变频器谐波治理方案

低压变频器谐波产生机理和治理方法低压变频器是一种将交流电转换为可变频率、可变幅度交流电的电力电子设备，广泛应用于工矿生产、建筑、交通、机械等领域。

然而，低压变频器的使用会产生谐波问题，给用电设备和电网带来不利影响。

本文将主要介绍低压变频器谐波产生机理和治理方法。

1.非线性负载：低压变频器工作时会导致负载电流的非线性变化，使输入电流产生谐波波形，从而产生谐波。

2.绕组不平衡：低压变频器内部绕组的不平衡会导致谐波，这是由于线圈的不平衡将使线圈中存在电容和自感成分，从而产生谐波。

3.整流装置：低压变频器内部的整流装置会导致电流的非线性变化，从而产生谐波。

1.使用谐波滤波器：谐波滤波器是对低压变频器所产生的谐波进行衰减的设备。

谐波滤波器一般可分为被动谐波滤波器和主动谐波滤波器两种。

被动谐波滤波器是通过在谐波频率上接入谐波电路来达到谐波衰减的目的；主动谐波滤波器则是通过控制器来生成具有与谐波相反相位的电压来对谐波进行抵消。

2.接地处理：对变频器的各个全流程进行接地处理是有效减小谐波问题的方法。

可以采用不同的接地方式，如单点接地、多点接地等。

3.优化调试：低压变频器在设计和调试时，可以通过优化参数等手段来减小谐波问题。

例如优化电源分配、进行适当的线路匹配等。

4.加装隔离变压器：隔离变压器可以有效隔离谐波，减小谐波的影响。

一般来说，低压变频器的输出端加装隔离变压器是有效控制谐波的方法之一综上所述，低压变频器谐波的产生机理主要包括非线性负载、绕组不平衡和整流装置等方面，而治理谐波问题则可以采取谐波滤波器、接地处理、优化调试和加装隔离变压器等方法。

这些方法的使用可以有效地减小低压变频器谐波问题的影响，保障用电设备和电网的正常运行。

变频器谐波治理方案变频器是现代电力传动系统中的核心，其优点包括高效率、低噪声、易于控制和维护。

然而，变频器也会产生谐波，这会给电力系统带来一些问题，如加剧电网电压畸变、损坏设备等。

因此，需要制定一些变频器谐波治理方案来解决这些问题。

第一种谐波治理方案是使用谐波滤波器。

这种方法是通过添加一个LC谐波滤波器来滤除变频器产生的谐波。

通过选用合适的谐波滤波器，可以有效地减少电网的谐波含量，从而达到谐波治理的目的。

然而，谐波滤波器的成本较高，其安装和调试也相对复杂，需要专业的工程师来完成。

第二种谐波治理方案是使用变频器自带的谐波控制技术。

现代变频器通常都具有谐波控制技术，可以通过自带的谐波控制回路来降低谐波含量。

这种方法不需要额外的滤波器，可以减少成本和安装难度。

但需要注意的是，这种方法只适用于小功率的变频器，对于大功率的变频器，谐波控制技术并不是非常有效。

第三种谐波治理方案是使用多电平变频器。

多电平变频器通过使用多级电路来减少谐波含量。

这种方法可以有效地降低谐波含量，并且具有较低的电磁干扰和噪声。

然而，多电平变频器的成本和体积都相对较大，需要更高的设计和维护技术。

第四种谐波治理方案是采用无谐波变频器。

无谐波变频器通过使用原理与多电平变频器相似的PWM调制技术来消除谐波。

这种方法可以有效地消除谐波含量，并且不需要使用谐波滤波器或谐波控制技术。

但需要注意的是，无谐波变频器通常成本较高。

综上所述，针对变频器产生的谐波问题，我们有多种谐波治理方案可供选择。

具体选用哪种方案需要根据不同的应用场合和需求综合考虑。

无论选择何种方法，都需要确保谐波含量在电网允许范围内，并且满足国家相关标准和法规的要求。

变频器谐波抑制方法对小容量的通用变频器，高次谐波很少成为问题，但当使用的变频器容量大或数量多时，往往就会产生高次谐波电流和高次谐波干扰问题，因此对于高次谐波先采取适当的对策和预防措施是非常重要的。

