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。 led柔性霓虹灯一、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：机床罩壳
1、谐波对供电线路产生了附加谐波损耗。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，当大量的三次谐波电流流过中性线时，会使导线过热、绝缘老化、寿命缩短、损坏甚至发生火灾。
2、谐波影响各种电气设备的正常工作。对发电机的影响除产生附加功率损耗、发热、机械振动和噪声和过电压；对断路器，当电流波形过零点时，由于谐波的存在可能造成高的di／dt，这将使开断困难，并且延长故障电流的切除时间。
3、谐波使电网中的电容器产生谐振。工频下，系统装设的各种用途的电容器其电路比系统中的感抗要大得多，不会产生谐振，但谐波频率时，感抗值成倍增加而容抗值成倍减少，这就有可能出现谐振，谐振将放大谐波电流，导致电容器等设备被烧毁。沉砂池
4、谐波引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，这就使上述危害大大增加，甚至引起严重事故。谐波将使继电保护和自动装置出现误动作，并使仪表和电能计量出现较大误差；谐波对其它系统及电力用户危害也很大：如对附近的通信系统产生干扰，轻者出现噪声，降低通信质量，重者丢失信息，使通信系统无法正常工作；影响电子设备工作精度，使精密机械加工的产品质量降低；设备寿命缩短，家用电器工况变坏等。
三、变频器谐波的防治方法
1、区分和隔离谐波源。将变频系统的供电电源和其他设备的供电电源相互独立，或者在变频器和其他设备的电源处安装隔离变压器，从源头切断谐波对供电系统内的其他设备的干扰，这种方法能将谐波污染控制在一定的范围内，防治谐波扩散的效果明显，但是也存在一些缺点，一是供电系统较复杂，工程投资较大，二是无法解决自身作为谐波源时对下端设备的谐波干扰问题，一般在医疗卫生、电子仪器制造等对电网谐波含量控制要求高的行业应用较为广泛。
2、使用低谐波的绿变频器。(1)逆变单元的并联多重化，采用2个或多个逆变单元并联，通过波形叠加抵消谐波分量。(2)整流电路的多重化，在变频器中采用12脉冲、18脉冲或者24脉冲的整流，以减少谐波含量。(3)逆变单元的串联多重化，采用30脉冲的串联逆变单元多重化线路，其谐波可减少到很小。
3、增装动态无功补偿装置。在技术经济分析可行的条件下，可以在谐波源处装设动态无功补偿装置：静止无功补偿装置或更先进的静止同步补偿装置，以获得补偿负荷快速变动的无功需求、改善功率因数、滤除系统谐波、减少向系统注人谐波电流、稳定母线电压、降低三相电压不平衡度等，提高供电系统承受谐波的能力。
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4、加装滤波装置。目前工程上普遍采用的谐波防治方式是在变频器的输入、输出端串联电抗器或者有源、无源滤波器来抑制高次谐波，通过合适的滤波器的选型和安装位置的选择，可以有效抑制谐波，将其含量控制在允许范围内，具体方法有以下：(1)有源滤波器。有源滤波器能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行动态跟踪补偿，目前并联有源滤波器主要是治理电流谐波，串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。其主要优点是可以动态滤除各次谐波，对系统内的谐波能够完全吸收，谐波治理的效果好，而且不会产生谐振；但是由于其造价相对较高，并且受硬件限制，单套容量小，运行的可靠性不及无源滤波器，这些缺点都限制了其普及使用。(2)无源滤波器。无源滤波器也称为LC滤波器，是一种比较传统的谐波补偿装置，主要由电容器、电抗器和电阻按适当的参数组合而成，与谐波源并联运行。它除了可以滤除谐波，还可以提高功率因数，具备结构简单，投资低，可靠性高，运行费用低等优点。相比于有源滤波器而言，由于它的回路形式和元件参数固定，补偿特性不可控，一般只能过滤一种谐波成份，如果要过滤不同的谐波频率，则要用不同的LC滤波器进行组合，增加了设备投资。同时随着时间的推移，配件老化或电网负载的变动，会使谐振频率发生改变，滤波效果下降。所以一般用于谐波次数已知，电网条件变化不大的场所。(3)输入端交流、直流电抗器。在变频器的输入端串联电抗
器，可以降低主电源谐波、浪涌和峰值电流，提高低频传导抗干扰性，保护驱动机构的电力电子元件，提高功率因数，防止主电源的电压尖脉冲引起的跳闸等，同时可以抑制变频器反馈给供电电网的谐波幅值和含量。很多进口品牌的变频器都采取了内置输入电抗器的做法，来减少变频器对电网的谐波污染，同时也起到对接收的电网电能进行清洁的作用。
5、采用屏蔽电缆。为了减少变频器运行时对周边设备的干扰，与变频器连接或者临近敷设的控制电缆，特别是信号电缆，都要采取屏蔽措施，最好选用专用的屏蔽电缆，然后通过两端可靠接地，来防止变频器运行时的电磁干扰。同时，还可以使用变频器专用屏蔽动力电缆来对这种电磁干扰进行屏蔽，效果良好。但是值得注意的是，由于屏蔽电缆中的导线在流过高频电流后，会在屏蔽层上形成感应电势，感应电势会在屏蔽层内形成环形电流，损耗掉一部分能量。出于系统最大允许损耗的考虑，在不采取其他措施的情况下，屏蔽电缆的允许长度都会比非屏蔽电缆短，在工程中应该根据实际情况来选择。纯碱制烧碱
变频调速的应用使交流传动上了一个新台阶，但变频器谐波干扰的严重性也给设备稳定可靠运行带来潜在威胁．如何才能最大限度的抑制变频器谐渡产生仍是摆在现今电气技术工作者面前有待解决的最大课题。
参考文献：
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