk＝2%的進(jìn)線電抗器。

LHF與輸入電抗器形成諧振電路以吸收變頻器產(chǎn)生的5，7次諧波電流，防止諧波電流注入到公共電網(wǎng)，影響電網(wǎng)質(zhì)量。其諧振頻率設(shè)計(jì)為最大幅值的諧波，即5次諧波，同時(shí)吸收部分7，11，13次諧波。

通過(guò)LHF，由變頻器產(chǎn)生的諧波電流對(duì)比：

典型6脈波電路網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生的諧波頻譜

增加LHF后典型網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生的諧波頻譜

需要注意的是 ，網(wǎng)側(cè)感抗（可用系統(tǒng)短路容量RSC來(lái)表示）也可能與LHF產(chǎn)生構(gòu)成諧振電路，從而是LHF吸收網(wǎng)側(cè)的諧波，這樣有可能造成LHF過(guò)載燒損，所以，需要根據(jù)實(shí)際的電網(wǎng)情況進(jìn)行選配LHF。

輸入側(cè)

EMI濾波器

在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中一般采用的EMI濾波器，通?？紤]集總參數(shù)、無(wú)源濾波器。輸入濾波器限制了由變頻器產(chǎn)生的150kHz～20MHz的高頻傳導(dǎo)干擾，確保驅(qū)動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生的干擾大部分限制在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部（干擾源），僅很少一部分噪聲傳播到電網(wǎng)中去，從而改善整個(gè)系統(tǒng)的電磁兼容性。

EMC產(chǎn)品的一類(lèi)與二類(lèi)環(huán)境的定義

EN 61800-3 根據(jù)電驅(qū)系統(tǒng)輸出電流和安裝位置定義了 4 個(gè)類(lèi)別：

逆變器拓?fù)渑c功率器件所造成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的高頻噪聲，及很高的電壓變換率dv/dt，將在逆變器輸出端產(chǎn)生很大的高頻漏電流，這些高頻樓電流通過(guò)電機(jī)電纜和電機(jī)繞組的分布電容對(duì)地泄露。 必須提供一個(gè)有效的路徑，使漏電流回到噪聲源——逆變器 。

若在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸入側(cè)沒(méi)有安裝EMI濾波器（沒(méi)有為高頻噪聲電流提供一個(gè)流回逆變器的低阻抗回路），那么所有的噪聲電流將通過(guò)公共地回路流到變壓器的中性點(diǎn)，通過(guò)三相電源返回變頻器（EMI源）。

這樣，有高頻噪聲電流造成的高頻噪聲電壓將會(huì)疊加到公共電源接入點(diǎn)pcc，從而影響甚至損壞連接到此公共電源系統(tǒng)的其他設(shè)備和變頻器本身。在此公共電源接入點(diǎn)的噪聲水平將達(dá)到C4的水平。

西門(mén)子SINAMICS系列變頻器提供標(biāo)配輸入濾波器，為高頻噪聲電流提供了一個(gè)低阻抗路徑使其返回到噪聲源。這樣絕大部分的噪聲電流通過(guò)濾波器在變頻器內(nèi)部流動(dòng)，而電源中的噪聲會(huì)很小，公共接入點(diǎn)的噪聲電壓將降到C3的水平。

除標(biāo)準(zhǔn)配置輸入濾波器外，額外增加選配的輸入濾波器 ，那么電源的噪聲電流將進(jìn)一步減小，使公共接入點(diǎn)的噪聲電壓降低至C2水平。

輸入EMI濾波器對(duì)網(wǎng)側(cè)PE線上的高頻噪聲電流的影響