吴长品

摘要： 本文主要介绍变频器谐波产生的原理、变频器受到谐波干扰的故障及其它变频器常见的故障处理方法。

关键词： 谐波;干扰;故障处理

引言

近年来，由于生产工艺的改进、企业对低成本的最求以及国家对节能降耗的要求，生产企业很多设备要求使用变频器调速。但在变频器使用过程中经常会遇到变频器谐波干扰，进而导致设备出现故障。

本文主要讲述了变频器谐波产生的原理，通过介绍我厂高低压变频器调试过程中的遇到的故障问题来分享变频器受到谐波干扰的故障故障处理方法。

变频器谐波产生原理及预防措施

变频器谐波产生原理

变频器的主电路大多为交–直–交构成，即交流整流成直流，再由直流变成交流，从外部输入到电网中的工频（中国采用的是50Hz）电源，通过三相桥式进行整流，通过整流变为直流，然后进行叠加，接着再通过滤波电容进行滤波以及率晶体管逆变最后获得频率可变的交流电源，在整流、逆变的过程中，会产生一定量的高次谐波。

所谓的谐波就是除了与电网基础波形频率相同的非正弦电量分量外，还存在一部分（略大于）大于电网基波频率的分量，这种分量就是我们所称的谐波。一般情况，我们可以将谐波频率与基波频率的比值定义为谐波次数。对变频器来讲，这种谐波就是一个干扰量。

谐波干扰途径

变频器谐波干扰的途径主要有两种，分别是传导和辐射。在进行传导的过程之中，和变频器输出线相距较近的平行敷设导线就会产生电磁耦合，进而会产生干扰。另外，变频器所产生的谐波还会形成辐射，进而对起附近的电仪设备带来干扰。

抑制谐波干扰的措施

在变频器输入侧的措施：

将将变频器的供电电源和其他设备的电源隔离开来，相互独立，或者是安装隔离设备将谐波电流切断。

加装交流电抗器。

加装交流滤波器。

在变频器输出侧的措施

防止输出侧谐波干扰的措施主要是在变频器输出端加装滤波器使送至用电设备前的电源为正弦波;

优化PWM调制方法，减少谐波含量。

变频器使用过程中所遇到的故障问题及处理方法

故障及处理实例

我厂硫酸分厂电收尘3台高排风机共用一配电室，由于生产需要逐步增加变频调速，当变频器安装完成，在调试过程中调试到第3台变频器（艾默生厂家）时，无论用信号发生器还是有DCS控制系统输入4～20mA信号，变频器都不能正常接收到模拟量信号，无法启动变频器，一启动输入信号就跳变（无法输入），把变频器移动到配电室外进行调试，变频器可以正常启动，电机调速正常，最后分析为变频器谐波的干扰。即调节一台变频器的电位器对另一台变频器的频率有影响，反過来也一样，变频器之间形成了相互干扰。

解决办法：把控制系统输入到变频器的4～20mA模拟信号进行隔离，并且将信号屏蔽线、金属屏蔽层单独进行接地，和系统工作以及安全接地相互分开，确保信号线和电源线空间位置是相互垂直的，这样可以有效地预防空间的电磁干扰的串入，这样处理后，故障消除，运行正常，投入运行后未出现故障，一直运行平稳。

我厂硫酸分厂5900KW六千伏高压电机在变频器安装完调试过程中，电机频率调到20Hz以上就产生明显的异响（声音很重，与火车与轨道的撞击声音很相似），初步判断声音来自转子运动;把转子抽出来对电机的转子、定子进行检查，未发现有撞击摩擦的痕迹。

电机运行至50Hz后，变频器断电，电机继续靠惯性旋转，但是异响立即消失，故对变频器输出电压、电流波形进行监测，经测变频器电流输出过程中突变产生畸形，异响声很可能是最变频器输出电流波形所导致。

解决办法：对变频器输出电压、电流波形进行监测后，找出导致电机异响原因，原因为电机漏感参数设置不合理，引起变频器输出给电机电流波形发生畸变，输出转矩不稳定，导致电机转子受力不均衡，运行过程中周期性发生异响，当变频器断电后转子受力消除，运行平稳故影响声音消失。

通过变频器对电机参数进行自动静态识别后，对漏感参数重置设定，最后变频器输出电流波形平滑，给电机的转矩平稳，声音异响消失。

变频器其他故障问题及处理方法

变频器其他故障主要原因有两类：一是变频器运行参数或控制模式选择不当，控制回路接线端子老化接触不良;二是由于工况环境太恶劣，如高温、潮湿、粉尘引起的短路或或击穿导致变频器故障。

变频器在运行过程中发生故障后，变频器显示面板上若无任何显示故障记录，则多数为变频器本身出现了故障，针对这类故障的处理方法是先对变频器进行开盖检查，主要查找损坏元件，对损坏元件进行修复或更换，然后上电测试，测试正常后空负荷试运行，当各输入输出波形大小、相位差相等后，再带负荷运行，最终达到能够满负荷运行。

小结

由于使用变频器可可进行变频调速，能够大量节省能源，且可通过修改变频器参数来实现电机正反转运行;另使用变频器启动时的启动电流远小于直接启动时的启动电流，可减小电机受启动电流的损伤;使用变频器可对电机制动时间进行设置，按照预定时间对设备进行制动停机;使用变频器还可实现高于电网频率的运转。

最重要的是使用变频器可对运转设备进行调速控制，满足企业生产工艺的需求，故在生产企业变频器的使用越来越重要，因此掌握变频器的使用调试及故障判断和处理方法已成为生产企业发展的必要条件。

总之，要使设备能够安全稳定地运行，减少设备故障，变频器的参数设置及调试至关重要，如果是在比较恶劣的工作环境下使用变频器，就要加强对变频器的点检及日常维护管理。

参考文献

王兆宇.变频器原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2009.

陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].第3版.北京：机械工业出版社，2003.