变频器在日常应用中的谐波危害问题及预防

《变频器在日常应用中的谐波危害问题及预防》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、变频器在日常应用中的谐波危害问题及预防内容摘要：在现代工业生产中，变频器的应用非常广泛,随着国内变频技术广泛推广和应用，相应的对电网造成的污染也就越来越严重，影响生产的正常运行。怎样减少这些问题的出现,全面提高变频器的使用效率，是一个值得认真思考的问题。作为一个维修人员，小改小革是我的爱好，通过多年的实践与摸索，结合本人的工作实际并参考有关资料，提出一些减少和防止高次谐波的方法和措施，仅供参考，不足之处，请多提宝贵意见。关键词：变频谐波危害种类预防措施一、变频调速器产生谐波变频技术中最具代表性的是

2、“变频调速装置”，全称是交流变频调速器，用于交流电机，在调整输出频率的同时按比例调整输出电压，从而改变电机转速，以达到交流电机调速的目的。国产变频器的主电路一般为'交---直----交'组成，先把工频交流电通过三相整流器变成直流电，然后再把直流电变换成频率、电压均可调控的交流电，主电路包括整流器、直流环节、逆变器，由于变频器采用的电路结构是“整流器一一电容/电感器一一逆变器”，本身输入侧是一个非线性整流电路，对电源的波形将有影响，变频器输出侧电压、电流非正弦或非完全正弦波，含有丰富的谐波，这种高次

3、谐波会使输入电源的电压波形和电流波形发生畸变。对于供电线路来说，由于高次谐波的作用，恶化了电网质量指标，降低了电网的可靠性，增加了电网损失，缩短了电气设备的使用寿命。二、在输入侧产生谐波机理在变频调速器输入侧，整流电路所占的比例最大，目前国内变频器常用的整流电路几乎都采用晶闸管相控整流电路或二极管整流电路，其中以三相桥式和单相桥式整流电路为最多。带阻感负载的整流电路所产生的谐波污染和功率因数滞后已被人们所熟悉。变频器直流侧采用电容滤波或电感滤波的二极管整流电路也是严重的谐波污染源，给电网造成严重污

4、染，也使得总的功率因素降低。三、在输出侧产生谐波机理在逆变输出回路中，输出电压和输出电流均有谐波。对于PWM控制的变频器，只要是电压型变频器，不管是何种PWM控制，其输出电压波形为矩形波，用傅里叶级数分解电压方波和电流正弦锯齿波不难分析出高次谐波的含量，高次谐波对设备产生很强的干扰，甚至造成设备不能使用，周围仪器信号失真。谐波产牛的根本原因是由于非线性负载所致。输出电流中也具有频率很高的高次谐波成分，当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。其中谐波频率的高低与变

5、频器调制频率有关，调制频率低（1——2KHZ）,人耳听得见高次谐波产生的电磁噪声（尖叫声），若调制频率高（如IGBT变频器可达20KHZ）,人耳听不见，但高频信号客观存在。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，干扰附近电器设备。四、谐波的危害及对设备的影响由于变频调速技术的不断扩大，因此谐波污染电力系统及周围设备的影响就日益严重，其至造成其它电子设备不能正常工作。例如：1、变压器电流谐波将增加铜损，电压谐波将增加铁损，综合结果使变压器温度上升影响其绝缘能力，谐波也可引起

6、变压器绕组及线间电容之间的共振，以及引起铁芯磁通饱和或歪斜，从而产生噪声。2、电力电容器由于谐波引起并联谐振，则有异常电流流入电容器，往往导致电容器过热，绝缘破坏甚至烧毁，我单位就遇到此类问题，后请教专家推荐使用带6%串联电抗器的电力电容器后效果甚好。3、电动机输出谐波对电动机的影响主要有，引起电动机附加发热，导致电动机的额外温升，电动机往往要降额使用，由于输出波形失真，增加电动机的重复峰值电压，影响电动机的绝缘，谐波还会引起电动机转矩脉动，以及噪声增加。我单位就遇到此类问题，后在变频器前后侧增加

7、交流电抗器效果甚好。4、照明设备谐波对白炽灯而言，会影响其寿命，当谐波增加时，将使灯泡寿命缩短。至于荧光灯或水银灯的起辉器,有时要有电容，此电容器与启辉器及线路的电抗，可能对某一频率的谐波形成共振电路，这将产生额外的热损，甚至会损坏该灯具。5、通信设备输电线路中若含有谐波，则将产生磁场及电场，以致干扰通信线路。6、计量仪表谐波使测量和计量仪器、仪表、自动装置、计算机系统运行不正常，影响设备测量精度，出现误动作或误差，使机械产品加工质量降低。7、电子设备谐波会使各种电子设备发生杂信、影像错乱或闪烁，

8、会使电晶体及电容器等零件劣化而发生故障，对其性能和寿命都有不良的影响。8、某些情况下，它不仅产生谐波，而且还引起供电电压波动和闪变，甚至引起三相电压不平衡，会危及电网安全经济运行,并影响电气设备的正常使用。五、抑制谐波的方法与措施综上所述以及在实践中遇到的种种谐波危害，对于高次谐波采取适当的对策和预防措施。具体方法如下：1、变频器输入侧谐波干扰的对策为了将谐波产生的种种干扰防患于未然，原则上应该在发生源（变频器）抑制谐波。首先在主电路形式进行选择，如采用多整流脉冲数、多电平输岀谐波