级联型高压变频器输出谐波研究
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。
多电平变频器输出谐波及抑制策略的研究
多电平变频器输出谐波及抑制策略的研究冯涛1孙幸成1王哑玲z(1．石家庄铁道学院，河北石家庄050043；2．石家庄法商职业学院，河北石家庄050000)[摘要]鉴于两电平逆变器的输出共模电压只能依靠外接滤波器进行消除。
本文研究了共模电压的三电平抑制技术。
利用三电平逆变器的有效开关状态，分析了三电平逆变器中产生共模电压的原因。
针对常用逆变器控制策略S V M，提出了降低和消除共模电压的改进策略，并用仿真结果验证了其正确性。
[关键词]多电平变频器；共模电压；谐波变频器能够完成一种形式的电能向另一种形式的电能变换的功能，是交流变频调速系统的重要组成部分。
变频器的使用，能够带来显著的节能效果，产生了明显的经济效益。
但是，变频器在给国民经济带来巨大效益的同时，也逐渐暴露出了一些显著的负面影响。
下面本文将针对多电平变频器输出谐波进行分析，并对其抑制策略进行研究。
交流调速驱动用变频器通常可以分为两类：传统的两电平变频器和多电平变频器。
多电平变频器拓扑结构主要应用于高压和大功率变频器设计上。
考虑到多电平变频器的复杂性，很少制造四电平以上的多电平变频器。
多电平PW M逆变器的常见结构是二极管嵌位型多电平逆变器(D C M L1)，飞跨电容型多电平逆变器(F C M LI)和级联式逆变器，常用于中压等级(2300／4160V)装置以刚氐功率开关器件的额定电压，从而刚氐输出电压中的谐波成分。
本文将以D C M L I为例分析共模电压的抑制技术，其结论可以应用到其他结构中。
1多电平变频器输出谐波产生机理常规的两电平电压源型P W M交流变频调速系统如图1所示，三相交流输^经过不可控二极管整流后，再经过构成直流环节的电容滤波后得到基本恒定的直流母线电压，再经过PW M逆变器把直流母线电压逆变成交流PW M脉冲电压，通过电缆接至交流电动机的接线端，驱动电机运行。
所采用的PW M控制方法一般为正弦波脉宽调制或空间矢量脉宽调制。
高压直流输电线路中的谐波分析与滤波
高压直流输电线路中的谐波分析与滤波引言：高压直流输电作为一种高效、低损耗的电力传输方式，得到了广泛的应用。
然而，在实际的应用过程中，由于诸多因素的影响，高压直流输电中会产生各种谐波问题。
本文将从谐波的概念、产生原因、分析方法和滤波技术等方面，对高压直流输电线路中的谐波问题进行探讨。
一、谐波的概念和产生原因1.1 谐波的定义谐波是指在电力系统中，频率是基波频率整数倍的波形。
一般情况下，电力系统中的谐波主要包括3次、5次、7次等奇次谐波和2次、4次、6次等偶次谐波。
1.2 谐波的产生原因谐波的产生与电力系统中的非线性设备密切相关。
在高压直流输电中，主要的谐波产生装置包括经桥整流器、组串电感器、滤波器等。
这些设备的非线性特性会导致电流和电压的畸变，进而产生谐波。
二、高压直流输电线路中谐波分析的方法2.1 多谐波分析法多谐波分析法是一种常用的谐波分析方法。
它通过对高压直流输电线路中的电压、电流进行采样，并利用傅里叶变换将信号从时域转换到频域，进而得到谐波成分的频率、相位和幅值等信息。
2.2 矩阵法矩阵法是一种较为精确的谐波分析方法。
它通过建立电压-电流矩阵关系，利用矩阵运算进行谐波分析。
相比于多谐波分析法，矩阵法能够更准确地描述高压直流输电线路中的谐波特性。
三、高压直流输电线路中的谐波滤波技术3.1 无源谐波滤波技术无源谐波滤波技术是一种通过并联谐振电路实现谐波滤波的方法。
该技术主要通过选择谐波频率和合适的谐波电阻，将谐波电流引入谐振电路，并将其消耗在电阻上，从而实现谐波滤波的效果。
3.2 有源谐波滤波技术有源谐波滤波技术是一种利用可控硅等元件实现谐波滤波的方法。
该技术通过引入逆变器和滤波器等装置，对谐波电流进行补偿或抑制，从而达到谐波滤波的目的。
四、高压直流输电线路中谐波滤波的效果评价4.1 谐波抑制率谐波抑制率是评价谐波滤波效果的重要指标。
它衡量了谐波信号经过滤波后剩余谐波成分的比例。
