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諧波濾波器(HFR)
利用電磁感應及電抗器原理，專業開發，選用高性能的濾波電容器串聯高線性度的濾波裝置，組合成濾波補償系統，在吸收系統中主要的諧波分量的同時，補償無功功率，快速跟隨負荷變化，具有抑制電流波動，吸收電網諧波和提高電能利用效率。
HFR諧波濾波器有助于緩解由于負載諧波電流引起的過載和電力基礎設施過熱，從而使電力系統得到充分利用。諧波電流較小降低了系統共振以及敏感電子設備潛在停運風險。
產品功能：設計用于實質性地消除由脈沖整流器引起的諧波電流畸變。
Howcore系列諧波濾波器是一個無源系列的連接低通濾波的電感電容系統，用于消除由三相全波變頻負載產生的特有的5、7、11、13次等的低頻諧波，它不需要單個調節或按不同的諧波源進行移相。諧波含量最高可控制在8%以內。
產品特點：
- 延長變壓器、電纜、馬達…等用電設備的使用壽命，提高電氣裝置的可靠性。
- 性能穩定，可靠性高，維護成本低，有助于節能減排。Howcore諧波濾波器效率超過98%，功率可到250kw，性價比高，堅固耐用。此外，Howcore諧波濾波器既不會引起電力系統的共振，也不會吸收來自其他非線性負載的諧波。
- 適合因變頻器的位置調整受到限制的項目改造應用場合。鴻康HFR諧波濾波器采用即插即用方法，其結構比同類產品更緊湊，易于快速安裝，方便調試。
- 可以直接和原先已經安裝好的直流電抗，EMC/EMI濾波器等同時使用。
- 可以快速方便地將標準電機驅動升級為低諧波驅動。
諧波濾波器通常應用于三相電子設備諸如可調速的交直流電機驅動器、焊接機、電池充電器、不間斷電源(UPS)、感應加熱設備、伺服驅動器和其他電子設備。適用于造紙、輪胎、化纖、防止、石化…等行業
線性負載:
在單純的電阻負載（如白熾燈泡）中正弦電壓 V 施 加在一個電阻 R 上，則產生電流 I 也是正弦的電流 I 與電壓 V 相位是相同的。
負載消耗的功率為：P=U×I
對于無功負載（如感應電機），雖然電流不再與電 壓同相，但會滯后于電壓，產生小于 1 的滯后有功 功率因數。在采用電容性負載的情況下，電流早于 電壓，產生小于 1 的超前有功功率因數。
在此種情況下，交流功率包括三個組成部分：有功 功率（P）、無功功率（Q）和視在功率（S）。
視在功率為：S = U x I（其中 S=[kVA]、P=[kW] 和 Q=[kVAR]）
在完美正弦波形的情況下，P、Q和S可表示為形成一個三角形的矢量： S ² = P ²+ Q ²
非線性負載
非線性負載（如二極管整流器）具有非正弦電流。非正弦波形可分解為正弦基波與諧波的總和，諧波是基波的整數倍。
下圖為三相電源上 6 脈沖整流后電流圖。
在非線性系統中，有效功率因數與位移功率因數之間的關系為：
功率因數隨無功功率和諧波負載降低。低的功率因數會增大 RMS電流，增加供電電纜和變壓器中的損耗。
諧波的副作用為兩個部分
· 諧波電流會造成系統損耗（敷設電纜、變壓器）
· 諧波電壓畸變會對其他負載造成干擾并增加其他負載的損耗
諧波限制的要求
· 特定應用的要求
· 必須遵照的標準要求
特定應用的要求與存在限制諧波技術原因情況下的特定安裝有關。
例如，在兩個 110kW 電機連接的 250kVA 變壓器上。一個直接聯機，一個通過變頻器供電。如果直接聯機電機還需要通過變頻器供電，在此種情況下，變壓器的尺寸較小。要在不更換變壓器的情況下改進，必須使用 AHF濾波器以減小兩個變頻器引起的諧波畸變率。
有各種諧波改善標準、規定和建議。不同的標準適 用于不同的地區和行業。以下為會遇到的標準：
· 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，諧波電流發射限值   （每相位設備輸入電≤ 16A）。
IEC 61000-3-2 的范圍為連接到公共低壓配電系統（每相位輸入電流小于等于 16A）的設備。四個類別定義如下：A 類至 D 類。
IEC 61000-3-12，連接到輸入電流>16A 和≤75A的公共系統產生的諧波電流限值。
