*四十八节电动汽车带来的谐波问题及其解决方法

时间：2020-01-05

　　电动汽车成为新一代汽车的发展趋势。根据电磁兼容的理论，可以预见，大量使用的充电装置，如果不采用妥善的电磁兼容设计，必然会导致严重的电磁兼容问题。

　　充电装置是很强的电磁干扰源，它产生的电磁干扰可以分为三个方面：

　　1) 整流电路导致的谐波电流;

　　2) 直流稳压电路(开关电源)中的高速脉冲电路产生的射频电流;

　　3) 伴随着射频电流的电磁辐射。

　　谐波电流是充电装置的主要副产品，任何电流变换器工作时都产生严重的谐波。充电装置发射谐波电流，较直接的危害就是导致电压畸变。畸变的电压会导致其它用电设备工作异常。这就是电磁兼容问题，也就是，充电装置对其它电子设备产生了干扰，电压畸变越大，对同一个电网上的电子设备影响越严重。影响电压畸变的因素如下：

　　1) 充电装置发射的谐波电流越大，产生的谐波电压越大，也就是电压畸变越大;

　　2) 配电系统的容量越小，对应着电网的阻抗越高，同样的谐波电流产生的谐波电压越大，也就是电压畸变越大;

　　3) 距离变压器越远，线路的阻抗越大，同样的谐波电流产生的谐波电压越大，也就是电压畸变越大;

　　由于很多充电装置安装在普通的商业区、居民区，因此变压器的容量较小，距离变压器的距离较远，因此，与工业场合相比，谐波电流发射会导致更严重的谐波电压。这些谐波电压会导致电网上的信息设备、电子设备、家用电器等工作异常。

　　对于分布在居民区中的单相供电的充电装置，3次谐波的问题需要引起特别的关注。根据对整流电路的谐波电流分析可知，单相整流电路产生的谐波成分中包含3次谐波。

　　三次谐波电流之所以危害很大，是因为三次谐波电流在中线上叠加，会导致中线电流过大，造成火灾隐患。图1是三次谐波导致零线过热的情况。实际上，20年前，在欧美发达地区，由于电脑的数量急剧增加，很多火灾是中线过热导致的。现在，欧美地区对电子设备的三次谐波电流进行了严格限制，并在工程中特别关注，零线过热的现象已经很少见到。

　　图1 三次谐波电流导致零线过热

　　零线上的电流过大之所以危害较大，是因为零线上没有保护装置。配电线路的保护装置一般安装在相线上，因此，相线上一旦出现过大的电流，保护装置会动作，避免线路过热。而零线上没有保护装置，电流过大时，只能任其过热。

　　对于充电装置而言，在电源的输入端安装谐波滤波器是控制谐波电流较有效的方法。也就是，将谐波滤波器与充电装置一起作为一套设备，限制它的谐波电流发射，将谐波电流发射限制在一定的幅度之下。

　　由于我国汽车充电装置的产业刚刚起步，配套的产品很少。航天科工集团706所从1988年开始为航天系统配套谐波滤波器，这些滤波器是针对通过**(GJB151A)设计的，**是更严格的标准。这些滤波器目前已经经过重新设计，满足地区标准，滤波器的型号为HTHF。

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*二十五节电磁兼容与电能质量有什么关系
电磁兼容与电能质量有什么关系？关于这个问题，没有一个*性的答案。本课堂的观点是：电能质量是电磁兼容的一个分支。电能质量问题是导致电磁兼容问题的一个因素。例如，某冶炼厂的电弧炉工作时，导致同一个电网上的化工厂生产线受干扰。从电磁兼容的角度考察，冶炼厂的电弧炉工作时发出了电磁干扰，对化工厂中的自动控制设备形成了干扰。而从电能质量的角度考察，冶炼厂的电弧炉导致电网的质量降低，化工厂中的
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*十节变频器的谐波电流与控制方法
变频器是现代工业中广泛应用的设备。由于用变频器控制风机和水泵能够显著节省电能，因此应用日益广泛。但是，变频器工作时产生严重的谐波电流，这已经成为电网的主要污染源。变频器谐波带来的较常见的故障现象是，无功补偿装置损坏，跳闸，变压器过热，同一个电网上的其他电子设备受干扰，等等。主要是低压变频器工作时产生严重的谐波电流，中高压变频器一般适用12脉或18脉整流电路，产生的谐波电流很小。
谐波电流是怎样对其他设备造成干扰的
谐波电流的主要危害之一是对同一个电网上的其它电子设备形成干扰。那么这种干扰是怎样形成的呢?了解了这种干扰产生的机理，就能够有效地预防干扰。这种干扰是电流流过电网系统的负载时产生的。要记住：非线性负载向电网发射的谐波电流本身并不会对其他设备产生影响，我们所看到的谐波对其他设备的影响，是谐波电流通过电网的阻抗产生谐波电压产生的。关于这种现象的解释如图1所示。这里设备1是产生谐波电