变频器谐波干扰及抑制
变频器谐波问题干扰范围及处理方法
变频器常见谐波问题以及解决方法变频器常见谐波问题以及解决方法在现代化港口、矿井、运输港的建设中，变频软启动渐渐替代机械软启动，如常规液力耦合器，CST液力软启动，成为市场主流，其主要原因为可控性高，精度强。
变频器在使用过程中也会相应的出现自己的问题，重点介绍下在现场安装中变频器谐波问题以及处理办法。
就矿井使用的变频器而言，非下运皮带大都使用二象限的，因不需要对电网进行电能反馈，下运皮带在运行以后对电网进行电能反馈，既逆向输送电力，而非使用电力，四象限变频器就是除了正反转外还能控制，实现能量反馈回电网的变频器。
2象限指的就是普通的控制速度的变频器。
内部除了控制方式不同外，硬件方面主要就是4个象限变频器整流和逆变电路都使用可双向导通的半导体元件，一般是IGBT。
而2象限的整流部分一般是晶闸管或二极管。
而就谐波问题而言，问题重点出现在四象限变频器，因产生的奇数次谐波较强，且干扰问题严重，频器正常工作中，由于变频器高次谐波的影响引发控制电路发生串联谐振，造成系统电源故障，就功率等级而言，75KW以上四象限变频器因考虑进行谐波治理，而二象限变频功率在100KW以下可以进行常规处理即可。
在变频器使用过程中，经常出现误指示、乱码等情况;变频器停止工作时系统完全恢复正常。
很明显这是由于变频器高次谐波分量对电源的干扰造成的，通常，对此最为行之有效的办法就是对控制电路的供电电源加装电源滤波器。
在加装市售的通用电源滤波器后，系统恢复了正常，但是随之又有新的问题出现了，控制电路中的熔断器频繁熔断。
停电后对电路进行检查，经现场详细观察发现，在系统逐渐升速过程中，变频器运行输出在某个频段之间时频繁发生短路故障。
而且，将变频器的负载(电动机)断开后，该故障现象仍频繁出现，在去掉电源滤波器后该故障消失。
因此，首先对该滤波器进行了检查，拆开后发现滤波器采用的是常见的π型滤波。
检查发现电源滤波器本身没有任何故障，进一步分析变频器的工作原理可知，在交-直-交型变频器中，电网通过三相整流桥给变频器供电，供电电流利用傅立叶级数可以分解为包含基波和6K±1次谐波(K=1，2，3…)分量等一系列谐波分量，谐波含量随进线电抗和和直流滤波电抗的电感量增加而减少。
谐波电流与电磁干扰基本原理与其解决方案
谐波电流与电磁干扰基本原理与其解决方案一、谐波电流的基本原理谐波电流是指在交流电路中，频率为整数倍于基波频率的电流，它是由非线性负载产生的。
在工业生产中，大量使用非线性负载设备，如变频器、UPS、照明灯具等，这些设备会导致谐波电流的产生。
谐波电流不仅会影响设备的正常运行，还会对供电系统造成严重的电磁干扰。
二、谐波电流对设备的影响1. 降低设备效率：谐波电流会导致设备内部温度升高，使得设备效率降低。
2. 缩短设备寿命：谐波电流会使得设备内部元件受到过度损伤，从而缩短设备寿命。
3. 产生噪声：谐波电流会使得设备发出噪声，影响工作环境和人员健康。
4. 影响其他设备：谐波电流会通过供电系统传播到其他设备中，从而影响其正常运行。
三、谐波电流解决方案1. 使用滤波器：滤波器是一种常用的解决谐波电流的方法。
它可以通过滤除谐波电流，从而减少对设备的影响。
2. 采用谐波抑制技术：谐波抑制技术是一种较为先进的解决方案。
通过使用谐波抑制器，可以有效地减少谐波电流的产生，并降低对设备的影响。
3. 选择合适的负载设备：在选购设备时，应尽可能选择具有较低谐波电流产生率的设备，从而减少对供电系统和其他设备的影响。
4. 加强维护管理：定期检查和维护设备，保持其良好运行状态，可以有效地减少谐波电流对设备的影响。
5. 加强供电系统规划设计：在供电系统规划设计中应考虑到非线性负载设备的特点，采取相应措施来减少其对供电系统和其他设备的影响。
四、电磁干扰解决方案1. 使用屏蔽材料：屏蔽材料是一种常用的解决方法。
通过使用屏蔽材料来遮挡或隔离干扰源，从而减少干扰信号的传播。
2. 采用滤波器：滤波器也可以用来解决电磁干扰问题。
通过使用滤波器来过滤掉干扰信号，从而减少对设备的影响。
3. 加强接地措施：加强设备和供电系统的接地措施，可以有效地减少电磁干扰的产生。
4. 选择合适的设备：在选购设备时，应尽可能选择具有较低电磁辐射和敏感度的设备，从而减少对电磁干扰的敏感度。
变频器谐波抑制方法
