变频器谐波
变频器谐波治理方案
变频器谐波治理方案变频器是现代电力传动系统中的核心，其优点包括高效率、低噪声、易于控制和维护。
然而，变频器也会产生谐波，这会给电力系统带来一些问题，如加剧电网电压畸变、损坏设备等。
因此，需要制定一些变频器谐波治理方案来解决这些问题。
第一种谐波治理方案是使用谐波滤波器。
这种方法是通过添加一个LC谐波滤波器来滤除变频器产生的谐波。
通过选用合适的谐波滤波器，可以有效地减少电网的谐波含量，从而达到谐波治理的目的。
然而，谐波滤波器的成本较高，其安装和调试也相对复杂，需要专业的工程师来完成。
第二种谐波治理方案是使用变频器自带的谐波控制技术。
现代变频器通常都具有谐波控制技术，可以通过自带的谐波控制回路来降低谐波含量。
这种方法不需要额外的滤波器，可以减少成本和安装难度。
但需要注意的是，这种方法只适用于小功率的变频器，对于大功率的变频器，谐波控制技术并不是非常有效。
第三种谐波治理方案是使用多电平变频器。
多电平变频器通过使用多级电路来减少谐波含量。
这种方法可以有效地降低谐波含量，并且具有较低的电磁干扰和噪声。
然而，多电平变频器的成本和体积都相对较大，需要更高的设计和维护技术。
第四种谐波治理方案是采用无谐波变频器。
无谐波变频器通过使用原理与多电平变频器相似的PWM调制技术来消除谐波。
这种方法可以有效地消除谐波含量，并且不需要使用谐波滤波器或谐波控制技术。
但需要注意的是，无谐波变频器通常成本较高。
综上所述，针对变频器产生的谐波问题，我们有多种谐波治理方案可供选择。
具体选用哪种方案需要根据不同的应用场合和需求综合考虑。
无论选择何种方法，都需要确保谐波含量在电网允许范围内，并且满足国家相关标准和法规的要求。
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。
低压变频器的谐波计算公式
低压变频器的谐波计算公式
对于低压变频器的谐波计算，可以使用以下公式：
谐波电压（Vh）= 电压峰值/电压有效值√2 基波电压（V1）正弦波偏移系数（1 + （基波次数^2）电压波动系数）
以及：
谐波电流（Ih）= 电流峰值/电流有效值√2 基波电流（I1）正弦波偏移系数（1 + （基波次数^2）电流波动系数）
具体而言，使用傅里叶变换可以得出电压、电流的每次谐波的幅值和相位，从而根据公式P=√3UIcosφ计算出每次谐波的有功功率。
将所有谐波的有功功率相加，得到谐波功率。
另外，也可以通过测量总有功功率，然后减去基波有功功率来得到谐波功率。
以上内容仅供参考，建议咨询电气工程专家或查阅相关文献资料，获取更准确的信息。
变频器频率低时谐波大的原因
变频器频率低时谐波大的原因
变频器是现代工业生产中常用的一种电力调节设备，在调节功率、转速等方面具有很好的效果。
然而，在实际应用中，往往会发现变频器在低频率下会出现谐波大的问题，这给生产带来了一系列的困扰。
那么，为什么变频器频率低时谐波大呢？下面就来一一探讨。
我们需要了解什么是谐波。
在电力系统中，谐波是指电压或电流的非正弦波形成分。
由于电力负载的非线性特性，电流会发生畸变，进而形成谐波。
变频器在工作时，由于其调节电压、电流的方式，同样会引起电流的畸变，从而形成谐波。
我们需要了解变频器的工作原理。
变频器是通过将交流电源变成直流电源，再通过逆变器将直流电源转换成交流电源，从而实现调节电机转速的目的。
在逆变器的工作过程中，变频器会将直流电源进行调制，使其形成与所需输出电压频率相同的波形。
然而，在低频率下，变频器输出的电流会发生畸变，产生谐波。
我们需要了解谐波对生产的影响。
谐波会引起线路电压的波动，导致电机的转速不稳定，甚至出现抖动、噪声等问题。
这些问题会影响生产的稳定性和效率，甚至对设备造成损坏。
我们需要了解如何解决变频器频率低时谐波大的问题。
一种解决方案是采用谐波滤波器。
谐波滤波器是一种用于滤除谐波的装置，可以有效地减少谐波对电路的干扰。
另外，还可以采用多电平逆变器、
多电平PWM等技术来减少谐波的产生。
变频器在低频率下会出现谐波大的问题，主要是由于电流的畸变引起的。
