最新交流电机的谐波问题
电力系统中谐波问题如何治理
电力系统中谐波问题如何治理在当今的电力系统中，谐波问题日益凸显，给电力设备的正常运行和电力质量带来了诸多挑战。
那么，究竟什么是谐波？它又是如何产生的？更重要的是，我们应该如何有效地治理它呢？首先，让我们来了解一下谐波的概念。
简单来说，谐波是指在电力系统中，电流或电压的频率不是基波频率（通常为 50Hz 或 60Hz）整数倍的分量。
这些谐波分量会导致电力系统中的电流和电压波形发生畸变，从而影响电力设备的性能和使用寿命。
谐波的产生原因是多种多样的。
其中，电力电子设备的广泛应用是主要原因之一。
例如，变频器、整流器、逆变器等在工作时会产生大量的谐波电流注入到电力系统中。
此外，电弧炉、电焊机等非线性负载也会产生谐波。
那么，谐波问题会给电力系统带来哪些危害呢？一方面，它会增加电力设备的损耗，导致设备发热、效率降低，缩短设备的使用寿命。
例如，变压器在谐波的作用下，铁芯损耗会显著增加，容易出现过热现象。
另一方面，谐波会影响电力系统的稳定性，可能导致继电保护装置误动作，影响电力系统的安全可靠运行。
同时，谐波还会对通信系统产生干扰，影响通信质量。
既然谐波问题如此严重，我们应该如何治理呢？目前，主要的治理方法可以分为无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波是一种传统的谐波治理方法，它通过电感、电容等无源元件组成滤波器，对特定频率的谐波进行滤波。
无源滤波器结构简单、成本较低，但存在一些局限性。
例如，它的滤波效果容易受到系统参数变化的影响，而且只能对固定频率的谐波进行有效滤波。
有源滤波则是一种较为先进的谐波治理技术。
它通过实时检测电力系统中的谐波电流，并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流注入到系统中，从而实现谐波的动态补偿。
有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好、能够适应系统参数变化等优点，但成本相对较高。
除了滤波技术，改善电力系统的设计和运行管理也是治理谐波的重要措施。
在电力系统规划和设计阶段，应合理选择电力设备，尽量减少非线性负载的接入。
永磁同步电机中电流谐波,产生原因
永磁同步电机中电流谐波,产生原因
电流谐波是指在供电系统的电流中，有一些额外的分量，这些分量是不是正弦波的整数倍，它们分布在电流的基本频率上，它们是电流的谐波，常被称为电流谐波。
永磁同步电机中产生电流谐波是由多因素引起的，主要有以下几方面：
首先，永磁同步电机本身的磁路参数会影响产生电流谐波，如果磁路参数不恰当，会使电机电流变得不稳定，在电机上会产生一些不是正弦波的分量，从而产生电流谐波。
此外，当同步电机带动负载时更容易产生电流谐波。
永磁同步电机所驱动的负载如果有瞬时反向扭力干扰，将使电机的电流和转速出现波动，从而影响永磁同步电机的正常运转，出现不正常的电流，最后会产生电流谐波。
除此之外，永磁同步电机由于负载的变化而出现的空载功耗会使电机的输出电流发生变化，从而造成不良的谐波。
另外，永磁同步电机的绝缘阻抗较低，如果发生故障，绝缘材料本身就会发生一定扭转力，从而造成供电系统结构的失稳性等，最终也会产生电流谐波。
总之，永磁同步电机产生电流谐波的原因很多，主要表现在：永磁同步电机本身的磁路参数不恰当，驱动电路的参数不恰当，负载瞬时反向扭力干扰，空载功耗的变化以及绝缘材料的变化等原因都会导致电流谐波的产生，要想降低电流谐波，需要综合考虑上述因素，采取相应的措施进行调节，以减小电流谐波的影响。
电力系统中的谐波问题与分析技术研究
电力系统中的谐波问题与分析技术研究引言：现代社会对电力的需求越来越大，电力系统的稳定运行对于社会经济的发展至关重要。
然而，电力系统在运行过程中会面临一些问题，如谐波问题。
谐波是电力系统中的一种普遍现象，它对系统的稳定性和设备的正常运行产生了不可忽视的影响。
因此，对电力系统中的谐波问题进行深入研究和分析，提出相应的解决方法和技术手段是非常必要的。
一、谐波问题的定义与影响1. 谐波的定义谐波是指电力系统中存在的频率是基波频率整数倍的谐振现象。
电力系统中产生谐波的主要原因包括非线性负载、发电机组的谐波励磁和谐波源的接入等。
谐波问题主要表现在电压和电流波形畸变、系统损耗增加以及设备寿命缩短等方面。
2. 谐波问题的影响谐波对电力系统的影响主要体现在以下几个方面：（1）设备损坏：谐波会导致电力设备的工作电流和温度升高，进而加速设备的老化和损坏；（2）电网损失：谐波会导致电网中的有功和无功损失增加，降低系统的效率；（3）通信干扰：谐波会对通信设备产生干扰，降低通信质量和可靠性。
