Широкое внедрение в технику электроприводов преобразователей частоты (ПЧ) позволило принципиально улучшить их технико-экономические характеристики. С помощью ПЧ кардинально решается большинс тво задач регулирования скорости электродвигателей переменного тока, формируются практически любые характеристики электроприводов, повышается их КПД и, соответственно, значительно снижается удельный расход энергии на единицу конечной продукции.
Но с другой стороны, ПЧ, являясь по существу нелинейными устройствами, генерируют широкий спектр гармоник токов и напряжений как в систему электроснабжения, так и в двигатели, которые от них питаются. Вследствие этого возникает ряд проблем, связанных с влиянием высших гармоник на двигатели и на оборудование энергосистемы [1].
Традиционно двигатели всегда проектировались для работы от источников питания, качество электроэнергии которых соответствует требованиям ГОСТа. Один из важнейших показателей качества — коэффициент искажения синусоидальности напряжения KU. Чем выше его значение, тем больше постоянные и переменные потери в двигателях. Наличие высших гармоник в питающем напряжении приводит к дополнительному нагреву двигателей за счет повышенных потерь от вихревых токов и потерь на гистерезис и, как следствие, к ускоренному старению изоляции, что может привести к преждевременному выходу машины из строя, если это обстоятельство не учитывать [2, 3].
Так же негативно высшие гармоники влияют на работу основного оборудования энергосистемы и потребителей электроэнергии, приводя к росту потерь мощности во всех элементах энергосистемы, увеличивая нагрузку на изоляцию, загружая статические компенсаторы реактивной мощности дополнительными токами и в целом ухудшая качество электроэнергии со всеми вытекающими из этого последствиями.
Настоящая работа является продолжением экспериментального исследования, изложенного в [4]. Для оценки влияния ПЧ на качество электроэнергии выполнен анализ гармонического состава напряжения преобразователя частоты MitsubishiFRD740 (без сглаживающих дросселей на входе и выходе ПЧ), питающего трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 370 Вт c нагрузкой, имеющей вентиляторную характеристику. Осциллограммы напряжения на входе и выходе ПЧ приведены на рис. 1–4.