这种问题会给生产带来很大的困扰，需要采取相应的解决方案来降低谐波的影响。
变频器带来的谐振问题
变频器带来的谐振问题主要包括以下几个方面：
1.机械谐振：当变频器运行到某个频段或频率时，输出的频率与
电动机固有的频率形成邻频或者是倍频关系，从而导致机械谐
振。
2.电磁谐振：由于变频器输出电压和电流含有高次谐波，特别是
当输出电压波形为矩形波时，其包含的谐波分量更多，所以可
能会引起电磁谐振。
3.变频器或变频器参数设置不合适：如果变频器的输出扭矩不适
当，或者是输出端三相不平衡，都可能引发电动机的振动问题。
4.电动机问题：电动机的品质问题或者未固定好也可能导致振动。
针对这些谐振问题，可以采取多种措施进行解决，例如更换更大电流的空气开关、检查谐振系统回路是否短路、检查分压器的信号线通断、检查每一只电抗器的通断、检查励磁变压器的高低压线圈的通断、检查分压器的高低压电容臂的通断、装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器的通断等。
变频器输出端谐波检测方法
变频器输出端谐波检测方法主要有以下几种：
1. 电压和电流的谐波分析：通过对变频器输出端的电压和电流进行谐波分析，可以检测出输出信号中的谐波成分。
这种方法的精度较高，但需要使用专门的谐波分析仪器或设备。
2. 电压和电流的傅里叶变换分析：利用傅里叶变换将变频器输出端的电压和电流信号从时域变换到频域，从而分析出信号中的谐波成分。
这种方法也需要使用相应的软硬件设备。
3. 功率因数和功率测量：通过测量变频器输出端的功率因数和功率，可以间接推断出谐波的存在。
这种方法虽然简单，但精度相对较低。
4. 峰值和有效值检测：通过检测变频器输出端的电压和电流的峰值和有效值，可以判断谐波的存在。
这种方法适用于对输出信号的初步检测，但精度不高。
以上是几种常见的变频器输出端谐波检测方法，具体使用哪种方法需要根据实际情况进行选择。
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。
变频器的谐波电流与控制方法
变频器的谐波电流与控制方法变频器是一种用来变换电源频率的装置，它在一些特殊的应用中可以产生谐波电流。
谐波电流会引起诸如电压畸变、电网谐波污染、电器设备损坏等问题。
因此，控制谐波电流是变频器应用过程中的一个重要问题。
控制变频器谐波电流的方法可以分为主动方法和被动方法两种。
下面将详细介绍这两种方法的原理和实现。
主动方法是指通过变频器内部的控制策略来减小谐波电流的方法。
主动方法的核心是通过改变变频器输出电压的波形来减小谐波电流。
常用的主动控制方法包括：多重谐波注入法、PWM调制法和谐波补偿法。
1.多重谐波注入法：该方法是通过在变频器的输出端注入特定频率和幅值的谐波电流，通过相互相消来减小实际电压中的谐波电流。
这样就能减小整个系统中的谐波电流，并且可以选择性地消除特定频率的谐波。
2. PWM调制法：该方法是通过改变变频器的PWM调制波形，来减小输出电压中的谐波电流。
常用的PWM调制技术包括：Sinusoidal PWM和Space Vector PWM等。
3.谐波补偿法：该方法是通过在变频器输入端添加谐波电流补偿装置，来减小谐波电流。
常见的补偿方法有：有源谐波补偿方法和无源谐波补偿方法。
有源谐波补偿方法是指在输入端加入一个逆变电源来产生反向谐波电流来达到谐波补偿的目的。
无源谐波补偿方法是指通过谐振电路将谐波分解为基波和谐波两部分，然后通过控制器将这两部分电流相消。
这样可以减小谐波电流。
被动方法是指在变频器的输出端加入滤波器或者其他的谐波抑制装置来消除谐波电流。
常用的被动方法有：谐波滤波器、谐波电流隔离器等。
1.谐波滤波器：该方法是通过在变频器的输出端串联一个谐波滤波器，将谐波电流滤除，只允许基波通过。
谐波滤波器通常采用L-C型谐振电路结构。
2.谐波电流隔离器：该方法是通过变频器输出电流的测量和控制，将负责谐波电流的电流循环隔离出来，以减小谐波电流。
这样谐波电流就不会对电网和设备产生影响。
综上所述，控制变频器谐波电流的方法主要包括主动方法和被动方法。
