变频器谐波抑制方法
概述变频器谐波分析及解决措施
概述变频器谐波分析及解决措施【摘要】在我国社会主义经济不断高速发展的情况下，各行各业都在不断的发展变革，其中电子设备也在不断的更新换代。
本文针对变频器产生的谐波进行系统分析，发现变频器产生的谐波含量很高，对电气和电子设备有潜在的危害。
采用在变频器输入端安装电抗器的措施来抑制谐波，降低了谐波电流的总畸变率。
【关键词】变频器；谐波；电抗器变频器因其体积小、重量轻、成本低及效率高等优点在各生产领域倍受青睐，特别是在风机、水泵等传动系统中得到了广泛应用。
变频器的应用虽然产生了显著的节能效益，但随之而来的谐波问题不容忽视。
谐波电流注入电网，不仅增加输电线的损耗，缩短输电线寿命，而且还会使熔断器在没有超过整定值时就熔断，增加旋转电动机的损耗、增大电动机噪声、产生脉动转矩，造成继电保护、自动装置工作紊乱，由于容抗对谐波的扩大作用，很小的谐波电压就可以引起很大的谐波电流，导致电容器因过流而损坏。
谐波危害日趋严重，谐波电流污染已经成为影响供电质量的重要问题。
1 变频器输入侧谐波测试某装置多台电动机均需变频器控制，且电动机功率均大于100kW，考虑变频器会产生谐波，会对其他设备产生影响，所以对变频器产生谐波情况进行了测试。
测试仪器采用Fluke434 三相电能质量分析仪，测试对象为控制160kW 电动机的变频器，此变频器输入侧和输出侧均无电抗器，测试位置为变频器输入端。
1．1 谐波电流测试在实验中我们很容易看到变频器输入端L1 相电压、相电流测试的波形，在实际操作中我们所见到的电流波形一般都是在半个周期内出现了两个波峰，电流发生了严重的畸变。
如果已知变频器输入端三相电流谐波成分为L1、L2、L3，就可以利用仪器计算出L1相电流总谐波畸变率已达到65．3% ，5次谐波电流总畸变率为55．3%，7 次谐波电流总畸变率为28．5% ，主要谐波成分为 5 次、7 次、11 次、13 次谐波，即6n +1 次谐波，完全符合六脉整流器产生谐波成分原理。
频器应用中的干扰及抑制措施
频器应用中的干扰及抑制措施随着生产技术的不断发展,直流拖动的薄弱环节逐步显露出来。
人们开始转向结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的异步电动机。
但异步电动机的调速性能难以满足生产的需要。
于是,从20世纪30年代开始,人们致力于交流调速技术的研究,然而进展缓慢。
在相当长的时期内,直流调速一直以其优异的性能统治着电气传动领域。
20世纪60年代以后,特别是70年代以来,电力电子技术、控制技术和微电子技术的飞速发展,使得交流调速性能可以与直流调速相媲美。
目前,交流调速已进入逐步代替直流调速的时代。
标签：抗干扰措施;恒压供水系统;变频器1 系统硬件抗干扰措施1.1 干扰来源变频器内部含有整流电路,众说周知整流电路是高次谐波源,所以系统就不可避免的产生高次谐波,通常变频器的整流电路是由三相整流桥组成。
根据高次谐波的级数理论,n=p·k+1(p=脉冲数,k=1,2,3……),通用变频器中三相整流器产生5次,7次,9次,11次,13次……高次谐波。
1.2 危害谐波夹杂在基波当中,对电气设备的危害是十分严重的。
谐波电流通过变压器,可以使变压器铁心损耗明显增加;谐波电流通过水泵电机,不仅会使电机的铁心损耗增加,而且会使电机的转子发生振动现象,影响正常供水;谐波还可以使感应式电能表计量不正确,会给自来水厂造成不必要的经济损失。
1.3 抑制由于谐波的危害很大,所以在供水系统中必须采取一定的措施最大限度的消除谐波,对于变频器的谐波抑制技术,有以下几种:(1)高功率因数变换器:变频器自身完成谐波抑制。
(2)AC电抗器:在变频器电源测安装AC电抗器,增加阻抗,抑制谐波。
(3)DC电抗器:在变频器的中间直流电路中安装DC电抗器,增加阻抗,抑制谐波。
(4)AC电抗器和DC电抗器:在电源侧安装AC电抗器,并且在中间直流电路中安装DC电抗器,增加阻抗,抑制谐波。
我厂恒压供水系统采用第三种谐波抑制错失,加装抑制装置后的电路图如图1所示。
电力系统谐波基本分析方法抑制方法
电力系统谐波基本分析方法抑制方法電力系統諧波----基本原理、分析方法、抑制方法【摘要】变频器在工业生产中无可比拟的优越性，使越来越多的系统和装置采用变频器驱动方案，而且采用变频器驱动电动机系统因其节能效果明显，调节方便维护简单，网络化等优点，而被越来越多应用，但它非线性，冲击性用电工作方式，带来干扰问题亦倍受关注。
一台变频器来讲，它输入端和输出端都会产生高次谐波，输入端谐波会输入电源线对公用电网产生影响。
本文从变频器产生的谐波原理、谐波测试分析方法，谐波的抑制方法方面进行探讨。
【关键词】电力系统，变频器，谐波分析，谐波抑制。
【引言】谐波存在于电力系统已经很多年了，但是，近年来，随着技术的发展成熟，越来越多的设备系统为提高可靠性和效率广泛采用电力电子变频器，而且电力公司为降低设备所需的额定值以及线路损耗和电压降落，强制要求电力用户提高其自身的功率因数，而电力用户及工厂端改善功率因数的方法是使用功率因数补偿器—电容模组，这两种情况的出现，使得电力系统的谐波问题变得更加严重。
