变频器运行过程中存在的谐波问题
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。
变频器谐波治理方案
变频器谐波治理方案变频器是现代电力传动系统中的核心，其优点包括高效率、低噪声、易于控制和维护。
然而，变频器也会产生谐波，这会给电力系统带来一些问题，如加剧电网电压畸变、损坏设备等。
因此，需要制定一些变频器谐波治理方案来解决这些问题。
第一种谐波治理方案是使用谐波滤波器。
这种方法是通过添加一个LC谐波滤波器来滤除变频器产生的谐波。
通过选用合适的谐波滤波器，可以有效地减少电网的谐波含量，从而达到谐波治理的目的。
然而，谐波滤波器的成本较高，其安装和调试也相对复杂，需要专业的工程师来完成。
第二种谐波治理方案是使用变频器自带的谐波控制技术。
现代变频器通常都具有谐波控制技术，可以通过自带的谐波控制回路来降低谐波含量。
这种方法不需要额外的滤波器，可以减少成本和安装难度。
但需要注意的是，这种方法只适用于小功率的变频器，对于大功率的变频器，谐波控制技术并不是非常有效。
第三种谐波治理方案是使用多电平变频器。
多电平变频器通过使用多级电路来减少谐波含量。
这种方法可以有效地降低谐波含量，并且具有较低的电磁干扰和噪声。
然而，多电平变频器的成本和体积都相对较大，需要更高的设计和维护技术。
第四种谐波治理方案是采用无谐波变频器。
无谐波变频器通过使用原理与多电平变频器相似的PWM调制技术来消除谐波。
这种方法可以有效地消除谐波含量，并且不需要使用谐波滤波器或谐波控制技术。
但需要注意的是，无谐波变频器通常成本较高。
综上所述，针对变频器产生的谐波问题，我们有多种谐波治理方案可供选择。
具体选用哪种方案需要根据不同的应用场合和需求综合考虑。
无论选择何种方法，都需要确保谐波含量在电网允许范围内，并且满足国家相关标准和法规的要求。
变频器谐波问题干扰范围及处理方法
变频器常见谐波问题以及解决方法变频器常见谐波问题以及解决方法在现代化港口、矿井、运输港的建设中，变频软启动渐渐替代机械软启动，如常规液力耦合器，CST液力软启动，成为市场主流，其主要原因为可控性高，精度强。
变频器在使用过程中也会相应的出现自己的问题，重点介绍下在现场安装中变频器谐波问题以及处理办法。
就矿井使用的变频器而言，非下运皮带大都使用二象限的，因不需要对电网进行电能反馈，下运皮带在运行以后对电网进行电能反馈，既逆向输送电力，而非使用电力，四象限变频器就是除了正反转外还能控制，实现能量反馈回电网的变频器。
2象限指的就是普通的控制速度的变频器。
内部除了控制方式不同外，硬件方面主要就是4个象限变频器整流和逆变电路都使用可双向导通的半导体元件，一般是IGBT。
而2象限的整流部分一般是晶闸管或二极管。
而就谐波问题而言，问题重点出现在四象限变频器，因产生的奇数次谐波较强，且干扰问题严重，频器正常工作中，由于变频器高次谐波的影响引发控制电路发生串联谐振，造成系统电源故障，就功率等级而言，75KW以上四象限变频器因考虑进行谐波治理，而二象限变频功率在100KW以下可以进行常规处理即可。
在变频器使用过程中，经常出现误指示、乱码等情况;变频器停止工作时系统完全恢复正常。
很明显这是由于变频器高次谐波分量对电源的干扰造成的，通常，对此最为行之有效的办法就是对控制电路的供电电源加装电源滤波器。
在加装市售的通用电源滤波器后，系统恢复了正常，但是随之又有新的问题出现了，控制电路中的熔断器频繁熔断。
停电后对电路进行检查，经现场详细观察发现，在系统逐渐升速过程中，变频器运行输出在某个频段之间时频繁发生短路故障。
而且，将变频器的负载(电动机)断开后，该故障现象仍频繁出现，在去掉电源滤波器后该故障消失。
因此，首先对该滤波器进行了检查，拆开后发现滤波器采用的是常见的π型滤波。
检查发现电源滤波器本身没有任何故障，进一步分析变频器的工作原理可知，在交-直-交型变频器中，电网通过三相整流桥给变频器供电，供电电流利用傅立叶级数可以分解为包含基波和6K±1次谐波(K=1，2，3…)分量等一系列谐波分量，谐波含量随进线电抗和和直流滤波电抗的电感量增加而减少。
变频器频率低时谐波大的原因
变频器频率低时谐波大的原因
变频器是现代工业生产中常用的一种电力调节设备，在调节功率、转速等方面具有很好的效果。
然而，在实际应用中，往往会发现变频器在低频率下会出现谐波大的问题，这给生产带来了一系列的困扰。
那么，为什么变频器频率低时谐波大呢？下面就来一一探讨。
我们需要了解什么是谐波。
在电力系统中，谐波是指电压或电流的非正弦波形成分。
由于电力负载的非线性特性，电流会发生畸变，进而形成谐波。
变频器在工作时，由于其调节电压、电流的方式，同样会引起电流的畸变，从而形成谐波。
我们需要了解变频器的工作原理。
变频器是通过将交流电源变成直流电源，再通过逆变器将直流电源转换成交流电源，从而实现调节电机转速的目的。
在逆变器的工作过程中，变频器会将直流电源进行调制，使其形成与所需输出电压频率相同的波形。
然而，在低频率下，变频器输出的电流会发生畸变，产生谐波。
我们需要了解谐波对生产的影响。
谐波会引起线路电压的波动，导致电机的转速不稳定，甚至出现抖动、噪声等问题。
这些问题会影响生产的稳定性和效率，甚至对设备造成损坏。
我们需要了解如何解决变频器频率低时谐波大的问题。
一种解决方案是采用谐波滤波器。
谐波滤波器是一种用于滤除谐波的装置，可以有效地减少谐波对电路的干扰。
另外，还可以采用多电平逆变器、
多电平PWM等技术来减少谐波的产生。
变频器在低频率下会出现谐波大的问题，主要是由于电流的畸变引起的。
这种问题会给生产带来很大的困扰，需要采取相应的解决方案来降低谐波的影响。
变频器带来的谐振问题
变频器带来的谐振问题主要包括以下几个方面：
1.机械谐振：当变频器运行到某个频段或频率时，输出的频率与
