变频器谐波干扰原因和抑制办法
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。
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。
抑制谐波干扰常用的方法
抑制谐波干扰常用的方法在实际使用过程中，经常遇到变频器谐波干扰问题.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。
这样能有效抑制电流谐波对邻近设备的辐射干扰。
这些都是理论知识，在应用中我们要更多的结合现场工况。
例1记得还是1999年的事情，当初是在四川内江某一铁路水厂做变频自动化改造项目。
现场布线的时候，将所有控制线和动力线全部绑在一起，在刚调试变频器没有运行的时候，功能测试，数据的显示都很正常。
但当变频器一投入运行，整个数据就全乱了，数据波动特别大，完全不能正常显示。
后经检查，发现控制线与动力线布在一起。
与业主沟通之后，由于地沟有限，增加镀锌管，控制线穿管布线。
然后将镀锌管焊接接地线接地。
处理后，数据仍然有一定的跳动，尤其是频率比较低的时候，等频率上升到35HZ以上，数据就比较稳定了。
但为了更加可靠的运行，又做了2项处理：1、购买了一个隔离变压器作为PLC的供电，也就是使用AC380V输入/AC220V输出的变压器，输入输出隔离；2、在变频器输入端增加电抗器。
经过这两项处理后数据基本上稳定了。
最后在投入运行前，又将所有的模拟量输入的屏蔽层重新接地。
变频器谐波干扰485通讯现象
变频器谐波干扰485通讯现象引言：随着电力系统的不断发展，变频器在工业控制系统中起着越来越重要的作用。
通过控制交流电机的转速，变频器可以大大提高系统的效率和精度。
然而，随之而来的问题是变频器发出的谐波信号对485通讯线路造成了干扰，导致通讯信号的失真和不稳定。
本文将对变频器谐波干扰485通讯现象进行深入探讨，并提出相应的解决方案。
一、变频器谐波干扰对485通讯的影响1.信号失真变频器发出的谐波信号会在485通讯线路中产生干扰，导致通讯信号的波形失真。
这种失真会使得接收端难以正确解析发送端发出的数据，从而影响整个通讯系统的稳定性和可靠性。
2.通讯中断谐波干扰会导致485通讯线路的信号严重受损，甚至在严重情况下造成通讯中断。
一旦通讯中断发生，工业控制系统将无法正常工作，严重影响生产效率和质量。
3.通讯距离受限变频器谐波干扰会缩短485通讯线路的传输距离，限制了通讯系统的覆盖范围。
这对于大型工业生产线或设备间的远距离通讯将会带来严重的问题。
二、变频器谐波干扰的原因1.变频器本身的设计问题部分变频器在设计上未考虑到谐波干扰对通讯线路的影响，没有采取有效的措施来减少谐波干扰的产生。
这导致了变频器在运行时产生大量的谐波信号，严重干扰了通讯线路。
2.通讯线路的抗干扰能力不足部分485通讯线路的抗干扰能力比较弱，无法有效抵御变频器发出的谐波信号，导致谐波干扰对通讯线路的影响更加明显。
三、解决方案1.优化变频器设计变频器制造商在设计变频器时应考虑到谐波干扰对通讯线路的影响，采取有效的措施来减少谐波信号的产生。
比如在变频器输出端安装滤波器，通过滤除谐波信号来减少对通讯线路的干扰。
2.加强通讯线路的抗干扰能力对485通讯线路进行改造，提高其抗干扰能力。
比如采用屏蔽线缆、安装干扰滤波器等措施，可以有效减少变频器谐波干扰对通讯线路的影响。
3.间隔设置在工业控制系统中，可以通过合理设置变频器和通讯设备之间的间隔距离，将变频器谐波干扰对通讯线路的影响降到最低。
变频器高次谐波抑制措施
变频器高次谐波抑制措施前言变频器是现代工业中普遍应用的电力调节和转换设备，尤其是在运动控制领域。
然而，使用变频器会导致高次谐波的产生，这些谐波将对设备、电网和其他设备造成负面影响，应该引起足够的重视。
因此，本文将讨论变频器高次谐波的产生及其对设备和系统的影响，并介绍抑制高次谐波的措施。
变频器高次谐波的产生变频器将交流电源转换成可调节的直流电源，然后通过逆变器将直流电源转换为可调节的交流电源。
