变频器谐波干扰的消除与抑制办法

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑变频器谐波干扰的消除与抑制办法 在实际应用中，首先要通过合理布线、隔离、屏蔽和接地等这样的基本方法，来抑制谐波的干扰，然后依据应用场合对谐波的要求是否严格以及现场谐波的危害程度，再来选择是否治理以及治理的方法。目前，变频器谐波的治理采纳无源滤波器者居多，通过改造变频器本身来彻底解决谐波，也会在不久的将来成为现实。 1、变频器电网侧的谐波 如下图既是实测的某应用中变频器系统产生的谐波。变频器注入电网的主要是电流谐波。由于变频器是三相整流回路，变频器产生的谐波通常含有6n1（n=1,2,3,）次谐波，主要是5次、7次的谐波电流含量比较大，通常，5次含有基波电流的

2、40-65%，7次含有基波电流的14-41%，其他阶次的谐波含量基本都在10%以下。当然，由于直流电流的脉动、沟通电压相间的不平衡、延迟角相间差异、换相电抗相间差异等缘由，也可能产生其他阶次的非特征谐波。 2、变频器输出侧的波形 在逆变输出回路中，输出电压和电流均有谐波。对于PWM掌握的变频器，只要是电压型变频器，不管是何种PWM掌握，其输出电压波形为矩形波，其中谐波频率的凹凸是与变频器调制频率有关。电流波形是带毛刺的近似正弦波，如图所示。可见，变频器的输出波形畸变将会对电动机造成极大的危害。谐波对电动机的危害主要是：引起电动机的附加发热，导致电动机的额外温升；增加电动机的重复峰值电压，破坏电

3、动机的绝缘，降低电动机的寿命；产生转矩脉动；加大噪声。实际应用中，电动机很多不明缘由的故障均是由于谐波造成的。改善变频器输出端的波形可采纳正弦波滤波器，使输出波形修正到完善的正弦波。 1、变频器谐波干扰的消退方法 由上可知，变频器的输入输出侧的波形均已畸变 ，不再是完善的正弦波，所以必定会对四周的环境与设备造成干扰。 实际应用中，主要从传导、辐射和耦合三个方面解决变频器的干扰，总的原则是抑制和切断干扰源、切断干扰对系统的耦合通道和降低对干扰信号的敏感性。解决传导干扰主要是在电路中把干扰滤掉或者隔离，解决辐射干扰就是对辐射源或被干扰的线路进行屏蔽，解决耦合干扰就是合理布置干扰源和被干扰线路的距离

4、、走向，避开耦合产生。具体的措施如下：1、隔离 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、抑制 在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器和电磁干扰滤波器，来抑制谐波干扰3、屏蔽 屏蔽干扰源是抑制干扰最有效的方法。变频器本采纳铁壳屏蔽，阻挡电磁干扰泄漏；输出线采纳钢管屏蔽；外部信号掌握变频其实，要求信号线尽可能短（一般20m以内），且采纳双芯屏蔽以降低共模干扰，并与主电路及掌握回路完全分别，决不能放于同一配管或线槽内，四周电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必需接地。4、合理布线 一般将掌握电缆于主回路或其他动力电缆

5、分开铺设，间距通常在30cm以上，必需平行敷设且分别困难时，将掌握电缆穿过钢管铺设，掌握电路连接线与电源电缆交叉时，应成90度交叉布线。5、接地 变频器应使用专用接地线和专设的接地端子，用粗短线接地，接地点要与其他动力设备接地点分开，不能共地。 2、变频器谐波的抑制方法 前面提到的是对于变频器谐波干扰的被动掌握，为了进一步消退谐波对电网的不利影响，我们还需要从根上治理谐波，一般从两个方面入手：一方面就是装设谐波补偿装置；另一方面，对变频器本身进行改造，使其不产生谐波，或产生少量的谐波。以下就是详细的措施：1、加装沟通电抗器和直流电抗器 加装沟通电抗器，可以抑制谐波，并可以滤除30%左右的谐波电

6、流，同时可将功率因数提高到0.8以上，加装直流电抗器，可将功率因数提高职0.9以上，若同时采纳沟通直流电抗器，功率因数可提高至0.95。 举个例子：某酒店的中央空调系统风机进行变频改造，变频柜安装在低压补偿柜的四周，运行一段时间，消失一系列故障，无功掌握器失灵，电容发热严峻，甚至烧毁，电容投切器触点发黑。这明显是由于变频器谐波的存在造成的，经检测，谐波含量并未超标，推想由于谐波的存在引起谐振造成。由于非线性负荷不大，不建议采纳滤波器来消退谐波，我们采纳变频器输入侧加装沟通电抗器，从根源抑制谐波，并进行电容柜改造，更换抗谐波功能的掌握器，在电容器前串接电抗器的方法。经改造后，问题解决。2、无源滤

7、波器 无源滤波器安装在变频器的输入侧，由 L、C、R元件构成谐波共振回路，当 LC 回路的谐振频率和某一次高次谐波电流频率相同时，即对此次谐波形成低阻回路，汲取谐波，阻挡高次谐波流入电网。无源滤波器特点是投资少、结构简洁、运行牢靠及维护便利，缺点是滤波易受系统参数的影响，对某些次谐波有放大的可能。无源滤波器适用于负荷稳定、很少变动的场合。3、有源滤波器 有源滤波器实质是一个谐波发生源，并联或串联于主电路中，采纳高速的DSP芯片对系统参数实时监测，分别出基波与谐波成分，再由补偿装置发出一个与谐波电流大小相等方向相反的补偿电流，达到实时补偿谐波电流的目的。与无源滤波器相比，具有高度可控性和快速响应性，不受系统阻抗的影响，不会发生谐振危急，可自动跟踪补偿变化的谐波。其缺点就是价格昂贵，大容量制作困难等。 4、混合滤波 即采纳无源滤波器滤除大部分谐波，有源滤波器改善特性，如此，不但起到快速滤波的作用，不受系统阻抗的影响，而且可以做到价格合理。即综合了无源滤波和有源滤波的优点:电路的多重化、多元化 5、多重化 逆变单元的并联多元化是采纳2个或多个逆变单元并联，通过波形移位叠加，抵消谐波重量；整流电路的多重化是采纳12脉波、18脉波、24脉波整流，可降低谐波成分；功率单元的串联多重化是采纳多脉波（如30脉波的串联），功率单元多重化线路也可降低谐波成分。6、新的变频