电力用户和工厂端普遍使用的变速传动和电力电子设备是产生这一现象的根源，而这些设备与功率因数校正电容模组之间的相互作用导致了电压和电流的放大效应；半导体电子工业的迅猛发展也导致了大批精密设备的诞生，与过去粗笨的设备相比，这些设备对电力公司供给的电能质量更加敏感，但同时也导致交流电流和电压稳态波形的畸变。
而为了得到可靠清洁的电力能源，人们必须面对电流和电压畸变的问题，而电流和电压的畸变的主要形式是谐波畸变。
【正文】1、变频器谐波产生从结构来看，变频器可分为间接变频和直接变频两大类。
间接变频将工频电流整流器变成直流，然后再由逆变器将直流变换成可控频率交流。
直接变频器则将工频交流变换成可控频率交流，没有中间直流环节。
它每相都是一个两组晶闸管整流装置反并联可逆线路。
正反两组按一定周期相互切换，负荷上就获了交变输出电压，幅值决定于各整流装置控制角，频率决定于两组整流装置切换频率。
调速变频器谐波产生及抑制方法
浅析调速变频器谐波的产生及抑制方法【摘要】调速变频器在工业生产中的应用十分普遍，但由于变频器也容易产生的谐波电流，对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰，因此，调速变频器谐波干扰问题引起人们的重视。
本文主要介绍了变频器谐波的危害及产生的原因，并提出了抑制谐波干扰的技术方法，对提高变频器运行的可靠性和安全性提供参考。
【关键词】变频器；谐波；危害；抑制方法在工业生产中，采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显，调节方便维护简单，网络化等优点，而被越来越多的应用。
但由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载，变频器在现场通常与其它设备同时运行，例如计算机和传感器，这些设备常常安装得很近，这样可能会造成相互影响。
因此，以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一，其对电力系统中电能质量有着重要的影响。
因此，分析变频器谐波产生的原因，进而采取相应的抑制方法意义重大。
1谐波的危害谐波对常见的一些电气设备造成的危害如下：（1）对变压器的危害；（2）对交流电动机的危害；（3）对各类开关设备及保护设备的危害；（4）对计量仪表设备的危害；（5）对电力电子设备的危害；（6）对电缆及电力电容的危害。
2 谐波产生原因变频器分为两大类：直接变频器和间接变频器。
当前，在工频电网中，间接式变频器应用比较广泛，间接变频器为交流—直流—交流的工作方式。
变频器输入工频电流后，在其内的桥式不可控整流器转换为直流电，之后再由滤波电容滤波，最后再由大功率晶闸管元件逆变为可调频的交流电。
因此，变频器的输入部分实质上是整流电路，输出部分为逆变电路。
但整流元件和逆变元件都为非线性元件，这会让变频器的输入端及输出端都产生谐波。
2.1 变频器输入端产生谐波的原因目前，调速变频器常用的整流元件多为晶闸管或二极管整流元件。
在带阻感负载的整流电路及采用电感滤波的二极管整流电路中，输入电流为非正弦波，包含有高次谐波成分，最后会给电路带来谐波污染。
变频器高次谐波抑制措施
变频器高次谐波抑制措施前言变频器是现代工业中普遍应用的电力调节和转换设备，尤其是在运动控制领域。
然而，使用变频器会导致高次谐波的产生，这些谐波将对设备、电网和其他设备造成负面影响，应该引起足够的重视。
因此，本文将讨论变频器高次谐波的产生及其对设备和系统的影响，并介绍抑制高次谐波的措施。
变频器高次谐波的产生变频器将交流电源转换成可调节的直流电源，然后通过逆变器将直流电源转换为可调节的交流电源。
然而，在逆变器输出的脉冲宽度调制 (PWM) 信号中，会产生频率高于基波频率的谐波。
这些谐波对设备和电网会产生不良影响，特别是在高功率和高速应用中。
变频器可能产生 5 至 40 倍于基波频率的高次谐波，这取决于 PWM 与逆变器拓扑、输出滤波器和负载的特性。
每个谐波序列可以进一步分为不同的模式，如交叉模式和共模模式。
高次谐波的不良影响高次谐波的存在将导致以下问题：1.会增加系统的噪声水平并降低通信系统的可靠性；2.在某些情况下，可能引起震动和噪声问题，从而影响系统的机械稳定性；3.可以降低电力传输系统的效率并导致能量损失；4.会纠缠和干扰其他电气设备，导致它们的失效。
因此，必须采取措施来抑制变频器产生的高次谐波。
抑制高次谐波的措施以下是抑制变频器高次谐波的措施：1. 增加输出滤波器适当的输出滤波器可以在一定程度上抑制高次谐波。
通常使用 LC 滤波器作为输出滤波器，可以削减高次谐波的幅值，最大限度地保护负载和电源。
需要注意的是，滤波器的设计需要考虑到负载的电流和逆变器的交叉模式与共模模式。
2. 采用多电平逆变器多电平逆变器是在逆变器输出增加多级电平的电源转换器。
这种拓扑结构可以有效地抑制高次谐波，使输出波形更接近正弦波，从而提高电气设备的运行效率和可靠性。
3. 采用多电平 PWM多电平 PWM 是一种抑制高次谐波的有效方法。