电动机固有的频率形成邻频或者是倍频关系，从而导致机械谐
振。
2.电磁谐振：由于变频器输出电压和电流含有高次谐波，特别是
当输出电压波形为矩形波时，其包含的谐波分量更多，所以可
能会引起电磁谐振。
3.变频器或变频器参数设置不合适：如果变频器的输出扭矩不适
当，或者是输出端三相不平衡，都可能引发电动机的振动问题。
4.电动机问题：电动机的品质问题或者未固定好也可能导致振动。
针对这些谐振问题，可以采取多种措施进行解决，例如更换更大电流的空气开关、检查谐振系统回路是否短路、检查分压器的信号线通断、检查每一只电抗器的通断、检查励磁变压器的高低压线圈的通断、检查分压器的高低压电容臂的通断、装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器的通断等。
变频器的谐波干扰与抑制及参数设定
变频器的谐波干扰与抑制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、负载及其他邻近电气设备。
在实际使用过程中，经常遇到变频器谐波干扰问题，下面简单介绍谐波产生的机理、传播途径及有效抑制干扰的方法。
1．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路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。
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各次谐波，其中的高次谐波将干扰输入供电系统。
在逆变输出回路中，输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形，对于GTR大功率逆变元件，其PWM的载波频率为2～3kHz，而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。
同样，输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波，而高次谐波电流对负载直接干扰。
另外高次谐波电流还通过电缆向空间辐射，干扰邻近电气设备。
2．抑制谐波干扰常用的方法谐波的传播途径是传导和辐射，解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离；解决辐射干扰就是对辐射源或被干扰的线路进行屏蔽。
具体常用方法：(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，切断谐波电流。
(2)在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器，或安装谐波滤波器，滤波器的组成必须是LC型，吸收谐波和增大电源或负载的阻抗，达到抑制谐波的目的。
(3)电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并与其他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设，避免辐射干扰。
(4)信号线采用屏蔽线，且布线时与变频器主回路控制线错开一定距离(至少20cm以上)，切断辐射干扰。
(5)变频器使用专用接地线，且用粗短线接地，邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开，使用短线。
高压变频器的高次谐波问题与解决方案
高压变频器的高次谐波问题与解决方案随着经济起飞，工业设备越来越多，工业变频器也逐渐成为主导的调速方式，它使用时发出的高频信号吸引着众多工程师的注意。
但是，变频器的高次谐波的关系却让人相当困惑，近年来，高次谐波现象已经成为企业生产设备安装、运行及其它运行部分的一个重要话题。
本文即围绕高压变频器的高次谐波问题及其解决方案展开讨论。
首先，需要认识高次谐波的概念。
谐波是一种由正弦波发出的共振波，按频率高低可以分为低次谐波、中次谐波和高次谐波。
高次谐波是指频率较高，且频率比基波（即50HZ或60HZ）数倍的波。
比如，两个基波的倍数相乘，则结果就是一个高次谐波波形。
由于高次谐波的幅值很高，会造成设备运行故障、用电质量变差，以及电器电气设备烧损等。
高次谐波产生的原因主要有以下几个：一是变频器内部存在过载，利用符号表可以确定变频器是否安装过载。
二是变频器调速电容设置不当，当设置不当时，调速电容容量过大会降低调速器的切换变声器性能，也会产生谐波。
三是变频器外壳散热不利，变频器的外壳散热不当可能会降低变频器的功率，并产生高次谐波。
要解决高压变频器的高次谐波问题，应当采取以下措施：一是确保变频器环境利于散热，以防止变频器功率下降。
二是正确设置变频器调速电容，电容容量要与变频器负载保持一致，减少交变干扰，以防止变频器调速电容产生高次谐波。
三是调整变频器输入电压，确保变频器瞬态电压稳定。
四是安装高压变频器的电滤波器，有效减少高压变频器的极性电磁干扰。
高压变频器的高次谐波问题对企业的生产环境造成了不利影响，需要积极采取措施进行解决。
根据高次谐波产生的原因，采取严格的措施来保证散热环境，并调整调速电容以及输入电压等，都有助于解决高压变频器的高次谐波问题。
虽然安装电滤波器可以降低变频器的极性电磁干扰，但是，要想有效解决高压变频器的高次谐波问题，还需要深入研究各种谐波产生的原因，结合实际情况，积极采取正确的解决措施。
总而言之，高压变频器的高次谐波问题是一个必须重视和解决的问题，企业应当积极采取措施，确保变频器环境利于散热，调整调速电容、输入电压，安装电滤波器，有效降低高次谐波波形的幅值，保障变频器的正常运行。
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。
通用变频器应用中的谐波问题及其应对措施
