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・02・No 12 Vol 120过 SPWM 三相变频调速电路的谐波分析摘 要 :在理论分析和电路仿真实验数据的基础上 ,总结出 SPWM 三相变频器谐波的分布特点 ,为变频 器输出滤波器设计提供了理论依据 ,并通过电路仿真实验予以验证 。
关键词 :变频器 ;正弦脉宽调制 ;谐波分析 ;滤波器交流电动机变频调速以其高效节能 ,调速性能好 ,易实现数字化控制等显著优点 ,在现代电力拖动系统中已得到广泛应用 。
由于系统能量变换的主要形式为 AC —DC —AC ( 交 —直 —交) 变换 。
而实现 DC —AC 环节变换的变频器 ,以脉宽调制 ( PWM) 技术为主流 。
因 PWM 技术所固有的脉冲性质 ,使输 出电压中谐波含量高 ,由此引起的负面效应 :使电机过热 、 压导致绝缘提前老化甚至击穿 ,产生机械振 动和噪声以及电磁干扰现象等 。
特别是在中压 、高压 、大容量变频调速系统中尤其严重 。
为消除其影 响 ,最简便有效的措施就是在变频器输出端装设低通滤波器 。
本文对目前应用最多的基于 PWM 下的 正弦脉宽调制 ( SPWM) 变频电路进行谐波分析 ,为变频器输出滤波器的设计提供理论依据 。
1 SPWM 三相变频器的电路结构及调制特性SPWM 三相变频调速电路主回路拓扑结构如图 1 (a) 所示,功率开关 P —MOSFET 管 T1 T6 组成三 相桥式逆变电路 ,其控制端 G1 G6 受 SPWM 波控制 ; 变频器输入直流 电 压 为 VD ( 由 三 相 整 流 装 置 提供) ,输出端经 RL C 滤波器与交流电动机相连接 。
控制电路采用 SPWM 调制方式 ,如图 1 ( b) 所示 。
利 用三角载波 u c 和三相正弦调制信号 u r 进行比较 ,在交点处产生驱动信号 V G1V G6 ,即 SPWM 波 。
当 变频器三相桥臂功率开关 T1 T6 在驱动信号控制下 ,工作于适时 、适式的通断状态时 ,输入直流电压被 转换成等幅而脉冲宽度按正弦函数关系变化的三相脉冲序列电压输出 ,其相电压为双极性脉冲 ,线电压 为单极性脉冲 。
高压变频器谐波的影响及处理发布时间：2021-07-05T11:02:37.533Z 来源：《基层建设》2021年第10期作者：陈思[导读] 摘要：分析了火电厂中高压变频器谐波产生的原因，并介绍谐波的危害，提出处理方法，将变频器产生的谐波控制在最小范围内，可以有效的提高电源质量。
大唐长春第二热电有限责任公司吉林长春 130031摘要：分析了火电厂中高压变频器谐波产生的原因，并介绍谐波的危害，提出处理方法，将变频器产生的谐波控制在最小范围内，可以有效的提高电源质量。
关键词：变频器；谐波；危害；措施变频器是火力发电厂中广泛应用的调速设备，采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显，调节方便等优点而被越来越多的应用。
由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载，变频器在现场通常与其它设备同时运行，例如计算机和传感器，这些设备常常安装得很近，这样可能会造成相互影响。
因此，变频器的非线性，冲击性用电的工作方式，带来的干扰问题亦倍受关注。
对于一台变频器来讲，它的输入端和输出端都会产生高次谐波，输入端的谐波会通过输入电源线对公用电网产生影响。
以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一，其对电力系统中电能质量有着重要的影响。
1 变频器谐波的产生谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。
谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率、幅度与相角。
谐波可以区分为偶次与奇次性。
在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
从结构来看，变频器可分为间接变频和直接变频两大类。
间接变频将工频电流通过整流器变成直流，然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流。
高压变频器的谐波分析作者: 来源: 转载发布时间: 2006-12-1 10:07:52高压变频器的整流和逆变线路都使用了电力电子器件的开关特性，在其输入和输出端都会产生波形畸变，对供电线路和负载电机造成有害的影响。
因此高压变频器的谐波含量是决定其性能和应用效果的重要参数之一。
在这一讲中，我们将对这种谐波影响的机理和消除方法作一介绍。