通过增加多个级联输出电平，可以有效消除谐波分量。
此外，使用多电平 PWM 还可以减小逆变器谐波产生的发热量，减少设备的故障率。
变频器产生谐波的危害及解决方法
变频器产生谐波的危害及解决方法摘要：在交流变频调速方式中，变频器作为一种频率可变的交流电动机驱动器，因其节能效果明显、精度高、运行可靠、维护简单等优点，已经广泛应用于电力、机械、工业、生活等各个领域中。
但变频器主要组成器件是电力电子元件，具有非线性特性及其冲击性用电工作方式，会产生大量谐波，严重干扰电力系统，所以变频器谐波问题日益引起人们的关注。
关键词：变频器；谐波；危害变频器控制的系统具备精度高，运行可靠、调节方便、维护简单、网络化等优点，使得变频器在交流调速领域中得到了很大的发展，已经广泛应用于电力、工业、生活等各个领域。
但变频器的高频基波，高次谐波对电网和其他设备带来的干扰问题亦倍受关注。
一、变频器谐波产生的原因谐波产生的根本原因是由于变频器本身的高频基波所产生。
将直流电通过斩波的方式得到一组脉冲宽度和频率可调的方波脉冲串。
脉冲串的功率包络线近视于正弦波的波形，而基波的实质还是方波脉冲。
而方波是由无限次奇次谐波组成的。
谐波是正弦波，谐波频率是基波频率的奇数倍。
影响最严重的是3次5次7次9次谐波。
从结构组成上变频器可分为直接变频和间接变频两大类。
目前应用较多的还是间接变频器。
间接变频器主电路为交-直-交结构，经三相桥式不可控整流成直流电压，经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可调的交流信号。
变频器就是利用这一原理将50Hz的工频交流电通过整流和逆变转换为频率可调的交流电源。
变频器输入部分为整流电路，输出部分为逆变电路，这些都是由电力电子非线性元件组成的，这些电力电子装置成为变频器最主要的谐波源。
因此在其开断过程中其输入端和输出端都会产生谐波。
二、谐波的危害一般来讲，变频器对容量相对较大的电力系统影响不很明显，而对容量小的系统，谐波产生的干扰就不可忽视，谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，给周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。
谐波污染对电力系统的危害严重性主要表现在：1、谐波对供电线路产生了附加谐波损耗。
变频器谐波抑制方法
变频器谐波抑制方法变频器是一种用于控制电动机转速的设备，能够改变电源频率，实现电机的速度调节。
然而，变频器在使用过程中会产生谐波，这些谐波会对电网和其他设备造成不良影响。
为了解决变频器谐波问题，人们提出了以下几种抑制谐波的方法。
1.有源滤波技术：有源滤波是一种通过在变频器输出端配置主动滤波器来消除谐波的方法。
主动滤波器通过监测变频器输出电流，产生等幅反向相位电流，以抵消谐波电流，实现谐波抑制。
这种方法可以有效地去除谐波，但成本较高。
2.无源滤波技术：无源滤波是一种通过电感、电容和电阻等元件构成的无源滤波器来消除谐波的方法。
无源滤波器能够通过选择不同的滤波器参数来抑制不同谐波频率，从而减少谐波对电源和其他设备的干扰。
这种方法成本较低，但只能抑制特定谐波频率。
3.直流耦合技术：直流耦合技术又称为谐波电流恢复技术，是一种将变频器输出电流通过电感等元件耦合到直流电路的技术。
直流电路通过整流滤波器将输出电流转化为直流电，然后再由逆变器将直流电转化为交流电，从而实现谐波电流的恢复。
这种方法可以有效地消除谐波，但对系统稳定性要求较高。
4.直接耦合技术：直接耦合技术是一种将变频器输出电压通过电容等元件耦合到电源网的技术。
电容通过对电流的调制和滤波，可以降低谐波电流对电网和其他设备的干扰。
这种方法成本较低，但对电容参数要求较高。
5.多电平逆变技术：多电平逆变技术是一种将变频器输出电压分解为多个不同电平的交流电压，从而抑制谐波的方法。
多电平逆变技术能够减少电压谐波含量，降低谐波对电网和其他设备的影响。
这种方法适用于大功率变频器，但成本较高。
6.软开关技术：软开关技术是一种利用电路元件的能量储存和释放特性，实现谐波抑制的方法。
软开关技术通过控制开关管的开关时间和频率，减少谐波电流的产生和传输，从而降低谐波对电网和其他设备的干扰。
这种方法成本适中，但对开关管的选择和控制要求较高。
总之，变频器谐波抑制方法有很多种，每种方法都有各自的优缺点，选择合适的方法需要考虑谐波频率、成本和实施难度等因素。
变频器使用中的谐波干扰及抑制方法
路 中， 输入 电流的波形 为不规则 的矩形波， 波形按傅立叶级数分
解 为 基 波 和各 次 谐 波 ， 中 的高 次 谐 波将 干 扰 输 入供 电系统 。 其 在
得 变频器在许多系统集成上程中不仅污染ｊ 厂供电系统 ，还直 二 接对 自动化＿ Ｔ程项 目干扰 ． 引起测控 系统失准失灵 ， 严重破坏大 系统 的稳定性 ， 甚至变频 器 自身受 到干扰 引发” 自举 ” 式的调速
时， 经三相桥路不可控整流成直流 电压信 号 ， 波电容滤波及 经滤 大功率晶体管开关元件逆变为频率 可变的交流信号：在整流回
电晕处理装置 常见故 障处理
谢亿居