２１ ０ ２年 第 ７期
杜 文蛟 ： 用 变频 器应 用 中的谐 波 问题 及其应 对措 施 通
５ ３
变频 器输 入侧 安装滤 波器 ， 了具有 减少 电源 谐 除
备。 当系统 中的变频 器是 以三相 六脉 动全 波整流 为 主 时 ， 果谐 波次 数 为 Ｋ＝ Ｎ＋ （ 为 自然 常数 ） 谐 波 如 ６ ＿ Ｎ Ｉ ， 以 ５ ７次为 主 ， 、 通常 采用并 联式 ５次 和 ７次 单调 谐 波
滤 波器 ； 当系 统 中的变频器 主要 用于三 相 四线 中 的单
图 １ 补 偿 电容 器 投入 时 的 电压 畸 变
Ｆ ｇ ｒ Ｖｏ ｔ ｇ ｉｔ ｒ ｉ ｎ ｉ ｏ ｉｕ ｅ１ ｌ ｅ ｄ ｓ ｏ ｔ ｎ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｒ ａ ｏ ｅ ｓ ｔｎ ａ ａ ｉｏ
２ ）电 网中大容 量 的换 流 、变 频器 等设 备投 入运
相 电路时 ， 波 以相序 为 零 的 ３次 谐波 为 主 ， 该 安 谐 应
电 容 皿
装 并联式 ３次 谐波滤 波器 。
对变 频器 配 套使 用 的 谐波 滤 波 器有 以下几 项 要 求 ： 无功补 偿 。 ① 由于谐 波 的影响 ， 变频 器 的功率 因数 低 不是 由电流滞后 电压造 成 的 ， 因此 不能 补偿 超前 无
第 ７期 总 第 ２ ７期 １
２１ ０ ２年 ７月
农 业 科 技 与 装 备
ｃ ｌｕ ａ ｃｅ ｃ ＆ Ｔｅ ｈｎ ｌ ￣ ｕ ｔ ｒｌ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏｏ ａ ｕｉ ｅ ｎｄ ＥＱ ｐｍ ｎｔ
Ｎｏ７Ｔ ｔ ．１ ． Ｏａ ＮＯ２ ７ ｌ
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通 用变 频 器应 用 中的谐 波 问题及 其应 对 措 施
变频器的谐波危害及解决方法
变频器的谐波危害及解决方法摘要：在电力部门，和谐风险是该国糖业必须解决的问题之一，以填补传统和谐管理的技术空白。
特别是，中国加入世贸组织后，电力供应标准正式被国际电工法规的IEC标准所取代，电力设计总体上与发达国家一致，因此制糖业今后将不得不根据证据解决谐波问题关键词：变频器；非线性；谐波危害；解决方法引言随着氧化铝厂生产工艺的改进，变频器已成为生产工艺的基本设备。
由于转炉技术的改进、价格的降低和能耗的降低，氧化铝厂从以前使用的几十个单位变为数万个单位，从而在减少氧化铝配送系统的谐波污染方面带来了好处，并引进了范围广泛的转炉、颗粒剂添加谐波抗原和滤波器可以提高电网质量，降低谐波电流，补偿无功功率，提高功率因数，大大降低变压器、电机和输电线路额外热损失，提高电气设备利用率。
1变频器原理及其谐波的产生变频器是工业速度领域最常用的设备之一，目前广泛应用于企业。
众所周知，发动机速度和供电频率是线性的。
变频器采用此原理将50hz频率电源转换为交流电源，并通过校正和反转来调整频率方向。
变频器的输入输出是由非线性源组成的整流电路，在切断过程中，输出端和输入端均产生较高的谐波。
变频器上的谐波也会通过输入电源线影响公共网络。
2变频器谐波危害2.1变压器过热，电缆过热电流通过导体时产生的热量与电流频率的平方成正比。
谐波电流频率是基波频率的n倍，因此谐波电流通过导体产生大量热量。
谐波电流增加变压器铜消耗，引起局部过热、噪声增大、线圈热增加等。
这些高温可降低变压器的使用寿命，防止变压器以额定功率运行，或迫使变压器承受更多热量。
电缆必须以旧的电机控制方式切换到变频调速柜，并且必须考虑到导致电缆过热的其他谐波电流。
2.2电机绝缘损坏，电机轴承表面凹凸不平变频器发出的驱动电压通过电缆传送给电机。
电缆越长，电机任一端产生过载的可能性就越大。
过电压添加到电动机定子线圈中，引起线圈上的过压冲击，频繁的过压冲击可能损坏电动机线圈的绝缘，低功率电动机更容易受到绝缘冲击。
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 ，
低压变频器输入谐波消除方法
低压变频器输入谐波消除方法低压变频器是工业领域中常用的电力设备，用于调节电机转速和负载运行状态。
然而，低压变频器在实际运行过程中会产生输入谐波，对电力系统和设备产生一定的负面影响。
因此，如何有效地消除低压变频器输入谐波成为了一个重要的问题。
低压变频器输入谐波主要包括电流谐波和电压谐波两种。
电流谐波会造成电力系统中的电压失真、潮流失真、功率因数下降等问题，同时也会对电机设备产生热损耗、振动和噪声等不良影响。
电压谐波则会对其它电力设备产生干扰。
针对低压变频器输入谐波问题，可以采取以下方法进行消除：1.滤波器：可以在变频器的输入端或输出端安装滤波器来消除谐波。
滤波器能够有效地滤除电流和电压谐波，提高电力系统的稳定性。
2.架空变压器：安装架空变压器可以降低变频器对电力系统的谐波干扰。
架空变压器具有较大的电感和容性，可以吸收变频器谐波产生的无功功率。
3.串联阻抗：在低压变频器输入端串联电抗器或电感器，形成阻抗补偿。
这样可以提高电路阻抗，减小谐波电流。
4.并联电容：在低压变频器输入端并联电容器，形成并联谐振。
电容器能够提供谐波电流的路径，减小峰值瞬时电压。
5.使用变频器：选择品质较好的低压变频器，其内部电路设计合理，输出谐波较小。
同时，在使用过程中合理设置变频器参数，减小谐波生成。
6.整体设计：低压变频器的输入谐波问题在设计阶段就要考虑，可以进行系统整体设计，包括电源配置、线路布置、地线接地等方面。
合理设计能够提高低压变频器的稳定性和抗干扰能力。
除了上述方法，还可以根据具体情况采取一些定制化的解决方案。
例如，添加电抗器、电容器或滤波器模块，进行系统改造和优化。
