關于正弦波濾波器SFO那些事

   日期：2021-11-29

變頻調速技術在現代工業中已經有著很多的應用。各種高速開關器件的使用提高了變頻器的性能，降低了開關損耗，但由此也產生一些負面問題，即變頻器的輸出含有高頻諧波使電纜電機和變壓器的損耗增加，另外由于IGBT開關器件的應用使變頻器輸出PWM波的dv/dt很高，一方面會引起高達數兆赫茲的電磁干擾問題，另一方面在使用長線電纜傳輸時，由于行波反射而引起電機端過電壓，使電機絕緣損壞、電纜爆裂。對于諧波電流問題，可以通過改變調制波形等方法使諧波分量降低但并不能消除；對于由于高速開關引起的過電壓問題可以采用DV/DT濾波器，但只能對一定長度的電纜適用，并不適用于任意長度的電纜。能同時解決以上問題的有效方法是在變頻器的輸出加裝正弦波濾波器將PWM波形濾成近似正弦電壓波形，輸出的THDu（總諧波電壓畸變率）值可以低于10%，由于正弦波濾波器的RLC具有結構簡單可靠性高及容量大等特點，在變頻器輸出濾波器設計中是推薦方案，結構如圖1所示。

圖1正弦波濾波器原理圖

薩頓斯（上海）電源有限公司研發生產的SFO正弦波濾波器，通過優化結構布局使之安裝靈活、簡便，可安裝于機柜內或單獨安裝；選用安全材料，降低磁損、減少發熱量與噪音。對于變頻器與電機之前的長電纜傳輸，薩頓斯SFO正弦波濾波器能夠有效保護保護電機與電纜絕緣、降低損耗、延長電機壽命、減少高頻輻射干擾，提高變頻系統的運行可靠性。

國內某礦井企業，經過變頻節能改造后，變頻器與電機之間的連接電纜達到2kM以上，造成電機無法正常工作，發熱、噪音問題嚴重。采用薩頓斯SFO變頻器后，變頻器輸出PWM波形經濾波后近似正弦波，電機運行穩定，噪音與發熱現象明顯改善。圖2為測試波形。

           

未安裝正弦波濾波器的電壓電流波形                   安裝正弦波濾波器的電壓電流波形

圖2現場測試波形