摘要 介 绍 电晕 处理 装 置 主要 结 构 和 Ｘ作 原 理 ， － 以及 常 见 故 障 的处 理 方 法 电晕 处理 装 置 故障 处 理
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与输 出侧串接功率相 当的电抗器 ， 或安装谐 波滤波器 ， 滤波器的
组成必须是 Ｌ Ｃ型 ， 吸收谐波和增大 电源或负载 的阻抗 ， 到抑 达
析， 变频器的高次谐波 电流通过输 出回路电缆向外辐射 ， 传递到 信号电缆 ， 引起干扰。
未再发生。
（） １生产过程中装置多次 自停 ， 空气流量开关 故障灯亮 ？ 检查 空气流量开关感应方向和插入深度正常 ，调整开关 灵
敏度 ， 障 依 旧 ， 时短 接 开 关 ， 障 消 除 由于 风 门 全开 ， 故 临 故 风机
确认 电极间隙和接地碳刷均正常 ，检查电极 、电极绝缘嗣 板、 高压线 、 高压接线端 ， 发现 电极 ２ 绝缘 围板有黑色堆积物质 ，
试述PWM型变频控制的谐波抑制综合方法
制 装 置 之 一 ，其 不仅 仅 可 以 调 制 范 围宽 且 具 有 突 出的 节 能 效
果。 但 是 在 变频 的 过 程 中容 易 产 生谐 波 而造 成 无 谓 的 损 耗 ， 效 率反 而会 降低 ， 伴 随 产 生加 大 的噪 音 ， 最 大的 影 响 是 低 频 谐 波
会 影响 转 矩 的脉 动 进 而 形 成 转 速 的 脉 动 对 电动 机 的பைடு நூலகம் 稳 运 行
复杂的计算过程 而影响 了应用的范围。尤其是在低次谐波调
制的过程 中， 开 关 角度 过 多反 而 影响 了控 制 的 效 果 。不过 在 调
的分 布 有 直 接 影 响 。 在研 究 中发 现 输 出的 频 谱 存 在 谐 波 的 频 率是 相 对 固定 的 ， 其与ｆ 有直接的关 系， 其公式如下 ：
受到 了影 响 ， 从 而产 生低 频 控 制 不理 想 的情 况 影 响 电机 运行 。
（ ２ ） 高频段控制优 劣比较 ： Ｓ Ｈ Ｅ 的控制措施是在 高频段 的
变各 次 谐 波 的 幅值 。所 以根 据 实 际的 需要 ， 利 用 调 制 深 度 和 Ｎ
数大则计算时闸增加， 导致其收敛效果变差。 从而不能实现 自
动化 实 时控 制 ； 其 次 因为 开 关 次 数 的 影 响 ， 谐 波控 制 范 围 也 就
来 改 变 输 出的 电 压 、 频 率 以 及 高 次 谐 波 的 分 布 中心 是 可 行 的 ． 这 样 也 省 去 了复 杂 的分 析 过 程 。这 个 方 法在 应 用 中可 以 总 结 规律如下 ： 在调速时， 谐 波 频 谱 的分 布 中 心 与 载 波 频 率 直接 相
出 电压 的数 学模 型 来 求 解 开 关 的 角度 ，合 理 的选 择 开 关 的位
变频器谐波产生原因及其抑制方法的探讨
谐波频率是基波频率的整倍数 ， 根据法 国数学
家 傅立 叶 （ ． ｏｒ ｅ ）分 析 原理 证 明 ，任 何 重 复 Ｍ Ｆ ｕ ｉｒ
波形都可 以分解 为含有基波频率和一系列为基波
倍 数 的谐 波 的正 弦波 分量 。谐波 是正 弦波 ，每个 谐 波 都具有 不 同 的频 率 、幅度 与相 角 。谐波 可 以分为
ｓｐ ｒ ｓｎ ａｍ ｎｃｎｅ ｅｅｃ ｕｆｒ ａｄ ｕｐｅ ｉ ｈｒ ｏ ｉｉｔｆｒｎｅｓ ｔｏｗ ｒ． ｓ ｇ ｒ ｉｐ Ｋｅｗｏｄ： ｔ ｎｄｃｒ ａａｄｏ ａｍｏｉ ｓｐ ｒｓｉ ｙ ｒ ｓ ｒ ｓｕｅ；ｈｚｒ ｒ ｎｃ ｕｐｅｓ ｎ ａ ｆｈ ｔ ｏ
１ 前言
在工业调速传动领域中，与传统的机械调速相
关键词 ：变频器 谐波危害 抑制 中图分类号 ：＿ ７ ｒ ７ Ｎ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ —８ ２ （ ０ ６ ０ ． ０ ２ ０ ０ ３ ４ ６ ２ ０ ） ６０ ３ ． ５
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ａ ｅ ｎ ｕ ｐｒ ｓ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｆｔ ｅＴ ａ ｓ ｃ ｒ ｉＣ Ｓ ｏ ｎ Ｃ ＳＵ Ｓ ｓ ｕ ｓＯ ｕｓ ｓａ Ｓ ｐ ｅ ｓｏ ｔ ｏ ｌ ｏ ｒ ｎ ｄｕ ｅ ｄ Ｉ ｔ Ｉ ｓ Ｏ ｈ １
维普资讯
变频器谐波产生原 因及其抑制方法的探讨
刘德成 李传伟
（ 威海职 业学院 山东 ２４ １ ） ６ ２ ０
摘 要 ：变频器在工业生产 中的应用越来越Ｊ‘ ，其谐波 干扰 问题 日益 引起 人们的重视。本文主要介绍 了变频器 泛
谐波产 生的原因以及谐波 的危害 ，提 出了抑制谐波干扰 的实际解决方法 。
磁 式继 电器 与 感应 式 继 电器容 易误动 作 ，在谐 波 影 响下不 能有效 地起 到保 护 作 用 。晶体 管继 电器虽 有
变频器谐波产生原因与抑制方法的分析
变频器谐波产生原因与抑制方法的分析变频器（VFD）是一种用于控制电动机转速的装置，通过调整电源频率和电压来改变电机运行速度。