在消除低压变频器输入谐波过程中，需要考虑电流和电压的相位、频率、幅值等因素，确保消除谐波的效果。
综上所述，低压变频器输入谐波的消除方法包括滤波器、架空变压器、串联阻抗、并联电容、使用合适的变频器、整体设计等。
这些方法可综合使用，根据实际情况选择合适的方法进行消除。
变频器谐波治理
变频器谐波治理一、引言随着工业自动化的不断发展，变频器作为一种重要的电力调节设备，已经广泛应用于各个领域。
然而，变频器在工作过程中会产生大量谐波污染，给电网和其他电气设备带来严重的影响。
因此，对于变频器谐波治理问题的研究和解决具有重要意义。
二、变频器谐波产生原因1. 变频器工作原理变频器是通过将交流电转换为直流电再通过逆变器将直流电转换为交流电实现对三相异步电动机的控制。
在这个过程中，逆变器输出的交流信号是由直流信号经过PWM（脉宽调制）技术转换而来的。
而PWM技术会产生高频谐波信号。
2. 变频器内部元件在变频器内部，存在大量的半导体元件和滤波元件。
这些元件在工作时也会产生谐波信号。
三、变频器谐波对电力系统和其他设备造成的影响1. 对电力系统造成的影响（1）降低功率因数：由于谐波信号包含有大量的高次谐波，这些高次谐波会导致电流和电压的相位差增大，从而降低了功率因数。
（2）增加损耗：谐波信号会导致变压器、电缆、电机等设备中的损耗增加，从而影响设备的寿命。
（3）造成电网振荡：谐波信号还会引起电网共振，产生振荡。
2. 对其他设备造成的影响（1）降低设备效率：谐波信号会对其他设备产生干扰，从而降低了其效率。
（2）导致故障：谐波信号还可能导致其他设备出现故障。
四、变频器谐波治理方法1. 滤波器法滤波器法是目前最常用的一种变频器谐波治理方法。
它通过在变频器输出端添加滤波器来滤除高次谐波。
根据不同的滤波方式，可以将其分为被动滤波和主动滤波两种。
2. 多级变频技术多级变频技术是一种新兴的变频器谐波治理方法。
它通过将单级逆变器改为多级逆变器，从而减小了逆变器输出的谐波信号。
3. 谐波抑制变频器谐波抑制变频器是一种新型的变频器谐波治理设备。
它通过在逆变器中添加额外的电路，从而实现对谐波信号的抑制。
4. 电网侧滤波法电网侧滤波法是一种将滤波器放置在电网侧而不是变频器输出端的方法。
它可以有效地减小电网共振和其他电气设备受到的干扰。
变频器的谐波危害与控制方法
变频器的谐波危害与控制方法变频器（变频调速器）是一种将电能进行转换，并通过调整电频、电压和电流来控制电机转速和负载的设备。
它在工业生产中被广泛应用，但同时也会带来一些谐波危害。
本文将详细介绍变频器的谐波危害及其控制方法。
现代工业中，变频器广泛应用于电机控制系统，其原理是通过改变电源电压的频率，从而控制电机的转速和负载。
然而，变频器会引起谐波现象，主要包括电流谐波和电压谐波。
1.电流谐波变频器工作时，电源输入端的电流是非正弦波形，会产生大量的谐波电流。
这些谐波电流会对电网及相关设备造成一定的危害，如电网负载能力降低、导线和电缆温升、电气设备运行不稳定等。
2.电压谐波电源输入端的电压也会受到变频器的影响而引起谐波。
这些谐波电压除了对电网和设备产生类似电流谐波的危害外，还可能对变频器本身产生不利影响，如增加电容器的损耗、降低变频器的效率等。
二、变频器谐波危害的影响谐波电流和电压对电网和设备可能造成以下主要影响：1.电网负载能力下降谐波电流引起电网额定电流的损耗，导致电网传输能力减少。
这会对电网的稳定性和可靠性产生负面影响。
2.导线和电缆温升谐波电流会导致电缆和导线的温度升高，可能造成电缆绝缘老化、熔断器跳闸等故障。
3.电气设备运行不稳定由于谐波电流和电压的存在，电气设备可能出现运行不稳定、增加的机械振动和噪音等问题。
4.变频器本身故障谐波电流和电压对变频器本身也会产生负面影响，增加电容器的损耗、降低变频器的效率以及频率器件损坏等。
三、变频器谐波危害的控制方法为了减小变频器谐波危害的影响，以下是一些常用的控制方法：1.滤波器安装滤波器可以有效地减少谐波电流和电压，提高电网的负载能力并减少整个系统的谐波污染。
滤波器可以分为有源滤波器和无源滤波器两种。
-有源滤波器是通过控制电流和电压来实现谐波补偿，它具有快速响应、高精度等优点，但成本较高。
-无源滤波器则是通过LC谐振电路来抑制谐波，它成本较低，但在稳定性和补偿效果方面有一定的局限性。
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变频器是一种用于调节交流电源的电器设备。
它广泛应用于工业生产、电力系统、医疗设备和家居电器等领域。
然而，变频器工作时会产生谐波，给电网稳定性和设备运行带来一些问题，因此需要采取一些常用的解决方法。
首先，我们先来了解一下变频器产生的主要谐波类型。
主要谐波有三种类型：整流谐波、逆变谐波和直流谐波。
整流谐波是由于电网被电源单相或三相晶闸管整流电源所供给而产生的，逆变谐波是由于变频器输出电压采用高频脉冲宽度调制技术而产生的，直流谐波是由于变频器直流电源引起的。
这些谐波会导致电网电压畸变、电流畸变和设备损坏等问题。
针对这些问题，以下是一些常用的变频器谐波处理方法：1.加装谐波滤波器：谐波滤波器是一种能够抑制谐波电流的装置。
它按照电网谐波谐波的类型进行设计，能够有效减少谐波对电网的影响，提高电网的稳定性。
谐波滤波器通常分为有源滤波器和无源滤波器两种。
有源滤波器是通过电子元器件对谐波进行补偿和降低，而无源滤波器则是通过电感、电容和电阻等被动元件来吸收谐波。
2.采用多电平逆变器：多电平逆变器可以减少逆变输出电压的谐波含量。
它使用多个电平的开关器件来产生逆变输出电压，以减少逆变谐波的产生。
多电平逆变器可以提高变频器的输出电压质量，减少对电网和设备的影响。
3.使用变压器/电抗器：变频器前、后或中间加装变压器或电抗器可以减少电网电压和电流的谐波。
变频器输入端加装变压器可以降低电网电压的谐波含量，而变频器输出端加装电抗器可以限制谐波电流的流动。