低压变频器输入谐波消除方法
低压变频器输入谐波消除方法低压变频器输入谐波消除方法引言低压变频器在工业领域广泛应用，但其频率及载波调制技术会引起输入谐波产生，降低了电网的质量。
本文将介绍几种常见的低压变频器输入谐波消除方法。
直接连接电阻器•将直接连接电阻器在低压变频器的输入侧，可以降低谐波电流的大小。
•通过调整电阻器的阻值，可以实现对谐波电流的有效控制。
•优点：简单易行，成本较低。
•缺点：电阻器会产生较大功耗，功率因数较低。
使用谐波滤波器•谐波滤波器是一种专用设备，用于消除低压变频器输入谐波。
•根据不同的谐波类型，可以选择不同类型的谐波滤波器，如被动滤波器和主动滤波器。
•谐波滤波器可以有效抑制低压变频器输入谐波，提高电网的质量。
•优点：针对性强，消除效果好。
•缺点：设备体积较大，成本较高。
使用变压器•可以通过使用变压器来消除低压变频器输入谐波。
•变压器在一定程度上可以滤除谐波成分。
•使用三相变压器时，可以将其三相绕在同一铁芯上，有效消除三次谐波。
•优点：消除效果好，输入电流精度高。
•缺点：成本较高，体积较大。
采用有源滤波器•有源滤波器是一种智能电源设备，可以实时监测电网谐波，输出与之相反的谐波电流，从而消除谐波。
•有源滤波器可以根据电网的负载变化进行动态调整，提高滤波效果。
•优点：消除效果好，自动调整能力强。
•缺点：成本高，对设备的稳定性要求较高。
低压变频器输入谐波的消除方法有直接连接电阻器、使用谐波滤波器、使用变压器和采用有源滤波器等。
根据实际需求和预算限制，可以选择适合的方法来消除谐波，提高电网质量。
直接连接电阻器工作原理直接连接电阻器通过调整阻值来限制谐波电流的大小，从而降低谐波的影响。
优点•简单易行，成本较低。
•可以有效降低谐波电流的大小。
缺点•电阻器会产生较大功耗，功率因数较低。
使用谐波滤波器工作原理谐波滤波器是一种专用设备，用于消除低压变频器输入谐波。
根据不同的谐波类型，可以选择不同类型的谐波滤波器，如被动滤波器和主动滤波器。
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。
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变频器谐波
一、变频器谐波定义
变频器谐波是变频器运行过程中，需要对输入电源用大功率二极管整流（或
晶体管/逆变模块）进行逆变；在其逆变过程中，在输入输出回路产生的高次谐
波；变频器谐波对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰。
二、变频器谐波产生机理
1、变频器输入端谐波产生机理
变频器的主电路一般为交一直一交组成，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，经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为
频率可变的交流电压。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，谐波次数通常为6n±1次高次谐波，其中
的高次谐波将干扰输入供电系统。如果电源侧电抗充分小、换流重叠角"可以忽
略，那么n次高次谐波为基波电流的1/n。
2、变频器输出端谐波产生机理
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基
波和其他各次谐波。
三、变频器谐波特性
1
、变频器谐波有功功率是由非线性负荷产生；
2、变频器谐波有功方向与基波有功方向相反，即由用户端送入电网；
3、对于变频器谐波源用户而言，其计量入口处的总有功将是基波有功和谐
波有功之代数和（实为相减）；
4
、非线性负荷在其工作过程中将基波的部分功率转变成谐波有功，谐波有
功将在网络内流动，并在各输配电元件和其他设备中产生损耗和干扰；
四、变频器谐波危害
通常来讲，变频器谐波对容量相对较大的电力系统影响不很明显；而对容量
小的电力系统，变频器谐波产生的干扰就不可忽视，它对公用电网是一种污染。