二、谐波分析技术为了解决电力系统中的谐波问题，需要进行谐波分析，找出谐波源，并提出相应的处理措施。
目前，谐波分析技术主要包括频谱分析和时域分析两种方法。
1. 频谱分析频谱分析是通过观察电力系统中各频率成分的振幅和相位关系，以及谐波频率分布情况来分析谐波问题。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换。
（1）傅里叶变换傅里叶变换能够将信号在频域中分解成各个频率成分，并得到各频率成分的幅度和相位信息。
通过对电压或电流波形进行傅里叶变换，可以得到具体的谐波频率及其振幅，从而判断谐波的产生原因。
（2）小波变换小波变换是一种时频分析方法，能够同时提供时间和频率信息。
它通过对信号进行连续的分解，得到各个频率成分在时域和频域上的分布情况，更能反映谐波在时间上的变化特性。
2. 时域分析时域分析是通过观察电力系统中各时刻的电压和电流波形来分析谐波问题。
常用的时域分析方法包括快速傅里叶变换和窗函数法。
电机的三次谐波
电机的三次谐波全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电机是一种将电能转换为机械能的设备，广泛应用于工业生产和日常生活中。
在电机的运行过程中，会产生各种谐波现象，其中三次谐波是影响电机性能和电网稳定性的重要因素之一。
三次谐波是指电压或电流的频率为基波频率的三倍的谐波分量。
在电机中，由于电机线圈的电感作用，电压和电流的波形不再是正弦波，而是含有谐波分量。
当电压和电流中存在较大的三次谐波时，会导致电机运行不稳定、损耗增加、噪音增加等问题。
三次谐波会对电机产生一系列影响。
三次谐波会使电机的工作效率降低。
由于三次谐波会引起磁场的变化，使得电机在工作时出现额外的电磁损耗，从而降低了电机的效率。
三次谐波还会引起电机的噪音增加。
当电机中存在大量三次谐波时，会导致电机内部的振动加剧，产生更多的噪音。
这不仅会对工作环境造成噪音污染，也会影响电机的寿命和稳定性。
三次谐波还会对电网的稳定性产生负面影响。
当电机中存在大量的三次谐波时，这些谐波会通过电网传播到其他设备和系统中，引起电网电压的不稳定，甚至引发电网谐波污染。
这会对电网的正常运行造成干扰，影响其他设备的性能，甚至会导致设备的故障和损坏。
为了减少电机中的三次谐波，可以采取一些措施。
首先是优化电机设计和选用合适的材料。
在电机设计阶段，可以采用合理的绕组结构和材料，减少电机中的电感和电阻对谐波的影响，从而减少三次谐波的产生。
其次是通过滤波器和变流器来控制三次谐波。
在电机运行时，可以通过安装滤波器和变流器来消除三次谐波，减少对电机的影响。
三次谐波是影响电机性能和电网稳定性的重要因素之一。
了解三次谐波的产生机理和影响，采取有效措施减少三次谐波的产生，对于保障电机的正常运行和电网的稳定性具有重要意义。
希望通过对三次谐波问题的深入研究和解决，能够提高电机的运行效率和电网的稳定性，推动电力行业的发展。
第二篇示例：让我们来了解一下什么是三次谐波。
在电机运行过程中，电流和电压中不仅含有基波（即电源频率的谐波），还可能存在着一些非整数倍于电源频率的谐波，这些非整数倍谐波便是电机的谐波成分。
电力系统中的谐波与电磁干扰问题研究
电力系统中的谐波与电磁干扰问题研究在现代社会，电力系统作为人们生活中不可或缺的基础设施之一，为各个领域的发展提供了坚实的基础。
然而，随着电力设备的不断智能化和高效化，电力系统中出现了一系列的问题，如谐波和电磁干扰等。
这些问题不仅给电力系统的运行带来了困扰，还对人们的生活和健康产生了潜在的危害。
因此，研究电力系统中的谐波与电磁干扰问题变得尤为重要。
首先，我们来了解一下谐波的概念。
谐波指的是电力系统中频率为基波频率整数倍的电压或电流分量。
谐波产生的原因有很多，比如电力设备的非线性特性、电力设备的频率响应等。
尽管谐波的产生是很正常的现象，但当谐波电流和电压的分量过大时，就会对电力设备造成损害，甚至引发设备故障。
接着，我们来探讨一下电磁干扰的问题。
电磁干扰是指非预期的电磁辐射对其他电子设备的干扰。
电磁干扰的产生原因也各不相同，比如电力设备的非线性特性、电力设备的辐射波形等。
电磁干扰对电子设备的正常工作造成了很大的影响，严重的情况下可能导致设备故障或者数据丢失。
为了解决谐波和电磁干扰问题，研究者们提出了很多的解决方案。
首先，通过电力设备的设计和制造过程中增加滤波器和补偿器等装置，可以有效地抑制谐波的产生和传播。
此外，对于电磁干扰问题，可以采取屏蔽和隔离的措施，降低干扰源对周围环境的辐射。
同时，进一步研究和应用现代电力电子技术也是解决谐波和电磁干扰问题的重要途径。