IEC 61000-3-12范圍為連接到輸入電流在16A和75A之間的公共低壓配電系統的設備。目前發射限值僅限于230/400V 50Hz系統， 以后會增加其他系統的限值。包括各次諧波（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）變頻器符合這些限值，無需額外增加濾波器。
IEC 61000-3-4，限值，適合電流額定值大于 16A的低壓電源系統中的設備諧波電流限值電流在小于75A時，IEC 61000-3-12優于 IEC 61000-3-4。
因此，IEC 61000-3-4 適用于連接到公共低壓配電系統的電流額定值大于 75A的設備。作為技術報告部分，不應該被看作是國際標準。三級評估過程適用于設備與公共電源的連接，根據負載既定功率，將高于75A的設備限制為第 3 級連接。 供電部門可接受基于負載安裝既定有效功率的設備連接， 根據當地供電部門要求。制造商應提供適合 THD 和PWHD的各次諧波的數值。
IEC 61000-2-2和 IEC 61000-2-4 低頻傳導騷擾兼容水平。
IEC 61000-2-2 和 IEC 61000-2-4 電磁兼容環境 2-2，2-4 部分：公共低壓供電系統低頻傳導騷擾及信號傳輸的兼容水平。2-2 為公共低壓供電系統，2-4 為工業設施。
IEEE519，IEEE 的做法和在電力系統中諧波控制的要求。
IEEE519 建立了包括線性和非線性負載的電氣系統設計的目標。確定波形失真目標，和確定電源與負載之間的公共耦合點（PCC）。
IEEE519 是一種系統標準，旨在將 PCC點的電壓畸變率控制為 5%THD，并將各最大頻率電壓諧波限制為 3%。諧波電流限值開發旨在限制各用戶的諧波注入，這樣就不會產生不可接受電壓畸變水平以及超過用電設備所供系統電壓總諧波畸變的限制。
電流畸變限值如標準中的表 10.3 所示，取決于 ISC/IL 比，其中 ISC為用電設備 PCC 點的短路電流，IL為最大需求負載電流。這些限值適用于單次諧波（最高至第 35 次）和總需求畸變（TDD）。請注意，這些限值在用電設備 PCC 點適用。需要時，符合這些限值 的各個負載還要確保 PCC 點的符合性，這是最經濟的解決方案。滿足諧波畸變要求最有效的方法就是分別在各個負載進線側進行改善并在 PCC 點測量。
然 而， 如 果 在 指 定 應 用 中 要 求 各 變 頻 器 符 合IEEE519電流畸變率限值，則使用 AHF 就可滿足這些限制。
G5/4，工程導則，英國諧波電壓畸變和非線性設備接入輸電系統和配電網的規劃值。
G5/4 規定了非線性設備接入過程中所用諧波電壓畸變率的規劃值。對根據這些規劃值確定每位用戶發射限值的過程進行說明。G5/4 是一個系統級標準。
對于 400V 級點處的 THD 規劃值為 5%。對非線性設備接入的評估過程進行說明。該過程遵照三級評估程序，旨在使評估過程中所需的細目水平與部分設備連接所造成的不可接受的電壓諧波畸變率危險程度保持均衡。
含有變頻器的系統合規性取決于非線性負載的具體拓撲結構和分布。使用 AHF 就可滿足 G5/4 要求。
諧波改善
要改善變頻器 6 脈沖整流器產生的諧波，有幾種解決方案，且它們各有各的優缺點。正確解決方案的選擇取決于以下幾個因素：
· 電網（背景失真、主電源不平衡、諧振以及供電類型—變壓器 / 發電機）
· 應用（負載分布、負載量和負載尺寸）
· 本地 / 國家標準 / 法規（IEEE519、IEC、G5/4 等）
· 總成本（最初成本、效能、維護等）
不同國家（地區）或跨國組織的 IE 標準都是一致的。所有上述 IEC 標準與帶前綴“EN”的歐盟標準是一致的。例如，歐盟 EN 61000-3-2 與 IEC 61000-3-2相同。這種情況與帶前綴 AS/NZS 澳大利亞和新西蘭的情況類似。
諧波解決方案主要有兩種類型：無源型與有源型。
其中，無源解決方案包括電容器、電抗器或兩種不同的裝置組合。