这种方法在一些对电网稳定性要求较高的场合中比较常见。
4.优化系统设计：对变频器系统进行优化设计也是减少谐波的有效方法。
例如，减小谐波电流传输路径的电感，优化谐波电流的流动路径，减小电缆长度和截面积，优化系统的接地方式等。
这些优化措施可以减少电流流动时的电阻和电感损耗，降低谐波电流的大小。
综上所述，变频器产生的谐波问题可以通过加装谐波滤波器、使用多电平逆变器、采用变压器/电抗器以及优化系统设计等方式得到解决。
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
变频器运行中谐波的危害及治理方法
的工作原理决定 了它会产生一定的电磁干扰噪声 ， 同
时为了保证变频 器 能在 一定 的 电磁环 境 中正 常工 作 ，
在设 计时 ， 须具 有一 定抗 电磁 干扰 能力 。变频 器 它必 系统工作 时 ， 点主要 表现在 以下几 个方面 。 其特
（） ２ 谐波影响各种 电气设备 的正常工作。对发
关键词 ： 变频 器； 波危害 ；ＭＣ； 谐 Ｅ 治理方 法
中 图分 类 号 ：Ｎ ７ Ｔ ７３ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ５２ １ （ ｏ８ ０ －０ ８ｏ １０ －５ ８ ２ ０ ）６０５ －２
在工业调速传动领域中， 与传统的机械调速相比，
用变频器调速有诸 多优点 ， 以应 用非 常广泛 ； 由于 所 但
山东黄金集团三山岛金矿 ， 山东 莱 州 ２ １４ ６４２
摘 要： 从谐 波的概念及 变频器 的 Ｅ ＭＣ特点入手 ， 分析讨 论变频器在工业调速传 动领域 中应 用所产生 的危 害 ， 此基础上提 出 在
治理 变频器 高次谐波的常用方法 ， 于变频 器调速技术的推广及 高效应用。 有助
蓬金 刮学 杖套
张凯等： 频器 变 运行过程中 存在的 缺点及解决措施
５ ９
（ ） 出 电压 为 高频 Ｐ ２输 ＭＷ 波 ， 会 影 响 电机 温 它
变压器处独立供 电， 一般采用 ５芯线 ， 严禁零线和地
线共 用 一根 线 。 ．
升， 降低 电机使用寿命 ， 漏电流会加大 ， 使线路 的漏电 保 护装 置误 动作 ， 时对 外 形 成 很 强 的 电磁 干 扰 ， 同 影 响同一系统 中其它用电设备的可靠性 。 （） ３ 作为 电磁接收器 ， 强的外来 干扰 ， 使变 过 会
变频器应用中的谐波危害与治理
。机械 与电子 ｏ
Ｓ Ｃ ⅢＮ Ｃ Ｅ＆１ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ０ Ｇ Ｙ Ｆ ０ 协Ｔ １ ０ Ｎ
２ ０ １ ３年
第 １ ７ 期
变频器应用中的谐波危害与治理
张 志明 ， 王 震 ２ 王彦 华 （ １ ． 安 阳钢 铁公 司 焦 化厂 河 南 安 阳 ４ ５ ５ ０ ０ ４； ２ ． 安 阳钢 铁公 司 动 力厂 河南 安阳 ４ ５ ５ ０ ０ ４）
【 摘 要】 本文针对变频器运行过程中存在的谐波问题， 以及由此带来的过热损耗和干扰等危害， 逐一进行了分析， 并提出了相对应的解决
方案。
【 关键词 】 变频器 ； 谐波原 因； 危 害治理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
０ 引 言
随着电力电子技术 的大量应用 ．变频器 以其优越 的调 速性 能 、 显 著的节能效果 以及较高的可靠性 ． 在工业控制 的各个领域得 到 日 益 广 ３ 变 频 器 谐 波 分 析 及 治 理 泛 的应用。 但是 ， 如果变频器 的谐波 干扰问题解决不 好 ， 不但 系统无 法 ３ ． １ 变频器谐波电流分析 可靠运行 ． 还会影响其他设备的正常工作 。本文对变频器应用 系统 中 通常 ． 变频器 的额定 功率越小 ， 产生 的谐波 电流发射 越严重 ， 表 １ 谐 波产生的危害及其治理问题进行 了探讨 ． 以促进其进一步 的推广 应 是不 同功率的变频器产生的谐波电流发射 这里说 的谐波 电流发射严 用。 重是指谐波 电流畸变率（ Ｔ Ｈ Ｉ Ｄ ） 更大 ． 并不是谐波 电流的绝 对值更大 也就是大量的小功率变频器同时工作时 ． 他们产 生的谐 波电流要 比同 １ 谐 波产 生 的 原 因 及 其 危 害 样功率的一台大功率变频器产生 的谐波更 严重 如 １ ０ 台 １ ｌ ｋ Ｗ 的变 １ ． １ 谐波产生 的原 因 频器工作时向电网注入的谐波电流要大 于一台 １ １ ０ ｋ Ｗ 变频 器工作时 变频 器 由结构上看 可分为 ： 直 接变频和 间接变频两 大类 ， 无论是 向电网注入的谐波电流 ． 尽 管他们 的总功率相 同 哪一种变频器 ． 都 大量使用 了晶闸管等非线性 电子元件 ， 不管采用 哪 表１ 不 同功率的变频器的谐波 电流发射 种 整流方式 ．变频器从电网中吸收能量的方式均不是连续 的正 弦波 ， 变频器的功率 Ｔ Ｈ Ｉ Ｄ 而是以脉动的断续方式 向电网索取电流 ． 这种脉动 电流和 电网的阻抗 共 同形成脉动 电压降加在电 网的电压上 ， 使 电压发生 畸变 ． 当电流 流 １～ ２ Ｏ ＨＰ ＞１ ０ ｏ ％ 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 ２ ５～４ ０ ＨＰ ８ ０— １ ０ Ｏ ％ 谐 波 根据傅立叶级数分析可知 ． 这种非周期正弦波 电流是 由频率 相 ５ ０—１ ５ ０ Ｈ Ｐ ６ ０～８ Ｏ ％ 同的基波和频率为基波倍 数的谐波组成的正弦波分量。 因此谐 波产生 的根本原 因是由于非线性负载所致 ２ ０ ０ ＨＰ以上 ５ ０—７ ０ ％ １ ． ２ 谐 波带来 的危害 变频 器谐波的危害主要表现在以下几个方面 ： 变频器 的谐波 电流发射 还与变频器的负载有关 ， 负载越 轻 ， Ｔ Ｈ Ｉ Ｄ １ ） 谐 波使 电网中的电器元件产 生附加 的谐 波损耗 ， 增 加输 、 供 和 越大。 