然而，在逆变器输出的脉冲宽度调制 (PWM) 信号中，会产生频率高于基波频率的谐波。
这些谐波对设备和电网会产生不良影响，特别是在高功率和高速应用中。
变频器可能产生 5 至 40 倍于基波频率的高次谐波，这取决于 PWM 与逆变器拓扑、输出滤波器和负载的特性。
每个谐波序列可以进一步分为不同的模式，如交叉模式和共模模式。
高次谐波的不良影响高次谐波的存在将导致以下问题：1.会增加系统的噪声水平并降低通信系统的可靠性；2.在某些情况下，可能引起震动和噪声问题，从而影响系统的机械稳定性；3.可以降低电力传输系统的效率并导致能量损失；4.会纠缠和干扰其他电气设备，导致它们的失效。
因此，必须采取措施来抑制变频器产生的高次谐波。
抑制高次谐波的措施以下是抑制变频器高次谐波的措施：1. 增加输出滤波器适当的输出滤波器可以在一定程度上抑制高次谐波。
通常使用 LC 滤波器作为输出滤波器，可以削减高次谐波的幅值，最大限度地保护负载和电源。
需要注意的是，滤波器的设计需要考虑到负载的电流和逆变器的交叉模式与共模模式。
2. 采用多电平逆变器多电平逆变器是在逆变器输出增加多级电平的电源转换器。
这种拓扑结构可以有效地抑制高次谐波，使输出波形更接近正弦波，从而提高电气设备的运行效率和可靠性。
3. 采用多电平 PWM多电平 PWM 是一种抑制高次谐波的有效方法。
通过增加多个级联输出电平，可以有效消除谐波分量。
此外，使用多电平 PWM 还可以减小逆变器谐波产生的发热量，减少设备的故障率。
变频器产生谐波的危害及解决方法
变频器产生谐波的危害及解决方法摘要：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。
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：1、谐波对供电线路产生了附加谐波损耗。
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、引言在工业生产过程中，变频器被广泛应用于控制电机的转速和运行。
然而，变频器的使用也带来了一些问题，其中之一就是产生的干扰。
本文将详细介绍变频器产生的干扰的原因和影响，并提供一些解决方案，以帮助企业有效地解决这一问题。
二、变频器产生的干扰原因1. 高频电磁干扰：变频器在工作过程中会产生高频电磁干扰，这些干扰信号会通过电源线、信号线和地线传播到其他设备和系统中。
2. 电源线谐波干扰：变频器的输入端会引入谐波电流，这些谐波电流会对电源系统造成干扰，导致其他设备的正常工作受到影响。
3. 电磁辐射干扰：变频器在工作时会产生电磁辐射，这些辐射会干扰周围的设备和系统，导致它们的正常工作受到影响。
三、变频器产生的干扰影响1. 信号干扰：变频器产生的干扰信号可能会影响其他设备和系统的正常工作，导致信号传输错误或丢失。
2. 电源系统不稳定：变频器引入的谐波电流会导致电源系统的电压波动，进而影响其他设备的正常工作。
3. 电机故障：变频器产生的干扰信号可能会对电机的正常运行产生影响，导致电机故障或损坏，进而影响生产效率。
四、解决变频器产生的干扰的方案1. 滤波器的使用：安装滤波器可以有效地减少变频器产生的高频电磁干扰。
滤波器可以在变频器的输入端或输出端安装，通过滤波器对干扰信号进行滤波，减少干扰的传播。
2. 接地措施：合理的接地系统可以有效地降低变频器产生的电磁辐射干扰。
确保变频器和其他设备都良好接地，减少接地电阻，提高接地效果。
3. 屏蔽措施：对变频器和其他设备进行屏蔽处理，可以有效地减少电磁辐射干扰。
使用金属屏蔽罩、屏蔽线缆等材料对设备进行屏蔽，减少干扰信号的传播。
4. 谐波滤波器的应用：安装谐波滤波器可以有效地减少变频器引入的谐波电流对电源系统的干扰。
谐波滤波器可以将谐波电流滤波，使其不会对其他设备和系统造成影响。
5. 电磁兼容性测试：进行电磁兼容性测试可以帮助企业了解变频器产生的干扰情况，并采取相应的措施进行干扰的消除和防护。