1. 改善变频器结构可以从变频器自身硬件结构或者整个变频系统的构建方式和设备选择等方面考虑，从根本上减少变频系统注入电网的谐波、无功等污染。

(1) 变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独立，或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器;(2) 在整流环节采用多重化技术，提高脉波数，可以有效地提高特征谐波次数，降低特征谐波幅值。

对于大容量晶闸管变频器可以采取这种方法，利用多重化抑制流向电源侧的高次谐波;(3) 采用高频整流电路，改善整流波形，提高功率因数，直流电压可调节;(4) 逆变环节采用高开关频率高的电力电子器件，如MOSFET，IGBT等，可以提高载波频率比，抑制变频器输出端的高频谐波。

(5) 在逆变环节采用多重化技术，提高脉波数，使输出的电流电压波形更加接近正弦波。

但重数越多电路越复杂，可靠性会随之降低，三重化电路可以兼顾输出波形质量和设备可靠性，较理想。

2. 采用合适的控制策略从变频器控制器这一点出发，可采用更合适的控制策略或者在原来的控制策略基础上作点优化和改进，原理上更大限度地减少谐波的产生。

以实际应用中常用的正弦脉宽调制法(SPWM)法和特定消谐法(SHE)法为例。

根据SPWM基本理论，当调制波频率为fr，载波频率为fc，载波频率比N=fc/fr，单极性SPWM控制在输出电压中产生N-3次以上的谐波，双极性SPWM控制在输出电压中产生N-2次以上的谐波。

比如，N=25，采用单极性SPWM控制，低于22次的谐波全被消除，采用双极性SPWM控制，低于23次的谐波全被消除。

但输出电压频率较高的时候，由于受到元件开关频率的限制，N值不可能大，SPWM 控制的优势就不太明显了，这个时候选择SHE法可以在开关次数相等的情况下输出质量较高的电压、电流，降低了对输入、输出滤波器的要求。

谐波治理及无功补偿方案谐波治理及无功补偿方案随着现代电力系统的快速发展和应用，电力质量问题日益凸显。

其中一个主要问题就是谐波污染，谐波污染会对电力系统产生极大的危害，如烧毁电器设备、造成供电失灵等。

为了有效解决谐波污染问题，可以采用谐波治理及无功补偿方案。

一、谐波治理1.谐波发生的原因谐波是指电源产生的不同于基波频率的信号，其会把电力系统中的电压和电流形成很多波峰，属于高频电流。

2.谐波的产生谐波的形成，主要是由非线性负载所引起（例如变频器、电子电路等），这些负载会对输电线路上传输的电能进行畸变，导致电力系统中产生多余的波形。

3.谐波的危害谐波的危害十分显著，其主要表现为电力系统中的电器设备可能会受到烧毁的风险，从而引发一系列的安全事故和设备故障。

4.谐波治理方案（1）滤波器法：通过在负载侧增加合适的滤波器，可以去除输出信号中的高频波形，让电力系统中的电路保持基波同步。

（2）减小非线性负载法：由于非线性负载是谐波形成的主要原因，因此可以通过减少或替换负载器件，从而降低谐波的产生。

（3）提高系统阻抗法：当系统的阻抗增加时，电源的输出电流会减少，从而谐波的产生会得到一定的减少。

二、无功补偿1.无功补偿的原理无功补偿是一种电力系统中无功功率的调节方法，其通过连接电容器或电感器，来对补偿线路进行补偿，从而实现对无功功率的控制和调节。

2.无功功率的特点无功功率具有波动性和成段性的特点，这是由于电力系统中产生的无功功率主要受到负载方向或回路的变化所影响。

3.无功补偿的作用（1）提高功率因数：在无功补偿的情况下，系统的功率因数会有所提高，从而有效降低负载对电力系统的影响。

（2）降低电网损耗：通过对电路进行无功补偿，可以将电力系统中的无功功率转化为有用的有功功率，从而减少电网的能量损耗。

（3）提高电力系统的稳定性：无功功率的波动会影响电力系统的稳定性，因此，通过无功补偿，可以有效地提高电力系统的稳定性。

4.无功补偿方案（1）串联电容补偿法：通过在电路中增加合适的等效容值，可以将谐波电流从发电端分流到电容器中。

变频器的谐波干扰与抑制办法变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变，结果是在输入输出回路产生电流高次谐波，干扰供电系统、负载及其他邻近电气设备。

