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说明：6SL3210-1SE31-8AA0SINAMICSS120变频器 

6SL3210-1SE31-8AA0 
SINAMICS S120 变频器 功率模块 PM340 输入：380-480V 三相交流，50/60Hz 输出：三相交流 178A(90kW) 结构形式：块大小 组件 FSF 安装有进线滤波器 内部风冷 

参数：6SL3210-1SE31-8AA0SINAMICSS120变频器 

　电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变，不但大大降低了系统的功率因数，还引起了严重的谐波污染。另外，硬件电路中电压和电流的急剧变化，使得电力电子器件承受很大的电应力，并给周围的电气设备及电波造成严重的电磁干扰(EMl)，而且情况日趋严重。许多国家都已制定了限制谐波的国家标准，电气电子工程师协会(IEEE)、电工委员会(IEC)和大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。我国政府也分别于1984年和1993年制定了限制谐波的有关规定。

对策

　　(1)谐波抑制为了抑制电力电子装置产生的谐波，一种方法是进行谐波补偿，即设置谐波补偿装置，使输入电流成为正弦波。

　　传统的谐波补偿装置是采用lC调谐滤波器，它既可补偿谐波，又可补偿无功功率。其缺点是，补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，使LC滤波器过载甚至烧毁。此外，它只能补偿固定频率的谐波，效果也不够理想。但这种补偿装置结构简单，目前仍被广泛应用。

　　电力电子器件普及应用之后，运用有源电力滤波器进行谐波补偿成为重要方向。其原理是，从补偿对象中检测出谐波电流，然后产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响。它已得到人们的重视，并逐步推广应用。

　　另一种方法是改革变流器的工作机理，做到既抑制谐波，又提高功率因数，这种变流器称单位功率因数变流器。

　　大容量变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术：将多个方波叠加以消除次数较低的谐波，从而得到接近正弦的阶梯波。重数越多，波形越接近正弦，但电路结构越复杂。

　　几千瓦到几百千瓦的高功率因数变流器主要采用PWM整流技术。它直接对整流桥上各电力电子器件进行正弦PWM控制，使得输入电流接近正弦波，其相位与电源相电压相位相同。这样，输入电流中就只含与开关频率有关的高次谐波，这些谐波次数高，容易滤除，同时也使功率因数接近1。采用PWM整流器作为AC/DC变换的 PWM逆变器，就是所谓的双PWM变频器。它具有输入电压、电流频率固定，波形均为正弦，功率因数接近1，输出电压、电流频率可变，电流波形也为正弦的特点。这种变频器可实现四象限运行，从而达到能量的双向传送。

　　小容量变流器为了实现低谐波和高功率因数，一般采用二极管整流加PWM斩波，常称之为功率因数校正(PEC)。典型的电路有升压型、降压型、升降压型等。

　　(2)电磁干扰抑制解决EMI的措施是克服开关器件导通和关断时出现过大的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt，目前比较引入注目的是零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)电路。方法是：

　　①开关器件上串联电感，这样可抑制开关器件导通时的di/dt，使器件上不存在电压、电流重叠区，减少了开关损耗；

　　②开关器件上并联电容，当器件关断后抑制du/dt上升，器件上不存在电压、电流重叠区，减少了开关损耗；

　　③器件上反并联二极管，在二极管导通期间，开关器件呈零电压、零电流状态，此时驱动器件导通或关断能实现ZVS、ZCS动作。

技术

　　①部分谐振PWM。为了使效率尽量与硬开关时接近，必须防止器件电流有效值的增加。因此，在一个开关周期内，仅在器件开通和关断时使电路谐振，称之为部分谐振。

　　②无损耗缓冲电路。串联电感或并联电容上的电能释放时不经过电阻或开关器件，称无损耗缓冲电路，常不用反并联二极管。

　　在电机控制中主开关器件多采用 IGBT，IGBT关断时有尾部电流，对关断损耗很有影响。因此，关断时采用零电流时间长的ZCS更合适。

矢量控制

矢量控制的名称来源于：电机可以基于其等效电路图中的数据建立一个电机模型，电机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流和产生转矩的电流，并分别加以控制。这样就可以将异步电机等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。在矢量模式下，电机的速度和扭矩可以精确的控制，具有非常好的性能。

电机数据越准确，模型计算工作则更加精确。因此矢量模式的重点是电机模型的精确计算或者说是电机参数的准确的辨别。参数准确才可以通过这种控制方式在精度和控制质量方面达到//佳结果。在矢量控制中，控制的精度和质量优先于控制的动态特性。

矢量控制有2个版本 -无编码器矢量控制（SLVC）和带编码器的矢量控制（VC）。

带编码器矢量控制的特点：

• ///佳的速度精度、扭矩精度和扭矩纹波

• 转速可在闭环中降至 0 Hz（静止状态） 

• 可在额定转速范围内保持恒定转矩

• 相对于不带编码器的转速控制，带编码器矢量控制由于直接测量转速并且作用于电流矢量的观测，驱动的动态特性显著提升

• 非DRIVE-CliQ电机通常需要进行参数静态以及动态辨识

• 适用于速度调节、负荷平衡、转矩控制等场合

3.3  无编码器矢量控制

在"无编码器矢量控制"中，控制中的变量"速度"的实际值不是直接测量的，而是通过实际控制变量以及其他辅助变量计算出来的。因此，无传感器矢量控制 （SLVC） 也称为频率控制，因为实际速度是根据电机中的实际频率和从电压和电流测量的电流模型等方式计算得来的。

在控制精度和动力特性方面，SLVC不如使用编码器的矢量控制。

用于模型计算的电流和电压等变量受干扰等因素的影响，需要使用软件中的滤波算法进行处理，在转矩控制方面会存在不足，并且对计算时间和实际值的准确性有影响，因此也会影响动态效果。

并且由于低速下模型无法足够精确地得到相关的物理信息，因此在低频范围内矢量控制会从闭环切换为开环。