变频器谐波污染对电力系统的危害是严重的，主要表现在以下几个方面：
1、变频器谐波降低电力设备使用寿命
如变频器电流谐波将会使变压器的铜损增加。变频器电压谐波将增加铁损，
使其温度上升，影响绝缘能力，并造成容量裕度减小。同时变频器谐波也可能引
起变压器绕组及线间电容之间的共振。
2、变频器谐波影响各电器元件正常工作
变频器输出谐波对电动机的影响有：电机附加发热使电机额外升温；产生机
械震动、噪音及过电流。变频器谐波会使电力电容发生过载、过热甚至损坏电容
器。当电容器与线路阻抗达到共振时会发生振动、短路、过电流及产生噪声。变
频器谐波电流会使开关设备在启动瞬间产生很高的电流变化率，破坏绝缘。
3、变频器谐波的其它危害
变频器谐波将使继电保护和自动装置出现误动作，并使仪表和电能计量出现
较大误差；变频器谐波对其他系统及电力用户危害也很大：如对附近的通信系统
产生干扰，轻者出现噪声，降低通信质量，重者丢失信息，使通信系统无法正常
工作；影响电子设备工作精度，使精密机械加工的产品质量降低；设备寿命缩短，
家用电器工况变坏等。
五、变频器谐波测量
假设SPWM波的载波频率为fc，基波频率为fs，fc/fs称为载波比N，对于
三相变频器，当N为3的整数倍时，输出不含3次谐波及3的整数倍谐波。且
谐波集中载波频率整数倍附近，即谐波次数为：kfc±mfs，k和m为整数。
下图是基波频率fs=50Hz，载波频率fc=3kHz，调制比为0.8的SPWM的波
形及频谱的Matlab仿真图。
图中58次谐波和60次谐波的幅值分别为27.8%和27.7%，含量最大的谐波
为119次和121次谐波，谐波幅值分别为39.1%和39.3%。即最大谐波在两倍载
波频率附近。
随着谐波频率的升高，谐波幅值整体呈现下降趋势，按照GB/T22670变频
器供电三相笼型感应电动机试验方法的规定，变频电量变送器的带宽应该在载波
频率的6倍以上，当载波频率为3kHz时，带宽至少为18kHz，实际使用建议采
用30kHz以上带宽的变频功率传感器及变频功率分析仪。
用于变频器谐波测量的WP4000变频功率分析仪
实际的SPWM波，其载波比不一定为整数，此时，为了降低频谱泄露，可
适当增加傅里叶窗口长度，对多个基波周期的PWM进行傅里叶变换（FFT或
DFT
）。
六、变频器谐波治理
治理变频器谐波问题，抑制辐射干扰和供电系统干扰，可采取屏蔽、隔离、
接地等技术手段。
1、安装适当的电抗器
在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器，吸收谐波和增大电源或负载的
阻抗，达到抑制谐波的目的，以减少传输过程中的电磁辐射。通过抑制谐波电流，
将功率因数由原来的(0.5-0.6)提高至（0.75-0.85）；
2、电源隔离或安装隔离变压器
将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；
3、避免干扰辐射
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、变频器正确的接地
正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰，又能降低设备本身对外界的
干扰。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；
5、缩短线路长度
缩短线路长度，电源线和信号线单独敷设，避免交叉，不能避免时，必须垂
直交叉，绝对不能平等敷设，信号线屏蔽层不接到电机或变频器的地，而应该接
到控制线路的公共端；
6、安装EMI电源滤波器
当前抑制变频器谐波的一个重要趋势是采用EMI电源滤波器，它串联或是
并联于主电路中，实时从补偿对象中检测出变频器谐波电流，由补偿装置产生一
个与该变频器谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流，从而使电网电流只含基
波电流。EMI电源滤波器能对频率和幅值都变化的变频器谐波进行跟踪补偿，其
特性不受系统的影响，无谐波放大的危险，因而获得了广泛的应用。