、變頻器諧波產(chǎn)生原理實(shí)際上不限于通用變頻器，晶閘管供電的直流電動(dòng)機(jī)、無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)等凡是在電源側(cè)有整流回路的，都將產(chǎn)生因其非線性引起的高次諧波，對(duì)通用變頻器的諧波治理就顯得尤為重要。?在整流回路中，輸入電流的波形為不規(guī)則的矩形波，波形按傅立葉級(jí)數(shù)分解為基波和高次諧波，諧波次數(shù)通常為n±次高次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。如果出現(xiàn)電源側(cè)電抗充分小、換流重疊角“可以忽略強(qiáng)狂，那么n次高次諧波為基波電流的/n。輸出端諧波產(chǎn)生機(jī)理：在逆變輸出回路中，輸出電流信號(hào)是受PWM載波信號(hào)調(diào)制的脈沖波形。輸入端諧波產(chǎn)生機(jī)理：變頻器的主電路一般為交直交組成，外部輸入V/Hz的工頻電源經(jīng)三相橋路不可控整流成直流電壓，經(jīng)電容濾波及大功率晶體管開(kāi)關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流電壓。對(duì)于GTR大功率逆變?cè)銹WM的載波頻率為~KHz，而IGBT大功率逆變?cè)腜WM（MAX）高載頻可達(dá)KHz。同樣，輸出回路電流信號(hào)也可分解為只含基波和其他高次諧波。?、高次諧波危害傳導(dǎo)是指高次諧波按著各自的阻抗分流到電源系統(tǒng)和并聯(lián)的負(fù)載，對(duì)并聯(lián)的電氣設(shè)備產(chǎn)生干擾；感應(yīng)耦合是指在傳導(dǎo)的過(guò)程中，與變頻器輸出線平行輻射的導(dǎo)線又會(huì)產(chǎn)生電磁耦合形成感應(yīng)干擾；電磁輻射是指變頻器輸出端的高次諧波還會(huì)產(chǎn)生輻射作用，對(duì)鄰近的無(wú)線電及電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。與一般無(wú)線電電磁干擾一樣，變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過(guò)傳導(dǎo)、電磁輻射和感應(yīng)耦合三種方式對(duì)電源及鄰近用電設(shè)備產(chǎn)生諧波污染。高次諧波的危害具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（）開(kāi)關(guān)設(shè)備：由于諧波電流使開(kāi)關(guān)設(shè)備在起動(dòng)瞬間產(chǎn)生很高的電流變化率，使暫態(tài)回復(fù)峰值電壓增大，破壞絕緣，還會(huì)引起開(kāi)關(guān)跳脫、引起誤動(dòng)作。（）電力電容器：當(dāng)高次諧波產(chǎn)生時(shí)由于頻率增大，電容器阻抗瞬間減小，涌入大量電流，因而導(dǎo)致過(guò)熱、甚至損壞電容器，還有可能發(fā)生共振，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。（）保護(hù)電器：電流中含有的諧波會(huì)產(chǎn)生額外力距，改變電器動(dòng)作特性，引起誤動(dòng)作，甚至改變其操作特性，或燒毀線圈。（）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：電流和電壓諧波同樣使電動(dòng)機(jī)銅損和鐵損的增加，溫度升。同時(shí)諧波電流會(huì)改變電磁轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生振動(dòng)力矩，使電動(dòng)機(jī)發(fā)生周期性轉(zhuǎn)速變動(dòng)，影響輸出效率，并發(fā)出噪聲。（）電力電子設(shè)備：電力電子設(shè)備通?？烤_電源零交叉原理或電壓波形的形態(tài)來(lái)控制和操作，若電壓有諧波成分時(shí)，零交叉移動(dòng)、波形改變、以以至造成許多無(wú)動(dòng)作。