变频器谐波抑制方法对小容量的通用变频器，高次谐波很少成为问题，但当使用的变频器容量大或数量多时，往往就会产生高次谐波电流和高次谐波干扰问题，因此对于高次谐波先采取适当的对策和预防措施是非常重要的。
1. 改善变频器结构可以从变频器自身硬件结构或者整个变频系统的构建方式和设备选择等方面考虑，从根本上减少变频系统注入电网的谐波、无功等污染。
(1) 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;(2) 在整流环节采用多重化技术，提高脉波数，可以有效地提高特征谐波次数，降低特征谐波幅值。
对于大容量晶闸管变频器可以采取这种方法，利用多重化抑制流向电源侧的高次谐波;(3) 采用高频整流电路，改善整流波形，提高功率因数，直流电压可调节;(4) 逆变环节采用高开关频率高的电力电子器件，如MOSFET，IGBT等，可以提高载波频率比，抑制变频器输出端的高频谐波。
(5) 在逆变环节采用多重化技术，提高脉波数，使输出的电流电压波形更加接近正弦波。
但重数越多电路越复杂，可靠性会随之降低，三重化电路可以兼顾输出波形质量和设备可靠性，较理想。
2. 采用合适的控制策略从变频器控制器这一点出发，可采用更合适的控制策略或者在原来的控制策略基础上作点优化和改进，原理上更大限度地减少谐波的产生。
以实际应用中常用的正弦脉宽调制法(SPWM)法和特定消谐法(SHE)法为例。
根据SPWM基本理论，当调制波频率为fr，载波频率为fc，载波频率比N=fc/fr，单极性SPWM控制在输出电压中产生N-3次以上的谐波，双极性SPWM控制在输出电压中产生N-2次以上的谐波。
比如，N=25，采用单极性SPWM控制，低于22次的谐波全被消除，采用双极性SPWM控制，低于23次的谐波全被消除。
但输出电压频率较高的时候，由于受到元件开关频率的限制，N值不可能大，SPWM 控制的优势就不太明显了，这个时候选择SHE法可以在开关次数相等的情况下输出质量较高的电压、电流，降低了对输入、输出滤波器的要求。
变频器谐波分析及故障处理
故障维修·变频器谐波分析及故障处理doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.04.078变频器谐波分析及故障处理吴长品（楚雄滇中有色金属有限责任公司，云南楚雄 675000）摘要：本文主要介绍变频器谐波产生的原理、变频器受到谐波干扰的故障及其它变频器常见的故障处理方法。
关键词：谐波；干扰；故障处理引言近年来，由于生产工艺的改进、企业对低成本的最求以及国家对节能降耗的要求，生产企业很多设备要求使用变频器调速。
但在变频器使用过程中经常会遇到变频器谐波干扰，进而导致设备出现故障。
本文主要讲述了变频器谐波产生的原理，通过介绍我厂高低压变频器调试过程中的遇到的故障问题来分享变频器受到谐波干扰的故障故障处理方法。
1. 变频器谐波产生原理及预防措施1.1 变频器谐波产生原理变频器的主电路大多为交–直–交构成，即交流整流成直流，再由直流变成交流，从外部输入到电网中的工频（中国采用的是50Hz）电源，通过三相桥式进行整流，通过整流变为直流，然后进行叠加，接着再通过滤波电容进行滤波以及率晶体管逆变最后获得频率可变的交流电源，在整流、逆变的过程中，会产生一定量的高次谐波。
所谓的谐波就是除了与电网基础波形频率相同的非正弦电量分量外，还存在一部分（略大于）大于电网基波频率的分量，这种分量就是我们所称的谐波。
一般情况，我们可以将谐波频率与基波频率的比值定义为谐波次数。
对变频器来讲，这种谐波就是一个干扰量。
1.2 谐波干扰途径变频器谐波干扰的途径主要有两种，分别是传导和辐射。
在进行传导的过程之中，和变频器输出线相距较近的平行敷设导线就会产生电磁耦合，进而会产生干扰。
另外，变频器所产生的谐波还会形成辐射，进而对起附近的电仪设备带来干扰。
1.3 抑制谐波干扰的措施1.3.1 在变频器输入侧的措施：（1）将将变频器的供电电源和其他设备的电源隔离开来，相互独立，或者是安装隔离设备将谐波电流切断。
（2）加装交流电抗器。
变频器产生的干扰及解决方案
变频器产生的干扰及解决方案一、引言随着现代工业的发展，变频器作为一种重要的电力调节设备，在工业生产中得到广泛应用。
然而，变频器在工作过程中会产生一定的电磁干扰，给周围的电子设备和系统带来不利影响。
