近年來(lái)，由于調(diào)速和節(jié)能的需要，越來(lái)越多的場(chǎng)合用到了變頻調(diào)速技術(shù)。它利用電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸入電源的頻率是線性關(guān)系這一原理，將50HZ的市電通過(guò)整流和逆變轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的電源，供給異步電動(dòng)機(jī)。采用變頻器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)因其節(jié)能效果明顯、調(diào)節(jié)方便、維修簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點(diǎn)，而被越來(lái)越多的應(yīng)用，但在實(shí)際使用過(guò)程中，經(jīng)常遇到變頻器諧波干擾問(wèn)題，下面簡(jiǎn)單介紹諧波的產(chǎn)生、危害以及有效抑制干擾的方法。

　　一、變頻器諧波的產(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信號(hào)，經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開(kāi)關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號(hào)。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(jí)數(shù)分解為基波和各次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。在逆變輸出回路中，輸出電流信號(hào)是受PWM載波信號(hào)調(diào)制的脈沖波形，對(duì)于GTR大功率逆變?cè)?，其PWM的載波頻率為23KHZ，而IGBT大功率逆變?cè)腜WM比較高載頻可達(dá)15KHZ.同樣，輸出回路電流信號(hào)也可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波，而高次諧波電流對(duì)負(fù)載直接干擾。

　　另外，高次諧波電流還通過(guò)電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設(shè)備。

　　二、變頻器諧波干擾的危害1，諧波對(duì)電源電網(wǎng)產(chǎn)生干擾變頻器諧波對(duì)公用電網(wǎng)是一種污染，諧波電流輸入給電網(wǎng)電壓，會(huì)引起公用電網(wǎng)局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，使公用電網(wǎng)的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的使用率，大量的三次諧波流過(guò)中線時(shí)會(huì)使線路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)。

　　諧波對(duì)變壓器產(chǎn)生干擾電流諧波將增加銅損，電壓諧波將增加鐵損，綜合效果是使變壓器溫度上升，影響其絕緣能力，并造成容易裕度減小。諧波也可引起變壓器繞組及線間電容之間的共振，及引起鐵心磁通飽和或歪斜，而產(chǎn)生噪聲。

　　諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)負(fù)載產(chǎn)生干擾一般工頻電源供電的電動(dòng)機(jī)，因?yàn)槎ㄗ与妷汉碗娏鞫际菢?biāo)準(zhǔn)的正弦波，不含諧波成份，所以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無(wú)脈動(dòng)。但當(dāng)由變頻器對(duì)電機(jī)供電時(shí)，如果變頻器輸出電流中含有諧波成份，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩就會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)。以6相電流變頻器為例，其輸出電流波形中包含6k*1（k=1，2…）的諧波，因而電動(dòng)機(jī)就會(huì)產(chǎn)生頻率為定子電流基本頻率6k倍的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。對(duì)一般負(fù)載，這樣大小的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩影響不大。但如果電機(jī)要求在低速下運(yùn)行（<2HZ）時(shí)，有可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)速不均勻。對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵等泵類負(fù)載，如果在調(diào)速范圍內(nèi)，某個(gè)機(jī)械部件的固有振蕩頻率和脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的頻率一致的話，該內(nèi)部將發(fā)生諧振，會(huì)對(duì)設(shè)備造成潛在的損傷，并產(chǎn)生噪聲，因此有必要在事先做出轉(zhuǎn)矩分析，避免上述情況發(fā)生。

　　主要可能產(chǎn)生諧振的構(gòu)件有：帶內(nèi)部冷卻葉片的主軸主軸固有振蕩頻率一般低于幾十赫茲，但葉片等構(gòu)件的固有振蕩頻率可能較高?？赏ㄟ^(guò)改變連接剛性和增加阻尼來(lái)解決。