然而，变频器在使用过程中常常会产生谐波，导致电网负载不稳定，影响其他电气设备的正常运行。
本文将分析变频器谐波产生的原因，并介绍一些抑制谐波的方法。
1.变频器本身结构特点：变频器通过高频开关器件（如IGBT、MOSFET等）将直流电源转化为交流电源，在电流开关过程中会产生高频脉冲，这些脉冲会引起电压和电流的谐波。
2.非线性负载：变频器供电的电机通常是非线性负载，即电流与电压不成正比。
非线性负载会引起电流谐波的产生，进而导致电压谐波扩大。
3.电源系统结构：由于电源系统结构及其参数的限制，电源系统的阻抗不匹配可能导致变频器谐波产生。
例如，电容器、滤波器等元件的阻抗变化会引起电源谐波问题。
4.电源负载波动：当电源系统中的其他负载发生波动时，变频器的谐波也会受到影响。
电源负载波动会引起电压波动，进而导致变频器谐波的产生。
针对变频器谐波问题，可以采取以下几种抑制方法：1.安装滤波器：滤波器是一种能够滤除谐波信号的装置，通过调整滤波器的参数（如电容、电感等），可以有效地消除变频器产生的谐波。
2.采用三级变频器：三级变频器是一种设计更为复杂的变频器，通过增加线性输入级、非线性级和滤波级的结构，可以大大减小谐波的产生。
3.提高电压/电流质量监测和控制：通过使用高效的电源和电流控制技术，可以减小电压和电流的波动，从而减小谐波的产生。
4.加强电网监测和保护：定期检查电网的参数，确保电源系统的稳定运行，减小电压波动，从根本上减少变频器谐波产生。
5.优化变频器设计：改进变频器的硬件和软件设计，减小开关脉冲和非线性负载对谐波产生的影响。
总之，变频器谐波的产生主要是由于变频器本身结构特点、非线性负载、电源系统结构和电源负载波动等原因导致的。
为了抑制变频器谐波，可以采取安装滤波器、采用三级变频器、提高电压/电流质量监测和控制、加强电网监测和保护、优化变频器设计等方法。
变频器应用中的干扰抑制措施
变频器应用中的干扰抑制措施摘要：随着科学技术的高速发展,变频器以其节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中, 但是其运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。
因此本文介绍了变频器应用系统中干扰产生的来源及其传播途径, 提出了抗干扰的抑制措施。
关键词：变频器干扰抑制一、谐波干扰及其途径(1)谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。
(2)谐波可以通过电网传导到其他的用电器,影响了许多电器设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
(3)谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。
(4)谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护设置的误动作,使电器仪表计量不准确,甚至无法正常工作。
(5)电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱.一般来讲,变频器对电网容量大的系统影响不十分明显,这也就是谐波不被大多数用户重视的原因，但对系统容量小的系统, 谐波产生的干扰就不能忽视。
二、变频调速系统的主要电磁干扰源及途径电磁干扰也称电磁骚扰(emi),是外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通常是通过电路传导和以场的形式传播的. 变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。
另外,变频器的逆变器大多采用pwm技术,当其工作于开关模式并作高速切换时,产生大量耦合性噪声，因此,变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。
变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强。
其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分空间辐射干扰即电磁辐射干扰、耦合干扰,电源干扰，具体为: 电气设备、电子设备的高密度使用,使空间电磁波污染越来越严重,这些干扰源产生的辐射波频率范围广,且无规律. 空间辐射干扰以电磁感应的方式通过检测系统的壳体、导线等形成接收电路,造成对系统的干扰. 静电耦合干扰是指电路之间的寄生电容使系统内某一电路信号的变化影响其它电路,形成静电耦合干扰,只要电路中有尖峰信号和脉冲信号等频率高的信号存在,就有静电耦合干扰存在. 传导耦合干扰即系统的信号在传输过程中容易出现延时、变形并接收干扰信号,形成传导耦合干扰对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电动机铁耗和铜耗增加,并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其他设备;变频器对相邻的其他线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。