一般来说，谐波抑制率越高，说明滤波效果越好。
级联型高压变频器死区效应分析
的影响。图 ３（ａ）（ｂ）分别为负载电流 ｉ，＞０和 ｉｏ＜０ 时电压胞单桥臂；（ｃ）为 ＰＷＭ调制示意图；（ｄ）为未 加死区时间，即上下桥臂的理想 ＰＷＭ波形；（川为 卜 升沿延迟死区时间 ‘ａ后的 ＰＷＭ波形；（ｆ）为理想的 输出电压波形；（ｇ）（ｈ ）分别为 ￡。＞。和 Ｅ＜。 时输出电
关 于死 区 效应的分析和补偿策略，国内外学者 已经做了大量的工作。文献 ［１］指出了死区波形畸 变和载波频率的关系。文献〔２］阐述 了用半周期等 效方波计算死区脉冲偏差累积效应的原理 ，并提出
了一种对传统电流反馈补偿 方法的改进 ，可以减少
电流过零点处的补偿误差。文献 「３］分析 了三相 ＳＰＷＭ变流器换流机理 ，指出半电流周期关断相应
Ｆｉｇ．ｌ７ １，ｅｉ ｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｐ ｒｉｎｃｉｐｌｅｏ ｆｃ ａｓｃａｄｅｄ
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万方数据
０
电力 自动 化 仅 备
第 ２３卷
ＰＷＭ（ ＰＳ－ＰＷＭ ）等。相对而言，载波移相 ＰＷＭ调制 方法在抑制低次谐波 、减小开关频率和开关损耗 、提 高输出波形质量等方面具有 定的优越性。本文 关Ｊ死区效应的 讨论就是在此基础 上进行。
ａｎｄｐ ｏｌａｒｉｔｙｏ ｆｌ ｏａｄｃ ｕｒｒｅｎｔ
理上级联型多电平逆变桥和两电平 相桥完全不 同，但两者最后的总输出电压表达式却相当类似 “１， 只是前后项上的系数不同。
正负窄脉冲波，设。高度为ｈ，则答ｈ＝Ｎ ， 、，
为 考 虑 死 区效应对三相高压 电动机负载的影
２ ｋＩｄｒ４１，ａ－ 响，列出 ［Ｖ线电压表达方式为 乙
是载波偏移了一个角度，所以依据上节的方波等效 频谱分析。图５给出 了其中的 组波形，即５电压胞
变频器产生的谐波危害及解决方法[优秀范文五篇]
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变频器产生的谐波危害及解决方法[优秀范文五篇]第一篇：变频器产生的谐波危害及解决方法变频器产生的谐波危害及解决措施变频器是工业调速传动领域中应用较为广泛的设备，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负载。
变频器在现场通常与其它设备同时运行，例如计算机和传感器，这些设备常常安装得很近，这样可能会造成相互影响。
因此，以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一，电力电子装置所产生的谐波污染已成为阻碍电力电子技术自身发展的重大障碍。
相关的定义1.1 什么是谐波谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
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。
谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。
谐波可以I区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、1 4，6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz 时，2次谐波为lOOHz，3次谐波则是150Hz。
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。
谐波定义示意图如图1所示。
1.2 谐波治理的有关标准变频器谐波治理应注意下面几个标准: 抗干扰标准：EN50082-1、-2，EN61800-3；辐射标准：EN5008l-1、-2，EN61800-3。
特别是IECl0003、IECl800-3(EN61800-3)、IEC555(EN60555)和IEEE519-1992。