最簡單的解決方案就是在變頻器輸入側加裝 3% 至5% 電抗器。此電感器可減少變頻器產生的諧波電流量。更先進的無源解決方案電容器和電感器組成的濾波器，以減少從諸如第 5 次及以上的諧波。
有源解決方案是有源分流濾波器監測所有三相的線路電流，并通過一個數字信號處理系統來處理測得的電流信號。濾波器隨后主動對電流的多余成分施加反相相位的信號，以執行補償操作。有源解決方案可改善實時諧波干擾，以使這方案在任何負載分布中非常有效。要了解更多關于有源解決方案低諧波變頻器（LHD）或有源濾波器（AAF）的信息，請參閱 MG.34.OX.YY 和 MG.90.VX.YY。
工作原理
高級諧波濾波器（AHF）包括主電感器 L0和電感器L1和 L2以及電容器 C1和 C2組合的二級吸收電路。吸收電路經特別調整，可改善以第 5次和第 5 次以上的諧波電流。基波頻率 50Hz 和基波頻率 60Hz 的電路是不同的基波頻率。
濾波器性能隨負載功能的變化而變化。額定負載下，AHF010 濾波器的性能等于或優于 10%（ THiD）。
部分負載情況下，THiD 有較高的數值。然而，即使THiD 具有較高的數值，諧波電流的絕對值在部分負載情況下也較低。因此，部分負載條件下諧波的副 作用低于完全負載條件下諧波的副作用。
電容器斷開連接
如果應用在無負載情況下需要較高的功率因數且在待機情況下需要降低電容電流，則應斷開電容器連接。接觸器可在負載低于 20% 時斷開電容器連接。
在發電機供電時的諧波濾波器，在設計中考慮電容性電流也非常重要。在無負載和低負載情況下，電容性電流可使發電機過勵磁。過勵磁可導致電壓升高，超過 AHF 和變頻器的允許電壓。因此，在發電 機應用中務必斷開電容器連接并認真考慮設計。
在背景失真和供電不平衡方面，無源諧波濾波器的性能（如 AHF）優于多脈沖整流器。然而考慮在部分負載和功率因素場合時，無源濾波器性能差于有源諧波濾波器。有關提供的各種諧波改善解決方案 的性能定位，請查閱相關諧波改善資料。
技術規格
· 工作電壓 ： 220VAC-690VAC
· 工作電流 ： 20A-660A
· 工作頻率 ： 50/60Hz
· 交流脈沖電壓：要求能持續承受±2500V的交流脈沖電壓
· 絕緣等級： class F,H
· 電流總諧波失真率THDi≤8%
· 電壓總諧波失真率THDv≤5%
· 基波損失≤10%
· 使用環境： -10…+45 ℃,額定值不會降低。最高可達+55℃,在45℃以上，
每升高1℃，額定電流降低2%
· 防護等級： IP00-IP22
· 最大電流：1.5×額定電流，持續60S
· 噪 音：≤65dB
· 溫 升：≤70K
· 抗電強度：鐵芯-繞組 3000VAC/50Hz/5mA/10s無飛弧擊穿(工廠測試)
· 絕緣電阻：1000VDC絕緣阻值≥100MΩ
· 海拔高度不超過2000米。
· 運行環境溫度-25℃～+45℃，相對濕度不超過90%。
· 周圍無有害氣體，無易燃易爆物品。
· 周圍環境應有良好的通風條件，如裝在柜內，應加裝通風設備。
典型電路圖
典型應用
· 配備前端六脈沖整流器的設備
· AC和DC電動機驅動器
· 工廠自動化設備
· UPS及三相電源
· 水/廢水處理設施
· 石油及天然氣勘產
· 重工業及機械
· 自給式系統 (如船舶)
· 風機及泵應用
· 電池充電器
· 供熱通風與空調工程裝置
· 關鍵工程
備注：適用于各種前端是六脈沖整流的電力設備見。
將諧波電流減小到規定值以下。
日常用電負載，非線性負載占很大一部分。
HFR諧波濾波器可以快速方便地將標準電機驅動升級為低諧波驅動。
在無負載條件下（變頻器處于待機狀態），變頻器電流可以忽略，電網產生的主電流為通過諧波濾波器中電容器的電流。因此，功率因數接近0，具有電容性。電容電流約為濾波器額定電流的25%（取決于濾波器尺寸、20%與25%之間的典型值）。功率因數隨負載的增加而增大。
產品尺寸
上海鴻康電器有限公司
電話：021-37701209 37701219
http://www.howcore.com/
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