　　風(fēng)機(jī)和水泵的葉輪和葉片。

　　大的平板形外罩，殼體等是主要噪聲諧振的來(lái)源。可通過(guò)加強(qiáng)力和橡皮墊來(lái)解決。

　　變頻器輸出電流諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響，還表現(xiàn)在噪聲過(guò)大和發(fā)熱超標(biāo)。因此，對(duì)由含有諧波供電的電動(dòng)機(jī)，即使諧波達(dá)到了一定標(biāo)準(zhǔn)，也應(yīng)根據(jù)情況，適當(dāng)保留一定的余量。

　　諧波對(duì)保護(hù)電器產(chǎn)生干擾在變頻器輸入，輸出引線和電機(jī)內(nèi)部均存在分布電容，且變頻器使用的載波頻率較高，因此變頻器的對(duì)地漏電流較大，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致保護(hù)電器誤動(dòng)作，造成不必要的供電中斷和生產(chǎn)損失。

　　諧波對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備產(chǎn)生干擾由于諧波電流的存在，開(kāi)關(guān)設(shè)備在起動(dòng)瞬間產(chǎn)生很高的di/dt的電流變化率，致使增加暫態(tài)恢復(fù)電壓的峰值，以致破壞絕緣。

　　諧波對(duì)計(jì)量?jī)x表和通訊系統(tǒng)造成干擾諧波會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確，產(chǎn)生計(jì)量誤差，會(huì)對(duì)臨近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，降低通訊質(zhì)量。

　　三、變頻器諧波干擾的抑制變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波，對(duì)系統(tǒng)其他設(shè)備干擾性較強(qiáng)。其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要分為電磁輻射、傳導(dǎo)、感應(yīng)耦合等。解決輻射干擾就是對(duì)輻射源或被干擾的線路進(jìn)行屏蔽，解決傳導(dǎo)干擾主要是在電路中把傳導(dǎo)的高頻電流濾掉或者隔離。具體常用方法：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，通常是在電源和放大器電路之間的電源線上采用隔離變壓器以免傳導(dǎo)干擾，電源隔離變壓器可應(yīng)用噪聲隔離變壓器。

　　使用適當(dāng)?shù)碾娍蛊髟谧冾l器輸入回路內(nèi)串入電抗器用來(lái)抑制較低諧波電流，根據(jù)接線位置的不同，主要分為交流電抗器和直流電抗器兩種。

　　在變頻器的輸入及輸出側(cè)加濾波器，可以濾去高次諧波。除傳統(tǒng)的無(wú)源濾波器（LC濾波器）目前還在應(yīng)用外，諧波抑制的一個(gè)重要趨勢(shì)是采用有源電力濾波器。它串聯(lián)或是并聯(lián)于主電路中，實(shí)時(shí)補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等，方向相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償不受電網(wǎng)阻抗的影響，因此受到廣泛重視。

　　屏蔽干擾源是抑制干擾的比較有效的方法。

　　通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，阻止電磁干擾泄漏。輸出線比較好用鋼管屏蔽，特別是外部信號(hào)控制變頻器時(shí)，要求信號(hào)線盡可能短，且采用雙芯屏蔽以降低共模干擾，并與主電路及控制回路完全分離，決不能放于同一配管或線槽內(nèi)。周圍電子敏感設(shè)備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。

　　一般將控制電纜與主回路電纜或其它動(dòng)力電纜分離鋪設(shè)，分離距離通常在30cm以上，分離困難時(shí)，將控制電纜穿過(guò)鐵管鋪設(shè)。如果控制電路連接線必須和電源電纜交叉，應(yīng)成90*交叉布線。

　　選用具有開(kāi)關(guān)電源的儀表等低壓設(shè)備一般開(kāi)關(guān)電源的抗電源傳導(dǎo)干擾的能力都比較強(qiáng)，在選用控制系統(tǒng)的電源設(shè)備。或選用控制用電器的時(shí)候，盡量采用具有開(kāi)關(guān)電源類型的。

　　在條件允許或是要求諧波限制比較小的情況下，可配置脈波整流器，滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　正確的接地變頻器使用專用接地線和專設(shè)的接地端子，接地點(diǎn)要與其它動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開(kāi)，不能共地。并盡量減少接地端子引接點(diǎn)的電阻。