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由图 1 可以看出，3 次、5 次、7 次电流谐 波含量很多，分析其原因是推车机定位车系 统驱动采用的是交流变频调速方式。变频器 的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产 生的谐波对同一电网的其他电子电气设备产 生谐波干扰。另外，变频器的逆变器大多采用 PWM 技术，当工作于开关模式且做高速切换 时，产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统 内其他的电子、电气设备来说是一电磁干扰 源。所以变频器的输入输出电流中，都含有很 多高次谐波成分，除了能构成电源无功损耗 的较低次谐波外，还有许多频率很高的谐波 成分。它们将以各种方式把自己的能量传播 出去，形成对变频器本身和其他设备的干扰 信号，所以电磁制动器输入电流中有很多高 次谐波。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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。
2.5 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。这样能有效抑制电流 谐波对邻近设备的辐射干扰。
3.抑制谐波干扰实例 在黄骅港卸车系统中，推车机、定位车行 走驱动采用的是变频调速控制系统，在行走 过程中经常出现制动器打开超时故障，致使 变频器接收停机指令，迫使变频器停止运行。 原因分析：推车机、定位车驱动电机采用 的是电磁制动器。制动器打开和保持时的力 矩与流经制动器线圈的电流有直接关系。制 动器打开后突然关闭，导致超时故障，显然是 变频器的高次电流谐波干扰到制动器线圈的 电流，干扰传播途径是制动器的电源回路或 信号线。经过现场测量，制动器的电流谐波如 图 1 所示。
近电气设备。 2.抑制谐波干扰常用的方Hale Waihona Puke 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：
2.1 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。
解决办法：将制动器的供电电源侧安装 隔离变压器，谐波干扰减弱，再将信号线穿入 钢管敷设，并与变频器主回路线隔开一定距 离，经这样处理后，谐波干扰基本抑制，制动 器工作恢复正常。
参考文献 [1]周志敏等编著《. 变频器 工程应用·电 磁兼容·故障诊断》[M].北京:电子工业出版社, 2006. [2]魏召刚主编《. 工业变频器原理及应用》[M]. 北京:电子工业出版社,2005. （作者单位：神华黄骅港务公司）
150 2010.4CHINA EQUIP MENT
T ECHNOLOGY 科技纵横
变频器谐波干扰原因和抑制办法
文／穆霄刚 王立德 王 胜
【摘 要】本文讲述了变频器谐波干扰 的产生机理，及在翻车机系统中抑制谐波的 方法。
【关键词】变频器 谐波 翻车机 神华黄骅港是我国西煤东运第二条大通 道的出海口，二期工程建成后，港口设计吞吐 能力达到了 6500 万吨。翻车机系统是整个港 口的关键设备，由定位车、推车机和翻车机等 大型专业卸车设备构成。在各专业卸车设备 中，驱动装置是翻车机系统的关键部位，为了 使翻车机系统达到最大化的经济效益，整个 翻车机系统驱动设备采用了德国西门子公司 6SE70 系列矢量控制变频器，对翻车机系统 各驱动电机进行调速控制，变频器功率共 1200kw。 但在实际工作中，由于变频器要进行大 功率 IGBT 整流和逆变，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 可控整流成直流电压信号，经滤波电容滤波 及 IGBT 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