探究：敏感性负荷的电能质量问题（图）-第3页-北极星输配电网

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2.2可调速驱动装置

可调速驱动装置(adjustable-speed drives，ASD)是工业过程中最关键的设备之一，用于控制电动机的速度、转矩、加速度和转动方向。其对电压暂降非常敏感，当电压下降30%～40%，持续120ms时，用户的ASD就停止运转，并且当驱动的过程对电机的转速和转矩要求严格时，装置对电压暂降就更加敏感。可调速驱动通过一个三相二极管整流器或三相可控整流器由交流电源供电。一般来讲，第一种方式多见于交流驱动中，第二种方式则在直流驱动和大型交流驱动中多见。由于机理相似，这里仅选取通过三相二极管整流器供电的中小型交流驱动装置进行讨论。

多数交流驱动的结构见图4。三相交流电压经三相二极管整流器整流后由直流侧电容器滤波，一些驱动的直流侧可能还会串入一个电感。整流得到的直流电压经电压源型逆变器(VSC)逆变成频率和幅值都可变的交流电压供给电动机。

图4 典型的交流驱动结构

当发生电压暂降时，一方面，驱动装置的电气部分可能因电压暂降而非正常工作或跳闸;另一方面，一些驱动装置所驱动的过程要求极其严格，可能不能承受因电压暂降而造成的电动机的转速和转矩的变化。大致说来ASD可能在下列情况下跳闸：

1)为了防止对可调速驱动电力电子元件的损坏，当驱动控制器的保护检测到工作条件的突然变化(例如电容器组的投切瞬态)时可能会使可调速驱动跳闸。

2)电压暂降引起的整流器直流侧电压的降低可能引起驱动控制器或PWM逆变器的故障或跳闸。

3)电压暂降期间交流侧电流的增大或暂降结束后直流电容充电引起的过电流可能造成过电流保护动作跳闸或使保护电力电子元件的熔断器熔断。

4)由电机驱动的过程不能忍受因暂降引起的电机速度的降低或转矩的变化。还需注意的是跳闸后，一些驱动装置在电压恢复时立即重新启动，一些驱动装置在一定的延时后重新启动，另外一些则需要手动启动。只有在过程能忍受一定的速度和转矩的变化时各种自动启动方式才是适用的。ASD在工业生产的很多领域都是不可或缺的。该装置可对工业过程造成直接或间接的影响，例如，冷却器的停运和延时后的启动可能影响工厂要求的精确温度控制，这将影响其产品的质量;而对于挤压车间或金属抽丝等过程，电压暂降造成的可调速驱动的速度下降或停转将使过程彻底停止运行。

文献[3]详细分析了交流和直流ASD装置在平衡和不平衡暂降时运行性能，特别是整流器的直流电压和电机转速的变化，并提供了一些治理措施实用建议。

2.3电磁开关

电磁开关主要有交流接触器及继电器两种类型，一般常用于低压工业配线及控制马达起动。主要电路结构见图5，有一个电磁线圈、一个可动铁心及弹簧。其原理为当电流流过上方的电磁线圈时，上方的铁心产生的电磁力将吸引下方可动铁心，导致常开点(NO)铁心闭合，常闭点(NC)则因为可动铁片离开接点而开启。

图5 电磁接点结构

电磁接点在遭受电压暂降干扰时，会因为电压变小使得流经线圈的电流随之变小，电流变小则使得产生的磁力不足而无法吸引可动铁心，在工业上会导致电磁开关所控制的设备误动作乃至停机。研究表明：当电压低于50%，持续时间超过20ms，接触器就会脱扣;有的研究表明，当电压低于70%，其至更高，接触器也可能脱扣。

原标题：【电能质量讲座之二】林海雪：敏感性负荷的电能质量问题

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