谐波治理方法
谐波治理方法
谐波治理的方法主要有以下几种：
1. 降低谐波源的产生：这是谐波治理的主要任务。
通过合理选择电力设备，尽可能选择低谐波的设备，可以降低谐波源的产生。
此外，采用谐波滤波器、有源滤波器等谐波抑制装置，可以将谐波源产生的谐波电流减少。
2. 优化负载结构：减少非线性负载的使用，也可以减少谐波的产生。
3. 增加滤波器：在可能产生谐波的设备或系统中增加滤波器，可以有效地滤除谐波，提高电源的品质。
4. 改善供电环境：通过改善供电环境，可以降低谐波对电力系统的影响。
例如，尽可能避免在电力系统附近使用大功率的电子设备，或者对电力系统进行隔离，以减少谐波的干扰。
5. 引入无功补偿装置：无功补偿装置可以对系统进行无功补偿，提高系统的功率因数，从而降低谐波对系统的影响。
以上是谐波治理的一些方法，根据不同的应用场景和实际情况，可以采取不同的方法进行治理。
变频器对配电系统的谐波污染及抑制措施
建是题．变频器对配电系统的谐波污染及抑制措施张乾业t范永强2李金广-(1．华北水利水电学院，河南郑州45001l；2．中原油田西南钻井公司，河南濮阳457001)睛要】为解决变频器对配电系统的谐波污染问题，本文分析了变频器谐波的产生机理和危害。
重点说明了用滤波器抑制谐波的方法，并耳通过实例验证，结果显示谐波电流和网压畸变率均达到G B／T14549--1993国家标准，给配电系统中的谐波抑制提供了参考。
房-罐词变频器；滤波器；谐波治理，，}i，?-??r?／?J_}。
／}1{?；、”、1j／1／i÷r，j-?，一／／7一j rt近年来，在电力系统配电网络中，～些大工业用户为提高生产效率和可靠性而广泛使用变频器等电力电子装置，使得与晶闸管相关设备的使用迅猛增长，由于变频器在输入回路中产生的高次谐波电流，对供电系统，负载及其他邻近电气设备产生干扰，谐波干扰问题尤为突出。
1变频器谐波的产生杌理根据国标<电能质量公用电网G B／T14549—9§的定义：谐波(分量)为对周期性交流分鸯进行傅立叶分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。
即谐波是—个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整倍数。
变频器由主回路(包括整流器、中间直流环节、逆变器)和控制回路组成，如图1所示。
外部输入380V／50H Z的工频电源经晶闸管三相桥路整流成直流，经电容器滤波后逆变为频率可变的交流电。
在整流回路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为基波和高次谐波，谐波次数通常为6N4-1【N为自然常数)。
如果电源侧电抗充分小、换流重叠u可以忽略，那么第K次高次谐波电流的有效值为基波电流的I／K，5次和7次谐波如图2所示。
图1变频器的基本构成／＼＼；l…厶。
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杉)。
√07‘∥1r—j7’＼／图2基波、5次和7次谐波市场上变频器都使用晶闸管等非线性电力电子元件，不管采用哪种整流方式，变频器从电网中吸取能量的方式都不是连续的正弦波，而是以脉动的断续方式向电网索取电流。
大功率变频装置抑制和消除谐波的措施及屏蔽方法
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对 ６ Ｖ传 动 系 统 而 言 应 为 ｄ／ ｔ ｋ ｕｄ＜
系统的影响， 评价标准有Ｉ Ｅ５９１９ Ｅ １—９２ Ｅ
和国标Ｇ ／ １ ５９９ 。具体讲 ，对６一 Ｂ Ｔ ４ ４ —３ ９ Ｖ以下供电电网而言 ，电压畸变限制 ｋ
８０ ５ ９０ ５ １ ０ ５ １ １ ５ Ｏ ２ １５ ０ ４ １ ５ ０ ５ １ ５ ０ ７ １ ５ ０ ８ ２ ５ ００
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电穗橇与 电气镶
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大功率变频装置抑制和 消除谐波的措施及屏蔽方法
周弘
关键词：变频装置 谐波 隔离
屏蔽 滤波 接地
周弘先生 上海三新 电气成套有限公司工程师。
关 ，当系统短路容 量大 ，系统电抗小 ， 系统电压畸变程度小。故大容量变流装
峰值之和不超过 ２５ 倍额定相电压。 ．１ 对
２３ Ｖ传动 系统 ，约为３３ ：对 ６ Ｖ ．ｋ ． ｋ ４Ｖ ｋ 传动系统 ，约为 ８７ Ｖ ．ｋ 。
三 增加整流装置所等效相数
抑制谐波有效办法之一是增加整流 所等效相数。它可完全或大部分地消除
表７ 示。 所 二 整流设备容量和 变频器输出电 压谐波对电机的影 系统短路容量的关系
４０ ２Ｏ １ ５ Ｏ６ ０３ ５Ｏ
般情况下 ，只要整流器有两台以