普通的抗干扰标准EN50081和EN50082以及针对变频器的标准EN61800(1ECl800-3)定义了设备在不同的环境中运行时的辐射及抗干扰的水平。
大功率变频器的拓扑结构及其谐波抑制技术
1 引言当系统容量较大时，输入谐波问题是大容量变频器旳一种突出问题。
对交一直一交变频调速系统而言，常用旳整流器均采用晶闸管相控整流电路或二极管整流电路，直流侧采用电容滤波，这使交流侧旳电流呈尖峰性而非正弦波。
大量使用由这些电路构成旳装置已成为电力系统中旳重要谐波源，且消耗大量旳无功功率。
变频器输出旳谐波电流也会使电动机损耗增长，因而发热增长，电机出力下降。
对于上述技术问题，国内外学者在减少输入谐波与输出谐波为目旳，对大功率变频器旳拓朴构造开展了比较深入旳研究。
本文对目前几种有代表性旳高压变频器主电路拓朴构造以及谐波克制技术进行了分析和简介。
2 采用多重移相叠加技术旳变频器多重移相叠加技术是由a．kernick等人早在1962年提出旳。
多重移相叠加技术是指把两个或两个以上输出频率相似，输出波形也相似(幅值可以不一样)旳整流电路或逆变电路，按一定旳相位差叠加起来，使它们旳交流输入或交流输出波形旳低次谐波相位相差180°而互相抵消，以得到谐波含量较少旳准正弦阶梯波旳一种技术。
多重叠加可以是等幅波形旳叠加，也可以是变幅波形旳叠加。
从改善叠加后波形旳角度来看，变幅叠加效果要优于等幅叠加。
多重叠加还可以是串联叠加和并联叠加，串联叠加可以处理大功率变频器高电压旳实现问题;并联叠加可以处理大功率变频器大电流旳实现问题。
2.1 多重化整流多重化整流是按一定旳规律将两个或更多种相似构造旳整流电路进行组合，得到多脉动整流系统，将整流电路进行移相多重联结可以减少交流侧输入电流谐波。
对于变频器网侧交流输入电流来说，采用并联多重联结和采用串联多重联结旳效果是相似旳。
采用多重联结不仅可以减少交流输入电流旳谐波，同步，也可以减小直流输出电压中旳谐波幅值和脉动。
采用脉动宽度为60°旳6脉动三相全波整流电路作为基本单元，使m组整流电路旳交流侧电压依次移相α=60°/m，则可构成脉动数为p=6m旳多脉动整流。
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。
变频器谐波治理方案
变频器谐波治理方案随着现代工业的发展，越来越多的设备采用了变频器来调节电机的转速，节约能源并提高产能。
然而，变频器使用过程中会产生谐波，对设备和电网造成一定的影响。
因此，采取有效的谐波治理方案，对确保设备和电网的正常运行具有重要意义。
本文将从谐波的产生原因、谐波的危害以及谐波治理的方案等方面进行探讨。
首先，谐波的产生与变频器的工作原理有关。
变频器是将交流电源转换为直流电源，再经过逆变器将直流电源转换为频率可调的交流电源。
在这个过程中，由于电源电压的非理想性以及变频器内部元件的非线性特性，会引起电压和电流的谐波产生。
主要有2,3,5,7等奇次谐波。
谐波对设备和电网造成的危害是多方面的。
首先，谐波会导致设备发热过高、工作效率下降，甚至损坏设备。
其次，谐波会造成电网电压波动、电流畸变，对其它设备产生干扰。
最后，谐波还会引起附加电流传导，增加了电网的线损和电力系统的能耗，浪费了资源。
针对谐波问题，可采取以下治理方案。
1.安装谐波滤波器。
谐波滤波器是一种专门用来滤除谐波的设备，通过将谐波电流引到地线上来起到过滤的作用。
根据不同的谐波特性，可以选择适合的谐波滤波器，如LC滤波器和有源滤波器等。
安装合适的谐波滤波器可以有效地减少谐波对设备和电网的影响。
2.优化系统结构。
对于需要大功率的设备，可以通过改变配电系统的结构来降低谐波的影响。
如通过合理设置电容器、电抗器等被动滤波器，使谐波电流流入电容器等器件进行回路补偿，降低了谐波水平。
3.使用低谐波变频器。
传统的变频器容易引起谐波，但是现在市面上已经有了一些专门用于谐波治理的低谐波变频器。
这些变频器内部通过采用多电平逆变技术、空间矢量调制等方法，减小了谐波的产生，从而减少了对设备和电网的影响。
4.加强设备维护管理。
设备维护是减少谐波影响的重要措施。
定期对变频器进行检查和维护，及时发现并排除故障，能够减少谐波的产生。
