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变频器谐波的解决措施
TheMeasureofHowtoRestraintheTransducerHarmonics
田志勇TianZhiyong徐志XuZhi徐莉XuLi（河北钢铁集团邯钢能源中心，河北邯郸056015）
（EnergyCenter，HanSteelCompanyofHebeiIron＆SteelGroupCo.，HebeiHandan056015）
摘要：针对变频器谐波危害性，制约变频器普及应用，提出了抑制变频器谐波的常用方法。
关键词：变频器；谐波；抑制Abstract：Theharmofthetransducerharmonicrestrictthetransducerpopularapplication。Thepaperputforwardsomemeasureshowtorestrainthetransducerharmonic。
Keywords：transducer；harmonics；restrain变频器给人们带来方便、高效率和巨大的经济效益的同时，对电网注入了大量的谐波和无用功，使供电质量不断恶化。另一方面，随着以计算机为代表的大量敏感设备的普及应用，人们对公用电网的供电质量要求越来越高，许多国家和地区已经制定了各自的谐波标准，以供电系统及用电设备的谐波污染。
1谐波的抑制
抑制谐波的总体思路有三个：其一是装置谐波补偿装置来补偿谐波；其二是对电力系统装置本身进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控为1；其三是在电网系统中采用适当的措施来抑制谐波。具体方法有以下几种：
1.1选用适当的电抗器。
1.1.1输入电抗器。在电源与变频器输入侧之间串联交流电抗器，这样可使整流阻抗增大来有效抑制高次谐波电流，减少电源浪涌对变频器的冲击，改善三相电源的不平衡性，提高输入电源的功率因数（提高到0.75~0.85），这样进线电流的波形畸变大约降低28%~48%，是不加电抗器谐波电流的一半左右。
建议在下列情况下使用输入交流电抗器：
a.变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为10：1以上；
b.同一电源上接有晶闸管设备或带有开关控制的功率因数补偿装置；
c.三相电源的电压不平衡度较大（≥3％）。
1.1.2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）。主要是减小输入电流的高次谐波成分，提高输入电源的功率因数（提高到0.95）。此电抗器可与交流电抗器同时使用。
1.1.3输出电抗器（电机电抗器）。由于电机与变频器之间的电缆存在分布电容，尤其是在电缆距离较长，且电缆较粗时，变频器经逆变输出后调制方波会在电路上产生一定的过电压，使电机无法正常工作，可以通过在变频器和电机间连接输出电抗器来进行。
1.2选用适当滤波器。
在变频器输入、输出电路中，有许多高频谐波电流，滤波器用于抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传导，也可抑制外界无线电干扰以及瞬时冲击、浪涌对变频器的干扰。根据使用位置的不同可以分为输入滤波器和输出滤波器。输入滤波器有两种，线路滤波器和辐射滤波器：
1.2.1线路滤波器串联在变频器输入侧，由电感线圈组成，通过增大电路的阻抗减小频率较高的谐波电流；在需要使用外控端子控制变频器时，如果控制回路电缆较长，外部环境的干扰有可能从控制回路电缆侵入，造成变频器误动作，此时将线路滤波器串联在控制回路电缆上，可以消除干扰。
1.2.2辐射滤波器并联在电源与变频器输入侧，由高频电容器组成，可以吸收频率较高具有辐射能量的谐波成分，用于降低无线电噪声。线路滤波器和辐射滤波器同时使用效果更好。
输出滤波器串联在变频器输出侧，由电感线圈组成，可以减
小输出电流中的高次谐波成分，抑制变频器输出侧的浪涌电压，同时可以减小电动机由高频谐波电流引起的附加转矩。注意输出滤波器到变频器和电机的接线尽量缩短，滤波器亦应尽量靠近变频器。输出滤波器从结构上分LR滤波器单元和LC滤波器单元两种类型。
1.3采用多相脉冲整流。
在条件允许或是要求谐波在比较小的情况下，可采用多相整流的方法。12相脉冲整流的畸变大约为10%～15%，18相的为3%~8%，完全满足国际标准的要求。其缺点是需要专用变压器，不利于设备的改造，成本费用较高。
1.4减少或削弱变频器谐波的方法。
1.4.1当电机电缆长度大于50米或80米（非屏蔽）时，为了防止电机启动时的瞬时过电压，在变频器与电动机之间安装交流电抗器；
1.4.2当设备附近环境有电磁干扰时，加装抗射频干扰滤波器；
1.4.3使用具有隔离的变压器，可以将电源侧绝大部分的传导干扰隔离在变压器之前；
1.4.4合理布线，屏蔽辐射，在电动机与变频器之间的电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并和其他弱电信号线分走不同的电缆沟敷设，降低线路干扰，变频器使用专用接地线；
1.4.5选用具有开关电源的仪表等低压电器；
1.4.6在使用单片机、PLC等为核心的控制系统中，在编制软件的时候适当增加对检测信号和输出控制部分的信号滤波，以增加系统自身的抗干扰能力。
2结论
变频调速的应用使交流传动上了一个新台阶，但变频器谐波干扰也给设备稳定可靠运行带来潜在威胁，本文简要提出了抑制谐波的常用方法，将变频器产生的谐波控制在最小范围内，达到科学合理用电，抑制电网污染，提高电源质量。
参考文献
[1]秦旭东，王金全，陈晓宁，等.变频器谐波电流测试与分析[J].电气技术，2009.
[2]孙桂萍，徐良荣.供电系统中谐波危害与治理[J].电工电气，2009.