2.1 谐波对供电电源的影响对供电电源而言，高压变频器的开关特性形成一个非线性负载。
这种非线性负载改变了交流电力线路中电流的正弦波特性，从而在交流电力系统中产生有害的高次谐波。
这种谐波影响的机理如图1所示。
图中，PCC为配电线路的公共供电点，变频器为连接于该点的谐波源，其谐波电流经过电源内阻的耦合作用，造成PCC点交流电压的波动。
此谐波电压将使连接PCC点上的通讯设备、计算机及其他用电设备受到干扰，严重时不能正常工作。
又由于电源内阻Zs 的电阻极小，可忽略不计，基本上是一个电抗。
当电网上接有功率因数补偿器等电容负载时，电源电抗有可能和负载电容形成谐振，这个谐振频率接近于谐波源的某个谐波频率时，会在PCC点上产生很高的谐波电压。
为此，必须使变频器的谐波电流减小到一定程度，才不会对电路中的其他设备造成有害的影响。
2.2 IEEE-519简介为了限制变流装置对电力系统的谐波干扰，有利于电力电子装置的推广应用，世界各国都相继制定了有关的国家标准，以保证电网的供电质量。
其中最具权威性的是美国电气和电子工程协会(IEEE)制定并作为美国国家标准(ANSI)的IEEE-519。
IEEE-519在1981年首次颁布，称为“IEEE std.519-1981 关于静态功率变换器的谐波控制和无功补偿的指南”。
1992年经修订后又重新发布了“IEEE s td.519-1992”,称为“IEEE对电功率系统中谐波控制的要求和推荐标准”。
该标准详细分析了波形畸变的原因及其影响; 确定了判别畸变程度的参量; 制定了对电力系统中波形畸变的限制; 介绍了波形畸变的分析方法和控制措施等，对从事大功率变频调速系统开发和应用的工程技术人员具有指导性的作用。
变频器运行过程中产生谐波分析及治理实例摘要：电网中大量存在的非线性负荷是谐波产生的根源。
谐波电流注入电网，通过电网阻抗产生谐波压降，叠加在基波上引起电网的电压畸变。
对电子设备的影响是谐波的主要危害之一，本实例中主要问题为ABB厂家ACH550系列变频器投入运行后造成就近的电子设备及通信电缆无法正常工作，特别是通信线路数据上传后失真甚至无法正常显示。
经过对供电系统在四种运行方式下谐波含量的测量数据进行分析，正常运行时各次谐波含量较高，且由于改造项目现场通信电缆为同轴电缆，同轴电缆由于自身存在缺陷使得谐波的在系统中的影响更明显，后期经过现场整改措施，通过增加串联电抗器后滤波效果明显，有效减小了谐波的影响。
关键词：非线性负荷；谐波；同轴电缆；电抗器一、现场背景1.1 同轴电缆基带传输易出现的干扰原因基带传输的一个缺点就是抗干扰能力差，同轴电缆的屏蔽层对频率越低的电磁波的屏蔽作用越差，因此易受到广播干扰和低频电磁波的干扰。
1.1.1广播干扰同轴电缆在架空设置时，电缆线本身就成了一根很长的天线，在受到广播电磁波感应时，感应出电位差，这个电位差产生在电缆线屏蔽层两端（芯线也存在感生电位差，但很小），那么，屏蔽层、信号源内阻、芯线及芯线、75欧姆负载、屏蔽层形成了回路，这个电位差通过回路形成干扰电流，并在负载电阻75欧姆上形成干扰压降叠加到视频信号上。
这种干扰一般在几百KHz到几MHz，对图像产生较为稳定的网纹干扰，干扰频率越高，网纹越细越密，大于10MHz的干扰基本上不影响观看效果。
抑制这种干扰的最好办法是电缆埋地铺设，或采用铅包电缆，也可以采用具有外屏蔽层的对称平衡电缆作为传输线。
当只能采用同轴传输时，应使电缆线屏蔽层单端接地，同时在接收端设置对称输入的电缆补偿器。
采用高电平传输方法也可以很好地抑制广播干扰，方法是将1Vp-p的视频信号放大到5至8Vp-p后再进行传输，在接收端干扰电平相对于视频信号就减小了，传输的距离也可以更远。
对高压变频器工作产生高次谐波的治理分析在电力系统运行过程中，高压变频器是重要的供应设备之一现。
科学进行高压变频器谐波调控可减少电力传输体系的运维次数，提升区域电力供应的安全性。
由此，关于高压变频器谐波问题的有效处理，是电力系统自我更新的理论参考依据。
标签：高压变频器;高次谐波;治理引言随着高压变频器的推广应用，工业场所内使用高压变频器的设备越来越多，相应也产生了一些新的问题，其中高压变频器对电网的干扰严重影响了供电质量和设备的安全运行。
与一般无线电电磁干扰一样，变频器产生的高次谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合3种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。
1高压变频器作业产生高次谐波的危害与影响1.1危害随着工业生产技术不断提高，当今变频器在风机机组中的应用愈加广泛，除了有效提高了企业的生产效率，同时也增加了高次谐波影响。