此外，对变频器的运行参数进行合理设置，也有利于减小谐波的程度。
变频器谐波的危害及解决措施
变频器谐波的危害及解决措施◎王宏泰常识李玖洋工业化的生产使变频器的应用范围进一步扩大，变频器主要使用于工业领域的调速传动。
它与以往的机械调速相比有着巨大的优势。
但由于其逆变电路开关的特性，对自身的供电电源就形成了一个典型的非线性负荷，因为他通常不是单独使用，与其配套的设备共同使用。
又因为这些设备的安装距离一般都比较近，这样就造成了互相影响。
所以，以变频器为主要使用用途的电子电力设备是公用电网中谐波产生的重要来源，影响着电力系统的电能损耗。
一、变频器结构原理和谐波产生的原因典型变频器的原理框图尽管国内目前应用的变频器外观不同，结构各异，但基本电路结构是相似的，主要有：l .主电路。
对低压变频器来说，其主电路几乎均为电压型交一直一交电路。
它由三相桥式整流器（即AC /DC 模块）、滤波电路（电容器C ）、制动电路（晶体管V 及电阻R ）、三相桥式逆变电路（IGBT 模块）等组成。
电压型变频器是以电压源向交流电动机提供电功率的，优点是不受负载功率因数或换流的影响。
缺点是负载出现短路或波动时，容易产生过电流，烧损模块，故必须在极短时间内采取保护措施，且只适用单方向传送，不易实现能量回馈。
2.驱动板。
由IGBT 的驱动电路、保护电路、开关电源等组成3.主控板。
由CPU 故障信号检、I/O 光偶合电路、A/D 和D/A 转换、EPROM、16MHz 晶振、通信电路等组成，多数采用贴片元件（SMT ）波峰焊接技术。
4.操作盘及显示。
输入I/O 操作信号，用LED （或LCD ）来显示各种状态。
5.电流传感器。
用以得到电流信号。
变频器的制造原理是把频率50赫兹的直流电转化成为各种频率的交流电源，用来实现电机变速运行的设备。
其中主电路的控制由控制电路完成，变频器设备装置主要控制交流异步电机的变速运行，调速范围大、安全可靠、能源节约效果显著；其工作原理就是目前使用较为广泛的依旧是交-直-交变频器。
变频器使用的主电路是交-直-交，经过三相不可控整流成为直流电压。
变频器谐波治理
变频器谐波治理一、引言随着工业自动化的不断发展，变频器作为一种重要的电力调节设备，已经广泛应用于各个领域。
然而，变频器在工作过程中会产生大量谐波污染，给电网和其他电气设备带来严重的影响。
因此，对于变频器谐波治理问题的研究和解决具有重要意义。
二、变频器谐波产生原因1. 变频器工作原理变频器是通过将交流电转换为直流电再通过逆变器将直流电转换为交流电实现对三相异步电动机的控制。
在这个过程中，逆变器输出的交流信号是由直流信号经过PWM（脉宽调制）技术转换而来的。
而PWM技术会产生高频谐波信号。
2. 变频器内部元件在变频器内部，存在大量的半导体元件和滤波元件。
这些元件在工作时也会产生谐波信号。
三、变频器谐波对电力系统和其他设备造成的影响1. 对电力系统造成的影响（1）降低功率因数：由于谐波信号包含有大量的高次谐波，这些高次谐波会导致电流和电压的相位差增大，从而降低了功率因数。
（2）增加损耗：谐波信号会导致变压器、电缆、电机等设备中的损耗增加，从而影响设备的寿命。
（3）造成电网振荡：谐波信号还会引起电网共振，产生振荡。
2. 对其他设备造成的影响（1）降低设备效率：谐波信号会对其他设备产生干扰，从而降低了其效率。
（2）导致故障：谐波信号还可能导致其他设备出现故障。
四、变频器谐波治理方法1. 滤波器法滤波器法是目前最常用的一种变频器谐波治理方法。
它通过在变频器输出端添加滤波器来滤除高次谐波。
根据不同的滤波方式，可以将其分为被动滤波和主动滤波两种。
2. 多级变频技术多级变频技术是一种新兴的变频器谐波治理方法。
它通过将单级逆变器改为多级逆变器，从而减小了逆变器输出的谐波信号。
3. 谐波抑制变频器谐波抑制变频器是一种新型的变频器谐波治理设备。
它通过在逆变器中添加额外的电路，从而实现对谐波信号的抑制。
4. 电网侧滤波法电网侧滤波法是一种将滤波器放置在电网侧而不是变频器输出端的方法。
它可以有效地减小电网共振和其他电气设备受到的干扰。