２ ＜。ｋ ５ ０１ ＜０ ／
５ ＜１／Ｌ ０ ｓ Ｉ ００ ｃ ＜１
７ ． ０
１ ００
３５ ．
４＋ ５
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４０
１ ０
变频器应用中的谐波干扰问题与抑制措施
控关断的全控式器件 （ Ｇ Ｔ等） 输 出波形才会 如Ｉ Ｂ ，
救稿日期： ０５ｌ一Ｏ ２０－１ ｌ 作者简介：葛秀盛 ，北京北亚 中秀 自动化设备有限公司。
关键词 ：变频器 ｔ谐波 ｔ产生 ｔ抑制措施
０ 引言
变 频调 速技 术是 集 自动 控制 、微 电子 、电力 电
子、 通讯等技术于一体的高科技技术。采用变频器 驱动 的电动机 系统因其调速、节能效果显著、调节 方便、维护简单 、网络化等特点，在各行各业获得 了广泛应用 ， 但它的非线性 、 冲击性的用电方式， 带 来的干扰问题也倍受人们的关注。在变频器的应用 过程中， 它的输入端和输 出端都会产生较大功率的 高次谐波， 输入端的谐波还会通过输入电源线影响 公 共 电网 。
谐 波 。谐波 定义 示意 图如 图 １ 所示 。
两者要在控制 电路上协调配合；（）用不控整流器 ２
整 流斩 波器变 压 ，用 逆变 器变 频 ，这种 变频 器 整流
２ 谐波的危害
一
环节用斩波器，用脉宽调压ｌ（）用不控整流器整 ３
流 ，用 Ｐ ＷＭ 逆 变器 变频 ，这 种变 频器 只有 采用 可
图 １ 谐波定义 示意图
系统其他设备的危害也是严重的，主要表现在 ： （） 供 电线路 产 生 了附加 损耗 。 １对 由于 集肤 效应 和邻近效应 ，使线路电阻随频率增加而提高， 造成 电能的浪费 ；由于 中性线正常时流过 电流很小，故 其导线较细 ，当大量的 ３ 次谐波流过中性线时 会 使导线过热、绝缘老化 、寿命缩短 以至损坏 。
（）采 用适 当的 电抗器 ，变频 器 的输入 侧功 率 ２
变频器的谐波及常用解决方法
变频器的谐波及常用解决方法摘要：随着变频器等电力电子装置的广泛使用，系统的电磁干扰（EMI）日益严重，相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。
本文从谐波的概念入手，结合变频器内部相关知识，分析谐波的产生及其危害，并在此基础上结合本人多年工作实践提出抑制谐波的几种常用方法。
关键词：变频器；谐波；抑制；干扰由于变频器逆变电路的开关特性，对于其供电电源形成了一个典型的非线性负载，变频器输出侧电压、电流、非正弦或非完全正弦波含有丰富的谐波。
由于变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变，结果是在输入输出回路产生电流高次谐波，干扰供电系统、负载及其它邻近电气设备。
1 谐波的含义谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致，当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。
谐波频率是基波频率的整数倍。
2 变频器谐波产生机理变频器的主电路一般为交-直-交组成，外部输入380V／50Hz的工频电源经三相桥式不可控整流成直流电压信号，经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。
输入侧产生谐波机理：在整流回路中，输出电压，电流都将产生因其非线性引起的谐波。
以三相桥式整流回路为例，交流电网电压为正弦波，交流输入电流的波形为矩形波，对于此方波，按傅立叶级数可分解为基波和各次谐波，通常含有6x+1(x=l，2，3…．)次谐波。
其中的高次谐波将干扰输入供电系统，单个基波和几个高次谐波组合在一起称作畸波。
输出侧产生谐波机理：在逆变输出回路中，输出电压和电流均有谐波。
对于PWM控制的变频器，只要是电压型变频器，不管是何种PWM控制，其输出电压波形为矩形波。
其中谐波频率的高低是与变频器调制频率有关，调制频率低(如1～2KHz)，人耳听得见高次谐波频率产生的电磁噪声(尖叫声)。
若调制频率高(如IGBT变频器可达20KHz)，人耳听不见，但高频信号是客观存在。
从电压方波及电流正弦锯齿波，用傅立叶级数不难分析出各次谐波的含量。
变频空调电流谐波抑制方案
变频空调电流谐波抑制方案谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不成线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。
例如：在只含线性元件电阻、电感及电容的简单电路里，流过的电流与施加电压成正比。
所以如果所加电源电压是正弦的话，流过的电流就是正弦的。
应当指出：在有电感、电容等无功元件的场合，在电压与电流波形间有一相位移，功率因数低了，但线路仍然是线性的，只有在电流电压超过存储电容器上存在的电压，亦即接近正弦波电压峰值附近时电流才流通。
在空调变频控制系统中，220 VAC的交流电源经过整流桥整流、大功率晶体管逆变，结果是在输入输出回路产生电流高次谐波。