例如，采用谐波滤波器和有源滤波器等技术可以减小谐波电流和电压的分量，从而保护电力设备的正常工作。
此外，通过适当选择电力设备的开关频率和控制方式，还可以减小电磁干扰对其他设备的影响。
除了技术手段，也需要加强管理和规范方面的工作来解决谐波和电磁干扰问题。
电力系统的运行需要严格的规范和标准，只有这样，才能保证电力设备的正常运行和人们的生活安全。
此外，注重员工的培训和教育，提高他们解决问题的能力，也是非常重要的。
最后，要加强学术界与工业界的合作与交流。
电力系统中的谐波与电磁干扰问题是一个复杂的系统工程问题，需要各个领域的专家共同协作来解决。
电力系统中谐波的危害与产生（三篇）
电力系统中谐波的危害与产生电力系统中的谐波是由于电力设备的非线性特性引起的。
在电力系统中，谐波的危害包括对电力设备的损坏、电能质量的恶化以及对用户的影响等方面。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
谐波对电力设备的损坏是谐波危害的主要方面之一。
谐波会引起设备的绝缘老化、过热、机械振动等问题。
尤其是对于变压器和电动机等设备来说，由于谐波的存在会引起电流和电压的畸变，导致设备的工作效率下降，甚至引发设备的故障和停机。
此外，谐波还会引起电容器的谐振和过电压问题，增加电力设备的工作负荷，缩短其使用寿命。
谐波对电能质量的恶化也是谐波危害的重要方面之一。
谐波会导致电能质量的下降，主要表现为电压和电流的畸变，波形失真，功率因数的下降等。
这不仅会影响电力设备的正常工作，还会对电力系统的稳定性和可靠性造成影响。
谐波还会引起电力设备的谐振现象，导致设备振动，造成噪音污染，影响人们的生活质量。
谐波对用户的影响主要体现在电力质量的下降和对电子设备的损坏。
谐波会引起电压的波动和电流的畸变，导致电子设备的正常工作受到干扰，增加设备的故障率，降低设备的使用寿命。
尤其是对于一些对电力质量要求较高的用户来说，如计算机、通讯设备、医疗设备等，谐波对其正常工作的影响更为显著。
此外，谐波还会导致电能的浪费，增加用户的用电成本。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
非线性负载是产生谐波的主要原因之一。
非线性负载如电子设备、电力电子器件等在工作过程中会产生非线性电流，其含有大量谐波成分。
此外，电力设备的设计及运行也会引起谐波的产生，如电容器的谐振，变压器的匝间谐振等。
而电网的接地情况也会影响谐波的产生和传播，如电网的接地方式不当会引起谐波回流和间接接触问题。
为了减少谐波的危害，需要采取一系列的措施。
首先，可以通过合理选择电力设备和设备的工作参数来降低其谐波产生的概率。
其次，可以采用滤波器等设备对谐波进行抑制和补偿。
谐波的产生、危害及解决方案(自己写的)
直流输电换流站谐波的产生、危害及解决措施the Generation, Harm and Solutions of Harmonics inHVDC摘要：本文主要介绍了直流输电换流站谐波的产生、危害及解决措施。
首先介绍了6脉波及12脉波换流器的交流侧和直流侧的特征及非特征谐波。
之后就谐波对电网及电网中电力元件的影响进行了讨论。
最后介绍了抑制谐波的主动型及被动型的几种主要措施。
关键词：谐波危害抑制直流输电Abstract:This paper concentrates on the generation, harms and solutions of harmonics in HVDC. First of all, it introduces the types of harmonics generation from 6 pulse converter and 12 pulse converter. Second, it discusses the harm of harmonics including hot wastage and so on. Finally, it provides some main measures aiming at restrain the harm of harmonics consisting of active ones and passive ones.Key words:harmonics harm restrain HVDC一．研究直流输电系统谐波的意义1.研究背景直流输电技术从1954年在电力系统中得到应用以来，先后经历了汞弧阀换流时期和晶闸管换流时期，从试验性阶段，到稳步发展阶段，特别是1970年以后，随着电力电子技术和微机控制技术等发展，进入到大力发展阶段。
然而近年来，由于电力电子技术的不断发展和应用，也使得谐波对电力系统运行，电力设备，电力用户，通讯等领域中造成了很大的危害。
