李忠良

（身份证号码 211021198807230017）

摘要：随着我国经济建设的发展，工业的重要作用日益显现出来。而传统工业的机械调速与变频器调速具有一定劣势，变频器的应用也日渐展露其作用和优势。但是，变频器谐波也需要引起高度关注，其对于电力系统的电能质量具有重要影响。基于此，本文就变频器谐波产生原理及消除措施进行分析研究，以供参考。

关键词：变频器；谐波；危害；抑制；原理

前言：工业对于国家经济的建设不言而喻，其在推动国家发展方面发挥了不可替代的重要作用。但是，随着科学技术的进步，传统工业越来越呈现出疲态，这在传统机械调速方面表現的尤为明显。通过变频器的应用则可以很好地改善传统机械调速的劣势，促使供电设备更好地发挥作用。变频器的应用也让现场设备的应用同步展开，促使生产效率的提升。但是，我们也必须重视的一个问题就是变频器谐波所产生的影响，其容易造成相近机器的影响，对电力系统造成妨碍。因此，探究变频器谐波产生原理，探究谐波的消除措施尤为重要。需要引起相关人员的高度重视。

一、变频器原理及其谐波的产生

变频器的应用并不少见，其日渐成为工业调速领域中非常重要的设备之一。其一般是采用交-直-交结构进行运转的，通过工频转换成为交流电源的过程，促进电机的变速运行。变频器对于主电路的控制力较强，而且可以应用于交流异步电动机的调速，由此可见其应用范围之广，也可以看出其应用效能的稳定性、可靠性。

电机的转速与电源的频率两者具有紧密的联系，变频器通过此原理的利用，将50Hz的工频予以转化，并将其分为整流电路，通过非线性原件予以输送、输出。而正是在此过程中产生谐波。变频输入端的谐波还会通过输入电源线对其他电网产生影响。

一般来说，只要变频器电源有整流回路，那么谐波的产生就无法避免，并且谐波均为非线性所引起的谐波。单个谐波还容易与高次谐波形成组合，这也就是畸波的产生。变频器输出侧同样会产生谐波，其主要是因为逆变输出回路中，输出电压和输出电流均有谐波。变频器在运行过程中通过CPU产生6组脉宽可调的SPWM波控制三相的6组功率元件，关断，从而形成三项输出电压，一旦一项电压所产生的波段为非标准正弦波，则会造成电压波形为方形波，这时候便具有了高次谐波成分，容易造成设备信号失真。

二、变频器谐波消除措施

变频器的应用给人们带来极大的便利和快捷，其不可单纯因为谐波的产生而造成无用功产生，影响供电的更好作用发挥。因此，探索谐波的消除方式和策略就显得非常重要，这也是促使变频器予以更大范围利用的重要路径。很多国家已经对谐波标准予以了建立，期望通过有效措施防止谐波的污染。笔者结合工作中所遇到的各种情况，认为变频器谐波消除可以从以下几个方面入手。

1.选用适当的电抗器

选用适当的电抗器能够有效防止谐波的产生。就输入电抗器来说，可以选用电源与变频器输入侧之间串联交流电抗器，这样可以有效提升整个电流的电阻，从而能够更好地阻止高次谐波电流的产生，能够有效抑制电流浪涌对于变频器的冲击，平衡三相电源均衡性，提高输入电源的功率因数，通过实验我们可以发现，此功率因数可以提高0.75-0.85左右。此过程也能够更好地降低波形畸变的几率，从而防止谐波产生。在直流环节串联直流电抗器，直流电抗器串联在直流中间环节母线中（端子+、-之间）。其通过输入电流的减小达到谐波成分的减少，从而提高输入电源的功率因数。电抗器的应用可以与交流电抗器同步，变频器功率大于30kW时候才予以考虑。输出电抗器，对于输出电抗器来说其主要是因为电机与变频器之间存在一定的电容，尤其在电缆距离较长的情况下，此电容的容量就会越大，在电流经过时候就会产生过电压，次过电压的产生会让电机的工作正常性受到影响，从而可以通过变频器与电机间连接输出电抗器的形式予以限制。

2.选用适当滤波器

滤波器的选用主要需要考虑线路滤波器和辐射滤波器两种。线路滤波器是串联在变频器输入侧，通过电感线圈予以组成，达到增大电路电阻的功效。电路电阻的增大能够减少高频次谐波的产生。但是，这需要做好外控端子控制变频器的使用，控制回路电缆，防止外界环境的干扰，线路滤波器与是控制回路电缆的结合可以有效去除谐波。辐射滤波器则需要并联在电源与变频器输入侧，达到吸收频率较高且具有辐射性质的谐波，能够达到无线电噪声的降低。两种滤波器的联合应用可以达到更好地谐波去除效果

3.采用多相脉冲整流

多相脉冲整流的应用主要还是需要看是否具有应用的条件，一般来说谐波得以控制，并达到较小的情况下可以应用此方法。此方法的应用能够让谐波予以很好控制，但是因为其应用具有一定的局限性，并且在设备改造方面有较高的要求，所以其应用的成本支出较大，所需要考虑的内容和方面较多。

4.减少或削弱变频器谐波的方法

为了更好地对谐波予以控制和减少，探索相应地方法就先得非常重要。首先，电极电缆的长度一旦超过50或者80m，这时候就需要对电机启动时候的零电压予以有效控制，可以在变频器与电动机之间进行电流电抗器的安装。其次，设备应用环境中如果存在电磁干扰，这时候就可以加装抗射频干扰滤波器。第三，通过隔离的变压器使用，可以将电源侧的绝大多数传到干扰予以隔离。第四，对布线予以合理设置，屏蔽可能存在的辐射，并将电动机与变频器之间的电缆予以铠装电缆，从而降低线路的干扰。第五，对开关电源予以应用，并通过电表予以监控。第六，使用单片机、PLC等核心控制胸膛，增强线路的抗干扰性。

结语：

谐波对于变频器的应用具有严重影响，对其予以去除则能够增加电能的有效性，能够促使电力系统的高效利用，从而达到更好的应用效能。相关人员也需要对此问题予以探索，减少谐波的影响，提高电源应用质量。

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