高次谐波电流会在电力系统单重产生压降，导致电压变形变成非正弦谐波电压，这种情况不仅会导致风机机组及其相关设备磁滞以及涡流损耗增加，同时也会让绝缘材料承受较高的电压荷载。
由于风机机组中的铜材料非常多，而高次谐波会导致机组、变压器铜耗增加，所以在高次谐波影响下会导致电压升高，电力系统局部过热、机组运行增加电流等问题，加速输电线路绝缘体老化效率，减少了变压器的使用寿命。
同时，高压变频器在应用中产生了高次谐波，对电机电路系统也会造成影响，严重影响设备使用效率和性能，甚至对整个电力系统造成了影响。
如今，高压变频器产生的高次谐波对风机机组、电力系统的影响愈加明显，所以加强高次谐波治理不容忽视。
1.2影响生产企业中风机机组为了能够实现自动化控制，配备了IGBT高压大功率变频器。
在实际使用中，导致了新区变电所各级电力系统受到十分严重的高次谐波影响，严重影响电力系统安全运行。
并且自从高压变频器投入使用以来，出现了多次的电气故障问题。
通过对整个风机机组以及高压变频器运行参数来看，其主要的影响表现在以下几点：①通过分析是电缆电容作用导致谐波电流传递中产生并联放大情况。
关于变频器应用之中的谐波干扰与抑制分析变频器在实际的工业领域应用较为广泛，以其节能效果好、自动控制程度高受到了越来越多的关注。
但在实际的应用过程中，由于谐波干扰问题，导致变频器的效果会受到一定的影响，并有可能会对其他的设备造成影响，本文通过对变频器应用过程中的谐波干扰问题，对其抵制措施进行分析。
由于在变频器中使用了整流二极管与晶闸管等器件，在工作时会在输入输出电路中产生一定的高次谐波，对于电网将会形成一定的干扰，造成电压畸变，对邻近的电气设备造成影响，对于一些精密的仪器更是作用明显，最终导致控制对象有准确度出现较大偏差。
变频器多应用于大功率的机电设备中，干扰问题解决不好，将会对整个系统造成严重影响，所以需要对谐波干扰问题进行系统研究，并采取相关的措施解干扰问题，达到自动化控制的精确化。
变频器分类变频器从结构上来讲，主要分为间接变频器与直接变频器两种，间接变频，顾名思义，则是通过工频电流进行整流后变为直流，再通过逆变器变成可控的交流电。
直接变频器则没有中间的环节。
间接变频器是目前应用较多的，从结构上进行细分，主要有三种形式。
通过可控整流器对电压进行改变，把调压与调频分布在两个环节中；采用非控制整流器对谐波进行斩截，用脉宽来进行调压；第三是采用可宾从关断的全控器件输出特定波形来形成近似正弦波。
变频器谐波产生原理谐波主要是指对于周期性的非正弦电量在进行傅立叶级数分解时除了得到频率相同的分量外，还能够得到的大于基本波频率的分量。
谐波是一种干扰分量，对电网造成负面影响。
由于变频器中采用了晶闸管元件，在电网中吸取能量为非连续正纺波，以脉动的方式向电网获得电流，反馈回电网后，与系统的脉动电压叠加形成一定的波形畸变，其中的高频次谐波将会对供电系统造成一定的干扰。
谐波干扰分析变频器产生的谐波将沿着输入线路向上传导从而进入到电路，对电源上的其余电器形成干扰，另外还可能会向下传输，对终端的负载产生影响，变频器高次谐波通电缆会向空间进行辐射，对电气设备形成干扰，另外还可能会通过电磁感应、线路间的分布电容进行传播。
谐波分析仪WT3000应用实测：测量变频器效率谐波分析仪WT3000应用实测：测量变频器效率具有谐波分析功能的数字功率计WT3000可进行高精度、高测量效率，实现输入输出同步测量当对功率转换器进行效率测量时，能够同步测量输入和输出十分重要。
WT3000最多提供4个输入单元，同步测量单相输入/三相输出或三相输入/三相输出。
由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。
对于富含谐波的变频器输出的PWM波，其谐波主要集中在载波频率的整数倍附近，当载波频率高于基波频率40倍时，一般精度和带宽的谐波分析仪不能满足需要。
精确测量PWM电压波形的基波评估变频器驱动电机时，电压的基波成分是关键测量参数之一。
由于电压MEAN值(校准到rms值的整流平均值)的测量值与电压基波成分相似，所以电压MEAN值可用作正弦调制PWM 波形的电压测量。
但是近些年来，随着电机驱动技术的日益复杂，纯正弦调制PWM日益减少，经常出现电压平均值与基波电压相差较大的情况。
WT3000的可选谐波分析功能(/G5或/G6选件)可以在不改变测量模式的情况下，同时精确测量常规项目(如有功功率)以及基波和谐波成分。
无中线的相电压测量使用Delta计算功能(/DT选件)，无中线的被测对象以三相3线的接线方式测量，可以计算相电压。
WT3000的谐波分析功能具有更高的精度：测量仪器损耗修正功能测量设备的输入电阻产生的仪器损耗在理论上是无法避免的问题。
但是，通过在测量值中补偿潜在的仪器损耗，您可以打破传统观点，取得更高的测量精度。