本文将详细介绍变频器产生的干扰原因及解决方案。
二、变频器产生的干扰原因1. 高频噪声：变频器内部的开关器件工作频率较高，会产生高频噪声，对周围的电子设备造成干扰。
2. 电磁辐射：变频器在工作时会产生电磁辐射，这种辐射会干扰周围的电子设备的正常工作。
3. 电源谐波：变频器的输入端需要接入电源，其工作过程中会产生电源谐波，对电网和其他设备造成干扰。
4. 地线干扰：变频器的接地电流会通过接地线路传播，对周围的设备产生干扰。
三、解决方案1. 电磁屏蔽：在变频器周围设置电磁屏蔽罩，有效阻挡变频器产生的电磁辐射，减少对周围设备的干扰。
2. 滤波器：通过在变频器输入端安装滤波器，可以有效抑制电源谐波，减少对电网和其他设备的干扰。
3. 线缆绝缘：使用具有良好绝缘性能的线缆，可以减少变频器产生的地线干扰，保护周围设备的正常工作。
4. 接地措施：合理设置变频器的接地电流路径，避免接地电流通过其他设备产生干扰，同时保证变频器的接地电阻符合要求。
5. 滤波电容器：在变频器输出端并联安装滤波电容器，可以有效吸收高频噪声，减少对周围设备的干扰。
6. 屏蔽电缆：使用屏蔽电缆连接变频器和其他设备，可以有效防止电磁干扰的传播。
四、结论变频器作为一种重要的电力调节设备，在工业生产中发挥着重要作用。
然而，变频器产生的干扰问题也不可忽视。
通过采取合适的解决方案，如电磁屏蔽、滤波器、线缆绝缘等措施，可以有效降低变频器产生的干扰，保证周围设备的正常工作。
在今后的工程实践中，应根据具体情况选择合适的解决方案，确保变频器的稳定运行和周围设备的正常工作。
变频器的谐波干扰与抑制及参数设定
变频器的谐波干扰与抑制变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变，结果是在输入输出回路产生电流高次谐波，干扰供电系统、负载及其他邻近电气设备。
在实际使用过程中，经常遇到变频器谐波干扰问题，下面简单介绍谐波产生的机理、传播途径及有效抑制干扰的方法。
1．变频器谐波产生机理变频器的主电路一般为交-直-交组成，外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压信号，经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。
在整流回路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波，其中的高次谐波将干扰输入供电系统。
在逆变输出回路中，输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形，对于GTR大功率逆变元件，其PWM的载波频率为2～3kHz，而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。
同样，输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波，而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，干扰邻近电气设备。
2．抑制谐波干扰常用的方法谐波的传播途径是传导和辐射，解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离；解决辐射干扰就是对辐射源或被干扰的线路进行屏蔽。
具体常用方法：(1)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)在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器，或安装谐波滤波器，滤波器的组成必须是LC型，吸收谐波和增大电源或负载的阻抗，达到抑制谐波的目的。
(3)电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并与其他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设，避免辐射干扰。
(4)信号线采用屏蔽线，且布线时与变频器主回路控制线错开一定距离(至少20cm以上)，切断辐射干扰。
(5)变频器使用专用接地线，且用粗短线接地，邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开，使用短线。
