變頻器由于其優(yōu)異的控制能力和效率，主要用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)。然而，大多數(shù)傳統(tǒng)變頻器會(huì)非線性吸收電流，這是其功率轉(zhuǎn)換過程的一部分，產(chǎn)生的失真電流波形意味著存在更高的諧波。諧波會(huì)導(dǎo)致上游用電設(shè)備發(fā)熱，降低功率因數(shù)，降低效率，產(chǎn)生電壓諧波，可能導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)相關(guān)問題。

輸入諧波濾波器是一種常用的解決諧波的方法，通過捕獲諧波來隔離電源和變頻器的非線性電流消耗。給系統(tǒng)增加設(shè)備會(huì)增加成本和空間，降低效率。該濾波器的替代方案是矩陣驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以在不增加外設(shè)的情況下降低諧波。以下六個(gè)方面是采用矩陣驅(qū)動(dòng)技術(shù)的潛在好處。

變頻器/逆變器

通常，矩陣驅(qū)動(dòng)器的諧波小于變頻器輸入端總諧波失真(THD)的5%。

1.測試諧波

低輸入電流諧波性能是使用矩陣技術(shù)進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵優(yōu)勢。當(dāng)運(yùn)行電機(jī)時(shí)，電流從低諧波水平的線路中引出。通常，矩陣驅(qū)動(dòng)器的諧波小于變頻器輸入端總諧波失真(THD)的5%。輸入濾波器可以減少傳統(tǒng)變頻器產(chǎn)生的諧波。矩陣驅(qū)動(dòng)在整個(gè)負(fù)載曲線中的諧波始終低于帶諧波濾波器的變頻器。

2.測試效率

諧波濾波器需要額外的設(shè)備和線路來保持低諧波。結(jié)果，與矩陣驅(qū)動(dòng)器相比，整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)的效率較低，而矩陣驅(qū)動(dòng)器確保低輸入電流諧波，效率接近98%，并且在整個(gè)工作范圍內(nèi)保持工作效率。

3.測試無功功率

除了低效率之外，輸入諧波濾波器還需要大電容來保持低諧波電流性能。大電容意味著更高的無功電流，它在線路和濾波器之間循環(huán)，導(dǎo)致額外的損耗并降低系統(tǒng)效率。公用事業(yè)公司通常按千伏安用量收費(fèi)。大量的無功功率會(huì)大大增加千伏安，導(dǎo)致公用事業(yè)成本高于實(shí)際功率需求。

小輸入濾波器將電源與逆變器的交流-交流電源輸出隔離，并將再生的波形轉(zhuǎn)換回干凈的正弦波，以節(jié)省可能浪費(fèi)的能量。驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，變頻器吸收來自電源的低諧波電流，無需諧波濾波器。

過濾器

過濾器需要為幾個(gè)設(shè)備額外布線，這些設(shè)備需要安裝在保護(hù)蓋或更大的面板中。

再生

絕緣柵雙極晶體管(IGBT)開關(guān)將交流輸入電源連接到交流輸出電源，因此它可以自動(dòng)向電路輸送再生能量。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，電壓通常被重定向到同一電源上的其他負(fù)載，這意味著從電力公司獲得的電力較少，從而降低了公用電力消耗和公用電力成本。

輸入諧波濾波器可以降低輸入電流諧波，但不能再生。對(duì)于使用諧波濾波器的再生，需要額外的元件來耗散或再生應(yīng)用產(chǎn)生的能量。沒有它們，在電機(jī)運(yùn)行期間可能會(huì)出現(xiàn)不希望的驅(qū)動(dòng)故障。

5.復(fù)雜性

矩陣驅(qū)動(dòng)器的電源布線和電源監(jiān)控只需要簡單的三線輸入和三線輸出。這些過濾器的幾個(gè)設(shè)備需要額外布線，這些設(shè)備需要安裝在保護(hù)罩或更大的面板中。除了驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的變頻器接線和面板外，還需要與濾波器相關(guān)的接線和設(shè)備。

6.無跳閘和無故障運(yùn)行

輸入諧波濾波器設(shè)計(jì)需要大量電容來維持低諧波。這種大電容意味著更高的無功電流和更高的千伏安要求，這將降低效率并增加運(yùn)行成本。這些濾波器也提高了電壓。當(dāng)逆變器不運(yùn)行電機(jī)或在輕負(fù)載條件下運(yùn)行時(shí)，輸入濾波器電路將提升線路電壓以增加逆變器的DC總線電壓，從而導(dǎo)致過壓情況。這種情況可能會(huì)導(dǎo)致故障或妨礙操作。

增加設(shè)備可以克服電壓升高的影響。接觸器可以在空載和低速運(yùn)行時(shí)隔離電容器，解決逆變器DC母線電壓高和過電壓跳閘的問題，但可能會(huì)阻礙輕載下的低諧波運(yùn)行。矩陣驅(qū)動(dòng)器提供無跳閘操作。

濾波器是治理變頻器諧波的有效方法。然而，過濾器增加了設(shè)備、安裝空間和時(shí)間以及布線的成本。矩陣驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以消除低諧波電流，實(shí)現(xiàn)電機(jī)再生，簡化安裝、啟動(dòng)和操作。