这 提示我们不要用功率余量过大 的变频器 。 如用 ２ ２ ｋ Ｗ 的变频 用 电设备 的额外 附加损耗 ． 使设备 的温度过 热 ． 降低 了输 电及用 电设 器驱动 １ ｌ ｋ Ｗ 电机 的电机 时 ． 会 比用 １ ｌ ｋ Ｗ 的变频器驱动产生更 大的 备 的效率。 谐波电流发射。 同一 台变频器所产生 的谐波 电流发射与电网的阻抗有 ２ ） 由于谐波电流使开关设备在起动瞬间产生很高的 电流变化率 ， 关， 电网的阻抗越低 ， 谐波 电流畸 变率 Ｔ Ｈ Ｉ Ｄ越大 ， 典 型的数值如表 ２ 使 暂态恢 复峰值 电压增 大 ． 破坏 绝缘 ， 还会 引起 开关 跳脱 、 引起误动 所 示 。 作。 表 ２ 变频器在不同 电网阻抗条件下的谐波电流 发射 ３ ） 计 量仪表 因为谐 波会 造成感应 盘产生额 外转矩 ． 引起 误差 ， 降 电网的阻抗 低精 度 ． 甚至烧 毁线圈。 谐 波次数 Ｏ ． ５ ％ ｌ ％ １ ． ５ ％ ２ ％ ２ ． ５ ％ ３ ％ ４ ） 对于 电力电子设备通常靠精确电源零交叉原理或 电压波形的形 态来控制和操作 ． 若 电压有谐波成分 时 ， 零交叉 移动 、 波形 改变 、 并造 ５ ０ ＿ ８ Ｏ ． ６ Ｏ ． ５ ０ ． ４ ６ ０ ． ４ ２ ０ ． ４ 成许多误动作 ７ Ｏ ． ６ Ｏ ． ３ ７ ０ ． ３ ０ ． ２ ２ Ｏ ． ２ Ｏ ． １ ６ ５ ） 变压器工作 时会 由于谐波电流和谐波 电压 的存在增加其磁滞损 ｌ １ ０ ． １ ８ Ｏ ． １ ２ ０ ． １ ０ ． ０ ９ ０ ． Ｏ ８ ０ ． ０ ７ ３ 耗、 涡流损耗及 绝缘 的电场强度 ， 增加了变压器铜损和铁损 ， 使变压器 温度 上升 ． 影 响绝缘 能力 ． 造成容量裕 度减小。 谐波还能产生共振及 噪 ｌ ３ ０ ｌ ０ ． ０ ７ ５ ０ ． ０ ６ ０ ． ０ ５ ８ ０ ． ０ ５ ０ ． ０ ４ ９ 声 对带有 非对 称性负荷的变压器而言 ． 会大大增加励磁电流 的谐波 ｌ ７ ０ ． ０ ７ ３ ０ ． ０ ６ ２ ０ ． ０ ４ ０ ． ０ ３ ６ ０ ． ０ ３ ２ ０ ． ０ ３ 分量 。 １ ９ ０ ． ０ ６ ０ ． Ｏ ４ ２ ０ ． ０ ３ ０ ． ０ ２ ８ ０ ． ０ ２ ５ ０ ． ０ ２ ２ ６ ） 高次谐波 由于频率增 大 ， 电容器对高次谐 波阻抗减 小 ， 因过 电 流而导致温度升 高过 热 、 甚至损坏 电容器 ； 电容 器与系统 中的感性负 ＴＨＩ Ｄ １ ０ ２ ． ５ ％ ７ ２ ． ２ ％ ５ ９ ． ６ ％ ５ ２ ． ３ ％ ４ ７ ． ６ ％ ４ ４ ． １ ３ ％ 荷构 成的并联或 串联 电路 ． 还有可 能发生谐波共 振 ． 放大 谐波电流或 电压加重谐 波的危害。 经 由电容器组 电容和 电网电感形成 的并联谐振 表 中． 电网的阻抗用额 定电流时的 电压降来表示 ． １ ％表示在额定 回路 ． 可被放 大到 １ ５ 倍 电流下 ， 电网上 的电压降为额定 电压的 １ ％。 但是 ． 电网的阻抗较高 ， 变 ７ ） 影 响继 电保 护和 自动装置的工作可靠性 ： 特别对于电磁式继 电 频 器的谐 波电流较小 ． 并不意味着谐波 电流的危害更小 。 因为， 当电网 器来 说 ． 谐波常会 引起继 电保护及 自动装置误 动或拒动 ， 使其动作失 的阻抗较 高时 ， 会导致更大 的谐波 电压 。而谐波 电压是导致其他设备 去选 择性 ． 可靠 性降低 ． 容易造成系统事故 ， 严重威胁电气系统 的安全 工作 异常的主要原 因 运行 ３ ． ２ 变频器谐 波治理方法 抑 制谐 波的技术措施大都依据 以下几个原则 ： 抑制谐波 电流的产 ２ 谐 波治理 的有关标准 生 与注入 ： 改善装置的功率 因数 与无功功率 补偿 ： 滤波装置 安装的合 变频器谐波 治理应遵循 以下标准： 理选择 ： 电磁 干扰 的消除和 电磁兼容性 ； 多种补偿功能一体化。 这里介 对谐 波电流 的限制要求 可以采用 Ｇ Ｂ １ ７ ６ ２ ５ — ２ ０ ０ ３ 、 一 ２ ０ ０ ７ 、 一 ２ ０ １ １ ； 绍几种 常用 的减小变频器谐波 的方法 ： ＧＢ １ ７ ６ ２ ５ — ２ ０ １ ２（ 即将实施 ） ： ＧＢ ／ Ｔ １ ４ ５ ４ ９ — １ ９ ９ ３标 准或者 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ５ １ ９标 １ ） 增 加变频器供 电电源 内阻抗 准 欧美企业采用 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ５ １ ９标准 的较多 ， 主要 内容是规定总谐波 电流 通 常情况下 ． 电源设备 的内阻抗可 以起到缓 冲变频器直流滤波 电 畸变率 Ｔ Ｈ Ｉ Ｄ ＜ ８ ％。抗 干扰标 准 ： Ｅ Ｎ ５ ０ ０ ８ ２ — １ 、 一 ２ ． Ｅ Ｎ ６ １ ８ ０ ０ — ３ 。辐射标 容的无 功功率 的作用 这种内阻抗就是变压器 的短路阻抗 。 当电源容 准： Ｅ Ｎ ５ ０ ０ ８ １ － １ 、 － ２ ， Ｅ Ｎ ６ １ ８ ０ ０ — ３ 。特别是 １ Ｅ Ｃ １ ０ ０ ０ ３ 、 Ｉ Ｅ Ｃ １ ８ ０ －３ ０ （ Ｅ Ｎ ６ １ ８ ０ ０ － 量相对 变频器容量越小 时． 则 内阻抗值相对越大 ． 谐波含量越小 ； 电源 ３ ） 、 Ｉ Ｅ ｃ ５ ５ ５ （ Ｅ Ｎ ６ Ｏ ５ ５ ５ ） 和Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ５ １ ９ — １ ９ ９ ２ 。 普通的抗干扰标准 Ｅ Ｎ ５ ０ ０ ８ １ 和 容 量相 对变频器容量越大时 ， 则 内阻抗值相 对越大 ， （ 下转 第 １ ８ ２页 ）