谐波 介绍 原理
4.3 电机谐波的利用
I。 “利用谐波起动感应电机”, ([3]: p25-86 ) J。 “利用齿谐波辨识电机转速”([8]: p250-251 )
谐波问题 谐波电动势和磁动势
2.1 谐波电动势 2.2 谐波磁动势
（p124 ，137） （p143 ，159）
参考书籍
第二讲 谐波问题 （p124 ，137） 谐波电动势和磁动势（p143 ，159）
2.1 谐波电动势 2.2 谐波磁动势
参考书籍
2.1 谐波电动势
2.1.1 普通谐波电动势 2.1.2 齿谐波电动势
2.1.1 普通谐波电动势
2.1.1.1 谐波磁场及其特点 2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势 2.1.1.3 谐波电动势的危害 2.1.1.4 削弱办法
2.1.1.1 谐波磁场及其特点
交流电机的谐波问题
额定频率为基波频率奇数倍的谐波，被称为“奇次谐 波”，如3、5、7次谐波 4.2、偶次谐波 额定频率为基波频率偶数倍的谐波，被称为“偶 次谐波”，如2、4、6、8次谐波。 一般地讲，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，偶次谐波 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6n±1次谐波，例如5、7、11、 13、17、19等。 变频器主要产生5、7次谐波。
q sin 2 kd1 q sin 2
kd
q sin 2 q sin
2
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势
4/5
谐波电动势频率 基波
谐波
pns f1 60 p n pns f f1 60 60
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采用短距绕组（削弱条件）
y1 90 k 180
k 1,2,
y12k k1,2,3,
7/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
采用短距绕组（短距对基波电势的影响） 以削弱5次谐波为例
k值
1
2
3
y1
(2/5) τ
(4/5)τ
(6/5)τ
kp1
0.5878 0.9511 0.9511
min
max
bp
max1.5~2.0
min
bp 0.70~0.75
3/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
使气隙磁场的分布接近正弦波（隐极机）
2
2
0.7~ 00.8
4/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
采用三相对称绕组
➢ 采用三相对称绕组时，无论是Y联结还是D联结，其线电 动势中都不存在3次以及3的奇数倍次谐波。
➢ 当采用D联结时，3次谐波环流引起附加损耗，降低效率， 增加发热，所以同步发电机一般用Y联结。
5/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
采用短距绕组（削弱原理）
适当选择绕组元件的节距，使某次谐波的短距系数等于 或接近于0 ，便可达到消除或削弱该次谐波的目的。
kp
siny19
0 0
6/12
1/5
2.1.2.1 齿谐波电动势及其产生原因
齿谐波电动势
对同步发电机的空载电势波形进行分析，发现在q为整数的 时候，存在着较强的次数为(Q/p)±1=2mq±1的高次谐波； 对气隙较小的小型同步发电机，这种谐波更加突出。这就 是所谓的“齿谐波”电动势。
5/5
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势
谐波每极磁通量
基波
1
2
B1ml
谐波 2BmlνBB1m m1
1/5
2.1.1.3 谐波电动势的危害
考虑谐波后的相电动势
E φE φ1E φ3E φ5 Eφ Eφ 21Eφ 23Eφ 25
2/5
2.1.1.3 谐波电动势的危害
考虑谐波后的线电动势有效值
1/4
2.1.1.1 谐波磁场及其特点
气隙磁密
bδ
(p70 p125) (p81 p143)
2/4
2.1.1.1 谐波磁场及其特点
气隙磁密的分解
b
b1
b3 b5
3/4
2.1.1.1 谐波磁场及其特点
谐波磁密
b δ b 1 b 3 b 5
bBmsin
1,3,5,
4/4
y1/τ=5/6
10/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