以三相4线接线测量三相输入/三相输出时，您可以通过两台仪器同步测量输入和输出。
高压超高压电缆的电能质量与谐波分析随着电力工业的快速发展，高压超高压电缆在电力传输领域扮演着重要的角色。
然而，随之而来的电能质量问题和谐波问题也引起了广泛关注。
本文将对高压超高压电缆的电能质量和谐波进行分析，并探讨可能的解决方案。
首先，我们来了解一下什么是电能质量和谐波。
电能质量是指电力系统供电的稳定性和纯净性，包括电压和频率的稳定性、波形的纯净性等。
而谐波是指电网中不同频率的波形叠加在一起，导致电能质量下降，可能造成电力设备的故障和损坏。
高压超高压电缆的电能质量问题主要表现在以下几个方面。
首先，电压波动和频率变化可能影响供电设备的正常运行。
特别是在高压超高压电缆长距离传输时，电能损耗和电压降低会导致电压波动。
其次，电压波形的畸变可能产生谐波，导致电力设备产生噪声和振动，甚至损坏设备。
此外，高压超高压电缆的电能质量问题还可能对用户造成电磁辐射和干扰。
针对高压超高压电缆的电能质量和谐波问题，可以采取一些解决方案。
首先，加强电力系统的监测和管理，及时发现和解决潜在的电能质量问题。
通过安装合适的传感器和监测设备，可以实时监测电能质量，及早发现电压波动、谐波等问题。
其次，采用有效的补偿措施，改善电能质量。
例如，可以通过安装无功补偿设备，对电网中的功率因数进行调节，减少电能损耗和电压波动。
此外，还可以采用滤波器来减少谐波，保证电力设备的正常运行。
另一方面，在高压超高压电缆的设计和制造过程中，也可以采取措施来降低电能质量和谐波问题的发生。
首先，合理选择电缆的材料和制造工艺，提高电缆的传输效率和稳定性。
其次，进行电缆的合理敷设和接地，减少电磁辐射和干扰。
此外，还可以采用多层绝缘、屏蔽和隔离等技术，降低谐波的产生和传播。
在电力工业的发展中，高压超高压电缆的电能质量和谐波问题仍然是一个挑战。
因此，我们需要不断改进和优化电力系统的设计和管理，提高电能质量和谐波分析的能力。
只有这样，才能确保高压超高压电缆能够稳定可靠地传输电能，保证电力设备的正常运行。
技术与应用2016年第10期104变频器输出谐波对电缆绝缘影响的实例分析及对策杨 楠（中天合创化工分公司，内蒙古 鄂尔多斯 017317）摘要 以某化工公司合成橡塑装置101线挤压机电缆故障处理为工程实例，从变频器的工作原理出发，详细分析逆变器高次谐波的产生机理，进而对谐波函数进行功率运算，得出热效应积累加速电缆绝缘老化的结论，并结合预防性试验的工作经验，提出解决方案。
关键词：变频器；谐波；电缆；热效应；绝缘The Affection of Insulation for Power Cable by Harmonic ofTransducer Output Analysis and SolutionsYang Nan(Zhong Tian He Chuang Chemical Industry Company, Oldos, Inner Mongolia 017317)Abstract Regard one power cable fault of the 101th Line extruder generator pertained to one chemical corporation’s Synthetic Rubber And Plastic production unit as an instance. Start from the operating principle of transducer, analyze the mechanism of high-order harmonic produced by inverter, and then take a computational analysis of the harmonic functions’ power, reach a conclusion that accumulation of heating effect accelerates the cable insulation’s worse, and propose some effective solutions combined with the experiences of electric engineering precautionary tests.Keywords ：transducer; harmonic; cable; heat effect; insulation在2015年夏季的一次洪灾中，某化工公司合成橡塑装置8条生产线全部被洪水及淤泥严重侵蚀，其中101线在经过5天紧急抢修后投产，然而其挤压机电机电缆在运行54h 后发生短路故障，使生产线再次停工。
