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变频器谐波产生与抑制 　　摘要：随着工业生产自动化技术的逐步提高，变频器使用范围的逐步加大，变频器高次谐波带来的电磁干扰和污染问题也越来越严重，变频器系统的谐波干扰和污染问题也越来越突出，尤其是在高精度仪表和微电子控制系统等应用中，谐波干扰问题尤为突出。怎样处理好变频器系统的谐波污染对于变频器的进一步推广应用，特别是在对谐波污染要求高的场所尤为关键，本文针对变频器谐波干扰的防范与处理措施进行了研究。关键词：变频器；高次谐波；干扰；隔离#8226; 　　Abstract: How to deal with the harmonic pollution of the inverter system for the further application of the inverter, especially in places which require the high harmonic pollution, this paper analyzes the prevention and treatment measures of the inverter harmonic interference were studied.Key words: converter; high harmonic; interference; isolation 　　 　　中图分类号：R472.6文献标识码：A文章???号：2095-2104（2012） 　　 一、变频器谐波产生机理 　　 在电源侧有整流回路的非线性设备，都将因其非线性而产生高次谐波。变频器的主电路一般为交-直-交组成，外部输入的工频电源经晶闸管三相桥路整流成直流，经电容器滤波后逆变为频率可变的交流电。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高次谐波，谐波次数通常为6N±1。如果电源侧电抗换流重叠!可以忽略，那么第次高次谐波电流的有效值为基波电流的1/K。 　　 二、高次谐波危害 　　 谐波问题由来已久，近年来这一问题由于两个因素的共同作用变得更加严重，这两个因素是：工业界为提高生产效率和可靠性而广泛使用变频器等电力电子装置，使得与晶闸管相关设备的使用迅猛增长，并伴随着谐波源的同步增加和放大；电力用户为改善功率因数而大量增加使用电容器组，并联电容器以谐振的方式加重了谐波的危害。 　　 非线性负荷产生的谐波电流注入电网，使变压器低压侧谐波电压升高，低压侧负荷由于谐波干扰而影响正常工作，另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其他用户。 　　 在三相回路中，3的整数倍次谐波电流是零序电流，零序电流在中性线中是相互叠加的。零序谐波电流主要是由三相四线制非线性设备产生的，使供电系统中的中性线电流很大。当中性线上有较大的谐波电流时，中性导线的阻抗在谐波下能产生大的中性线电压降，此中性线电压降以共模干扰形式干扰计算机和各种微电子系统的正常工作，使控制设备和精密仪器工作不可靠，且故障率高。高次谐波的危害具体表现在以下几个方面： 　　 1）变压器。谐波电流和谐波电压将增加变压器铜损和铁损，结果使变压器温度上升，影响绝缘能力，造成容量裕度减小，谐波还能产生共振及噪声。 　　 2）异步电动机。谐波同样使电动机铜损和铁损增加且温度上升，同时谐波电流会改变电磁转距，产生振动力矩，使电动机发生周期性转速变动，影响输出效率并发出噪声。 　　 3）开关设备。由于谐波电流使开关设备在起动瞬间产生很高的电流变化率，使暂态恢复峰值电压增大，破坏绝缘，还会引起开关跳脱并引起误动作。保护电器电流中含有的谐波会产生额外转距，改变电器动作特性，引起误动作，甚至改变其操作特性或烧毁线圈。 　　 4）计量仪表。计量仪表因为谐波会造成感应盘产生额外转矩，引起误差，降低精度甚至烧毁线圈。5）电力电子设备。电力电子设备通??靠精确电源零交叉原理或电压波形的形态来控制和操作，若电压有谐波成分时，零交叉移动或波形改变以致造成许多误动作。计算机和一些其他电子设备，通常要求总谐波电压畸变率小于5%，且个别谐波电压畸变率低于3%，较高的畸变量可导致控制设备误动作，进而造成生产或运行中断，导致较大的经济损失。 　　 6）电力电缆。高频谐波电流会在导体中引起集肤效应，产生额外温升增加铜耗。特别是零序的(次谐波电流在中性线中是相互叠加的，使供电系统中的中性线电流很大，有的中性线上的电流还会超过相电流，使中性线发热，加速绝缘层老化，甚至引起火灾。此外当中性线上有较大的谐波电流时，导线的阻抗能产生大的中性线电压降，干扰各种微电子系统的正常工作。 　　 7）电力电容器。高次谐波由于频率增大，电容器对高次谐波阻抗减小，因过电流而导致温度升高过热甚至损坏电容器；电容器与系统中的感性负荷