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变频器运行过程中存在的谐波问题、负载匹配问题和发热问题摘要:本文针对变频器运行过程中存在的谐波问题、负载匹配问题和发热问题，逐一进行了分析，并提出了相对应的解决方案。
关键词:变频器谐波负载发热Abstract: This paper analyzed the problem of harmonic wave, matching of load andcalorification for inverters in running,and made the relatively the measure.Keywords: inverter harmonic wave loading calorification[中图分类号] TM921 [文献标识码] B 文章编号1561-0330(2002)03-0027-031 前言自80年代通用变频器进入中国市场以来，在短短的十几年时间里得到了非常广泛的应用。
目前，通用变频器以其智能化、数字化、网络化等优点越来越受到人们的青睐。
随着通用变频器应用范围的扩大，暴露出来的问题也越来越多，主要有以下几方面:①谐波问题②变频器负载匹配问题③发热问题以上这些问题已经引起了有关管理部门和厂矿的注意并制定了相关的技术标准。
如谐波问题，我国于1984年和1993年通过了“电力系统谐波管理暂行规定”及GB/T-14549-93标准，用以限制供电系统及用电设备的谐波污染。
针对上述问题，本文进行了分析并提出了解决方案及对策。
2 谐波问题及其对策通用变频器的主电路形式一般由三部分组成:整流部分、逆变部分和滤波部分。
整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变器部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形。
对于双极性调制的变频器，其输出电压波形展开式为:(1)式中:n—谐波的次数n=1,3,5……;a1—开关角，i=1,2,3……N/2;Ed—变频器直流侧电压;N—载波比。
由(1)式可见，各项谐波的幅值为(2)令n=1，则得出变频器输出电压的基波幅值为:(3)从(1)、(2)、(3)式可以看出，通用变频器的输出电压中确实含有除基波以外的其他谐波。
较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。
如前所述，由于通用变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较为陡峻的脉冲波，其谐波分量较大。
为了消除谐波，可采用以下对策: ①增加变频器供电电源内阻抗通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。
这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。
当电源容量相对变频器容量越小时，则内阻抗值相对越大，谐波含量越小；电源容量相对变频器容量越大时，则内阻抗值相对越大，谐波含量越大。
对于三菱FR-F540系列变频器，当电源内阻为4%时，可以起到很好的谐波抑制作用。
所以选择变频器供电电源变压器时，最好选择短路阻抗大的变压器。
②安装电抗器安装电抗器实际上从外部增加变频器供电电源的内阻抗。
在变频器的交流侧安装交流电抗器或在变频器的直流侧安装直流电抗器，或同时安装，抑制谐波电流。
表一列出了三菱FR-A540变频器安装电抗器和不安装电抗器的含量对照表。
③变压器多相运行通用变频器的整流部分是六脉波整流器，所以产生的谐波较大。
如果应用变压器的多相运行，使相位角互差30°如Y-△、△-△组合的两个变压器构成相当于12脉波的效果则可减小低次谐波电流28%，起到了很好的谐波抑制作用。
④调节变频器的载波比从(1)、(2)、(3)式可以看出，只要载波比足够大，较低次谐波就可以被有效地抑制，特别是参考波幅值与载波幅值小于1时，13次以下的奇数谐波不再出现。
⑤专用滤波器该专用滤波器用于检测变频器谐波电流的幅值和相位，并产生一个与谐波电流幅值相同且相位正好相反的电流，通到变频器中，从而可以非常有效地吸收谐波电流。
3 负载匹配问题及其对策生产机械的种类繁多，性能和工艺要求各异，其转矩特性是复杂的，大体分为三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。
针对不同的负载类型，应选择不同类型的变频器。
①恒转矩负载恒转矩负载是指负载转矩与转速无关，任何转速下，转矩均保持恒定。
恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。
摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右，制动转矩一般要求额定转矩的100%左右，所以变频器应选择那些具有恒定转矩特性,并且起动和制动转矩都比较大，过载时间长和过载能力大的变频器。
如三菱变频器FR-A540系列。
位能式负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能，能够快速实现正反转，变频器应选择具有四象限运行能力的变频器。
如三菱变频器FR-A241系列。
②风机泵类负载风机泵类负载是目前工业现场应用最多的设备，虽然泵和风机的特性多种多样，但是主要以离心泵和离心风机应用为主，通用变频器在这类负载上的应用最多。