在实际使用过程中，经常遇到变频器谐波干扰问题，下面简单介绍谐波产生的机理、传播途径及有效抑制干扰的方法。

一、变频器谐波产生机理变频器的主电路一般为交-直-交组成，外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压信号，经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。

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各次谐波，其中的高次谐波将干扰输入供电系统。

在逆变输出回路中，输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形，对于GTR大功率逆变元件，其PWM的载波频率为2～3kHz，而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。

同样，输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波，而高次谐波电流对负载直接干扰。

另外高次谐波电流还通过电缆向空间辐射，干扰邻近电气设备。

二、抑制谐波干扰常用的方法谐波的传播途径是传导和辐射，解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离；解决辐射干扰就是对辐射源或被干扰的线路进行屏蔽。

具体常用方法：（1）变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独立，或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器，切断谐波电流。

（2）在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器，或安装谐波滤波器，滤波器的组成必须是LC型，吸收谐波和增大电源或负载的阻抗，达到抑制谐波的目的。

（3）电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并与其他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设，避免辐射干扰。

（4）信号线采用屏蔽线，且布线时与变频器主回路控制线错开一定距离（至少20cm以上），切断辐射干扰。

（5）变频器使用专用接地线，且用粗短线接地，邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开，使用短线。

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变频器谐波的危害及解决措施◎王宏泰常识李玖洋工业化的生产使变频器的应用范围进一步扩大，变频器主要使用于工业领域的调速传动。

它与以往的机械调速相比有着巨大的优势。

但由于其逆变电路开关的特性，对自身的供电电源就形成了一个典型的非线性负荷，因为他通常不是单独使用，与其配套的设备共同使用。

又因为这些设备的安装距离一般都比较近，这样就造成了互相影响。

所以，以变频器为主要使用用途的电子电力设备是公用电网中谐波产生的重要来源，影响着电力系统的电能损耗。

一、变频器结构原理和谐波产生的原因典型变频器的原理框图尽管国内目前应用的变频器外观不同，结构各异，但基本电路结构是相似的，主要有：l .主电路。

对低压变频器来说，其主电路几乎均为电压型交一直一交电路。

它由三相桥式整流器（即AC /DC 模块）、滤波电路（电容器C ）、制动电路（晶体管V 及电阻R ）、三相桥式逆变电路（IGBT 模块）等组成。

电压型变频器是以电压源向交流电动机提供电功率的，优点是不受负载功率因数或换流的影响。

缺点是负载出现短路或波动时，容易产生过电流，烧损模块，故必须在极短时间内采取保护措施，且只适用单方向传送，不易实现能量回馈。

2.驱动板。

由IGBT 的驱动电路、保护电路、开关电源等组成3.主控板。

由CPU 故障信号检、I/O 光偶合电路、A/D 和D/A 转换、EPROM、16MHz 晶振、通信电路等组成，多数采用贴片元件（SMT ）波峰焊接技术。

4.操作盘及显示。

输入I/O 操作信号，用LED （或LCD ）来显示各种状态。

5.电流传感器。

用以得到电流信号。

变频器的制造原理是把频率50赫兹的直流电转化成为各种频率的交流电源，用来实现电机变速运行的设备。

其中主电路的控制由控制电路完成，变频器设备装置主要控制交流异步电机的变速运行，调速范围大、安全可靠、能源节约效果显著；其工作原理就是目前使用较为广泛的依旧是交-直-交变频器。