（）計(jì)量?jī)x表：計(jì)量?jī)x表因?yàn)橹C波會(huì)造成感應(yīng)盤(pán)產(chǎn)生額外轉(zhuǎn)矩，引起誤差，降低精度，甚至燒毀線圈。（）變壓器：電流和電壓諧波將增加變壓器銅損和鐵損，結(jié)果使變壓器溫度上升，影響絕緣能力，造成容量余度減小。諧波還能產(chǎn)生共振及噪聲等。?另外，高次諧波還會(huì)對(duì)電腦、通信設(shè)備、電視及音響設(shè)備、載波遙控設(shè)備等產(chǎn)生干擾，使通信中斷，產(chǎn)生雜訊，甚至發(fā)生誤動(dòng)作，另外還會(huì)對(duì)照明設(shè)備產(chǎn)生影響。?、抑制變頻器高次諧波治理①.對(duì)于變頻器輸出側(cè)高次諧波治理降低PWM控制的輸出波形中所含有的交流諧波成分帶來(lái)的磁雜訊技術(shù)已越來(lái)越多地在各種變頻器中得到應(yīng)用，如采用更高頻率的開(kāi)關(guān)元件、變頻器輸出端加裝濾波裝置，用隨機(jī)法調(diào)節(jié)切換頻率和閉環(huán)控制改善高次諧波。?②.對(duì)于變頻器輸入側(cè)高次諧波治理（）在變頻器交流輸入側(cè)設(shè)置交流電抗器增大整流阻抗使整流重疊角增大，減小高次諧波。（）在電力回路中并聯(lián)使用交流濾波裝置，能將來(lái)自變頻器的高次諧波分量與電源系統(tǒng)分流。（）對(duì)于裝設(shè)多臺(tái)變頻器的場(chǎng)合，可各配專用的變壓器，利用輸入變壓器相位左開(kāi)的方法抑制高次諧波。?.使用無(wú)源濾波器或有源濾波器使用無(wú)源濾波器其主要是改變?cè)谔厥忸l率下電源的阻抗，適用于穩(wěn)定、不改變的系統(tǒng)。而適用有源濾波器主要是用于補(bǔ)償非線性負(fù)載。傳統(tǒng)的方式多選用無(wú)源濾波器，無(wú)源濾波器出現(xiàn)教早，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行可靠性較高以及運(yùn)行費(fèi)用較低。紙巾仍是諧波抑制的主要手段。LC濾波器是傳統(tǒng)的無(wú)緣諧波抑制裝置，它由濾波電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成，與諧波源并聯(lián)，除具有濾波作用外，還有無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?。這種裝置存在一些較難客服的缺點(diǎn)，主要是容易過(guò)載，在過(guò)載時(shí)會(huì)被燒損；另外，無(wú)緣濾波器不能受控，因此隨著時(shí)間的推移，配件老化或電網(wǎng)負(fù)載的變動(dòng)，會(huì)使諧振頻率發(fā)生改變，濾波效果下降，更重要的是無(wú)源濾波器只能過(guò)濾一種諧波成分（如有的濾波器只能濾波三次諧波），如果過(guò)濾不同的諧波頻率，則要分別用不同的濾波器，增加設(shè)備投資。?國(guó)內(nèi)外有多種有源濾波器，這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。有源電力濾波器（APF）理論在世紀(jì)年代形成，隨著大中功率全控型半導(dǎo)體器件的成熟，脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制技術(shù)的進(jìn)步以及基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的諧波電流瞬時(shí)檢測(cè)方法的提出，有源電力濾波器得以迅速發(fā)展。其基本原理是從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流頻譜，以抵消原線路諧波源所產(chǎn)生的諧波，從而使電網(wǎng)電流只含有基波分量。其中核心部分是諧波電流發(fā)生器與控制系統(tǒng)，即其工作靠數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)控制快速絕緣雙極晶體管（IGBT）來(lái)完成。?