关于变频器应用之中的谐波干扰与抑制分析实用版

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关于变频器应用之中的谐波干扰与抑制分析实用版

In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.

（示范文稿）

二零XX年XX月XX日

关于变频器应用之中的谐波干扰与抑制分析实用版

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变频器在实际的工业领域应用较为广泛，

以其节能效果好、自动控制程度高受到了越来

越多的关注。但在实际的应用过程中，由于谐

波干扰问题，导致变频器的效果会受到一定的

影响，并有可能会对其他的设备造成影响，本

文通过对变频器应用过程中的谐波干扰问题，

对其抵制措施进行分析。

由于在变频器中使用了整流二极管与晶闸

管等器件，在工作时会在输入输出电路中产生

一定的高次谐波，对于电网将会形成一定的干

扰，造成电压畸变，对邻近的电气设备造成影响，对于一些精密的仪器更是作用明显，最终导致控制对象有准确度出现较大偏差。变频器多应用于大功率的机电设备中，干扰问题解决不好，将会对整个系统造成严重影响，所以需要对谐波干扰问题进行系统研究，并采取相关的措施解干扰问题，达到自动化控制的精确化。

变频器分类

变频器从结构上来讲，主要分为间接变频器与直接变频器两种，间接变频，顾名思义，则是通过工频电流进行整流后变为直流，再通过逆变器变成可控的交流电。直接变频器则没有中间的环节。间接变频器是目前应用较多的，从结构上进行细分，主要有三种形式。通

过可控整流器对电压进行改变，把调压与调频分布在两个环节中；采用非控制整流器对谐波进行斩截，用脉宽来进行调压；第三是采用可宾从关断的全控器件输出特定波形来形成近似正弦波。

变频器谐波产生原理

谐波主要是指对于周期性的非正弦电量在进行傅立叶级数分解时除了得到频率相同的分量外，还能够得到的大于基本波频率的分量。谐波是一种干扰分量，对电网造成负面影响。由于变频器中采用了晶闸管元件，在电网中吸取能量为非连续正纺波，以脉动的方式向电网获得电流，反馈回电网后，与系统的脉动电压叠加形成一定的波形畸变，其中的高频次谐波将会对供电系统造成一定的干扰。

谐波干扰分析

变频器产生的谐波将沿着输入线路向上传导从而进入到电路，对电源上的其余电器形成干扰，另外还可能会向下传输，对终端的负载产生影响，变频器高次谐波通电缆会向空间进行辐射，对电气设备形成干扰，另外还可能会通过电磁感应、线路间的分布电容进行传播。

变频器在应用过程中，有可能会产生较大的谐波，干扰性更强，它干扰途径与其他的一般性电磁干扰相同，主要有三种形式，分传导、感应耦合与电磁辐射。在电网中电动机的定子电压与电流都是标准的正弦波，运转平稳，但变频器供电时，谐波部分将会对电机的转矩造成一定的脉动干扰。电机如果在低速下运转时，转速将会非常不均匀，对设备造成噪

音，产生较大振动，影响使用寿命。

抑制谐波干扰的对策分析

谐波干扰在电网中的影响非常大，对于一些精密实验室或控制精确的工业场所，一旦发生干扰，将会对整个控制系统造成影响，极大降低了准确度，从而影响预定目标。对谐波干扰的抵制主要通过以下几种方式，首先是抵制这些干扰谐波的产生，另外就是对装置的功率因素与无功功率补偿进行改善，也还可以通过滤波装置，消除电磁干扰，采取多功能补偿一体化方式解决。从这些技术措施上来入手，将会从根本上抵制谐波对电网造成的影响与干扰。

要想抵制变频器干扰，可以从供电电源入手，对变频的供电电源与其他的设备采取独立

供电方式，或者采用隔离变压器的方式，把变频器与其他的设备进行隔离，从而在根本上避免变频器的干扰对其他电气设备的影响。其次可以通过在变频器的两侧串入电抗器，从而达到抵制谐波的作用；第三，通过钢管敷设形成辐射屏蔽层，对谐波辐射进行衰减，不同的信号线采用不同的电缆进行传输；第四，所有的信号控制线均采用屏蔽线，与变频器的回路控制线分开，距离30公分以上。最后是保持变频器的接地端与大地进行良好连接，不可将变频器的接地端与其他电气设备的接地端连在一起后统一接地。

变频器抑制谐波干扰案例分析

武南污水处理厂自控系统构成是五个S7300的PLC站分别通过以太网连接到交换机，然后

上位机的intouch通过以太网来读取各个分站的数据并对其进行监控。氧化沟PLC分站通过Profibus DP连接两台ATV61,132KW的变频器，来控制表曝机的启动、停止及调节运行频率。在运行中，我们发现搅拌器的控制模块、显示数据会出现无规律的跳动，引起设备的频繁启停，严重影响了设备的使用寿命。这种跳动很明显是由于某种干扰造成的。我们先后从隔离变压器入手对控制模块的供电、信号线的屏蔽、屏蔽层接地方面进行了研究，但是没能解决变频器的干扰问题。最后经过对设计与设备造型进行仔细分析，在变频器的应用环境中控制模块一次与二次仪表信号采集受到了干扰，电缆作为天线接收了经过控制模块、屏蔽电缆等线路发来的干扰信号，自然会产生畸变，信

号与干扰混合，无法滤除。最后决定对控制模块统一改为硬接点的方式控制，弱化干扰信号。通过对排查过程的反思分析，变频器应用环境十分复杂，要对湝波进行完全抑制需要从多个方面入手，不仅需要对电路进行充分科学的设计，还需要对设备的选型与连接方式进行充分检讨。

在变频器的应用环境中，谐波干扰将是一个非常重要的问题。正确采取相关的抵制措施将会有助于电网系统运行稳定，更好地为现代化工业控制自动化服务。