变频器使用的主电路是交-直-交，经过三相不可控整流成为直流电压。

变频器谐波抑制方法变频器是一种用于控制电动机转速的设备，能够改变电源频率，实现电机的速度调节。

然而，变频器在使用过程中会产生谐波，这些谐波会对电网和其他设备造成不良影响。

为了解决变频器谐波问题，人们提出了以下几种抑制谐波的方法。

1.有源滤波技术：有源滤波是一种通过在变频器输出端配置主动滤波器来消除谐波的方法。

主动滤波器通过监测变频器输出电流，产生等幅反向相位电流，以抵消谐波电流，实现谐波抑制。

这种方法可以有效地去除谐波，但成本较高。

2.无源滤波技术：无源滤波是一种通过电感、电容和电阻等元件构成的无源滤波器来消除谐波的方法。

无源滤波器能够通过选择不同的滤波器参数来抑制不同谐波频率，从而减少谐波对电源和其他设备的干扰。

这种方法成本较低，但只能抑制特定谐波频率。

3.直流耦合技术：直流耦合技术又称为谐波电流恢复技术，是一种将变频器输出电流通过电感等元件耦合到直流电路的技术。

直流电路通过整流滤波器将输出电流转化为直流电，然后再由逆变器将直流电转化为交流电，从而实现谐波电流的恢复。

这种方法可以有效地消除谐波，但对系统稳定性要求较高。

4.直接耦合技术：直接耦合技术是一种将变频器输出电压通过电容等元件耦合到电源网的技术。

电容通过对电流的调制和滤波，可以降低谐波电流对电网和其他设备的干扰。

这种方法成本较低，但对电容参数要求较高。

5.多电平逆变技术：多电平逆变技术是一种将变频器输出电压分解为多个不同电平的交流电压，从而抑制谐波的方法。

多电平逆变技术能够减少电压谐波含量，降低谐波对电网和其他设备的影响。

这种方法适用于大功率变频器，但成本较高。

6.软开关技术：软开关技术是一种利用电路元件的能量储存和释放特性，实现谐波抑制的方法。

软开关技术通过控制开关管的开关时间和频率，减少谐波电流的产生和传输，从而降低谐波对电网和其他设备的干扰。

这种方法成本适中，但对开关管的选择和控制要求较高。

总之，变频器谐波抑制方法有很多种，每种方法都有各自的优缺点，选择合适的方法需要考虑谐波频率、成本和实施难度等因素。

变频器谐波治理方案对比在实际应用中，变频器有时会产生一些谐波问题，这对电网和其他设备的正常运行造成了一些不良影响。

因此，为了解决这些谐波问题，需要采取一些谐波治理方案。

本文将分析和比较几种常见的谐波治理方案，包括滤波器、变压器和有源滤波器。

首先，滤波器是一种常见的谐波治理方案。

滤波器可以通过滤波作用将谐波电流从变频器中滤除，从而减少谐波对电网和设备的影响。

滤波器有两种类型，一种是谐波电流滤波器，另一种是谐波电压滤波器。

谐波电流滤波器广泛应用于各种设备，可以有效地滤除谐波电流，但其本身也会产生一些损耗。

谐波电压滤波器主要用于工厂和办公楼等大型建筑，可以减少谐波对电网的影响。

滤波器的优点是结构简单、成本较低，但其滤波效果相对较弱，只能对谐波电流进行滤除，无法对谐波电压进行处理。

其次，变压器也是一种常见的谐波治理方案。

变压器可以通过改变电压比例来滤除谐波电流，减少谐波对电网的影响。

变压器主要有两种类型，一种是谐波电流变压器，另一种是谐波电压变压器。

谐波电流变压器可以有效地滤除谐波电流，但其成本较高，适用于一些对电网和设备影响较大的场合。

谐波电压变压器主要用于工业和商业领域，可以减少谐波对电网和设备的影响。

变压器的优点是结构简单、成本适中，但其谐波滤波能力有限，无法对所有谐波进行处理。

最后，有源滤波器是一种新型的谐波治理方案。

有源滤波器通过控制电流和电压的相位和幅值来滤除谐波电流和电压，从而减少谐波对电网和设备的影响。

有源滤波器主要有两种类型，一种是电流型有源滤波器，另一种是电压型有源滤波器。

电流型有源滤波器可以根据谐波电流的幅值和相位来生成与之相反的电流，从而相互抵消，实现谐波滤波的效果。

电压型有源滤波器可以根据谐波电压的幅值和相位来生成与之相反的电压，从而相互抵消，实现谐波滤波的效果。

有源滤波器的优点是能够对各种谐波进行有效滤除，滤波效果好，但其成本较高，适用于一些对电网和设备影响较大的场合。

综上所述，滤波器、变压器和有源滤波器都是常见的谐波治理方案。