采用短距绕组（消除谐波的物理解释）
以削弱5次谐波为例
4 5
e
e
2e
11/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
采用分布绕组（削弱谐波示意图）
12/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
采用分布绕组（q值对分布系数的影响）
2.1.1.1 谐波磁场及其特点
谐波磁密的特点
转速
n ns
频率
f f1
极对数 p p
极距
槽距电角度
1/5
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势
谐波相电动势有效值
基波 Eφ14.4N 4wk1f11
谐波 Eφ4.4N 4wkf
2/5
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势
谐波短距系数
基波
➢ 使发电机电动势波形变坏，降低供电质量，影响用电设 备的运行性能；
➢ 使发电机本身的杂散损耗增大，效率下降，温升增加； ➢ 输电线中的高次谐波所产生的电磁场，会对附近的通信
线路产生干扰；
5/5
2.1.1.3 谐波电动势的危害
谐波电动势的危害（续）
➢ 可能引起输电线路中的电容和电感发生谐振，产生过 电压；
kp1
s
in
y1
9
0
谐波
kp
sin
y1
90
3/5
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势
谐波分布系数 基波
sin q
k d1
2
q sin
2
谐波
sin q
kd
2
q sin
2
4/5
2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势
谐波电动势频率
基波
f1
pn s 60
谐波 f p6n06p0snf1
交流电机的谐波问题
参考书籍
[1] 肖湘宇主编，电能质量分析与控制，中国电力出版社，2004 [2]George J. Wakileh著，徐政译，电力系统谐波－基本原理、分析方
法和滤波器设计，机械工业出版社，2003 [3] 许实章著，新型电机绕组－理论与设计，机械工业出版社，2001 [4] 李发海，朱东起编著，电机学（第三版），科学出版社，2002 [5] 汤蕴璆，史乃编著，电机学，机械工业出版社，2001 [6] 汤蕴璆，张亦黄，范瑜编著，交流电动机动态分析，机械工业出版
社，2004 [7] 朱耀忠等，电机与电力拖动，北京航空航天大学出版社，2005 [8] 李永东主编，交流电机数字控制系统，机械工业出版社，2002
2.1.1 普通谐波电动势
2.1.1.1 谐波磁场及其特点 2.1.1.2 谐波磁场产生的电动势 2.1.1.3 谐波电动势的危害 2.1.1.4 削弱办法
Y联结 EL 3 Eφ 21Eφ 25Eφ 27
D联结 EL Eφ 21Eφ 25Eφ 27
3/5
2.1.1.3 谐波电动势的危害
D联结时的三次及其倍数谐波环流
E φ 3
A
E φ 3
I3
C
I3
3 E φ 3 3Z3
E φ 3
B
Eφ3 I3Z3
4/5
2.1.1.3 谐波电动势的危害
谐波电动势的危害
8/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
采用短距绕组（节距的选择方法）
应选择尽可能接近于整距的短ห้องสมุดไป่ตู้距 p127,p146 式4-31
y1
1
1 v
9/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
采用短距绕组（实际节距的选择） kpv
1.0
v =1
0.5 v =5
0 1 0.9
v =7 0.8 0.7
➢ 使感应电动机产生有害的附加转矩和损耗，降低其运 行性能。
1/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
主要方法
➢ 使气隙磁场的分布波形尽可能接近正弦波 ➢ 采用对称三相绕组 ➢ 采用短距绕组 ➢ 采用分布绕组
2/12
2.1.1.4 普通谐波电动势的削弱方法
使气隙磁场的分布接近正弦波（凸极机）
k dν
1.0
0.5
0
0.5 1.0
5
7
q 越大则各次谐波分布系数越
1 小；但q增多也意味着总槽数 3 的增多，使冲剪工时和材料 5 消耗增多，槽有效面积减少，
10 q 增加成本。一般2≤ q ≤6，二
极汽轮机6≤ q ≤12 。
2.1.2 齿谐波电动势
2.1.2.1 齿谐波电动势及其产生原因 2.1.2.2 齿谐波电动势的削弱方法