电流谐波可造成电网电压的严重畸变；电缆电线过热，绝缘老化加速，损坏并导致线间短路和接地故障并引起电器火灾和人身电击事故；补偿功率因数的电容器过热，易损坏，寿命短；系统的功率因数降低等危害。
1 解决方案根据我国CCC认证的要求，空调器需通过CCC认证。
对变频空调器而言，EMC中的连续干扰电压、断续干扰电压、干扰功率、谐波四项试验被认定为家用空调器必须通过的项目。
对连续干扰电压、断续干扰电压、干扰功率（依据标准GB4343-1995）这三项试验，在电源端加相应的电源滤波器和信号线等地方加相应的磁环等措施即可通过，而要通过电流谐波（依据标准GB17625、1-1998）就不那么容易，需加功率因素校正电路（即PFC电路），经过与空调的匹配及试验。
采用功率因素的校正技术，可将较低的功率因素（0.85-0.90）提高到较高的功率因素（0.95-0.99）。
为了解决电流谐波问题，本文将针对变频空调器如何通过电流谐波指标进行一些介绍，可采用以下介绍的3种方案：1.1 无源滤波方案：此方案通过在原有电路上增加LC电路（见图1），利用电感的蓄流以及二极管的单向导通特性使电流提前导通来抑制电流谐波的产生。
1.1.1 工作原理简介由图1、图2（a）/(b)可知，当220VAC电源经过全波整流后，脉动直流电在0-π/2区间内给电容C1充电，同时当电压值u0小于u2（u2为电解电容C2处电压）时，由于二极管D1的单向导通性，回路D1-L2-C2并没有电流流过，当u0逐渐升至u2时，D1开始导通，电解电容C2开始充电，在-π区间内，由于电源电压开始下降，交流电容C1开始放电，同时电解电容C2也开始放电，C1原“正极”电压下降，“负极”电压上升，最终“正负极”交换，需要注意的是C1放电结束后，靠近L1处的电压依然比较高，而且因为二极管D1的存在，保证了C1右边相对于左边有一个正向电压。
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变频器谐波抑制方法
对小容量的通用变频器，高次谐波很少成为问题，但当使用的变频器容量大或数量多时，往往就会产生高次谐波电流和高次谐波干扰问题，因此对于高次谐波先采取适当的对策和预防措施是非常重要的。
1. 改善变频器结构
可以从变频器自身硬件结构或者整个变频系统的构建方式和设备选择等方面考虑，从根本上减少变频系统注入电网的谐波、无功等污染。
(1) 变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独立，或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器;
(2) 在整流环节采用多重化技术，提高脉波数，可以有效地提高特征谐波次数，降低特征谐波幅值。
对于大容量晶闸管变频器可以采取这种方法，利用多重化抑制流向电源侧的高次谐波;
(3) 采用高频整流电路，改善整流波形，提高功率因数，直流电压可调节;
(4) 逆变环节采用高开关频率高的电力电子器件，如MOSFET，IGBT等，可以提高载波频率比，抑制变频器输出端的高频谐波。
(5) 在逆变环节采用多重化技术，提高脉波数，使输出的电流电压波形更加接近正弦波。
但重数越多电路越复杂，可靠性会随之降低，三重化电路可以兼顾输出波形质量和设备可靠性，较理想。
2. 采用合适的控制策略
从变频器控制器这一点出发，可采用更合适的控制策略或者在原来的控制策略基础上作点优化和改进，原理上更大限度地减少谐波的产生。
以实际应用中常用的正弦脉宽调制法(SPWM)法和特定消谐法(SHE)法为例。
根据SPWM基本理论，当调制波频率为fr，载波频率为fc，载波频率比N=fc/fr，单极性SPWM控制在输出电压中产生N-3次以上的谐波，双极性SPWM控制在输出电压中产生N-2次以上的谐波。
比如，N=25，采用单极性SPWM控制，低于22次的谐波全被消除，采用双极性SPWM控制，低于23次的谐波全被消除。
但输出电压频率较高的时候，由于受到元件开关频率的限制，N值不可能大，SPWM 控制的优势就不太明显了，这个时候选择SHE法可以在开关次数相等的情况下输出质量较高的电压、电流，降低了对输入、输出滤波器的要求。
3.采取滤波电路
在变频器外部采取措施，综合考虑变频器注入电网的特征谐波以及个别变频器的特有非特征谐波特性，制订滤波方案对污染源进行治理。
也即通常说的先污染，后治理。
只用滤波器效果并不理想，与上述二类方法配合作用更见效。
(1) 若变频器输入侧没有装设专用变压器，可在输入侧接入交流电抗器(ACL)使整流阻抗增大，抑制高次谐波电流。
(2) 在变频器和电网系统间的电力回路中使用交流滤波器。
交流滤波器有调谐滤波器和二次型滤波器，调谐滤波器用于单次谐波的吸收，而二次型滤波器则适用于多个高次谐波的吸收，一般两者组合使用，消除某个单次谐波同时滤除某次及以上的谐波。
(3) 在变频器输出端加LC滤波器可以滤除变频器输出的高次谐波，且可以延长PWM 的上升沿，减小dV/dt，从而抑制变频输出过电压。
如果采用LC滤波器接外壳，还可以滤除变频器输出的零序分量，避免零序电压经定子绕组与定、转子边的寄生电容产生的电流对电机等设备造成损失。