目前，在具體的諧波治理方面，出現(xiàn)了無(wú)源濾波器（LC濾波器）與有源濾波器互補(bǔ)混合使用的方式，充分發(fā)揮LC濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、成本低，有源電力濾波器補(bǔ)償性能好的有點(diǎn)，客服有源電力濾波器容量大、成本高的缺點(diǎn)，兩者結(jié)合使用，從而使整個(gè)系統(tǒng)獲得良好的性能。?.減少回路的阻抗及切斷傳輸線路法諧波產(chǎn)生的根本原因是由于使用了非線性負(fù)載，因此，解決的根本辦法是把產(chǎn)生諧波的負(fù)載的供電線路和對(duì)諧波敏感的負(fù)載的供電線路分開(kāi)。由于非線性負(fù)載引起的畸變電流在電纜的阻抗上產(chǎn)生一個(gè)畸變電壓降，而合成的畸變電壓波形加到與此同一線路上所接的其他負(fù)載，引起諧波電流在其上流過(guò)。因此減少諧波危害的措施也可從加大電纜截面積，減少回路的阻抗方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前，國(guó)內(nèi)較多采用提高變壓器容量，增大電纜截面積，特別是加大中性線電纜界面，以及選用整定值較大的斷路器、熔斷器等保護(hù)元件等方法，但此種方式不能從根本上消除諧波，反而降低了保護(hù)特性與功能，又加大了投資，增加供電系統(tǒng)的隱患?？芍梢詫⒕€性負(fù)載與非線性負(fù)載從同一電源接口墊（PCC）就開(kāi)始分別的電路供電，這樣可以使由非線性負(fù)載產(chǎn)生的畸變電壓不會(huì)傳導(dǎo)到線性負(fù)載上去。這是目前治理諧波問(wèn)題較為理想的解決方案。?.使用無(wú)諧波污染的綠色變頻器綠色變頻器的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是：輸入和輸出電流都是正弦波，輸入功率因數(shù)可控，帶任何負(fù)載時(shí)都能使功率因數(shù)為，可獲得工頻上下任意可控的輸出頻率。變頻器內(nèi)置的交流電抗器，它能很好的抑制諧波，同時(shí)可以保護(hù)整流橋不受電源電壓瞬間尖波的影響。實(shí)踐表明，不帶電抗器的諧波電流明顯高于帶電抗器產(chǎn)生的諧波電流。為了減少諧波污染造成的干擾，在變頻器的輸出回路安裝噪聲濾波器。并且在變頻器允許的情況，降低變頻器的載波頻率。另外，在大功率變頻器中，通常使用脈沖或脈沖整流。這樣在電源中，通過(guò)消除（min）低次諧波來(lái)減少諧波含量。例如脈沖，（min）低的諧波是次、次、次、次諧波。以此類推，對(duì)于脈沖，（min）低的謝博士次和次諧波。?變頻器中應(yīng)用的低諧波技術(shù)可歸納如下：①、逆變單元的并聯(lián)多重化，采用個(gè)或多個(gè)逆變單元并聯(lián)，通過(guò)波形疊加抵消諧波分量；②、整流電路的多重化，在PWM變頻器中采用,脈沖、脈沖或者脈沖的整流，以減少諧波；③、逆變單元的串聯(lián)多重化，采用脈沖的串聯(lián)逆變單元多重化線路，其諧波可減少到很?。虎?、采用新的變頻調(diào)制方法，如電壓矢量的菱形調(diào)制等。目前，許多變頻器制造廠商非常重視諧波問(wèn)題，在設(shè)計(jì)時(shí)已從技術(shù)手段上保證了變頻器的綠色化，從而在根本上解決諧波問(wèn)題。?.不管采用何種方法，都不可能完全解決高次諧波治理問(wèn)題，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中消除變頻器高次諧波對(duì)電氣設(shè)備的干擾，主要從傳導(dǎo)、輻射和耦合三個(gè)方面解決?？偟脑瓌t是抑制和切斷干擾源、切斷干擾對(duì)系統(tǒng)的耦合通道和降低對(duì)干擾信號(hào)的敏感性。解決傳導(dǎo)干擾主要是在電路中吧傳導(dǎo)的高頻電流濾掉或者隔離掉，解決輻射干擾就是對(duì)輻射源或被干擾的線路進(jìn)行屏蔽，解決耦合干擾就是合理布置干擾源和干擾線路的距離、走向，避免耦合產(chǎn)生。

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