变频器的谐波危害及解决措施
港 口科技 动态 ・港 １ 电气 ： ／
变 频 器 的 谐 波 危 害 及 解 决 措 施
黄骅 港 汪 大春
摘要 ： 绍 了谐 波 产生的 原 因 ， 用无 源滤 波 器、 源 滤 波 器 ， 少回路 阻扰 ， 断谐 波 传 介 采 有 减 切
ＩＣｏ Ｏ 、Ｅ Ｉ０ —３（ Ｎ １０ —３） Ｉ Ｃ ５ Ｅ ｌｏ ３ Ｉ ＣＳ ０ Ｅ ６ ８０ 、Ｅ ５５ （ Ｎ ０ ５ ） Ｉ Ｅ ５ ９—１９ 。 Ｅ ６ ５５ 和 Ｅ Ｅ １ ９２
普 通 的抗 干 扰 标 准 Ｅ ５０ １和 Ｅ ５０ ２以 Ｎ ０８ Ｎ０８
・
２ ・ ３
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谐 波 。谐 波定 义示 意 图如 图 １ 所示 。
１２谐 波治 理 的有 关标 准 ．
表 １ 谐波 治理 的 Ｅ ＭＣ标 准
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阻碍 电力 电子 技术 自身 发展 的重大 障碍 。
源之 一 ， 电力 电子 装 置 所产 生 的谐 波污 染 已成 为
般 地讲 ， 奇次 谐 波 引起 的危 害 比偶 次 谐 波 更 多
更大 。在 平衡 的三相 系统 中 ， 由于对 称关 系 ， 次 偶 谐波 已经 被 消除 了 ， 只有 奇 次 谐 波存 在 。对 于三 相整 流 负载 ， 出现 的谐 波 电 流 是 ６ ？ 次 谐 波 ， ｎ 例 如 ５７ １ 、３ １ 、９等 ， 频 器 主要 产 生 ５ ７次 、 、１ １ 、７ １ 变 、
１相关 的定 义
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浅谈变频器谐波产生原因与抑制
３ 谐 波 的危害
（ ） 波对供 电线路产生附加谐 波损耗 。 １谐 谐波线路 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，
２ 谐波 产生原 因
谐波产生 的根本原 因是 由于非线性负载所致 。由于变频器 逆变 电路 的开关特性 ，对其 供电电源形成 了一个典型的非线性
目前 ， 随着 异 步 电动 机 变 频 调 速 技 术 的迅 猛 发 展 ，变 频 器 因其 节能效果显著 、调节方便 、维护简单等优点 ，在工业调速 传动领域得到广泛应用 ，但在人们享受它便捷 的同时 ，变频器 直——交逆变器 的非线性等效负荷使得变频器在许多系统集成 工程 中不仅污染工厂供 电系统 ， 还直接对 自动化工程项 目干扰 ， 引起测控系统失准失灵 ，严重破坏大系统的稳定性 ，甚至变频 器 自身 的电子元器件 、计算机芯片受到干扰 ，引发 “ 自举”式 的调速故障。 变频器 的谐波干扰 问题成 了人们亟待解决 的问题 。
负载 ，因此当电流流经电流 ，从 而产生 了谐波 ，见图 Ｉ 。
波
诺
１ 变 频器概 述
变频器是利用 电力半导体器件的通断作用将工 频电源变换 为另一频率的电能控制装置 ，由主 回路 、电源 回路 、ＩＭ 驱动 Ｐ 及保护 回路 、冷却风扇等几部分组成 。从 结构来看 ，变频器 可 分为间接变频和直接变频两类。间接变频将工频电流通 过整流 器变成直流 ， 然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流 ； 直接变频器则将工频交流变换成可控频率的交流。没有 中间的 直流环节。它的每相都 是一个两组晶闸管整流装置反并联 的可 逆线路。正反两组按一定周期相互切换 ，在负荷上就获得 了交 变输 出的电压 Ｕ０ ，Ｕ０的幅值决定于各整流装置的控制 角，频 率决定 于两组 整流装置 的切换频 率。 目前应用较多 的还是问接 变频器 ，间接变频有 ３种不 同的结构形式 ：① 用可控整流器变 压 ，用逆 变器 变频 ，调 压和调频 分别 是在 两个环节上进行 ；② 用不控整流器 整流斩波器变压 、逆变器变频 ；③用不控整流器 整流 ，脉宽调制逆变器 Ｐ ＷＭ 变频 。
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