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變頻器是工業(yè)調(diào)速領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，它將工頻50HZ變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行。變頻器完成交-直-交變換，由整流電路、逆變電路、控制電路組成，其中整流輸入部分及逆變輸出部分主要由非線性電力電子元件組成，在變頻器運(yùn)行時，會在輸入輸出側(cè)產(chǎn)生大量諧波。下面為大家介紹變頻器諧波干擾產(chǎn)生的原因及治理辦法。
一、變頻器的諧波從何而來
1、變頻器輸入端諧波產(chǎn)生機(jī)理
變頻器的主電路一般為交一直一交組成，外部輸入380V/50Hz的工頻電源經(jīng)三相橋路不可控整流成直流電壓，經(jīng)電容濾波及大功率晶體管開關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流電壓。在整流回路中，輸入電流的波形為不規(guī)則的矩形波，波形按傅立葉級數(shù)分解為基波和各次諧波，諧波次數(shù)通常為6n±1次高次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。如果電源側(cè)電抗充分小、換流重疊角"可以忽略，那么n次高次諧波為基波電流的1/n。
2、變頻器輸出端諧波產(chǎn)生機(jī)理
在逆變輸出回路中，輸出電流信號是受PWM載波信號調(diào)制的脈沖波形。對于GTR大功率逆變元件，其PWM的載波頻率為2-3kHz，而IGBT大功率逆變元件的PWM最高載頻可達(dá)15kHz。同樣，輸出回路電流信號也可分解為只含基波和其他各次諧波。
二、變頻器諧波的治理方法
為了消除變頻器諧波，主要采用以下對策：
治理變頻器諧波問題，抑制輻射干擾和供電系統(tǒng)干擾，可采取屏蔽、隔離、接地等技術(shù)手段。
1、安裝適當(dāng)?shù)碾娍蛊?/font>
在變頻器輸入側(cè)與輸出側(cè)串接合適的電抗器，吸收諧波和增大電源或負(fù)載的阻抗，達(dá)到抑制諧波的目的，以減少傳輸過程中的電磁輻射。 通過抑制諧波電流，將功率因數(shù)由原來的(0.5-0.6)提高至（0.75-0.85）；
2、電源隔離或安裝隔離變壓器
將變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨(dú)立，或在變頻器和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，切斷諧波電流；
3、變頻器正確的接地
正確的接地既可以使系統(tǒng)有效地抑制外來干擾，又能降低設(shè)備本身對外界的干擾。變頻器使用專用接地線，且用粗短線接地，鄰近其他電器設(shè)備的地線必須與變頻器配線分開，使用短線，這樣能有效抑制電流諧波對鄰近設(shè)備的輻射干擾；
4、縮短線路長度
縮短線路長度，電源線和信號線單獨(dú)敷設(shè)，避免交叉，不能避免時，必須垂直交叉，絕對不能平等敷設(shè)，信號線屏蔽層不接到電機(jī)或變頻器的地，而應(yīng)該接到控制線路的公共端；
5、安裝EMI電源濾波器
當(dāng)前抑制變頻器諧波的一個重要趨勢是采用EMI電源濾波器，它串聯(lián)或是并聯(lián)于主電路中，實時從補(bǔ)償對象中檢測出變頻器。諧波電流，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生 一個與該變頻器諧波電流大小相等、方向相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波電流。EMI電源濾波器能對頻率和幅值都變化的變頻器諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，其 特性不受系統(tǒng)的影響，無諧波放大的危險，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。
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