　　四、抑制諧波干擾實(shí)例某紡紗機(jī)采用交流變頻器（EVF8拖動(dòng)，并由西門子公司的S7-216型PLC通過(guò)自由端口通信方式改變變頻器的內(nèi)部參數(shù)，以獲得相應(yīng)的工藝運(yùn)行曲線。在調(diào)試中，發(fā)生通訊錯(cuò)誤，且連續(xù)將PLC通信端口損壞。

　　故障分析電路連接見(jiàn)。屏蔽信號(hào)線未接地，從而使變頻器高次諧波干擾引入通信線路并產(chǎn)生電流，導(dǎo)致通信錯(cuò)誤，并可能損壞PLC通信接口。

　　解決辦法將電路連接改接為。即除將變頻器的LECOM串口信號(hào)線71和72點(diǎn)與PLC的串口PORT1信號(hào)線3和8插接相連外，（下轉(zhuǎn)第7 4頁(yè)）Frame-relayadaptive-shapingbecn命令使用來(lái)自幀中繼交換機(jī)的后向顯式擁塞通知（BECN）作為擁塞后向通知機(jī)制。流量整形將適應(yīng)這些通知。frame-relaycir命令設(shè)置CIR為64kbit/sDframe-relaybc設(shè)置承諾突發(fā)速率小可接收的CIR為56kbit/s.上海體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1997.2王誠(chéng)。發(fā)球區(qū)擴(kuò)大后女排發(fā)球戰(zhàn)術(shù)變化初探。

　　成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1995.4宋凱。對(duì)我國(guó)女排四項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的分析與評(píng)價(jià)。體育科學(xué)1990.1姜大勇。世界女子排球四強(qiáng)網(wǎng)上進(jìn)攻實(shí)力評(píng)估。中國(guó)體育科技，1999.10高健，王江云?，F(xiàn)代排球技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探略。中國(guó)排球，1999.6汪嘉偉。現(xiàn)代排球技戰(zhàn)術(shù)變化之我見(jiàn)。中國(guó)排體育學(xué)院通用教材編寫(xiě)組。排球運(yùn)動(dòng)。北京：人民出版社，1998曾傅。從分段法探討中國(guó)女排與世界強(qiáng)隊(duì)之間的差距。上海體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2002.4鐘雯。跳發(fā)球在女子排球比賽中的運(yùn)用效果研究。中國(guó)體育科技，2002.1祁國(guó)鷹，徐明，張明立。使用體育統(tǒng)計(jì)。

　　北京：北京體育大學(xué)出版社，1995（上接第68頁(yè)）LECOM端屏蔽線與88點(diǎn)相接，PORT1端屏蔽線與D點(diǎn)相連，再利用“一點(diǎn)接地”法與比較近有效專用接地點(diǎn)C相連，從而使通信系統(tǒng)獲得良好的抗干擾能力。采取上述措施后，故障隨之排除。

　　五、降低變頻器諧波的措施降低變頻器諧波電流對(duì)電網(wǎng)電壓的影響，比較根本的方法是盡可能減少以至消除變頻器本身電流的波形畸變。為此開(kāi)發(fā)低諧波的變頻器產(chǎn)品，使其達(dá)到或超過(guò)IEEE-519標(biāo)準(zhǔn)非常重要。目前，己在產(chǎn)品中得到應(yīng)用的低諧波技術(shù)歸納如下：逆變單元的并聯(lián)多元化采用兩個(gè)或多個(gè)逆變單元并聯(lián)，通過(guò)波形移位疊加，抵消諧波分量。

　　整流電路的多重化在PWM變頻器的輸入整流電路中采用12脈波，18脈波或24脈波的整流，以減小諧波。

　　功率單元的串聯(lián)多重化采用多脈波（如30脈波）的串聯(lián)功率單元多重化線路，可將其諧波減到很小。

　　探討新的變頻調(diào)制方法如電壓矢量的變形調(diào)制。

　　總之，要消除諧波污染，除了要采取有效的控制措施外，還要在設(shè)計(jì)、制造和使用非線性負(fù)載時(shí)，采取有力的諧波控制措施，從而減少由于諧波帶來(lái)的損失。