风机泵类负载是一种平方转矩负载，其转速n与流量Q，转矩T与泵的轴功率N 有如下关系式:(4)这类负载对变频器的性能要求不高，只要求经济性和可靠性，所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可。
如三菱变频器FR-F540（L）系列。
风机负载在实际运行过程中，由于转动惯量比较大，所以变频器的加速时间和减速时间是一个非常重要的问题，可按下列公式进行计算:(5)(6)式中:tACC—加速时间(s);tDEC—减速时间(s);GD2—折算到电机轴上的转动惯量（N·m2）;g—重力加速度，g=9.81(m/s2);TM—电动机的电磁转矩(N.m);TL—负载转矩(N.m);nAS—系统加速时的初始速度（r/min）;nAE—系统加速时的终止速度（r/min）;nDS—系统减速时的初始速度（r/min）;nDE—系统减速时的终止速度（r/min）。
从上式可以看出，风机负载的系统转动惯量计算是非常重要的。
变频器具体设计时，按上式计算结果，进行适当修正，在变频器起动时不发生过流跳闸和变频器减速时不发生过电压跳闸的情况下，选择最短时间。
泵类负载在实际运行过程中，容易发生喘振、憋压和水垂效应，所以变频器选型时，要选择适于泵类负载的变频器且变频器在功能设定时要针对上述问题进行单独设定:喘振:测量易发生喘振的频率点，通过设定跳跃频率点和宽度，避免系统发生共振现象。
憋压:泵类负载在低速运行时，由于系统憋压而导致流量为零，从而造成泵烧坏。
在变频器功能设定时，通过限定变频器的最低频率，而限定了泵流量的临界点处的系统最低转速，这就避免了此类现象的发生。
水垂效应:泵类负载在突然断电时，由于泵管道中的液体重力而倒流。
若逆止阀不严或没有逆止阀，将导致电机反转，因电机发电而使变频器发生故障报警烧坏。
在变频器系统设计时，应使变频器按减速曲线停止，在电机完全停止后再断开主电路电，或者设定“断电减速停止”功能，这样就避免了该现象的发生。
③恒功率负载恒功率负载是指转矩大体与转速成反比的负载，如卷取机、开卷机等。
利用变频器驱动恒功率负载时，应该是就一定的速度变化范围而言的，通常考虑在某个转速点以下采用恒转矩调速方式，而在高于该转速点时才采用恒功率调速方式。
我们通常将该转速点称为基频，该点对应的电压为变频器输出额定电压。
从理论上讲，要想实现真正意义上的恒功率控制，变频器的输出频率f和输出电压U必须遵循U2/f=const协调控制，但这在实际变频器运行过程中是不允许的，因为在基频以上，变频器的输出电压不能随着其输出频率增加，只能保持额定电压，所以只能是一种近似意义上的恒功率控制。
4 发热问题及其对策变频器的发热是由内部的损耗产生的。
在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。
为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热，通常采用以下方法:①采用风扇散热:变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行。
②降低安装环境温度:由于变频器是电子装置，内含电子元、电解电容等，所以温度对其寿命影响比较大。
通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~-50℃，如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度，那么变频器的使用寿命就延长，性能也比较稳定。
我们采取两种方法:一种方法是建造单独的变频器低压间，内部安装空调，保持低压间温度在+15℃~+20℃之间。
另一种方法是变频器的安装空间要满足变频器使用说明书的要求。
以上所谈到的变频器发热是指变频器在额定范围之内正常运行的损耗。
当变频器发生非正常运行（如过流，过压，过载等）产生的损耗必须通过正常的选型来避免此类现象的发生。
对于风机泵类负载，当我们选择三菱变频器FR-F540时，其过载能为120%/60秒，其过载周期为300秒，也就是说，当变频器相对于其额定负载的120%过载时，其持续时间为60秒，并且在300秒之内不允许出现第二次过载。
当变频器出现过载时，功率单元因其流过的过载电流而升温，导致变频器过热，这时必须尽快使其降温以使变频器的过热保护动作消除，这个冷却过程就是变频器的过载周期。
不同的变频器，其过载倍数、过载时间和过载周期均不相同，并且其过载倍数越大，过载时间越短，请见表2所示:对于变频器所驱动的电机，按其工作情况可分为两类:长期工作制和重复短时工作制。
长期工作制的电机可以按其名牌规定的数据长期运行。
针对该类负载，变频器可根据电机铭牌数据进行选型，如连续运行的油泵，若其电机功率为22kW 时，可选择FR-F540-22k变频器即可。
重复短时工作制电机，其特点是重复性和短时性，即电机的工作时间和停歇时间交替进行，而且都比较短，二者之和，按国家规定不得超过60秒。
重复短时工作制电机允许其过载且有一定的温升。
此时，若根据电机铭牌数据来选择变频器，势必造成变频器的损坏。
针对该类负载，变频器在参考电机铭牌数据的情况下要根据电机负载图和变频器的过载倍数、过载时间、过载周期来选型。
如重复短时运行的升降机，其电机功率为18.5kW，可选择FR-A540-22k变频器。
5 结论本文通过对通用变频器运行过程中存在问题的分析，提出了解决这些问题的实际对策，随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。
随着工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高，满足实际需要的真正“绿色”变频器也会不久面世。
6 参考文献(1) 韩安荣.通用变频器及其应用.北京:机械工业出版社，2000(2) 三菱变频调速器FR-A500使用手册.。